近場通信(Near-field communication,NFC),又稱近距離無線通信,是一套通信協議,讓兩個電子設備(其中一個通常是移動設備,例如智能手機)在相距幾厘米之內進行通信。
NFC 被用于非接觸支付系統,如同過去的信用卡與電子票券智能卡一般,將允許移動支付取代或支持這類系統。NFC 應用于社交網絡,分享聯系方式、照片、視頻或文件。具備 NFC 功能的設備可以充當電子身份證和鑰匙卡。NFC 提供了設置簡便的低速連接,也可用于引導能力更強的無線連接。
概述
近場通信技術由非接觸式射頻識別(RFID)演變而來,由飛利浦半導體(現恩智浦半導體)、諾基亞和索尼共同研制開發,其基礎是RFID及互連技術。近場通信是一種短距高頻的無線電技術,在13.56MHz頻率運行于20厘米距離內[4]。其傳輸速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三種。目前近場通信已通過成爲ISO/IEC IS 18092國際標准、EMCA-340標准與ETSI TS 102 190標准。NFC采用主動和被動兩種讀取模式。
每一個完整的NFC設備可以用三種模式工作:
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卡模擬模式(Card emulation mode):
這個模式其實就是相當于一張采用RFID技術的IC卡。
[來源請求]可以替代現在大量的IC卡(包括信用卡)場合商場刷卡、IPASS、門禁管制、車票、門票等等。此種方式下,有一個極大的優點,那就是卡片通過非接觸讀卡器的RF域來供電,即便是寄主設備(如手機)沒電也可以工作。NFC設備若要進行卡片模擬(Card Emulation)相關應用,則必須內置安全組件(Security Element, SE)之NFC芯片。
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讀卡器模式(Reader/Writer mode):作爲非接觸讀卡器使用,比如從海報或者展覽信息電子標簽上讀取相關信息。
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點對點模式(P2P mode):這個模式和紅外線差不多,可用于數據交換,只是傳輸距離較短,傳輸創建速度較快,傳輸速度也快些,功耗低(藍牙也類似)。將兩個具備NFC功能的設備鏈接,能實現數據點對點傳輸,如下載音樂、交換圖片或者同步設備地址薄。因此通過NFC,多個設備如數位相機、PDA、計算機和手機之間都可以交換資料或者服務。
與藍牙的比較
NFC | 藍牙 | 低功率藍牙 | |
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RFID兼容 | ISO 18000-3 | active | active |
標准化機構 | ISO/IEC | Bluetooth SIG | Bluetooth SIG |
網絡標准 | ISO 13157 etc. | IEEE 802.15.1 | IEEE 802.15.1 |
網絡類型 | Point-to-point | WPAN | WPAN |
加密 | not with RFID | available | available |
範圍 | < 0.2 m | ~10 m (class 2) | ~1 m (class 3) |
頻率 | 13.56 MHz | 2.4-2.5 GHz | 2.4-2.5 GHz |
Bit rate | 424 kbit/s | 2.1 Mbit/s | ~1.0 Mbit/s |
設置程序 | < 0.1 s | < 6 s | < 0.006 s |
功耗 | < 15mA (read) | varies with class | < 15 mA (xmit) |
NFC和藍牙都是短距離通信技術,而且都被集成到移動電話。但NFC不需要複雜的設置程序。NFC也可以簡化藍牙連接。
NFC略勝藍牙的地方在于設置程序較短,但無法達到低功率藍牙(Bluetooth Low Energy)的傳輸速率。在兩台NFC設備相互連接的設備識別過程中,使用NFC來替代人工設置會使創建連接的速度大大加快:少于十分之一秒。NFC的最大數據傳輸量424 kbit/s遠小于Bluetooth V2.1(2.1 Mbit/s)。雖然NFC在傳輸速度與距離比不上藍牙(小于20 cm),但相應可以減少不必要的幹擾。這讓NFC特別適用于設備密集而傳輸變得困難的時候。
相對于藍牙,NFC兼容于現有的被動RFID(13.56 MHz ISO/IEC 18000-3)設施。NFC的能量需求更低,與藍牙V4.0低功耗協議類似。當NFC在一台無供電的設備(比如一台關機的手機,非接觸式智能信用卡,或是智能海報)上工作時,NFC的能量消耗會要大于低功率藍牙V4.0。
對于移動電話或是行動消費性電子産品來說,NFC的使用比較方便。NFC的短距離通信特性正是其優點,由于耗電量低、一次只和一台機器鏈接,擁有較高的保密性與安全性,NFC有利于信用卡交易時避免被盜用。NFC的目標並非是取代藍牙等其他無線技術,而是在不同的場合、不同的領域起到相互補充的作用。
可利用NFC通信的操作系統與軟件
Android
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Android Beam
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由Google及OHA制定,利用內置NFC芯片、並使用Android操作系統的設備間互相通信、傳輸網址、Google地圖信息、聯系人信息(vCard)或圖片。此功能限定Android 4.0以上的設備才可使用。
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S Beam
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由Samsung制作,目前僅內置于部分Samsung生産的Android設備上,當兩只內置S Beam的手機利用NFC通信後,便會打開Wi-Fi Direct功能進行高速傳輸,甚至可傳輸大容量的音樂、視頻文件案。與其功能類似的軟件如Majed Alhajry制作的Super Beam。
Windows Phone 8
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觸摸+發送
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適用于內置NFC功能的Windows Phone 8設備,可利用NFC與藍牙功能傳輸網址、圖片、視頻或聯系人數據。
Windows 10 Mobile
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觸摸+發送
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適用于內置NFC功能的Windows 10 Mobile設備,可利用NFC與藍牙功能傳輸網址、圖片、視頻、聯系人數據和文件。
Windows 8和Windows 8.1
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觸摸並發送
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部分發售的Windows 8筆記本電腦內置NFC功能,使其能與其他Windows 8/8.1/10筆記本電腦、移動設備進行通信。
Windows 10
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觸摸並發送
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部分發售的Windows 10或windows8/8.1升級的筆記本電腦內置NFC功能,使其能與其他Windows 8/8.1/10筆記本電腦、移動設備進行通信。
iOS
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Apple Pay
商務應用
中國大陸
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銀聯雲閃付(Quick Pass):閃付是中國銀聯推出的一種非接觸式支付方式,基于NFC HCE卡模擬技術,可以在無卡情況下使用支持NFC的手機完成小額交易,目前在中國大陸已經應用在包括餐飲、零售、公共交通等多領域。蘋果Apple Pay在中國大陸區的交易方式便是采取閃付通道完成的。
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白條閃付:京東金融推出的一種非接觸式支付方式。
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MI Pay:小米錢包推出的一種非接觸式支付方式。
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各地區陸續開通的公共交通卡閃付方式。
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中國香港
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八達通移動電話卡(Octopus Mobile SIM):八達通卡有限公司宣布由2013年10月10日起聯同電訊盈科移動通信推出八達通移動電話卡。此服務目前支持20款Sony、10款LG、15款Samsung及5款HTC智能手機,八達通首席執行官張耀堂表示會繼續測試其他手機及與其他電信商商討合作。用戶只需將八達通移動電話卡插入手機,並將手機NFC之收發器放于收費器上,與一般八達通卡使用方法無異,但並不能于八達通增值機增值。
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恒生Mobile Payment服務:恒生銀行聯同電訊盈科移動通信推出Mobile Payment服務,持有恒生銀行萬事達卡之電訊盈科移動通信用戶,即可到電訊盈科流動通門市更換NFC SIM卡。
中國台灣
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Hami智能錢包:由國泰世華銀行與萬事達卡合作,結合PayPass技術、NFC、OTA、高安全性的SWP-SIM卡與Hami智能錢包的密碼保護,提供消費者在擁有PayPass付款機制的商店進行消費,付款單筆上限爲新台幣3000元。
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NFC手機一卡通:由一卡通票證公司與電信企業合作,將一卡通服務導入手機NFC應用,成爲NFC手機交通票證,不但可使用NFC手機搭乘捷運,也能通過手機隨時查詢票卡余額或交易紀錄,卡片信息亦能通過空中下載至手機SIM卡,即使更換手機也能繼續使用,目前已正式推出。
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無卡存提款:通過手機NFC功能感應ATM來達到無需金融卡即可進行存款、提款的動作,目前有台新銀行、中國信托提供服務。
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電子機票:利用手機的NFC功能結合電子機票身份證明以感應方式辦理登機,取代紙本傳統機票,目前尚在測試階段。
手機支付
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Apple Pay
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Apple Pay 是蘋果公司的移動支付和電子現金服務,讓消費者可使用該公司推出的iPhone(iPhone 6 或更新機型)、Apple Watch 兼容的移動設備(iPhone 5 或更新機型配對使用 Apple Pay)和 iPad(iPad Air 2、iPad mini 3、iPad Pro 或更新機型)等移動設備來進行款項支付。Apple Pay 不需使用特殊的非接觸型終端設備,可與 VISA 的 payWave、萬事達卡的 Contactless、中國銀聯的雲閃付以及美國運通的 ExpressPay 直接兼容。在初期 Apple Pay 僅限于美國地區使用。至2017年11月1日,Apple Pay已于美國、英國、加拿大、澳大利亞、中國、法國、俄羅斯、新加坡、日本、西班牙、愛爾蘭、及意大利開通使用。
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Android Pay
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專爲Android手機設計的手機支付軟件,其采用了NFC科技進行無卡付款。Android KitKat 4.4 或更高版本支持NFC功能的手機,到Play商店下載“Android Pay”應用程序,加入信用卡或金融卡,開啓NFC功能,將手機屏幕解鎖後輕碰在POS機的NFC解讀器即可進行付款。
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目前支持國家或地區:美國、英國、新加坡、澳洲、波蘭、新西蘭、愛爾蘭、日本、比利時、俄羅斯、韓國
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Samsung Pay
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專屬Samsung手機的無卡支付軟件,它也類似 Android Pay,不過其特色是它支持MST(磁信號安全傳輸)支付,其類似所有支付卡的黑色磁條的磁信號,因此它支持所有POS機,無論傳統POS機或新型POS機。
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目前支持國家或地區:韓國、美國、中國大陸(閃付)、中國香港、西班牙、澳洲、波多黎各、新加坡、巴西、俄羅斯和馬來西亞。(目前有些國家進行測試,並開放給支持的手機用戶參與。)
隱私問題
2014年6月,媒體《東亞經貿新聞》報道指出,記者在使用帶有NFC功能、安裝了支付寶錢包的三星手機,並連接6張帶有芯片的銀行卡試驗發現,有4張銀行卡可以被讀取交易記錄。後銀行公開回應稱,由于芯片卡還在推廣階段,這個問題後台已經在通過技術處理,盡量尋求解決方法,但是處理需要有一定時間。而一名手機安全專家表示,NFC功能由于缺乏監管,不僅銀行卡可以讀取,一些小工廠生産的IC卡也可以讀取其資料。時至2017年11月,通過服務提供商、手機廠商的共同努力,如今的NFC支付安全性已經得到解決,隱私也得以保障。