雙頻手機支付設計方案

目前，基于手機移動(dòng)終端作為IC卡模式按照應用場(chǎng)景可分為兩種：金融應用和非金融應用(圖1)。

金融應用場(chǎng)景是以銀聯(lián)認證的SIM卡內支付應用為主體，與銀聯(lián)或銀行POS機具配合實(shí)現金融支付功能。主要包括PBOC/qPBOC借貸記應用、PBOC電子錢(qián)包/存折應用、電子現金應用等。

非金融應用場(chǎng)景是指非銀聯(lián)認證或兼容的SIM卡內應用，與非銀聯(lián)POS機具配合實(shí)現的電子貨幣支付、積分、ID識別、安全管控等功能。主要包括公共交通應用、行業(yè)應用、小區域(企業(yè)、校園一卡通)應用、安全識別應用等。

移動(dòng)支付市場(chǎng)需求及面臨主要問(wèn)題

中國是一個(gè)擁有巨大潛力的手機移動(dòng)支付市場(chǎng)。目前已有超過(guò)5億的手機用戶(hù)、1.5億信用卡用戶(hù)，以及數量龐大的一卡通用戶(hù)。隨著(zhù)3G時(shí)代的演進(jìn)，這些用戶(hù)將從傳統的現金或信用卡支付轉向全新的非接觸式手機移動(dòng)支付。巨大的市場(chǎng)需求給運營(yíng)商、卡片開(kāi)發(fā)商、手機廠(chǎng)商、芯片供應商等手機支付產(chǎn)業(yè)鏈上的眾多廠(chǎng)商帶來(lái)了壓力，也帶來(lái)了新的機遇。目前基于手機的移動(dòng)支付在世界范圍內持續升溫，如購買(mǎi)飲料、購買(mǎi)車(chē)票等等?；谑謾C的移動(dòng)支付應用受到移動(dòng)運營(yíng)商、服務(wù)提供商的高度重視。手機支付具有自身的優(yōu)勢：它具有龐大的潛在用戶(hù)群體以及中國信用卡普及率低；手機的便攜性為開(kāi)展各種手機支付業(yè)務(wù)提供了基礎，并且操作簡(jiǎn)單快捷；同時(shí)，借助移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )，手機支付可隨時(shí)、隨地進(jìn)行，跨越了時(shí)間和地域的限制。

目前的移動(dòng)支付業(yè)務(wù)按支付的空間和時(shí)間特點(diǎn)，可分為非現場(chǎng)的非實(shí)時(shí)遠程支付和現場(chǎng)的實(shí)時(shí)支付(圖2)。非現場(chǎng)的非實(shí)時(shí)遠程支付是目前常用的支付方式，這種方式一般通過(guò)短信方式發(fā)起交易請求，從支付的速度來(lái)看，具有明顯的時(shí)間延遲，快時(shí)需幾秒鐘，慢時(shí)甚至需幾分鐘。目前在國內開(kāi)展的手機話(huà)費、購物、手機銀行等均屬此類(lèi)非現場(chǎng)的非實(shí)時(shí)遠程支付。

由于明顯的時(shí)間延遲，非現場(chǎng)的非實(shí)時(shí)遠程支付已無(wú)法滿(mǎn)足公共汽車(chē)票、軌道交通、出租車(chē)費等城市一卡通應用領(lǐng)域。在這種情況下，需要現場(chǎng)的實(shí)時(shí)支付交易，即可通過(guò)手機和支付機具之間通過(guò)非接觸通訊方式快速完成支付交易，這樣完成一次交易只需幾百毫秒。

雙頻手機支付解決方案

市場(chǎng)上迫切需要一種符合這種特征的移動(dòng)支付產(chǎn)品：同時(shí)支持13.56M和2.4G、能夠實(shí)現高安全性、可擴展性和低成本部署。因此，雙頻手機移動(dòng)支付方案應運而生，并在眾多技術(shù)中脫穎而出，成為電信和金融運營(yíng)商易于開(kāi)展業(yè)務(wù)的最佳技術(shù)選擇。

雙頻手機支付解決方案是由上海華虹集成電路有限責任公司完全自主研發(fā)，結合中國國情與國際先進(jìn)技術(shù)而形成的非接觸式手機支付方案，同時(shí)支持基于13.56M SWP技術(shù)非接觸式移動(dòng)支付和2.4G非接觸式移動(dòng)支付。

華虹雙頻SIM卡技術(shù)解決方案包含了硬件線(xiàn)路、SWP/HCI協(xié)議棧和應用COS開(kāi)發(fā)的多接口優(yōu)先關(guān)系。

雙頻SIM卡構成和線(xiàn)路

雙頻SIM卡在外在物理形態(tài)上和普通SIM卡類(lèi)似，不同之處在于它在卡體內部封裝了支持多個(gè)功能實(shí)體的芯片。

支付芯片(安全主控芯片)提供支付功能、其它增值服務(wù)功能和射頻芯片的控制功能，同時(shí)提供SIM卡芯片和用戶(hù)終端的物理通道以及提供電信功能。

2.4G射頻芯片受支付芯片控制，可實(shí)現射頻功能，基礎射頻協(xié)議，提供雙頻SIM卡讀寫(xiě)器的射頻通信通道。

SHC1228芯片可提供雙ISO7816接口功能，或提供ISO7816加SPI接口功能。豐富的接口資源使SHC1228可適應多種安全控制芯片和射頻模塊，極大地拓展了SIM卡的功能，為移動(dòng)運營(yíng)商和開(kāi)拓除通信以外的增值業(yè)務(wù)提供了新的載體，大幅增加了卡片開(kāi)發(fā)商對各種非接觸式手機移動(dòng)支付方案選擇的靈活性(圖3)。其應用的優(yōu)勢非常明顯，包括：

1.符合最新國際標準。采用單線(xiàn)通信協(xié)議SWP，支持最新的eNFC移動(dòng)支付架構。該方案在歐洲和國內都已進(jìn)行了試商用，成為行業(yè)內廣泛認可的解決方案。

2.支持雙頻移動(dòng)支付解決方案。兼具13.56M和2.4G的優(yōu)點(diǎn)，有非常廣泛的適用性。

3.高安全性。支持DES/3DES，RSA1024，提供多種安全保護機制，保證了其極強的安全防偽能力。支持多種主流加密鑒權算法，以提高智能卡安全等級；認證：EAL4+。

4.靈活性和適應性較強?？筛鶕煌瑧枚x各存儲扇區的密碼和訪(fǎng)問(wèn)條件，以便互不影響地分別滿(mǎn)足不同場(chǎng)合、不同用途的要求?？梢詫?shí)現公交交通、小額支付、手機銀行、商品消費等行業(yè)應用分別獨立存儲及安全管理。

5.性能兼容強。與大多數國內外主流品牌手機進(jìn)行完整業(yè)務(wù)應用測試，并與多家金融、票務(wù)終端POS機聯(lián)調，其性能表現優(yōu)良。

雙頻方案的電路連接如圖4所示。SHC1228與手機終端的連接：SHC1228通過(guò)7816連接手機基帶芯片，實(shí)現電信應用；通過(guò)SWP連接手機CLF芯片，實(shí)現13.56M通道非接觸式移動(dòng)支付應用。SHC1228與RF芯片的連接：SHC1228與2.4G RF采用串行接口連接。2.4G RF發(fā)送接收器同過(guò)外部中斷喚醒SHC1228。

SWP/HCI協(xié)議棧

華虹雙頻解決方案提供了SWP/HCI協(xié)議棧，使卡片廠(chǎng)商能夠節省時(shí)間和研發(fā)成本。

SWP(Single Wire Protocol，單線(xiàn)協(xié)議)是基于C6引腳的單線(xiàn)連接方案，屬于物理層協(xié)議。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是用一根數據線(xiàn)溝通用戶(hù)卡與NFC芯片，再通過(guò)NFC芯片與外部聯(lián)接。

在SWP方案中，接口界面包括三根線(xiàn)：VCC(C1)、GND(C5)和SWP(C6)，其中SWP信號線(xiàn)上基于電壓和負載調制原理實(shí)現了全雙工通訊，這樣可以實(shí)現用戶(hù)卡在ISO 7816界面定義下同時(shí)支持7816和SWP兩個(gè)接口。

HCI(Host Controller Interface，主機控制器接口)協(xié)議屬于網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議。HCI協(xié)議中定義了Host(主機)之間的接口，包含：不同主機通過(guò)在Gate(門(mén))間建立Pipe(管道)來(lái)交換命令、響應和事件；定義了一套HCP(Host Controller Protocol，主機控制器協(xié)議)報文機制；定義了一套HCP路由機制，負責報文在不同主機間的傳遞，并且在必要的時(shí)候對報文進(jìn)行分片處理(圖5)。

多接口優(yōu)先級關(guān)系

雙頻方案具有傳統7816電信接口、SWP接口和2.4G射頻接口，COS開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要正確處理優(yōu)先級關(guān)系。

當同時(shí)發(fā)生電信應用和2.4G應用時(shí)，以7816電信應用為優(yōu)先，但2.4G應用不受影響。當同時(shí)發(fā)生電信應用和SWP (13.56M)應用時(shí)，以7816電信應用為優(yōu)先，但13.56M應用不受影響。

可支持的應用

雙頻方案接合了13.56M和2.45G技術(shù)的優(yōu)勢和特點(diǎn)，可融合多種應用，各個(gè)應用之間相互隔離。這些應用的具體功能包括：校/企一卡通應用、身份識別、手機網(wǎng)銀、電子錢(qián)包、Bank Card應用、公交一卡通應用、優(yōu)惠券功能、無(wú)線(xiàn)通信功能。