NFC具有遠期效應

由于能夠以無(wú)線(xiàn)方式實(shí)現數英寸范圍內的數據傳送，近場(chǎng)通信(NFC)開(kāi)啟了一個(gè)新技術(shù)時(shí)代。其整個(gè)生態(tài)系統完全支持從非接觸支付卡到移動(dòng)設備間認證的各種應用。這種生態(tài)系統包括諸如具有NFC功能的微控制器等芯片、無(wú)線(xiàn)事務(wù)處理方面的標準，以及處理各種通信任務(wù)的協(xié)議堆棧。

非接觸支付卡已經(jīng)可在全球51,000個(gè)商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)使用。像智能手機和平板電腦等具有NFC的設備可以模擬非接觸支付卡。這些設備可用于各種服務(wù)，例如電子票務(wù)、電子優(yōu)惠券；安全文件共享；辦公室、家庭和汽車(chē)內的接入控制。借助NFC技術(shù)和地理目標技術(shù)，谷歌去年發(fā)布谷歌錢(qián)包NFC支付計劃時(shí)就與Citi、First Data、MasterCard和Sprint等公司建立了合作伙伴關(guān)系。

與此同時(shí)，生物特征辨識護照也使用非接觸智能卡來(lái)增強安全性能。所謂的智能海報系統則通過(guò)不同的方式來(lái)開(kāi)展基于位置的交互式廣告業(yè)務(wù)。對于后一種系統而言，用戶(hù)可以將具有NFC功能的手機在海報的射頻標簽(RFID)上方掃過(guò)，從而進(jìn)行廣告業(yè)務(wù)訪(fǎng)問(wèn)，然后手機通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )連接到合適的后端服務(wù)器。在用戶(hù)和海報標識(ID)等數據的基礎上，服務(wù)器將回送針對用戶(hù)和物理位置而剪裁過(guò)的信息。用戶(hù)因此可以了解某種產(chǎn)品或服務(wù)，或者獲取優(yōu)惠券以及進(jìn)行預約。

為了保護安全性，像智能卡和安全單元IC等器件提供了硬件方式的防篡改特色功能、用于認證的公鑰基礎架構(PKI)加速功能以及通信信道和/或內容的硬件加密功能。這些特色功能可以滿(mǎn)足高級EMV(Eruopay、MasterCard和Visa)安全要求。支撐軟件范圍從驅動(dòng)程序、中間件到軟件開(kāi)發(fā)套件十分廣泛。

除了NFC硬件和軟件之外，還有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商和事務(wù)處理服務(wù)提供商組成的生態(tài)系統?？尚湃畏?wù)管理平臺(TSM)將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商、銀行、服務(wù)提供商和NFC移動(dòng)設備鏈接在一起。像Isis(北美地區的ATT、T-Mobile和Verizon聯(lián)合組建的一家合資公司)等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商也提供TSM功能。

NFC硬件架構

圖1顯示了手機中的一種可能的NFC實(shí)現。像瑞薩RF21近場(chǎng)通信控制器等無(wú)接觸前端(CLF)主要完成射頻連接,以及與手機應用處理器和用戶(hù)身份模塊(SIM)卡的接口功能。

圖1：在某種場(chǎng)合，手機可以使用非接觸前端(CLF)整合NFC功能。下一代集成式方案能提供更大靈活性。

圖2是另外一種配置，它將CLF集成在瑞薩RF21S等安全微控制器內部，因此進(jìn)一步提高了靈活性。這種下一代方法可以根據要求使NFC功能獨立于SIM卡或與SIM卡一起工作。安全的NFC微控制器可以實(shí)現許多應用要求的所有功能，這些應用有EMV財務(wù)事項、運輸系統支付卡、票務(wù)和身份證等。

圖2：在下一代NFC實(shí)現中，微控制器將集成CLF和安全單元(SE)，從而支持使用內部SE或外部SIM卡的通用NFC事務(wù)處理功能。

另外，這種微控制器支持NFC調制解調功能，因此能夠通過(guò)手機中的SIM卡或其它安全單元實(shí)現額外服務(wù)。由于這種方法最大限度地實(shí)現了多功能性，因此這種微控制器也適合零售設備、筆記本電腦和平板電腦中的應用。

另外一種配置方法在SD卡中實(shí)現了與NFC有關(guān)的所有功能。對于只有一個(gè)SD卡插槽的移動(dòng)設備，用戶(hù)可以插入該卡實(shí)現即時(shí)NFC功能。這種實(shí)現方法的一個(gè)問(wèn)題是射頻接收的持續性，但銀行可能偏向于它，因為它能保持獨立于手機生態(tài)系統。這種方法還允許不具備N(xiāo)FC功能的產(chǎn)品支持NFC服務(wù)，雖然目前來(lái)說(shuō)主要采用的是卡模擬模式。

移動(dòng)電話(huà)、公司標識或任何其它設備都可以使用非接觸粘貼標簽(在制造過(guò)程中像三明治一樣預壓在設備外殼中的嵌入物)實(shí)現NFC功能。

另外，NFC-USIM嵌入物將安全NFC微控制器和柔性射頻天線(xiàn)整合在一起，可以與SIM卡一起安裝進(jìn)手機SIM插槽并提供NFC服務(wù)。這種單元在本地完成NFC功能，然后將與通用SIM有關(guān)的信號傳送到主控制器。

有三種協(xié)議堆棧能以不同模式實(shí)現與NFC目標的通信：點(diǎn)到點(diǎn)堆棧，卡模擬堆棧和讀出/寫(xiě)入堆棧。圖3顯示了這些堆棧如何適配進(jìn)NFC架構。

圖3：NFC可以工作在三種模式下，每種模式都得到設備主處理器上的一種協(xié)議堆棧支持。

在由Inside Secure公司贊助的一種開(kāi)源版本中推出了開(kāi)放式NFC，它提供了一種完整的NFC中間件解決方案，可用于開(kāi)發(fā)移動(dòng)電話(huà)、嵌入式產(chǎn)品和其它設備。這種堆棧覆蓋了從低層射頻控制到NFC論壇規定的標簽處理等廣泛的功能范圍。開(kāi)發(fā)人員可以在從內核實(shí)時(shí)操作系統應用程序，到用于A(yíng)ndroid的開(kāi)放式NFC等各種平臺上使用這種堆棧。

NFC的主要挑戰是判斷如何發(fā)揮這種技術(shù)的優(yōu)勢實(shí)現目標產(chǎn)品。具體挑戰包括如何在手機中仔細設計，以避免來(lái)自其它元件的磁場(chǎng)干擾。同樣，鑒于NFC日益流行，開(kāi)發(fā)人員需要管理將多個(gè)安全單元器件整合進(jìn)一個(gè)移動(dòng)產(chǎn)品的復雜性。

確保NFC的可靠性、安全性和易用性對任何NFC解決方案來(lái)說(shuō)都是至關(guān)重要的目標，因為消費者的接受度是技術(shù)成功的關(guān)鍵。隨著(zhù)消費者對具有NFC功能的產(chǎn)品逐步熟悉，今后幾年NFC應用的范圍將快速擴展。