Что такое модуль nfc на андроиде

NFC: Разбор технологии Near Field Communication

Все мы привыкли к такой данности в смартфоне как NFC. И вроде бы всё с этим ясно.

Многие не покупают смартфоны, где нет NFC, думая что это только про покупки. Но есть куча вопросов.

Но знали ли вы что еще умеет эта технология? Что делать если в вашем смартфоне нет NFC? Как использовать чип в iPhone не только для Apple Pay? Почему она не работает, особенно с карточками Мир?

А еще через него можно заряжать устройства…

Сегодня мы расскажем как она работает и разберем все подробности. И главное — почему это самая недооцененная технология в вашем смартфоне!

Как работает NFC?

Вы наверняка знаете, что NFC расшифровывается как Near Field Communication или по-русски — связь ближнего действия.

Но это не обычная передача данных по радиоволне. В отличие от Wi-Fi и Bluetooth NFC устроен хитрее. В основе лежит электромагнитная индукция. Это очень крутая штука из школьной программы, напомню.

Идея в том, что вы берете один проводник, в котором нет электричества. И кладете рядом с ним второй проводник, в котором есть электричество. И знаете, что? В первом проводнике, где электричества не было, начинает течь ток!

Когда мы впервые про нее узнали, подумали, что такое невозможно! Серьезно? Вы гоните! Пошли играть в Counter Strike, пацаны.

Ну так вот, когда вы подносите смартфон к какой-нибудь NFC метке без питания, этого крошечного электромагнитного поля от смартфона достаточно, чтобы внутри метки побежали электроны, и заработали микросхемы внутри неё.

Ах да. В каждой метке есть крошечная микросхема. Например, в банковских картах микрочип запускает даже простенькую версию Java. Каково?

Может быть вы ещё слышали аббревиатуру RFID. Её разработали лет на 30 раньше. Она расшифровывается как радиочастотная идентификация. И по сути только для идентификации и подходит. Во многих офисных центрах пропуска до сих пор с RFID.

Так вот NFC является продвинутой веткой стандарта RFID и читает часть таких меток. Но главное отличие в том, что NFC умеет еще и передавать данные, в том числе зашифрованные.

NFC работает на частоте 13,56 МГц, что позволяет развить неплохую скорость от 106 до 424 Кбит/с. Так что mp3-файл скачается за пару минут, но только на расстоянии до 10 см.

Физически NFC — это маленькая катушка. Например в Pixel 4 прикреплена к крышке и выглядит вот так.

А так в Xiaomi Mi 10 Pro:

И тут как раз пора поговрить о том, что умеет делать NFC?

Работа этой технологии и смежных, вроде RFID, описаны в стандарте ISO 14443. Там еще много чего свалено в кучу: например, итальянский протокол Mifare и VME — это в банковских картах.

NFC — это своего рода USB Type-C в мире беспроводных технологий, если вы понимаете, о чем я.

Но главное вот что. NFC может работать в трех режимах:

1. Активный. Когда девайс считывает или записывает данные с метки или карточки. Кстати, да, данные на NFC метки можно и записывать.
2. Передача между равноправными устройствами. Это когда вы подключаете к смартфону беспроводные наушники или используете Android Beam — помните такое. Там по NFC происходило подключение, а сама передача файла шла уже по Bluetooth.
3. Пассивный. Когда наше устройство прикидывается чем-то пассивным: платежной картой или проездным.

Бонусы NFC вот в чем:

1. Мгновенное подключение — одна десятая секунды.
2. Низкое энергопотребление — 15 мА. У Bluetooth до 40 мА.
3. Теги не требуют собственного питания.
4. И не столь очевидное — малый радиус действия, что необходимо для безопасности и оплаты.

Зачем? Что нам это даёт?

Помимо уже очевидных сценариев: пропуска, оплата и проездные — есть приложения, которые умеют класть деньги на карту «Тройка» и другие транспортные карты.

Есть приложение — Считыватель банковских карт. Оно например может показать последние транзакции по карте. Не уверен, что это очень этично, но приложение лежит в Play Market.

Кстати, многих интересует, почему Google и Apple Pay не работают с картами Мир? Дело не в технических особенностях. Просто платежная система не договорилась с сервисами. Платить можно через свое приложение под Android — Мир Pay. Правда оно глючное, а под iPhone его вовсе нет!

Кстати, лайфхак. Если у вашего Android нет NFC, но платить очень хочется, что делать? Можно положить карточку под чехол. Обращайтесь. Правда толстые чехлы могут не пропускать волны даже встроенного NFC — так что проверяйте.

Мы уже поговорили про устройства, но есть вторая важная часть — это NFC метки. Они бывают двух видов.

1. Те, на которые можно записывать информацию. Они выглядят как маленькие наклейки. Обычно доступный объем памяти — около 700 байт. Подобные выпускала компания Sony.

Тут можно хранить кучу всего, например:

• Доступ к Wi-Fi для гостей
• Записать контактные данные и использовать в качестве визитки
• Настроить смартфон переходить в спящий режим ночью на тумбочке
• Еще в нее можно сохранить какие-то данные, например пароль или токен от BitCoin. Только лучше в зашифрованном виде.

Что делать, если у вас нет NFC меток? Их можно заказать, стоят копейки.

Но можно взять обычную банковскую карту или транспортную, вроде «Тройки». Это закрытые для записи метки. Типичный пример — ваша банковская карта. На них нельзя ничего записать.

Но ваш смартфон можно запрограммировать на любые действия, когда к нему приложат такую штуку.

Если у вас Android, можно поставить приложение например MacroDroid или NFC ReTag. В них можно назначать примерно такие же действия на NFC-теги. Включать/выключать Wi-Fi и звонок, запускать приложения, включать ночной режим. Например, можно сделать так, что когда вы кладете телефон на карту «Тройка», у вас автоматом открывается канал Droider. Рекомендую!

Кстати вот так выглядит содержимое «Тройки».

А еще можете почитать на Habr.com про чувака, который вживил NFC-метку себе в руку.

Для чего еще может использоваться NFC?

Одна из перспективных штук — электронные билеты. В кино или на концерты. Сейчас это делают через QR-код и это не так круто, на мой взгляд. Хотя миллионы китайцев со мной не согласятся.

Про Apple

Что делать, если у вас iPhone? Все думают, что доступ к NFC закрыт на iPhone, но это не так. Начиная с iOS 11, то есть с 2017 года Apple открыла доступ для разработчиков. И уже есть множество приложух таких же как на Android. Например, NFC Tools.

Правда там остаются ограничения: транспортные и банковские карты, например, не сканируются. Нужны специальные метки, о которых мы уже говорили.

Что делать? В iOS 13 появилась Функция Команды (Siri). И вот она как раз имеет доступ к любым NFC-меткам. Так что тут можно настроить запуск музыки по карте «Тройка». Или включить умную лампочку. Или еще кучу всего. Команды — реально бомбическая штука. Не понимаю, почему в Android такого до сих пор нет.

Зарядка

Если к этому моменты вы решили, что все знаете об NFC и устали от этих унылых применений. То вот вам кое-что бомбическое.

Есть такая организация NFC Forum, которая сертифицирует NFC. Вообще у каждой технологии есть такая организация, и хорошо если она одна.

И вот на днях они выложили очередной апдейт стандарта. И знаете что? Теперь NFC поддерживает беспроводную зарядку. Да, по сути, это четвёртый режим работы.

Как спросите вы? Электромагнитная индукция, помните? При помощи нее.

К слову Qi-зарядка работает точно по такому же принципу. Только там катушка побольше.

Но есть одна проблема. Катушка у NFC маленькая, а значит и мощность зарядки маленькая — всего 1 Ватт.

Можно ли зарядить смартфон с такой скоростью? Не стоит даже пробовать. Впрочем, функцию для этого и не придумывали.

Основное назначение ровно противоположное — зарядка смартфоном других устройств. Это вроде реверсивной зарядки в Galaxy и других смартфонах. Например, можно подпитать сами беспроводные наушники, а не кейс от них. По сути, перед нами очень дешевая беспроводная зарядка, которая есть в любом смартфоне и которую легко вставить в любое умное устройство.

Кстати 1 Ватт это не то чтобы слишком мало. Для сравнения со всеми iPhone кроме 11 Pro, кладут 5-ваттную зарядку. А мощность обратной беспроводной зарядки в современных флагманах колеблется на отметке 5 или 7 Вт.

Но есть одно но — на текущих моделях эта фича не заработает. Смартфоны с с такой фишкой скорее всего начнут появляться через год-полтора. Так что ждите рекламу этой штуки от Samsung.

Будущее уже здесь: что такое технология NFC, и как ей пользоваться

Во многих фантастических фильмах и сериалах герои обмениваются контактами, загружают информацию и подключают дополнительное оборудование легким движением руки. Чтобы воспользоваться этими функциями, им достаточно приложить смартфон к другому устройству на пару секунд. Что это, художественный вымысел? Нет, реальность! Мы расскажем о том, как технология NFC делает нашу жизнь удобнее.

Как это работает?

Прежде всего нужно разобраться с аббревиатурой. NFC означает Near Field Communications — «коммуникации ближнего поля» или «ближняя бесконтактная связь». Технология активно разрабатывалась еще с середины 1990-х годов. Первый стандарт такого беспроводного соединения появился 8 декабря 2003 года.

Итак, как работает NFC в телефоне? Активная антенна в устройстве генерирует слабое электромагнитное поле. Если в радиусе действия оказывается пассивный приемник, вместе они образуют трансформатор с воздушным сердечником. Индуктивные токи используются для обмена информацией со скоростью до 6 706 Кбит/с.

В спецификации NFC указаны разные мощности передатчиков, позволяющие устанавливать соединение на расстоянии до 20 сантиметров. Но в смартфонах и других мобильных девайсах обычно используются маломощные трансформаторы, способные передавать данные на дистанции не более двух сантиметров. Это означает, что вам нужно подносить смартфон вплотную к другому устройству. Впрочем, контакт необязателен.

В отличие от прочих стандартов связи, технология NFC допускает использование пассивных меток. Эти компактные решетчатые или рамочные антенны лишены источника питания. Они предназначены исключительно для взаимодействия с активным передатчиком. Их толщина может начинаться от доли миллиметра, поэтому они остаются почти незаметными для окружающих.

Почему же технология NFC получила распространение? Теоретически ее можно заменить последними версиями Bluetooth со сниженным энергопотреблением и поддержкой пассивного режима. Ближняя бесконтактная связь помогает установить подключение за одну десятую секунды. Для соединения двух устройств по Bluetooth требуется около 1–2 секунд при предварительной подготовке и до десяти секунд без таковой.

Говоря проще, технология NFC позволяет двум устройствам моментально обмениваться небольшими объемами данных на расстоянии пары сантиметров.

Где используется?

Сегодня самая распространенная сфера применения ближней бесконтактной связи — финансовые операции. По сведениям на начало 2020 года, в России более 80% банковских POS-терминалов были совместимы с NFC. Доля оплат через мобильные приложения уже достигла четверти от всех безналичных переводов в розничной торговле и продолжает расти.

Основная причина популярности бесконтактных платежей — удобство. Рассчитываясь за покупку с помощью пластиковой карточки, вы тратите около 20–30 секунд. Беспроводная связь сокращает это время до 5–8 секунд и значительно уменьшает количество выполняемых действий. Выгодно для обеих сторон: клиенты меньше стоят в очереди, а предприятие увеличивает оборот.

Все больше смартфонов получают встроенные NFC-модули. Такие модели представлены даже в ультрабюджетном сегменте, их можно купить за 6–10 тысяч рублей. Впрочем, для оплаты покупок подходят и другие устройства: фитнес-браслеты, умные часы и даже кольца с пассивными метками. Сфера применения технологии также расширяется. Бесконтактные платежи принимают в магазинах, кафе, кинотеатрах, центрах развлечений, на заправках и даже в государственных учреждениях, предоставляющих услуги населению. NFC также используется для оплаты проезда в общественном транспорте.

Второе направление развития — быстрая синхронизация мобильной электроники. Как уже говорилось выше, подключение беспроводных наушников, фитнес-браслетов и умных часов к смартфону занимает до десяти секунд. По NFC устройства обмениваются идентификаторами и ключами доступа в автоматическом режиме. Просто поднесите смартфон к специальной метке и начинайте пользоваться любимым гаджетом.

В последние годы NFC-приемники появились и в бытовой технике. В стиральных, сушильных и посудомоечных машинах их используют для самостоятельной диагностики, в телевизорах и музыкальных центрах — для быстрого подключения по Wi-Fi и передачи мультимедийного контента, в холодильниках, кофемашинах и кондиционерах — для дистанционного управления. Многие ноутбуки и компьютеры поддерживают технологию NFC. Положив смартфон на специальную платформу, вы сможете читать сообщения и просматривать список контактов на большом экране.

Коммуникации активного поля нашли применение и в рекламе. NFC-метка в журнале, на плакате или на лайтборде предоставляет намного больше информации по сравнению с QR-кодом. Да и камеру включать не приходится: достаточно поднести смартфон и взглянуть на экран.

Технология NFC активно используется для идентификации. Она постепенно вытесняет прежние стандарты RFID, которые применялись в бесконтактных ключах и смарт-картах. Мобильный девайс может открывать доступ в офис или квартиру, в гостиничный номер и зал ожидания аэропорта, в личную машину или общественный транспорт.

Смартфоны с активными NFC-антеннами также могут взаимодействовать друг с другом. Многие производители используют эту технологию для обмена контактными данными, передачи небольших файлов (изображений и текстов), а также для предоставления доступа к защищенным папкам и облачным хранилищам.

В будущем функционал NFC может значительно расшириться. Предполагается, что технология будет открывать двери в квартиру, активировать личные настройки на стандартизованном рабочем месте, запускать любимый плейлист в машине и передавать полную «визитную карточку» человека при знакомстве. Не правда ли, это напоминает сюжет «Черного зеркала»?

Как пользоваться?

Прежде всего, нужно определить, поддерживает ли смартфон технологию NFC. Лучше всего углубиться в технические характеристики конкретной модели или воспользоваться инструкцией по эксплуатации, вложенной в коробку. Если дополнительной информации под рукой нет, перейдите в настройки и выберите пункт «Беспроводная связь». В нем должен быть специальный раздел, посвященный антенне NFC и связанным с ней функциям.

Впрочем, на корпусе большинства устройств с поддержкой NFC есть специальный рисунок в виде стилизованной буквы N. Он расположен над активной антенной и пассивной меткой. Чтобы установить соединение, вам нужно поднести пиктограммы друг к другу.

Стоит отметить, что передача данных начнется только в том случае, если на смартфоне включена функция NFC. В Android-устройствах ее можно активировать следующими способами:

1. Опустить «шторку» уведомлений и быстрых команд. Нажать на соответствующую кнопку и дождаться, пока она изменит цвет.
2. Перейти в настройки, выбрать раздел «Беспроводная связь» и передвинуть ползунок рядом с надписью NFC.
3. Открыть меню, найти пункт «Прочее» или «Еще». Активировать функцию NFC, разрешить передачу файлов и онлайн-оплаты.

Обратите внимание: порядок действий зависит от оболочки операционной системы, установленной на смартфоне. Если вы уверены в том, что устройство поддерживает NFC, но не можете найти соответствующий пункт в меню, воспользуйтесь официальным руководством на сайте производителя или обратитесь в техническую поддержку.

В случае с техникой Apple процедура немного сложнее. По умолчанию модуль NFC поддерживает только бесконтактные платежи. Чтобы воспользоваться этой функцией, вам нужно выполнить следующие действия:

• запустить приложение Wallet;
• нажать на символ «+» в верхнем правом углу;
• сфотографировать банковскую карту, ввести реквизиты, при необходимости откорректировать номер;
• заполнить поля «Срок действия» и «CVV/CVC2»;
• дождаться ответа от банка, выдавшего карту.

Долгое время функционал NFC в iPhone был ограничен. Ситуация изменилась после выхода операционной системы iOS 13, в которой появилось стандартное приложение «Команды». Изначально оно предназначалось для управления умным домом, но пользователи быстро нашли ему иное применение.

Чтобы разблокировать другие функции NFC в iPhone, вам потребуется:

• запустить приложение «Команды»;
• открыть вкладку «Автоматизации»;
• нажать на символ «+» в верхнем правом углу;
• пролистать список и найти в нем NFC;
• выбрать пункт «Тег NFC»;
• включить Bluetooth-наушники или другой беспроводной гаджет, подключить к iPhone;
• поднести устройство с меткой к задней панели смартфона чуть ниже камеры;
• подождать 2-3 секунды;
• после подключения открыть меню «Скрипты»;
• выбрать пункт «Задать место воспроизведения» и указать ваш iPhone;
• выбрать из списка подключаемое устройство;
• снять галочку в пункте «Спрашивать при выполнении» и вы сможете пользоваться NFC для мгновенной синхронизации.

К сожалению, такую процедуру нужно будет провести с каждым устройством. Но есть и хорошая новость: вы можете выполнить ее с любым гаджетом, в том числе не поддерживающим NFC. Для этого потребуется только соответствующая метка-наклейка, которая стоит не дороже 200 рублей.

Безопасно ли это?

В начале 2000-х годов NFC-модули считались неуязвимыми для хакеров. Но уже в 2006-м программисты и инженеры описали ряд теоретических атак, которые могут использоваться для кражи информации и заражения смартфона вирусом. Кроме того, они предупредили производителей о легкости подмены сигнала и «клонирования» девайса при онлайн-оплатах или авторизации.

В 2012 году была выявлена критическая уязвимость NFC. Компания MWR Labs продемонстрировала публике процесс передачи вируса, заражения устройства и получения полного контроля над смартфоном за пять минут. Для этого пользователю достаточно было поднести девайс к пассивной метке, содержащей вредоносный код.

Дальше — больше. В середине 2010-х были созданы устройства, способные отслеживать обмен данными между двумя NFC-антеннами и даже вносить корректировки в сигнал на расстоянии до 5 метров. Это вызвало резонанс в IT-сфере: пользователи и разработчики приложений потребовали от производителей принять меры для устранения критических уязвимостей.

Сегодня сигналы NFC маскируются криптографическими алгоритмами, которые шифруют передаваемые данные и сбивают с толку устройства слежения. Такое решение повысило уровень безопасности до 99% — вероятность кражи файлов и копирования паролей при попытке атаки теперь меньше 1%. В мобильных приложениях банков платежи обычно подтверждаются ПИН-кодом, отпечатком пальца или снимком радужной оболочки глаза. Даже если злоумышленник перехватит сигнал, полученные сведения будут для него бесполезными.

Однако специалисты рекомендуют пользоваться технологией NFC осторожно. Чтобы не стать жертвой хакеров, вам нужно соблюдать следующие рекомендации:

1. Проводите бесконтактные оплаты в проверенных местах: на заправочных станциях, в супермаркетах, кафе и торговых центрах.
2. По возможности откажитесь от использования NFC в незнакомых местах. Если наличных и карточки под рукой нет, вначале изучите отзывы о предприятии в интернете.
3. Не подносите смартфон к NFC-меткам, расклеенным в общественных местах, в том числе если это реклама.
4. При использовании терминала самообслуживания с поддержкой NFC проверьте, нет ли на соответствующей площадке наклейки или других посторонних объектов.
5. Не давайте смартфон в руки чужим людям, в том числе знакомым. Не кладите устройство вплотную к другим девайсам в общественных местах.
6. Выключайте функцию NFC, если не планируете пользоваться ей в течение дня. Активировать ее можно за пару секунд.

В каких смартфонах есть NFC?

Перечисление всех устройств с поддержкой коммуникаций ближнего поля займет несколько страниц. Поэтому мы ограничимся кратким описанием самых интересных моделей, и начнем с продукции Apple.

Впервые NFC-антенны появились в iPhone 6. Одновременно с презентацией устройства была представлена и бесконтактная платежная система Apple Pay. Поддержка технологии есть во всех последующих смартфонах американского бренда, включая доступные SE. В большинстве моделей она предназначается исключительно для соединения с банковскими терминалами. Описанный выше способ подключения беспроводных гаджетов актуален только для iPhone XR, XS и более новых устройств. Если функция не работает, вам нужно обновить операционную систему.

Разумный выбор — iPhone 11 Pro. Смартфон удобно ложится в руку и помещается в кармане. В любой момент вы сможете использовать его в качестве электронного кошелька. OLED-экран подстраивается под окружающее освещение, меняя яркость и цветовую температуру, поэтому изображение всегда остается четким и приятным для глаз. Тройная камера делает портреты с эффектом боке, широкоугольные панорамы и фотографии с зумом. Комбинированная система стабилизации позволяет записывать видео кинематографического качества без дополнительного оборудования.

Если говорить об Android-устройствах, выбор будет намного шире. Модуль NFC есть во всех классах — от ультрабюджетного до флагманского.

Самый доступный смартфон с поддержкой коммуникаций ближнего поля — Vertex Impress Click. Модель совместима со всеми функциям NFC-антенны, включая обмен файлами, авторизацию и бесконтактные платежи. Она полностью соответствует требованиям разработчиков — ее мощности достаточно для запуска Google Pay и мобильных приложений банков. Встроенный сканер отпечатков пальцев значительно снижает вероятность кражи средств и защищает личные файлы от любопытных глаз. К сожалению, кроме поддержки NFC, у девайса есть лишь одно достоинство — цена менее 3 000 рублей.

Куда интереснее другой бюджетный смартфон — ZTE Blade V9. В его активе широкоформатный экран с разрешением Full HD и процессор Qualcomm Snapdragon 450, позволяющий запускать большинство современных игр с минимальными или средними настройками графики. Устройство также радует объемом памяти — 4 ГБ оперативной и 64 ГБ физической в базовой комплектации. Двойная камера смартфона с матрицей 16 Мп умеет снимать с эффектом боке. Владельцу доступно два способа разблокировки — с помощью отпечатков пальцев и функции распознавания лиц.

В среднем классе стоит отметить смартфон Xiaomi Redmi Note 8T, который оснащен актуальными технологиями по доступной цене. Его гордость — модная квадрокамера с разрешением 48 Мп, способная делать четкие фотографии днем и ночью. Процессор Qualcomm Snapdragon 665 поддерживает стабильный FPS в играх при средних или высоких настройках графики. Оболочка операционной системы MIUI оптимизирует энергопотребление , поэтому батарея емкостью 4 000 мА*ч обеспечивает до 2 дней автономной работы. В устройстве также есть инфракрасный порт для дистанционного управления кондиционерами, телевизорами и другой бытовой техникой.

В категории «доступных флагманов» наиболее интересен Huawei P40 lite. Смартфон собран на базе процессора Kirin 810 со встроенной нейросетью. Искусственный интеллект ускоряет запуск приложений, сглаживает анимацию при высоких нагрузках, предотвращает падение FPS и снижает температуру внутренних компонентов в играх. Кроме того, он подвергает каждую фотографию многоступенчатой обработке, устраняя дефекты, повышая насыщенность и создавая эффект объема за счет точечной коррекции контрастности.

В премиум-классе нельзя пройти мимо бескомпромиссного Samsung Galaxy S20 Ultra. Его счетверенная камера с перископным объективом делает снимки с десятикратным зумом без потери качества. И даже при 100-кратном зуме вы различите детали изображения: искусственный интеллект сглаживает контуры и «дорисовывает» текстуры. Процессор Exynos 990 гарантирует исключительно плавную работу в любых сценариях — от неспешного пролистывания соцсетей до построения виртуальной реальности. Технология DeX позволяет превратить смартфон в стационарный компьютер, подключив к нему мышку, клавиатуру и монитор при помощи компактного адаптера.

Заключение

Итак, модуль NFC в телефоне: что это, и как им пользоваться? Технология коммуникаций ближнего поля позволяет вам рассчитываться за покупки, открывать двери с электромагнитными замками и оплачивать проезд в общественном транспорте с помощью смартфона. Кроме того, она ускоряет подключение беспроводных наушников, умных часов и других гаджетов. В ближайшем времени функционал NFC расширится, и вы получите такие же возможности, как и у героев фантастических фильмов. Пользоваться технологией несложно. Вам достаточно поставить соответствующую галочку в настройках и поднести смартфон к специальной метке.

NFC от «А» до «Я» подробно рассказываем что такое, и как NFC в телефоне изменит жизнь каждого

Согласно данным опроса Gallup проведенным в далеком 2015 в стране с отвратительным интернетом , 46% американцев заявили , что не могут представить свою жизнь без своего смартфона». Это все открывает перед технологии NFC море возможностей.

Но в реальности эта технология способна на гораздо большие возможности, и применяется гораздо шире.

Что такое NFC

Near Field Communication (NFC) — «коммуникация ближнего поля» технология беспроводной передачи данных малого радиуса действия, которая дает возможность обмена данными между устройствами, находящимися на расстоянии около 10 сантиметров. По сути NFC это частный случай RFID (Radio Frequency Identification) — механизма радиочастотного обмена данными, хранящимися в так называемых транспондерах или метках, который основан на стандартах ISO/IEC 18092 NFC IP-1, JIS X 6319-4 и ISO/IEC 14443 для бесконтактных смарт-карт.

NFC устройство работает на частоте 13,56 МГц и состоит из считывателя (ридера) и антенны, или из метки и антенны. Ридер генерирует радиочастотное поле, которое может взаимодействовать с меткой или с другим ридером. Ридер — это устройство NFC, работающее в режиме активной коммуникации. Метка — это устройство NFC, которое работает в режиме пассивной коммуникации.

Технические аспекты работы NFC

Стандарты

До стандартов NFC существовали другие стандарты, которые позже были взяты в основу стандарта NFC, например, ISO 14443 . Он описывает частотный диапазон, метод модуляции и протокол обмена бесконтактных пассивных карт ( RFID ) ближнего радиуса действия (до 10 см) на магнитосвязанных индуктивностях.

• ISO/IEC 18092 / ECMA-340 : Near Field Communication Interface and Protocol-1 (NFCIP-1)
• ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092-2015 Информационные технологии. Телекоммуникации и обмен информацией между системами. Коммуникация в ближнем поле. Интерфейс и протокол (NFCIP-1)
• ISO / IEC 21481 / ECMA-352 : Near Field Communication Interface and Protocol-2 (NFCIP-2)

NFC Forum

Как водится в мировой практике, для продвижения какой-то идеи нужно собрать группу единомышленников. Так в 2004 году собрались NXP Semiconductors, Sony и Nokia и организовали некоммерческую организацию NFC Forum, для совместной работы над продвижением технологии NFC.

Кроме того, NFC Forum определил общий формат данных, названный NDEF , который может использоваться, чтобы сохранить и передавать различные виды элементов данных. NDEF концептуально очень подобен MIME . Это — сжатый двоичный формат так называемых «записей», в которых каждая запись может держать различный класс объекта. В соответствии с соглашением тип первого отчета определяет контекст всего сообщения. Наиболее часто NDEF используется для хранения информации в метках.

• Разработка спецификаций и механизмов тестирования, обеспечивающих согласованную и надежную работу NFC во всех трех режимах;
• Информационная поддержка среди поставщиков услуг и разработчиков о преимуществах технологии NFC для обеспечения роста внедрения и использования технологии NFC;
• Продвижение NFC Forum и других брендов NFC.

Спецификации NFC Forum

В дополнение к уже существующим стандартам NFC Forum собрали лучшее из этих стандартов в документы, описывающие работу устройств, которые используют технологию NFC и назвали их спецификациями.

Например, в спецификации NFC Analog Technical Specification рассматриваются аналоговые радиочастотные характеристики устройства с поддержкой NFC. Эта спецификация включает в себя требования к мощности антенны, требования к передаче, требования к приемнику и формы сигналов (время /частота /характеристики модуляции).

Спецификация NFC Analog 2.0 ввела активный режим связи для обмена данными P2P и технологию NFC-V в режиме опроса. Версия 2.0 обеспечивает полную совместимость с устройствами, соответствующими ISO/IEC 14443 или ISO/IEC 18092.

По этим спецификациям существует следующие способы связи для устройств NFC: NFC-A, NFC-B, NFC-F, и пять типов NFC-меток. Устройства NFC могут быть активной или пассивной коммуникации и поддерживать один (или несколько) из 3 режимов работы.

NFC-A
Тип связи NFC-A основан на стандарте ISO/IEC 14443A для бесконтактных карт. Типы связи отличаются используемыми режимами кодирования сигнала и модуляции. NFC-A использует код Миллера и амплитудную модуляцию. Двоичные данные передаются со скоростью около 106 Кбит/с, сигнал должен изменяться от 0% до 100%, чтобы различать двоичную 1 и двоичный 0.

NFC-B
Тип связи NFC-B основан на стандарте ISO/IEC 14443B для бесконтактных карт. NFC-B использует метод манчестерского кодирования. Двоичные данные также передаются со скоростью около 106 Кбит/с. Здесь вместо 100% используется 10% -ое изменение амплитуды для двоичного 0 (то есть низкого уровня) и 100% для двоичной 1 (то есть высокого). В манчестерском кодировании переход с низкого на высокий уровень представляет двоичный 0, а переход с высокого на низкий уровень представляет двоичную 1.

NFC-F
Тип связи NFC-F основан на стандарте FeliCA JIS X6319-4, также известный как просто FeliCa . Стандарт регулируется японской JICSAP . Там эта технология, и наиболее популярна. Скорость передачи данных 212 / 424 Кбит/с, используется манчестерское кодирование и амплитудная модуляция.

Режимы работы устройств NFC

Рис. 1. Режимы работы устройства NFC. Tag Reader/Writer — режим чтения/записи. Peer-to-Peer — одноранговый режим Р2Р. Card Emulation — режим эмуляции карты.

Устройства с поддержкой NFC поддерживают три режима работы: устройство чтения / записи, одноранговая связь, эмуляция карты

Режим эмуляции карты

Режим эмуляции карт позволяет устройствам с поддержкой NFC работать как смарт-карты.

В режиме эмуляции карт устройство с поддержкой NFC обменивается данными с внешним считывателем, как обычная бесконтактная смарт-карта. Например, при выполнении платежа с помощью устройства с поддержкой NFC.

Р2Р (Peer-to-peer) режим

Одноранговый режим позволяет двум устройствам с поддержкой NFC взаимодействовать друг с другом для обмена информацией и файлами, чтобы пользователи устройств с поддержкой NFC могли быстро обмениваться контактной информацией и другими файлами одним касанием. Например, пользователи могут обмениваться параметрами настройки соединения Bluetooth или Wi-Fi или обмениваться данными, такими как виртуальные визитные карточки или фотографии.

Режим чтения / записи

Режим чтения / записи позволяет устройствам с поддержкой NFC считывать информацию, хранящуюся в NFC-тегах (или метках), встроенных в интеллектуальные плакаты и дисплеи, или взаимодействовать с другим NFC-устройством в режиме чтения / записи. Инициирующее устройство может считывать данные со второго устройства или записывать данные на него.

С помощью тегов можно читать расписания транспорта, получить доступ к специальным рекламным предложениям, считывать туристические метки и маршруты и прочее.

Активная и пассивная коммуникация

Пассивная коммуникация

В режиме пассивной коммуникации есть устройство-инициатор, есть устройство-цель.
Инициатор производит электромагнитное поле на несущей частоте 13,56 МГц, которое позволяет обмениваться данными и посылает энергию к цели. Далее инициатор отправляет команду, используя прямую модуляцию поля. Прослушивающее устройство (пассивное или поллинговое) отвечает, используя модуляцию с нагрузкой. Такой вид коммуникации используется во всех трех режимах работы NFC. В режиме пассивной коммуникации устройство-цель использует поле сгенерированное устройством-инициатором.

Активная коммуникация

В режиме активной коммуникации каждое устройство генерирует свое электромагнитное поле. Устройство-инициатор генерирует электромагнитное поле на несущей частоте 13,56 МГц, использует амплитудную модуляцию для отправки команды, а затем отключает поле. Устройство-цель в ответ генерирует свое электромагнитное поле и точно также модулируя его отправляет ответ. Чтобы избежать столкновений, только отправляющее устройство излучает электромагнитное поле. Этот вид коммуникации используется только в режиме Р2Р.

Технические характеристики меток NFC

• Метки NFC — цена от 62 рублей

Оборудование NFC

NXP Semiconductors

Если говорить о производителях микрочипов NFC, то прежде всего о крупнейшем разработчике микропроцессоров и микроконтроллеров NXP Semiconductors .

Для NFC-систем они выпускают все виды продуктов, начиная с пассивных меток и до активных NFC-контроллеров с встроенной программной оболочкой.

Пассивные метки
Эти небольшие пассивные метки на базе интегральной схемы являются наиболее рентабельным решением, когда у вас есть NFC-ридер или NFC-телефон в качестве активного устройства.

Метки имеют RF(radio frequency) интерфейс, который полностью комплементарен с NFC спецификацией, используют режим energy harvesting*, поэтому нет необходимости в установке батареи для питания пассивной NFC-метки.

NFC Frontend (NFC чип)
Интегральные схемы с NFC-интерфейсом. Дают возможность гибкой настройки NFC под вашу систему.

NFC-контроллер с настраиваемой прошивкой
Контроллер NFC — это микрочип с интерфейсом NFC плюс 32-битный микроконтроллер Cortex-M0, который может выполнять логику вашего приложения. Прошивка полностью кастомизирована под нужды заказчика.

NFC-контроллер с интегрированной прошивкой
Это готовое решение, которое объединяет интерфейс NFC с 32-битным Cortex-M0, микроконтроллер оснащен встроенной прошивкой, и оптимизирован для использования с ОС.

Пассивные NFC-метки

Рис. 4. Начинка NFC-метки.

У NXP это метки 2 типа по спецификации NFC Forum. Из рисунка понятно, что такая метка, несмотря на скромный размер, имеет при себе: антенну, радиочастотный модуль, интерфейс для связи с микроконтроллером, память EEPROM и модуль для сбора энергии. Память можно настроить на перезапись или защитить паролем, для ограничения манипуляции с данными. Метки поддерживают алгоритм цифровой эллиптической криптографии (ECC), так называемую цифровую подпись, что добавляет дополнительный уровень безопасности и позволяет проверять подлинность данных без подключения к облаку. Поддерживают пассивный режим коммуникации, метки с дополнительным модулем сбора энергии не нуждаются в отдельном источнике питания.

У NXP это метки серии NTAG I²C plus и NTAG 213F/216F. Серия NTAG F обеспечивает основанные на стандартах функциональные возможности, идеально подходящие для сопряжения с другими устройствами NFC. NTAG I²C plus имеет интерфейс I²C для использования с микроконтроллером, поддерживает сбор энергии и режим модема.

NFC Frontends

Микрочипы CLRC663 plus , MFRC630 и SLRC610 в основном предназначены для использования в приложениях для работы с бесконтактными смарт-картами и метками, в то время как PN5180 предназначен для широкого применения в приложениях, работающих со всем, от смарт-карт до мобильных телефонов.
Библиотеки для встроенных систем, полностью совместимые со стандартами ISO / IEC, EMV и спецификациями NFC Forum, обеспечивают надежную работу и более простую сертификацию. Режим энергосбережения и такие функции, как обнаружение карты с низким энергопотреблением, продлевают срок службы батареи.

Рис. 5. Начинка NFC Frontends (микрочипа NFC).

На рисунке схематично отображены модули, из которых состоит такой NFC микрочип: это NFC-интерфейс, встроенный модуль управления часами, и интерфейс для связи с микроконтроллером.

Ко всему выше сказанному, микрочип PN5180 предлагает самые передовые функции передатчика и приемника. Функции динамического контроля питания (DPC), адаптивного управления формированием волны (AWC), адаптивного управление приемником (ARC) и автоматическая обработка ошибок EMD, в соответствии с последними спецификациями ISO / IEC14443 и EMVCo, выполняются самим микрочипом без взаимодействия с другим микроконтроллером. Поддержка этих функций упреждает использование многозадачных операционных систем, например Linux или Android. Используя функцию DPC для автоматической оптимизации антенны, PN5180 улучшает производительность, при наличии рядом металла, других карточек или мобильных телефонов. Еще DPC помогает снизить энергопотребление и обеспечивает лучшую выходную мощность для больших расстояний считывания.

Контроллер NFC с настраиваемой прошивкой

Сочетая интерфейс NFC с передовым мощным микропроцессором ARM Cortex-M0 с частотой 20 МГц, контроллеры NFC PN7462, PN7362, PN7360 с настраиваемой прошивкой это лучший выбор для компактных систем, они позволяют добиться более высокой интеграции с вашей системой или приложением с меньшим количеством компонентов. Во флеш память может быть загружено уже полностью настроенное приложение, оптимизированная работа антенны в сочетании с низким энергопотреблением обеспечивают отличную производительность.

В этих контроллерах модулей уже побольше. Кроме уже известных: NFC-интерфейса, модуля внутренних часов, микропроцессора Cortex-M0 с флэш-памятью, тут есть модуль GPIO или низкоуровневый интерфейс ввода-вывода прямого управления, модуль шины SPI или последовательного периферийного интерфейса и модуль других интерфейсов, типа I2C, HSUART и другие.

Рис. 6. Начинка NFC контроллера с настраиваемой прошивкой.

В общем, эти контроллеры отлично упакованы.

Контроллер NFC со встроенной прошивкой

Разработанные для экономии времени при разработке системы, NFC-контроллеры PN7150 и PN7120 со встроенным программным обеспечением сочетают интерфейс NFC с передовым энергосберегающим микропроцессором ARM Cortex-M0 с частотой 20 МГц, имеют с предустановленные драйвера для Linux, Android и WinIoT.

Рис. 7. Начинка контроллера NFC со встроенной прошивкой.

Микроконтроллер PN7150 использует более широкий диапазон напряжения питания, что дает возможность использовать антенну меньшей площади без ущерба для производительности, поддерживает работу с метками 3 типа FeliCa, как в режиме чтения, так и в режиме эмуляции карт (для использования в Японии, Гонконге, Сингапуре и других странах азии, где Felica широко распространена).

Как это работает

Для разработчиков систем, оборудования и приложений, использующих NFC контроллеры NXP предлагают так называемые «комплекты разработчика» для программирования меток, чипов или загрузки в контроллер прошивки. Также вы можете использовать NFC Reader Library — модульную многоуровневую библиотеку, которая содержит различные уже готовые API для интеграции NFC оборудования в приложения.

Если вы не можете определиться и решить какой же чип вам нужен, то достаточно просто ответить на следующие вопросы:

А тут огромная таблица по совместимости NFC продуктов NXP, их характеристики и прочее.

На другом краю земли разработкой аналогичного оборудования занимается китайская компания Fudan Microelectronics Group . Они выпускают микрочипы для банковской системы на базе NFC технологий, умные датчики для измерительных приборов на базе интегральных схем ASIC, микрочипы для транспортных и социальных карт: FM11NT020 , FM11NT0X1 , FM11NT0X1D , FM11NC08 .

Больше подробностей по этим чипам можно найти по ссылкам, хотя очевидно, что NFC для китайцев далеко не основной продукт.

Отраслевые решения использования NFC

• Маркетинг
  • Карты лояльности
  • Рекламные предложения
  • Гостиничный бизнес
  • Физический контроль доступа
  • Посадочные талоны
  • Контроль доступа к транспортному средству

  Маркетинг

  Карты лояльности

  Сейчас распространены приложения, так называемые «электронные кошельки» для скидочных карт, типа такого . Туда можно сохранять образы (фото) карт лояльности с номером карты или со штрих-кодом, что, конечно, упрощает значительно жизнь, исключая необходимость носить с собой кучу карт. Прекрасное решение из 90-х.

  Однако новый век неотвратимо наступает, и некоторые разработчики пошли дальше, например разработчики Google Pay , они интегрировали карты лояльности прямо в платежное приложение.

  Речь об интеграции скидочных, бонусных, подарочных и других карт лояльности в мобильное приложение, позволяющее проводить бесконтактную оплату при помощи NFC.
  Android Pay является основным примером коммерчески доступного платежного решения NFC, в котором реализованы методы для передачи данных о карте лояльности в систему торговой точки (POS) продавца.

  
  Рис. 8. Приложение Google Pay.

  Основным преимуществом этих дополнительных возможностей является упрощение процесса оформления заказа как для потребителя, так и для продавца, теперь возможные скидки по карте лояльности будут учитываться прямо во время оплаты заказа, никаких вам «а теперь приложите бонусную карту». Тем-же одним касанием возможно начисление бонусных баллов на карту или оплата ими покупки. Еще одно преимущество это более надежная передача данных, чем при использовании штрих-кодов. Штрих-коды представляют собой единый элемент и должны считываться определенным образом, что может вызывать проблемы если на вашем смартфоне поцарапан или разбит экран или используется защитное стекло. Также проблемы со считыванием могут возникнуть в условиях яркого освещения, например на улице, или когда яркость экрана понижена.

  • Сканеры штрих-кодов — цена от 2 409 рублей
  • Сканеры штрих-кодов считывающие с экранов смартфонов — цена от 4 299 рублей
  • меньше пластиковых карт в кармане у потребителя;
  • потребители всегда при своих бонусах и скидках;
  • компании и руководители программ лояльности могут более точно следить за активностью клиентов;
  • процесс начисления или списания бонусов происходит быстрее, сокращается время ожидания в очереди;
  • более быстрый процесс больше продаж в часы пик;
  • передача данных с использованием NFC более надежна, чем сканирование штрих-кода.

  И хотя данные карт лояльности, не то чтобы жизненно необходим безопасно хранить, но при хранении в SE они защищены от стирания или изменения другими приложениями.

  • Емкость SE ограничивает количество данных, которые можно в нем хранить.
  • Платежные терминалы и POS-системы должны быть оборудованы программным обеспечением для поддержки приложений лояльности NFC.

  Купоны и рекламные предложения

  Цифровые купоны не так распространены, как карты лояльности, но работают практически аналогично, только купон привязан к мобильному приложению магазина, а не к платежному приложению. т.е. для использования какой-то акции магазина вам надо сначала установить его мобильное приложение и из этого приложения активировать скидку или купон. Далее идет обращение к платежному приложению, и оплата с использованием эмуляции карты NFC.

  Преимущества такие же, как и в случае карт лояльности.

  Реализация
  Одним из вариантов реализации использования маркетинговых программ с технологиями NFC, это использование меток NFC в рекламных плакатах со специальной скидкой с привязкой к мобильному приложению магазина.

  Проблемы
  Проблемы общие для купонов и карт лояльности.

  Идентификация и доступ

  Гостиничный бизнес

  NFC имеет широкое применение в гостиничном бизнесе. Речь, конечно, не только о гостиницах, если взять какой-то более широкий смысл, то технологию NFC используют для контроля доступа или удостоверения личности. NFC обеспечивает контроль доступа к определенным помещениям или группам помещений, в первую очередь это конечно гостиничный номер, но в зависимости от привилегий клиента он может получать доступ к SPA зоне, или любая другая зона или помещению, где доступ ограничен. NFC также может помочь отельерам или владельцам помещений в контроле пропускной способности, отслеживая, сколько людей посещают определенную комнату или проходят через какую-то зону.

  Решение для гостиничного бизнеса предлагает гостям абсолютно новый опыт. В зависимости от выбранного решения гости могут сами предварительно резервировать и бронировать номера с помощью своих мобильных устройств. По прибытии они могут использовать свой смартфон для заселения или расчета.

  Когда гости приезжают в отель, они сразу проходят в свой номер и открывают дверь с помощью смартфона. Больше не нужно ждать в очереди на ресепшн после длительного путешествия. Никаких ключей или карт. Это решение безопасно, удобно и экономит время для всех.

  И гости, и гостиничные компании, получают выгоду, от использования NFC в отеле. Например, гость может быстрее попасть в свой номер, если его смартфон будет запрограммирован на открытие замка номера, при наличии поддержки технологии NFC, к тому же это устраняет необходимость носить физический токен (например, карту или ключ).

  В этом случае вы вряд ли забудете ключ внутри комнаты, по неофициальной статистике каждый второй человек не расстается со смартфоном. А отели экономят на стоимости физических ключей.

  В случае, когда NFC используется для контроля доступа, например на мероприятие, выставку или в какой-то развлекательный комплекс, владельцы могут сократить расходы, проводя цифровую регистрацию посетителей вместо выпуска физических карточек, бейджей или билетов.

  • Гостиничные NFC замки — цена от 17 974 рублей

  А что касается использования технологии NFC в гостиничном бизнесе, и возможности регистрации гостя через его смартфон, то одними из первых эти решения стали внедрять у себя Hilton Hotels. Или вот эксперимент по внедрению этой технологии в отеле Clarion в 2013 году.

  • Гостиницы или другие объекты должны быть оборудованы считывателями NFC.
  • Прибыль от внедрения должна покрывать расходы на оснащение дверей считывающими устройствами NFC и поддержку программного обеспечения.
  • Для достижения масштабного развертывания потребители должны использовать телефоны с поддержкой NFC.
  • Безопасность имеет решающее значение, поскольку предоставленные учетные данные используются для авторизации доступа к гостиничным номерам в которых как правило хранятся ценности посетителей.

  Физический контроль доступа

  Индустрия систем контроля и управления доступом (СКУД) разрабатывает решения для различных сегментов рынка, для которых в качестве идентификаторов исторически использовались низкочастотные RFID-метки, используемые с приложениями, которые позволяют подключенным в систему точкам доступа считывать метки и проверять сервер (или управляющий контроллер) в режиме реального времени для подтверждения доступа.

  • Смарт-карты Mifare — цена от 18 рублей
  • Считыватели стандарта Mifare — цена от 1108 рублей
  • Считыватели NFC — цена от 5 763 рублей

  В том числе огромным преимуществом использования смартфона с NFC в качестве ключа, является возможность использования замков, для которых источником питания будет выступать смартфон в момент идентификаций передающий на замок достаточно питания для его разблокировки.

  Реализация
  Частично реализация физического контроля доступа описана в пункте «Гостиничный бизнес».

  Самым, наверное, распространенным примером использования технологии NFC в контроле физического доступа будут обычные домофоны, где в брелок зашивается метка с ключом, а в устройстве на двери стоит считыватель NFC меток.

  Проблемы
  Кроме проблем, описанных в разделе «Гостиничный бизнес», есть еще несколько.

  Поддержка NFC производителями смартфонов до сих пор относится к аппаратам премиум-сегмента. Кроме того, некоторые телефоны имеют неоптимальное расположение и дизайн антенны, что дает в результате низкое качество считывания.

  Поэтому технология NFC используется в связке с Bluetooth в качестве бесконтактного протокола. Bluetooth доступен практически на всех смартфонах, у этого протокола больший радиус действия. И производители оборудования систем контроля доступа включают поддержку Bluetooth в дополнение к стандарту ISO / IEC 14443 и NFC.

  Посадочные талоны

  В 2011 году Международная ассоциация воздушного транспорта (IATA) объединилась с GSMA, организацией, которая представляет интересы операторов мобильной связи по всему миру для публикации «Преимущества NFC для авиаперевозок», в котором обсуждалось потенциальное использование и преимущества NFC в авиационной отрасли. Позднее, в 2013 году, IATA и NFC Forum совместно опубликовали « Справочное руководство NFC для авиаперевозок ».

  Документ, разработан в качестве руководства для авиакомпаний по определению видов использования, преимуществ и вариантов реализации.
  Среди преимуществ описывалась возможность ускоренного перемещения и поддержка вспомогательных услуг (например, оплата сборов за провоз багажа, приоритетный ускоренный доступ для транзитных пассажиров или пассажиров бизнес-класса, оплата наземного транспорта).

  Потенциальные приложения должно было включать в себя: регистрацию багажа, автоматическую проверку документов, выписку нового посадочного талона на отмененные или задержанные рейсы. Т.е. это практически исключало необходимость обращаться на стойку регистрации для получения бумажного посадочного талона и сдачи багажа.

  Реализация
  Сейчас технология, принятая авиакомпаниями во всем мире и внедренная в аэропортах по всему миру это штрих-код или ​​QR-код на посадочном талоне и соответствующие оптические считыватели на пунктах досмотра и посадки.

  Переходя от штрих-кодов к NFC, GSMA предлагает хранить учетные данные посадочных талонов в SE или защищенных элементах, которые имеют уникальные ключи шифрования, обеспечивая таким образом безопасность и целостность. Некоторые авиакомпании, в частности шведская авиакомпания SAS, используют другой подход: вместо хранения данных, представляющих посадочные талоны на защищенном элементе внутри смартфона, они хранят данные, представляющие пользователя, а именно учетные данные часто летающих пассажиров, в мобильном приложении с поддержкой HCE. HCE или Host Card Emulation это технология эмуляции карты при которой SE находится в облаке. В сочетании с подключенными к сети считывателями NFC на пункте регистрации на рейс учетные данные пользователя можно получить из облака для получения посадочного талона. Однако, в этом случае обязательное условие бесперебойной работы такой системы это подключение к сети.

  • Отсутствие инфраструктуры в аэропортах.
  • Если авиакомпанией используются технология HCE, то пользователь смартфона должен обязательно быть подключен к интернету в момент регистрации по NFC.

  Ограничение доступа к двигателю автомобиля

  Приложение на устройстве с поддержкой NFC может превратить ваш смартфон в ключ автомобиля, придав новый смысл термину «бесключевой доступ». Поднеся мобильное устройство с NFC к ручке двери водителя, можно заблокировать и разблокировать автомобиль. Размещение телефона на специальном месте, которое является также площадкой беспроводной зарядки, на приборной панели внутри автомобиля включает зажигание.

  Реализация
  Внедрение технологии NFC внутрь автомобиля началось примерно с 2016 года, когда первые автомобили с бесключевым доступом через мобильное устройство были представлены на автосалоне в Детройте. Сначала это были автомобили премиум-класса, Mersedes-Benz и Audi. Но на сегодняшний день многие автомобильные концерны взяли NFC на вооружение.

  В 2018 году организация Car Connectivity Consortium, которая занималась разработкой протокола « цифрового ключа » для использования в автомобильных системах объявила о выпуске спецификации Digital Key Release 1.0 . По сути эта организация объединяет производителей автомобилей и мобильных устройств для того, чтобы внедрить технологию цифрового ключа на регулярной основе в автомобильную инфраструктуру.

  • Разблокировка автомобиля — устройство доступа должно быть в непосредственной близости от автомобиля
  • Заблокировать автомобиль
  • Запустить двигатель — устройство доступа должно находиться в автомобиле
  • Аутентификация пользователя
  • Отзыв ци фрового ключа у другого пользователя
  • Цифровой обмен ключами — удаленный и одноранговый
  • Свойства цифрового ключа — ограничение использования (общего) ключа

  По схеме видно, что стандартизированный интерфейс позволяет обращаться к SE, где хранится цифровой ключ, и через NFC мобильного устройства передавать его автомобилю. Датчик NFC в автомобиле устанавливают в ручке двери водителя и на передней панели, под специальной площадкой.

  Вот тут разработки NXP в области безопасного бесключевого доступа к автомобилю.
  А тут про безопасную автомобильную архитектуру.

  Проблемы
  Проблема в том, что внедрение такой технологии в инфраструктуру автомобиля скажется на стоимости модели в сторону увеличения. И еще безопасность. Хотя производители устройств с технологией NFC уверяют, что это она из наиболее безопасных технологий, ввиду очень ограниченного радиуса действия ее практически невозможно просканировать удаленно, считывающее устройство должно находиться на расстоянии максимум 10 сантиметров, а цифровой ключ хранится в защищенном элементе мобильного устройства. Ограниченный радиус действия, кстати, с другой стороны, тоже может быть определенной проблемой, потому что телефон надо будет поднести прямо к ручке двери автомобиля, уже не откроешь машину стоя у магазина с полными пакетами в руках, как с кнопки брелка.

  Контроль качества

  С приходом интернета границы рынка (внешнего или внутреннего) для конечного пользователя стерлись. Нет сейчас дефицитных товаров типа американские джинсы или польские сапоги, которые папа из командировки привез. Можно купить какие угодно джинсы на любой кошелек. А с выходом на мировой рынок китайских народных умельцев появилось много такого, которое как Луи Витон, только в 10 раз дешевле или как Адидас, только Абибас. В России ежегодный объем контрафактной торговли оценивается в $4 миллиарда долларов. Согласно информации , опубликованной на сайте Таможенного информационного сервера, чаще всего объектами контрафакта являются лекарства, алкоголь, табачная продукция, одежда, обувь, минеральные воды и соки, автозапчасти. При этом доля незаконного оборота таких товаров в некоторых секторах доходит до 40%.

  Производители пользуются разными методами защиты своего продукта, например, голографические наклейки, QR-коды, штрих-коды. Защиту на основе графического элемента все-таки легко подделать, производители пошли дальше и стали использовать NFC метки.
  
  Рис. 10. Использование меток для контроля качества товаров. Customer CMS — клиентское приложение. Product with NFC — продукт с меткой NFC. NDEF — формат данных в метке. Customer URL — ссылка для проверки оригинальности, подлинности. NTAG 2GO Secure Services — сервисы проверки безопасности.

  NFC метки устанавливаются на упаковку или на саму продукцию для подтверждения оригинальности товара. При наличии в телефоне приложения, которое может считать эту метку и показать информацию (NDEF или NFC Data Exchange Format формат данных, в котором информация хранится в метке), как правило это линк на сайт производителя, можно проверить оригинальность товара, каталожный номер, историю, и так далее. Особенно это распространено в фармакологии, когда от подделки может зависеть жизнь человека. Еще среди производителей элитных вин. Дорогих марок одежды, обуви и сумок.

  Медицина

  В отчете , выпущенном технологическими аналитиками Transparency Market Research (TMR), здравоохранение является одним из самых быстрорастущих сегментов рынка для NFC, с коэффициентом CAGR (среднегодовой темп роста) 20,4%.

  Кроме использования NFC в системах контроля доступа, который был уже описан и касается медицинских учреждений в том числе, NFC может обеспечивать также безопасный логический доступ (к медицинской информации). Электронные данные нуждаются в такой же защите от несанкционированного доступа, как и физические бумажные картотеки. Использование NFC для управления доступом к компьютерам, планшетам и другим устройствам — это удобный и безопасный способ защиты данных.
  Медицинские NFC браслеты на основе меток NFC позволяют отслеживать перемещение пациентов, это конечно относится больше к идентификации и системе контроля доступа, чем к здравоохранению. Медицинский персонал может в реальном времени узнать, где находится пациент, когда в последний раз его посещала медсестра или какое лечение назначил врач. Данные собираются и хранятся в базах данных с контролируемым доступом, эта система упрощает логистику, ведение больничной картотеки и предотвращает ошибки.

  Также интеллектуальные идентификационные браслеты на основе NFC меток помогают в повседневных ситуациях людям с опасными для жизни состояниями, такими как диабет, астма или аллергия на продукты питания или лекарства. В экстренном случае этот браслет предоставит подробную информацию о заболевании, аллергиях и т.д. врачам скорой помощи. Один такой браслет уже был продемонстрирован HealthID Profile — вот подробности.

  Еще одно применение медицинского браслета с NFC меткой это возможности для мониторинга пациента дома, поскольку браслет с поддержкой NFC можно настроить для отслеживания показателей жизнедеятельности. Пациент подключает браслет к смартфону или планшету, и медицинские данные передаются лечащему врачу. Люди с хроническими заболеваниями или с ограниченными возможностями могут реже посещать врача для контроля состояния, или пациенты после операции, могут вернуться домой раньше.

  Еще один случай применения меток NFC в медицине (и не только) это контроль подлинности, лекарств в конкретном случае. Метка NFC добавляется на упаковку или в маркировку лекарства, используя мобильное устройство можно проверить подлинность лекарства, просмотреть подробную информацию о дозировках или прочитать о побочных эффектах и ​​взаимодействиях лекарства. Метка также может содержать веб-ссылку, которая направит за дополнительной информацией на сайт производителя, или поможет сделать заказ в онлайн-аптеке или связаться с медицинским работником.

  Реализация
  Внедрение NFC технологий в медицину практически все основано на связке метка-ридер. Метка может быть в любом форм-факторе, также медицинское учреждение должно быть оснащено считывателями NFC, которые передают информацию из NFC метки другим системам и базам данных.

  • Отсутствие инфраструктуры в медицинских учреждениях.
  • Регламенты и проблемы конфиденциальности пациентов.

  Транспортная инфраструктура

  
  Рис. 11. Эволюция транспортных билетов.
  Legacy media — устаревшие билеты. New media — новые билеты (технологии). Paper tickets — бумажные билеты. Light interface — оптический интерфейс. Contactless cards — бесконтактные карты. Contactless interface — бесконтактный интерфейс. Mobile tickets — мобильные билеты. NFC interface — интерфейс NFC.

  У всего есть эволюция, например, на этом рисунке показана эволюция транспортных билетов. Ручной труд давно канул в Лету, жетоны и бумажные билеты тоже. Потом, за ними и билеты с магнитной полосой и билеты со штрих-кодами. Сейчас эволюция транспортных билетов остановилась на бесконтактных транспортных картах. Расцвет эры NFC в транспортной инфраструктуре.

  Вот тут NFC Forum white paper о применении NFC на транспорте. Очевидные преимущества от внедрения: простота использования, мультикарта, которая действует на несколько видов транспорта, можно пополнить баланс через приложение, а не стоять в очереди, экологичность и прочее.

  Сейчас бесконтактные транспортные карты на базе меток NFC прочно вошли в транспортную инфраструктуру. Причем, такие карты работают не только в транспортной инфраструктуре городов, на горнолыжных курортах система подъемников тоже использует карты на базе NFC меток. Или туристические маршруты с фуникулерами. Пополнить карту можно в киоске по продаже транспортных билетов или онлайн, если у вас пополняемая карта.

  Реализация
  Мосметро анонсировали услугу «Мобильный билет», в процессе предоставления сервиса участвуют операторы сотовой связи (ОАО «МТС», ПАО «Мегафон», ОАО «ВымпелКом») ООО «Бриз Технологии», ГУП «Московский метрополитен» (Метрополитен), ГУП «Мосгортранс». Операторы сотовой связи предоставляют потребителю SIM-карту со встроенным чипом NFC, SE и подключаемой услугой мобильного билета. В этом случае оплата за транспортный тариф происходит через NFC SIM-карты со счета мобильного номера в транспортное приложение. Оплата проезда осуществляется одним касанием телефона к валидатору транспортного оператора, т.е. для пользователя все просто.

  Можно ли сделать так же, но без замены сим-карты? В первую очередь, мобильное устройство должно поддерживать NFC и SE. Во вторую очередь, платежное приложение должно напрямую работать с приложением транспортного оператора. Иными словами, если транспортную карту можно будет интегрировать в Google Pay. И Google Pay добавили такую возможность, но она пока что в каком-то полуживом режиме, по крайней мере транспортные карты действующие в России Google не понимает. Поэтому, нет.
  А вот для Apple есть такая услуга. Apple Pay с Mastercard: простой и удобный способ оплаты. Оплатить проезд в метро и на МЦК с помощью Apple Pay можно в кассах, автоматах по продаже билетов, а также прямо на турникетах. Опять же, если у вас не мастеркард, то не забывайте транспортную карту.
  Есть приложения для мобильных устройств, которые позволяют оплачивать проездной электронным платежом, инициализируя карту через NFC, например, «мой проездной». Подробности о работе тут .

  Проблемы
  Первая и очевидная проблема внедрения услуги электронного билета это в единообразии. В необходимости выбора единого стандарта и единого технического решения для всех транспортных операторов, моделей телефонов и т.д. Какие-то телефоны поддерживают SE, и NFC в целом, какие-то нет. Среди перевозчиков также существуют частные компании, со своими тарифами и системой оплаты (наличные!).

  Игровая индустрия

  NFC это легкий способ сделать игру интерактивной. В 2013 году Mcdonald’s воплотили идею детского интерактивного игрового стола, на основе NFC меток. Метки крепились к обычному столу под столешницей, они имитировали трассу для игрового приложения. В игре на смартфоне ребенок управлял машиной, которая должна проехать по этой трассе.

  У компании Activision есть две серии игр, которые стабильно кормят их из года в год. Это, конечно же, серия игр Call of Duty, бьющая все возможные рекорды, а также серия детских продуктов под названием Skylanders. Родившийся как ответвление серии Spyro the Dragon, проект Skylanders превратился в самостоятельную серию, вышедшую на множестве платформ. Серия является настолько успешной, что глядя на неё, компания Disney потратила огромные деньги, чтобы сделать свою игру Disney Infinity, с аналогичным смыслом. А смысл в том, что герои в игре связаны с реальными физическими статуэтками этих героев. Статуэтка оснащена NFC меткой, эту фигурку надо купить и разместить на специальном портале, чтобы герой появился в игре. Это гениально. Доход от Skylanders приносят далеко не продажи самой игры, а всех этих фигурок героев к ней.

  Последователями этой идеи стали Disney Infinity и Nintendo Amiibo для консолей Nintendo.

  Реализация
  Из сказанного выше ясно, в игровой индустрии технологию NFC используют в виде меток, на которые записаны данные, которые импортируются в игровое приложение в виде героя или игрового поля.

  Немного NFC-магии от NXP:
  А вот тут решения NXP для NFC игр.
  Еще фишки с программируемыми метками NFC используются в казино.

  • Пиратство. В этих метках не используется SE, поэтому в интернете можно найти все, в том числе и туториалы, как скопировать метку и играть без покупки фигурки.

  IoT или Internet of things или интернет вещей, это отдельная глобальная тенденция. Это не просто утюг с вайфаем или чайник с блютусом, это не отдельная технология или алгоритм, это городская среда или умный дом, это множество технологий, алгоритмов и протоколов, которые делают жизнь человека лучше, экологичней и безопасней. Такая вот философия.
  
  Рис. 12. NFC в мире IoT.
  Connecting/Commissioning/Controlling — Подключение/Ввод в эксплуатацию/Контроль. Bluetooth pairing — подключение к устройству bluetooth. Joining Wi-Fi — подключение к сети Wi-Fi. Wireless Commissioning — ввод в эксплуатацию беспроводных устройств. Water metering — снятие показаний с приборов измерения расхода воды. Appliance Servicing — обслуживание приборов. Setting unconnected appliances — настройка неподключенных приборов. Appliance controlling — контроль работы приборов. Ambient setting — установка уровня освещенности и громкости. Disabling residenting alarm — отключение домашней сигнализации.

  Большинство таких умных инфраструктур для дома вполне «юзерфрендли», не требуется покупать каких-то специальных промышленных контроллеров (разве что IoT-шлюз), программировать их, писать код, или делать что-то еще подобное.
  В системах IoT используются различные приборы и датчики, которые имеют разные интерфейсы и различные механизмы подключения. Например, bluetooth требует сопряжения двух устройств, для подключения устройства через Wi-Fi к сети ethernet требуется ввод пароля или учетных данных сети. А некоторые датчики вообще не имеют интерфейса. Протокол NFC был разработан, как протокол tap-and-go (нажми и работай), что обещает легкость подключения устройств между собой.

  Подключение устройств

  
  Рис. 13. Подключение устройств IoT.
  IoT Gateway — шлюз IoT. Wireless connectivity — беспроводная связь. NFC commissioning — ввод в эксплуатацию по NFC. Bluetooth LE — Bluetooth low energy (bluetooth с низким энергопотреблением). Wi-Fi сеть Wi-Fi. Wi-Fi router gateway — шлюз Wi-Fi.

  Интеграция интерфейса NFC в шлюз IoT (по сути это микрокомпьютер, который в первую очередь работает как агрегатор всех устройств и информации от них, понимает различные протоколы связи, имеет интерфейс для удаленного управления смартфоном) позволяет беспрепятственно подключать все устройства к шлюзу — независимо от базовой технологии беспроводной связи.
  Смартфон с поддержкой NFC, зарегистрированный в шлюзе, можно использовать в качестве «волшебной палочки» для передачи настроек устройствам, еще устройство может быть сброшено до заводских настроек или может быть выведено из сети касанием мобильного телефона, конфигурация одного устройства может быть скопирована на другое, что позволяет легко заменить старое устройство новым. NFC предоставляет стандартизированные механизмы, обеспечивающие все эти сценарии ввода в эксплуатацию.

  Особенно это упрощает интеграцию в систему устройств, которые не имеют пользовательского интерфейса и дисплея для программирования настроек, например, лампочки, датчики безопасности и присутствия, электрические розетки и т.д.

  
  Рис. 14. Подключение устройств IoT.
  IoT Gateway — шлюз IoT. NFC Reader — считыватель NFC. NFC Tag — метка NFC. Device in NFC reader proximity — устройство в непосредственной близости от считывателя NFC. Power on — включено. AES-128 Encrypted Communication — подключение, зашифрованное алгоритмом AES-128.

  Сопряжение
  Отдельно стоит выделить удобство использования NFC в сетях Bluetooth и Wi-Fi в качестве механизма сопряжения и интегрирования устройства в сеть. Это относится не только к умным домам. Можно подключить мобильный телефон к сети Wi-Fi в общественной сети. Подключить к мобильному телефону Bluetooth-аксессуар через NFC, например, фитнес-трекер, гарнитуру, динамик, беспроводное соединение Bluetooth используют миллиарды интеллектуальных электронных объектов. В то время как технология Bluetooth обеспечивает удобство постоянной связи на расстоянии, но соединение двух устройств через Bluetooth может выводить из себя пользователя (меня вот выводит), когда надо искать эти устройства, потом сопрягать и вводить еще какой-нибудь код с коробки. Благодаря тесному сотрудничеству между NFC Forum и Bluetooth SIG, NFC помогает ускорить сопряжение Bluetooth, исключая длительный этап сопряжения. Теперь производители продуктов, использующие Bluetooth, могут кодировать информацию о настройках для сопряжения на тонкую гибкую метку NFC, встроенную в устройство с поддержкой Bluetooth, и обеспечивать мгновенное и безопасное соединение одним касанием другого устройства NFC.

  Тоже самое и с подключением устройств к сети Wi-Fi, благодаря NFC Forum и Wi-Fi Alliance. Использование NFC меток облегчает подключение к беспроводной сети дома, в офисе, да везде. Владельцы магазинов и кафе защищают свои сети Wi-Fi с помощью пароля. Чтобы подключиться к сети Wi-Fi со смартфона, планшета или ПК, пользователь должен открыть настройки Wi-Fi, выбрать правильное имя сети (SSID), а затем ввести пароль. В апреле 2014 года Wi-Fi Alliance и NFC Forum объявили о технологических усовершенствованиях, которые могут устранить две ключевые проблемы при подключении к беспроводной сети: выбор имени сети и ввод пароля. Для достижения этой упрощенной возможности подключения стандартная информация о передаче обслуживания NFC Forum кодируется в тонкий гибкий тег NFC, который либо интегрируется в беспроводной маршрутизатор, либо монтируется на стене, или даже распространяется как визитная карточка. Как только пользователь подключает свое устройство NFC к метке NFC вся необходимая информация о конфигурации автоматически передается из метки NFC на мобильное устройство. С помощью простого прикосновения к метке NFC пользователи могут работать в Интернете быстрее, чем когда-либо.

  Банковские карты

  Чипы NFC используются не только в мобильных устройствах в режиме эмуляции карты, но и в самих пластиковых картах, для возможности бесконтактной оплаты, и еще в других распространенных устройствах с возможностью эмуляции вашей карты, типа кольца или браслета со встроенным чипом NFC.

  
  Рис. 15. Этапы прохождения платжной транзакции.

  В случае использования контактной карты, в ее чип зашивается платежное приложение банка-эмитента, которое через платежную систему взаимодействует с банком-эквайером продавца при проведении платежной транзакции, и персональные платежные данные клиента банка, на чье имя выпущена карта. Данные хранятся в зашифрованном криптоключами виде и защищены от перезаписи или изменения.

  В работе бесконтактной карты добавляется NFC модуль, который обеспечивает бесконтактное соединение со считывателем банковских карт.

  Что же происходит в случае эмулирования карты мобильным телефоном. Чтобы не записывать на чип SE в мобильном устройстве платежные приложения всех банковских карт, которыми пользуется владелец устройства, которые к тому же надо персонализировать, т.е. передать данные о выпущенных картах и хранить их в защищенном виде, была сформулирована роль TSM (Trusted Service Manager), который объединяет с одной стороны поставщиков услуг (Service Provider TSM), а с другой стороны чипы Secure Element (Secure Element Issuer TSM).

  TSM — Trusted Service Manager — уникальный посредник, который владеет ключами. Это аппаратно-программный комплекс, предоставляющий технологические отношения между операторами связи и поставщиками услуг.
  
  Рис. 16. Trusted Service Manager или TSM — доверенный поставщик услуг. Выполняет защищенную загрузку и менеджмент контента защищенного элемента (SE) для транспортных приложений, магазинов, мобильных операторов, банковских приложений, конфиденциальные данные держателя карты.

  Ключевые услуги доверенной третьей стороны включают защищенную загрузку и менеджмент контента элемента безопасности, выполняемый при взаимодействии с провайдерами мобильных сервисов. Это могут быть банки, транспортные компании, поставщики и агрегаторы услуг. Удаленное управление приложениями, обычно выполняемое с использованием технологий беспроводной сотовой связи (over-the-air, OTA), включает установку и персонализацию приложений в элементе безопасности мобильного телефона, а также дальнейшее обслуживание установленных приложений на всем протяжении их жизненного цикла, равно как и сервисную поддержку. Подробнее о TSM здесь . Однако эта технология платежей все равно требовала присутствия физического защищенного элемента на мобильном устройстве. Что давало определенные ограничения, например, если производитель мобильного устройства не включил SE в свою платформу, в этом случае, требовалось менять SIM-карту на карту с поддержкой SE у мобильного оператора.

  В 2012 году Дугом Йегером и Тедом Фифельски, основателями SimplyTapp, Inc. был придуман термин « эмуляция хост-карты » (Host Card Emulation ), который описывал возможность открытия канала связи между терминалом бесконтактных платежей и удаленным размещенным защищенным элементом, содержащим финансовые данные, данные платежной карты, позволяющие проводить финансовые операции в терминале торговой точки. Они внедрили эту новую технологию в операционной системе Android, начиная с версии 4.4. HCE требует, чтобы протокол NFC направлялся в основную операционную систему мобильного устройства, а не в локальную микросхему защищенного аппаратного элемента (SE). Итак, начиная с версии Android 4.4 KitKat управление платежными операциями взял на себя не физический элемент, а API, точнее Google Pay API. Эмуляция карты неотделима от понятия «токенизация», потому что это следующая ступень защиты платежных данных в виртуальном мире после TSM, который выдавал ключи. Токен — это ссылка (то есть идентификатор), которая сопоставляется с конфиденциальными данными через систему токенизации. Сопоставление исходных данных с токеном использует методы, которые делают невозможным обратное преобразование токенов в исходные данные вне системы токенизации, например, с использованием токенов, созданных при помощи случайных чисел. Т.е. вместо номера вашей карты API хранит токен, полученный от банка-эмитента, который бесполезен в том виде, в котором он хранится. Даже если его узнают третьи лица, воспользоваться им будет невозможно.
  

  Рис. 17. Токенизация.
  Когда вы вводите номер карты в мобильное приложение, обеспечивающее возможность мобльных платежей, например, номер карты 4111 1111 1111 1234, удаленный поставщик токенов (remote token service server) возвращает вместо номера карты токен вида 4281 **** **** 2819, который хранится в мобильном устройстве.

  Токенизация при использовании Google Pay :

  1. Когда пользователь добавляет в Google Pay свою кредитную или дебетовую карту, приложение запрашивает у банка-эмитента токен. Затем Google Pay шифрует токенизированную карту, и она становится доступна для оплаты.
  2. При оплате клиент прикладывает свое мобильное устройство к терминалу или нажимает соответствующую кнопку в приложении. Google Pay отправляет токен и криптограмму, которая действует как одноразовый код. Платежная система проверяет криптограмму и соотносит токен с номером карты клиента.
  3. Для завершения транзакции ваш банк-эквайер и банк-эмитент покупателя используют данные клиента и расшифрованную информацию о его платеже
  • Google Pay не обрабатывает и не авторизует транзакции. Сервис только токенизирует карты и передает токены и другую информацию о клиентах платежным системам.
  • Продавец является получателем платежей. Он обязан вести бухгалтерский учет и удерживать необходимые налоги.
  • Продавцу не нужно менять свою систему обработки платежей.

  Безопасность

  Если мы говорим о безопасности использования NFC, то это не подразумевает исключительно безопасные платежи, поскольку из предыдущего объемного раздела понятно, что платежами применение технологии NFC не ограничивается. Безопасность и защита данных, которые переданы метке или контроллеру или передаются третьей стороне, например POS-терминалу, или в инфраструктуру автомобиля, или в базу данных для идентификации, важны во всех областях применения технологии NFC.

  Безопасный автомобиль

  Раньше у вас был автомобиль и физический железный ключ от него на брелоке, все. Если ваш автомобиль хотели угнать, то разбивали стекло, вскрывали приборную панель, заводили машину двумя проводами, все, прощай автомобиль. Потом стали появляться бортовые компьютеры, электроника, иммобилайзеры.
  Современный же автомобиль это технологичное пространство и инфраструктура для взаимодействия различных технологий. Автомобили оснащаются модулями Bluetooth, GPS, Wi-Fi, NFC, кроме тех, которые работают с внутренними протоколами и портами, типа OBD.

  Если раньше максимальный риск для автомобиля представляло физическое проникновение и угон, то сейчас атаки стали удаленными. Вот тут и тут статьи о том, как хакеры воспользовались уязвимостями Jeep и Tesla S, а после этих случаев Fiat Chrysler отозвал 1.4 миллиона автомобилей с подозрениями на те же уязвимости. Теперь максимальный риск это не угон автомобиля, а возможность перехвата управления удаленно и причинение вреда здоровью тех, кто находится в автомобиле.
  
  Рис. 18. Современный автомобиль использует различные протоколы связи.

  Защита современного автомобиля строится на 5 элементах: безопасный интерфейс, безопасный шлюз, безопасная сеть, безопасная обработка данных, безопасный доступ.
  

  Рис. 19. Безопасность автомобиля.
  Secure interfaces — безопасный интерфейс. Secure Gateway — безопасный шлюз. Secure Network — безопасная сеть. Secure Processing — безопасная обработка данных. Secure Car Acces — безопасный доступ в машину.

  Полный текст статьи NXP тут , там подробно рассматриваются защиты на уровнях с 1 по 4. Но нас интересует безопасность применения технологии NFC, раз уж статья об этом.

  Технология цифрового ключа или SmartKey (или Digital Key) разработана таким образом, что ключ не хранится и не передается в открытом виде. Цифровой ключ, это какой-то оригинальный набор данных, которые производитель автомобиля зашивает в прошивку автомобиля вместе с набором функций, которые доступны по этому ключу. Он же (производитель автомобиля) является TSM (Trusted Service Manager) для пользователей ключа, т.е. пользователь не получает ключ от автомобиля, он получает набор зашифрованных данных, которые являются ключом к расшифровке оригинального ключа, и хранятся они в SE мобильного устройства, соответственно. NFC используется только для передачи этих зашифрованных данных автомобилю. Учитывая, что NFC работает на расстоянии около 10 см., практически невозможно просканировать и узнать эти данные. Еще важной частью архитектуры безопасности является TEE, это так называемая Trusted Execution Environment или безопасная среда исполнения, является безопасной площадью основного процессора и гарантирует защиту кода и данных, загруженных внутри, в отношении конфиденциальности и целостности.

  
  Рис. 20. Безопасный доступ в автомобиль по NFC. Car OEM — производитель автомобиля. TSM — доверенный менеджер услуг (поставщик ключей). Mobile UI — мобильный интерфейс. TUI — доверенный интерфейс. TEE — доверенная среда исполнения. Secure Element — защищенный элемент. SE provider — провайдер защищенного элемента. SE provider agent — исполняемое приложение провайдера защищенного элемента. NFC — чип NFC.

  Безопасное хранение данных

  Использование защищенного элемента
  Конечно, об этом уже упоминалось в предыдущих разделах. Одним из вариантов хранения учетных данных карты и конфиденциальной информации на смартфоне является Security Element. Мы помним, что SE это физический чип, на который установлены апплеты каких-то приложений с конфиденциальными данными, например, апплет платежного приложения, транспортного и т.д. Этот чип может быть частью аппаратной платформы мобильного устройства, или SIM-карты, или даже SD-карты.

  Также мы помним, что апплетами и данными на SE управляет TSM, доверенный менеджер услуг.

  
  Рис. 21. Апплеты в защищенном элементе.

  Любые конфиденциальные данные, например, данные, связанные с виртуальной картой, которые хранятся в SE, защищены так же, как и на физической бесконтактной карте. Однако есть одно важное отличие. SE постоянно подключен к смартфону и через смартфон к Интернету. Потенциал для атак намного выше, чем для реальной карты. К данным на обычной карте можно получить доступ, только если она оказывается рядом с бесконтактным считывателем, и только в том случае если бесконтактный считыватель был взломан. Из этого следует необходимость ограничить доступ к апплетам на SE.

  И вот, еще одна некоммерческая организация, которая занимается разработкой спецификаций для безопасных цифровых экосистем в США, Global Platform выпустили спецификацию доверенной среды исполнения, или TEE. Эта среда, такой слой между ОС мобильного устройства и SE, в котором обмен данными и командами защищен. Вот тут спецификации Global Platform по криптографическим алгоритмам, системной архитектуре TEE и т.д.

  
  Рис. 22 Trusted Execution Environment — доверенная среда исполнения.
  GlobalPlatform TEE Internal API — внутренний API доверенной среды исполнения. Trusted Core Environment — доверенная среда ядра. Trusted Functions — доверенные функции. TEE Kernel — ядро доверенной среды исполнения. HardWare secure resources — аппаратные ресурсы безопасности. Hardware Platform — аппаратная платформа. Rich OS — операционная система. GlobalPlatform TEE client API — клиентские API доверенной среды исполнения. Rich OS application environment — основная среда исполнения приложений в операционной системе.

  Вот тут серия семинаров SmartCardAlliance по основам безопасности NFC.

  Использование технологии HCE
  Последние версии операционной системы Android поддерживают Host Card Emulation или HCE. Использование HCE означает, что команды NFC можно направлять прямо в API, работающее в операционной системе мобильного устройства. Сама технология HCE не предъявляет требований, к хранению и обработке учетных или конфиденциальных данных, также HCE не предоставляет какие-либо методы обеспечения безопасности. Любая необходимая защита должна быть реализована поверх реализации HCE.

  Приложение может пересылать команды NFC в любое место, доступное для смартфона. Это делает варианты реализации виртуальной карты практически безграничными — от полностью облачной карты до хранения (части) виртуальной карты в SE. Поскольку HCE не обеспечивает безопасность, эта технология используется совместно с уже известными TEE и токенизацией. TEE предоставляет сервисы безопасности и изолирует доступ к своим аппаратным и программным ресурсам безопасности от многофункциональной ОС и связанных приложений. Алгоритм токенизации подменяет конфиденциальные данные токеном, таким же по виду, но бесполезным для злоумышленника.

  Безопасные платежи

  Из всего написанного выше понятно, что применение технологии бесконтактной оплаты при помощи устройства NFC не опаснее обычной бесконтактной карты и даже не опаснее обычной контактной карты.

  В народе ходят такие байки, то вроде вот у кого-то там карта бесконтактная лежала в заднем кармане брюк, а тут раз мимо кармана пронесли беспроводной терминал и прошло списание денежной суммы. Держите жуликов! Технически, конечно, такое возможно, если беспроводной терминал, который размером с кирпич, спрятать в пакет, да подгадать, чтобы рассеянный покупатель убрал карту подальше от глаз, потом как-то незаметно провести эту махинацию с прикладыванием пакета к карману где спрятана карта. Ну, такое конечно, сомнительное жульничество. Для совсем мнительных есть изобретение, которое называется клетка Фарадея . Вкратце, оно служит для экранирования предмета от внешних электромагнитных полей. Это изобретение Фарадея взято в основу чехлов для экранирования ключей, карт, и подобных устройств NFC от возможности считывания без ведома владельца.

  А вот тут SmartCardAlliance отвечает на вопросы безопасны ли бесконтактные платежи.

  Безопасность меток NFC

  Метки NFC подвержены следующим видам угроз.
  

  Другие беспроводные технологии

  
  Рис. 23. Сравнительная таблица беспроводных интерфейсов.

  

  Что может сделать обычный человек, имея телефон с NFC

  Речь не про взлом транспортных карт или что-то такое не очень законное. В разделе «Отраслевые решения» я привела примеры как NFC используют крупные компании, медицинские учреждения, транспортные перевозчики и прочее. Но какой толк от NFC обычному человеку, кроме эмуляции карты.

  У NXP есть приложение для мобильных устройств — TagWriter , бесплатное для всех платформ. С его помощью можно читать и записывать метки. Сами метки продаются в виде карточек или в виде наклеек на интернет-площадках и стоят совершенно доступных денег.

  
  Рис. 24. Приложение TagWriter от NXP.

  На метку можно записать бизнес-контакт, например на метки в виде карточек, использовать как визитки. Можно записать настройку подключения к точке Wi-Fi или Bluetooth-устройству и наклеить на видное место, для удобства использования. К вам пришли гости и просят пароль от вайфай? Нет проблем, вон метка на холодильнике. Кто вообще помнит пароль от вайфай? На водонепроницаемую метку можно записать свой контакт и повесить на ошейник собаки. Я так сделала, это стоит дешевле, чем заказать гравировку жетона. Метки можно перезаписывать и оставлять сообщения. Кто вообще сейчас пользуется смс или, того лучше, бумажными записками? Нет времени на соцсети? Оставь сообщение в метке. «Суп в холодильнике. Купи хлеба. Буду поздно.»

  NFC в телефоне — что это такое и для чего нужен? Настройка и поключение бесконтактной оплаты на телефоне

  Для начала немного истории, как появился этот формат бесконтактной передачи данных. Своё начало NFC берёт в 2004 году, когда три крупных гиганта на рынке мобильной электроники (Nokia, Philips и Sony) параллельно начали разработки по созданию специального чипа, который обеспечивал бы поддержку передачи данных на ближнем расстоянии. Целью работы явилось создание универсальной системы, которую можно было бы стандартизировать. Итогом совместных усилий, поскольку на определённом этапе разработок компании объединились, стали телефоны с NFC-модулем. Эта аббревиатура в оригинале звучит как Near Field Communication или ближняя бесконтактная связь (в удобном для понимания переводе).

  Узнать о наличии поддержки формата NFC можно по яркому и запоминающемуся фирменному значку. Технические характеристики стандарта выражены в возможности переноса данных или осуществления сопряжения двух смартфонов при расстоянии между ними не более 10 см. К сведению! Для получения хорошего сигнала и уверенной передачи обычно требуется сближение двух устройств с поддержкой формата до расстояния 2−3 см. Формат NFC в телефоне некоторые считают ненужным, поскольку все устройства без исключения, имеющиеся на рынке, имеют модуль Bluetooth, который также применяется для обмена данными и имеет больший радиус активности. Но сравнивать эти два стандарта не совсем корректно, поскольку популярный ныне NFC обладает рядом особенностей:

  • компактность модуля, встраиваемого в тело смартфона;
  • формат позволяет реализовать коммуникацию между двумя гаджетами или иными пассивными объектами, наделёнными подобной функцией;
  • сниженное энергопотребление;
  • высокая скорость установления сопряжения, которая составляет не более 0,1−0,2 секунды;
  • доступность по стоимости, что позволяет найти даже китайские бюджетные телефоны с NFC.

  Как работает NFC в телефоне

  Базовый принцип, который положен в основу работы данной технологии, – это обмен радиосигналом. Аналогичный метод применяется во всех беспроводных модулях. Разница между NFC и остальными заключается в расстоянии, на котором действует сигнал − ≥10 см. Изначально формат предполагался как способ расширения функционала бесконтактных карт, но благодаря широкому распространению и популярности, разработчики придумали несколько новых способов применения:

  • обычный режим по считывания информации;
  • эмуляция, применяемая при наделении модуля функциями платёжного инструмента или превращающая его в пропуск;
  • режим P2P, посредством которого осуществляется обмен данными между двумя телефонами.

  Использование чипа, который вшит в сотовый телефон, позволяет бронировать билеты, служит способом оплаты проезда или парковочного места, даёт возможность осуществлять надзорный допуск на определённую закрытую территорию. Развитие технологических процессов привело к появлению пластиковых карт, внутри которых имеется чип беспроводной связи и интегрированная антенна, что делает пластик удобным платёжным инструментом.

  

  Одной из часто используемых функций NFC является передача информации между двумя смартфонами. При нахождении двух девайсов в непосредственной близости происходит связывание устройств под воздействием индукции магнитного поля, когда два преобразователя рамочного типа формируют образователь. Для работы модуля NFC в телефоне применяется частота 13,5 МГц. При этом скорость, с которой осуществляется обмен данными, может достигать до 400 Кбит/с. Каждый модуль может работать в двух режимах:

  1. Активный. В этом случае оба устройства, участвующие в сопряжении, обладают собственными источниками питания антенны, а обмен данными осуществляется в порядке очерёдности.
  2. Пассивный. Этот вариант предполагает использование мощностей только одного устройства, которое имеет источник для питания модуля. Пассивные метки обладают малым запасом памяти и чаще всего применяются только для считывания информации (пропуск, электронный билет).

  

  Сам по себе модуль представляет маленький чип, который в сборе напоминает катушку индуктивности

  Как узнать, есть ли NFC в телефоне

  Чтобы узнать, имеется ли в конкретном телефоне поддержка данной опции, можно пойти несколькими путями. Самым простым будет при решении купить телефон с функцией NFC просто проштудировать разделы «Характеристики» в описании конкретного устройства на сайте магазина или поискать обзоры выбранного смартфона в сети. Если же устройство уже приобретено, то выяснить, поддерживает ли гаджет NFC, можно следующими способами:

  1. Ознакомиться с надписями на коробке. Там будет прописано наличие данной опции или изображён фирменный значок.
  2. Если телефон имеет съёмную заднюю крышку, можно снять её и осмотреть аккумулятор, на котором также должна присутствовать оповещающую надпись. Также можно увидеть антенну, которая представляет собой плоскую катушку. Она может быть закреплена на задней крышке.
  3. Зайти в настройки и перейти к пункту меню «Беспроводные сети». Если нажать на кнопку «Ещё» при наличии встроенного модуля, пользователю будут доступны действия, которые можно назначить для NFC.
  4. Открыть шторку уведомлений, совершив свайп от верхнего края экрана. Среди значков доступных функций поискать три заветные буквы. Там же можно быстро активировать эту опцию.

  

  Включение функции осуществляется через меню настроек путём активации ползунка или постановкой «галочки»

  Как включить NFC в телефоне

  Купить телефон с NFC-модулем является половиной дела. Далее следует знать, как можно активировать модуль для совершения необходимых операций. Активировать данную опцию очень просто. Это можно сделать двумя способами:

  1. Зайти в настройки телефона. Перейти к пункту меню «Беспроводные сети». Далее выбрать подраздел «Ещё», где будет доступна функции NFC. Всё, что нужно сделать, − это просто активировать её.
  2. Вторым вариантом включения NFC является использование шторки уведомлений. В ней требуется найти нужный значок и просто тапнуть по нему. Подтверждением активации станет изменение цвета.

  При наличии в смартфоне NFC-чипа для включения функции совершения обменом данных или выполнения платёжных операции потребуется активировать специальное приложение – Android Beam. Его можно найти в настройках во вкладке «Дополнительно».

  

  Также активировать NFC можно через шторку уведомлений

  Как пользоваться NFC в телефоне для оплаты

  Поскольку в большинстве случаев смартфон, имеющий «на борту» модуль NFC, используется в качестве платёжного инструмента, следует знать, как правильно пользоваться этой удобной функцией.

  Оплата при помощи Android Pay

  Чтобы выбрать телефон в качестве основного платёжного инструмента при наличии NFC, необходимо выполнить следующие шаги:

  1. Скачать из PlayMarket официальное приложение Android Pay.
  2. Запустить его на устройстве.
  3. Выбрать «Сканировать карту». Сканирование происходит посредством камеры смартфона. При наличии ошибок всегда остаётся возможность ввести информацию вручную.
  4. На привязанный к «пластику» телефон приходит SMS с кодом подтверждения привязки.
  5. Приложение позволяет вносить данные сразу нескольких пластиковых карт, а пользователь при оплате просто выбирает нужную.

  

  Посредством смартфона, оснащённого функцией NFC, можно оплачивать покупки в магазине. Можно настроить работу модуля в автоматическом режиме. Для этого необходимо выполнить следующее:

  • в настройках перейти к разделу «Оплата одним касанием» и выбрать Android Pay способом оплаты по умолчанию;
  • разрешить приложению автоматический запуск при загрузке системы.

  Важным является наличие на терминале функции бесконтактных платежей. Также при совершении платежа есть ограничение по сумме. Если покупка по стоимости не превышает 900 рублей, то подтверждения в виде пин-кода карты не требуется. При превышении суммы от пользователя потребуется ввести PIN. Он дополнительно может быть затребован при совершении более 4 подряд оплат.

  Использование NFC на iPhone

  Компания из Купертино также имеет свой собственный сервис для совершения бесконтактных платежей, который называется Apple Pay. Общие принципы оплаты аналогичны способу, который реализован на Андроид смартфонах. Первым действием является привязка карты. Предварительно необходимо уточнить, поддерживает ли банк, выпустивший пластик, данную систему платежей.

  Одно устройство поддерживает загрузку до 8 различных пластиковых карт, при этом совершенно неважно, дебетовый или кредитный пластик применяется для оплаты. Совершение платежей проводится путём касания терминала. Самое главное, чтобы последний имел поддержку системы PayPass. Подтверждением приёма оплаты посредством мобильного телефона является наличие соответствующего значка. Для активации встроенного кошелька на iPhone необходимо дважды нажать кнопку «Home». При осуществлении платежа палец необходимо поместить на TouchID, который будет дополнительным подтверждением оплаты со стороны пользователя.

  Для Apple Pay также установлен лимит по сумме на совершение операции без ввода ПИН-кода карты. Он может различаться в зависимости от страны пребывания. На территории РФ допускается совершать оплату до 1 000 рублей без подтверждения через PIN.

  Совершение платежей посредством смартфона совершенно безопасно, поскольку данные о карте не передаются третьим лицам

  Несколько слов о безопасности

  При оплате смартфоном вместо карты гарантируется полная безопасность транзакции. На терминале не отображаются данные карты. Любопытный увидит только последние 4 цифры и банк, выпустивший «пластик». Сам терминал не получает всех данных относительно платёжной карты. Для совершения транзакции генерируется случайный код, имеющий ограниченное время действия. Поэтому его перехват не позволит воспользоваться полученной информацией в дальнейшем.

  

  Приобретение задней крышки с NFC-модулем является простым способом получить данную опцию при её отсутствии в телефоне

  Можно ли установить NFC-чип самостоятельно при его отсутствии

  Проблема самостоятельной установки становится актуальной при отсутствии подобной опции «из коробки». Существует несколько вариантов, как можно это осуществить. [table style=»table-hover»]

  Приклеивание купленного NFC-тега к задней крышке
  Плюсы	Минусы
  Простота управления тэгами.	При наличии толстого чехла это физически невозможно.
  Отсутствие расхода заряда аккумулятора.	Невозможность системе подключаться в модуль NFC.
  Купить SD-карты с функцией NFC для телефона
  Плюсы	Минусы
  Получение доступа к чипу со стороны системы.	Обязательное наличие в смартфоне слота для установки подобной карты.
  Ограниченность производителей подобных девайсов.
  Замена задней крышки
  Плюсы	Минусы
  Получение системой полного доступа к возможностям чипа.	Лишение гарантии.
  Отсутствие необходимости установки дополнительных аксессуаров.	Невозможность реализации при несъёмной задней крышке.

  Телефоны с функцией NFC: краткий список моделей с указанием цен

  Чтобы упростить выбор модели, имеющей предустановленный модель беспроводного обмена информацией или бесконтактных платежей, можно ознакомиться со списком, в каких телефона есть NFC. Каждая компания выпускает модели как премиум-класса, так и бюджетного сегмента, имеющие встроенную функцию. Усреднённый список, какие телефоны поддерживают NFC, приведён в табличной форме для упрощения восприятия.

  Производитель	Модель	Стоимость
  Samsung	Galaxy A3 (2017)	14 490
  	Galaxy A5 (2016)	17 990
  	Galaxy A5 (2017)	18 770
  Nokia	3	7 900
  	5	11 000
  	6	16 000
  Sony	Xperia 5	41 000
  Huawei	P10 Lite	12 250
  	Honor 5C	8 950
  	Honor 6X	11 650
  	P20 Pro	30 000

  Все крупные бренды и даже китайские производители реализуют поддержку модуля NFC в большинстве своих моделей, как способ идти в ногу со временем и завоевать покупателя. Более полный перечень смартфонов, которые можно найти на полках магазинов:

  • Alcatel Pop S7 7045Y
  • Alcatel U5 HD и A7
  • Huawei Honor 9
  • Huawei Honor 6X
  • Huawei Honor 5C
  • Huawei P10 Lite
  • Huawei Nova 2
  • iPhone SE
  • iPhone 8
  • iPhone X
  • LG G6
  • LG V30
  • LG Q6 и Q6+
  • LG X Venture
  • Lenovo P2
  • Samsung Galaxy Note 8
  • Sony Xperia L1
  • Sony Xperia E5
  • Sony Xperia XA1
  • Nokia 8
  • Asus ZenFone 4
  • Asus ZenFone 4 Pro.
  • Asus ZenFone 4 AR
  • Blackview BV6000S
  • Blackview BV8000 Pro
  • Wileyfox Swift 2X
  • HTC Desire 530
  • HTC U Ultra
  • HTC U11 и U11 Plus
  • Google Pixel 2/2XL.
  • OnePlus 5/5T.
  • ZTE Nubia Z17 и Z17 mini
  • Moto G5s
  • AGM X2
  • BlackBerry Motion и KEYone

  Отдельно можно упомянуть китайских производителей, чья продукция с каждым годом приобретает всё большее распространение и набирает популярность. Один из животрепещущих вопросов – в каких телефонах Xiaomi есть NFC:

  • Xiaomi Mi4 32/64Gb. Стоимость – 11 500−13 500 руб.;
  • Xiaomi Mi3 64Gb. Стоимость − около 15 000 руб.;
  • Xiaomi Mi5s 4/32Gb. Стоимость − около 21 000 руб.;
  • Xiaomi Mi Mix 4/128Gb. Стоимость − около 29 500−35 000 руб.;
  • Xiaomi Mi Mix 6/256Gb. Стоимость − около 33 000−37 000 руб.;
  • Xiaomi Mi Mix 2 6/256Gb Стоимость − около 36 500 руб.

  Передача файлов и информации с помощью NFC

  Одной из функций, которые предлагает пользователю данный модуль, является совершение информационного обмена. Посредством программы Android Beam удаётся копировать на другой смартфон не только файлы, но также делиться ссылками, картами или контактами. Чтобы осуществить передачу, требуется первым делом активировать опцию, далее необходимо разблокировать экран и выбрать соответствующего агента для сопряжения:

  • Chrome или иной браузер для передачи ссылки;
  • приложение Maps − для того, чтобы поделиться маршрутом;
  • Play − для отправки приложения, игры или книги;
  • YouTube − чтобы передать ссылку на видео;
  • контакты для отправки карточки абонента из адресной книги;
  • галерея для передачи изображений и фото.

  «Сплетение» телефонов с NFC позволяет передавать файлы, ссылки, маршруты или контакты. Сам процесс сопряжения заключается в максимально близком расположении двух устройств относительно друг друга, удержании нажатия на экран для начала процесса передачи и ожидании успешного завершения. Ещё раз узнать, насколько важна функция NFC в телефоне, можно из представленного ролика.

  Похожие публикации:

  1. Как найти приложение в телефоне на андроиде
  2. Как удалить канал в телеграмме с телефона андроид
  3. Как удалить обновление приложения на андроиде xiaomi
  4. Как уменьшить виброотклик на андроид 10