Как работает на телефоне nfs

Модуль NFC в телефоне – что это такое

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).

[show/hide]

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. 

Сочетание «NFC» (Near field communication — коммуникации ближнего поля) все чаще встречается в спецификациях современных смартфонов и планшетов. В этой статье мы постараемся рассмотреть этот интерфейс с точки зрения практического использования, так что читатели смогут самостоятельно сделать вывод о необходимости его наличия в своем телефоне.

В тестировании мы использовали две модели смартфонов, которые уже были подробно рассмотрены на нашем ресурсе: Acer CloudMobile S500 и Sony Xperia acro S. Также хотим обратить внимание, что большинство информации, включая описанные программы и сценарии использования, будет относиться только к смартфонам на базе Android. Именно эта операционная система сегодня наиболее «дружелюбна», когда дело касается работы с NFC.

Введение

На первый взгляд может показаться, что многочисленные беспроводные интерфейсы сегодня уже покрывают все возможные популярные задачи и сценарии, так что еще один вариант просто не нужен. Однако если посмотреть на развитие современных технологий, то можно заметить, что все больше внимания уделяется вопросам энергопотребления, особенно если речь идет о мобильных устройствах. В частности версия 4.0 известного семейства протоколов Bluetooth как раз ориентирована на снижение затрат заряда батареи. Второй момент, который стоит упомянуть, состоит в том, что не для каждой задачи требуется большая дальность работы. Бывает даже наоборот — хочется явно ограничить расстояние между взаимодействующими устройствами. Кроме очевидного снижения потребления, это также влияет и на безопасность. Да и про объемы передаваемых данных тоже можно сделать аналогичное замечание. Так что идея небыстрого беспроводного интерфейса, работающего на небольших расстояниях и отличающегося низким энергопотреблением вполне имеет право на существование.

За начальную точку отсчета в истории развития NFC можно принять 2004 год, когда Nokia, Philips и Sony объявили о создании форума NFC с целью разработки и стандартизации интерфейса взаимодействия различных устройств, основанного на касании. Впрочем, первые версии спецификаций были созданы немного ранее. Пожалуй, по современным меркам технологию можно считать очень молодой (если не учитывать историю RFID), однако она уже достаточно часто встречается в реальных продуктах и сервисах. В частности, на прошедшем в конце февраля Mobile World Congress 2013 этой теме были посвящены многие стенды и демонстрации.

Такой знак можно встретить на устройствах с технологией NFC

Формальные характеристики интерфейса следующие: работа на расстоянии нескольких сантиметров, максимальная скорость обмена информацией около 400 Кбит/с, поддерживается полнодуплексный обмен данными, рабочая частота 13,56 МГц, время установления соединения не превышает 0,1 с, режим работы — точка–точка. Видно, что эти параметры кардинально отличают NFC от других популярных беспроводных интерфейсов.

Если говорить про устройства, то кроме активных контроллеров в NFC существуют и пассивные варианты (они обычно называются метками), которые получают питание беспроводным способом от активного контроллера. Одним из примеров являются современные карты для проезда на городском транспорте. Метки представляют собой просто хранилище данных, объем которого обычно не превышает 4 КБ. Чаще всего для них обеспечивается только режим чтения, но есть варианты и с поддержкой записи.

Один из простейших вариантов пассивной NFC-метки

Компактный размер контроллера и его низкое потребление позволяет реализовать NFC даже в таких небольших конструкциях, как SIM-карты или карты памяти microSD. Однако для полноценной работы необходимо использование специальной антенны. В телефонах она обычно находится на обратной стороне крышки батарейного отсека или же встроена в заднюю панель, если аппарат не предполагает съемной батареи.

Антенну NFC часто размещают на задней крышке смартфона

Небольшой радиус действия может негативно сказаться при использовании планшетов — найти нужное место для «прикладывания» может быть не так просто, как хотелось бы. Для решения этой проблемы некоторые производители помечают местонахождение антенны специальным знаком. Что касается дальности, то в нашем случае связь работала на расстоянии не более четырех сантиметров — как между телефонами, так и с пассивной меткой.

С точки зрения безопасности, разработчики не стали реализовывать элементы защиты от перехвата и атаки ретрансляции. Это конечно затрудняет реализацию безопасных решений, поскольку требует от самих приложений защиты на более высоком уровне. Отметим, что на самом деле аналогично ведет себя и такой известный протокол, как TCP/IP. Так что с практической точки зрения, более опасным представляется потеря телефона без дополнительной защиты с настроенными программами платежных систем, чем перехват коммуникаций.

Пожалуй, самое главное, что нужно сегодня знать о NFC, это то, что сам по себе интерфейс не дает никаких реальных практических сценариев использования или решений. В отличие, например, от Bluetooth, профили которого четко описывают, как передать файл, как подключить гарнитуру или обеспечить сетевой доступ, NFC является только базой, а непосредственные сценарии работы обеспечиваются дополнительным программным обеспечением, которое работает через него. С одной стороны, это открывает широкие возможности для разработчиков, а с другой — является для них же проблемой при обеспечении взаимодействия разных приложений и устройств.

Интересно, что любые установленные на смартфон или планшет программы могут зарегистрироваться в операционной системе как обработчики событий, связанных с NFC, и тогда при внешнем «вызове» вы увидите стандартное меню «чем вы хотите осуществить это действие?». Поскольку некоторые сценарии использования NFC подразумевают удобную автоматизацию действий, желательно не перегружать устройство такими утилитами.

Форум NFC старается помочь с этой неопределенностью, предлагая стандартизировать протоколы для определенных сценариев (в частности NDEF для хранения коротких сообщений на метках и SNEP (Simple NDEF Exchange Protocol) для обмена информацией между устройствами), однако практическое определение совместимости конкретных устройств обычно затруднено отсутствием детальной информации от производителя и средств диагностики. Еще одним помощником выступает здесь компания Google, которая предложила в последних версиях Android собственную разработку Android Beam. Она позволяет обмениваться некоторыми типами информации между совместимыми устройствами.

Android Beam

Для начала нужно убедиться, что оба устройства имеют включенный NFC, активный Android Beam, а их экраны разблокированы. На тех моделях, что мы тестировали, NFC работает только в том случае, если включен экран и устройство полностью разблокировано. Но возможно, в других аппаратах будет использован и другой алгоритм. В любом случае, активный интерфейс требует для работы совсем немного энергии батареи, и пока описанный подход выглядит вполне разумно. Один из вариантов упрощения работы — отключение экрана блокировки. В этом случае для опознавания метки будет достаточно просто включить смартфон. Другим неудобством является необходимость подтверждения операции касанием экрана после того, как устройства найдут друг друга. Это не всегда просто сделать без нарушения связи, тем более когда оба устройства находятся на весу в руках у двух разных людей.

Включение технологии NFC

Следующим шагом надо выбрать одно из приложений на аппарате, с которого планируется передача. В частности это могут быть:

• Google Chrome — передача текущей открытой ссылки;
• Клиент YouTube — передача видеоклипа (в виде ссылки);
• Google Maps — передача места или маршрута;
• Контакты — передача карточки контакта;
• Google Play — передача приложения;
• Галерея — передача фотографий.

Далее приближаете устройства друг к другу. При обнаружении партнера вы услышите сигнал на устройстве-отправителе, и изображение на рабочем столе уменьшится. В этот момент нужно коснуться экранной картинки и держать палец, пока не услышите второй сигнал — об успешной передаче.

Передача приложения через Android Beam

Мы попробовали указанные в списке варианты, и практически все они действительно работают. Даже то, что наши устройства были выпущены разными производителями, не помешало им найти общий язык. Но несколько комментариев все-таки стоит сделать. С маршрутами в Google Maps проблем нет, а вариант с местом не очень интересен, т. к. передается только текущее отображение карты. Точка же, отмеченная на экране исходного телефона, к получателю не попадает. Ситуация исправляется использованием приложения «Адреса», которое передает данные корректно. При отправке контактов теряется фотография, поскольку с технической точки зрения формат передачи соответствует текстовым файлам vcf. Если говорить про приложения, то отправить можно не только установленные на телефоне, но и просто открытые карточки в Google Play. Аналогично поддерживаются книги и другой контент из магазина. Естественно, речь идет о передаче ссылок, а не самих загруженных или тем более купленных элементов. С отправкой фотографий обнаружилась проблема: аппарат Sony оказался неспособен работать с данными такого типа. Официальная формулировка звучит как «Устройство получателя не поддерживает передачу больших объемов данных через Android Beam». Вот вам и первый признак молодости интерфейса или же недостаточной детализации технических спецификаций устройств. Формально мы имеем в двух аппаратах и NFC, и Android Beam, а на практике их реальные возможности существенно отличаются, и узнать об этом можно только в результате проверки. Что уж говорить про менее именитых производителей — их вариант реализации данной технологии может быть совсем непредсказуемым.

Кстати, что касается самой работы Android Beam. В описании технологии указывается, что для передачи данных используется установление связи по Bluetooth после первоначального согласования настроек по NFC. Учитывая, что все работающие форматы предполагали действительно небольшой объем передаваемых данных, для них вполне хватало и скорости NFC, а вот для фотографий его было бы явно мало. Так что можно предположить, что в Sony как раз и не реализовано переключение на более скоростной интерфейс. Понять, является ли эта проблема программной (напомним, что на этом устройстве установлен Android 4.0.4) или аппаратной, не представляется возможным.

Мы попытались также отправить собственную музыку и видео аналогичным образом из соответствующих приложений, но на приемнике ничего не появлялось.

Чтение и запись меток

Описанный Android Beam использует возможность передачи и обработки коротких информационных сообщений. Однако в реальности их можно не только передавать с телефона, но и считывать с пассивных меток. В некотором смысле эта технология аналогична известным QR-кодам, которые считываются фотокамерой телефона. При этом полезная информация (например, ссылка на страницу сайта) занимает буквально несколько десятков байт. Метки могут использоваться компаниями, например, для продвижения своих товаров или услуг. Учитывая компактный размер пассивной метки (точнее, сравнимую с листом бумаги толщину — из-за антенны площадь будет все-таки значительной, не менее пятирублевой монеты), она может быть размещена практически в любом месте: на коробке с товаром, в журнале, на информационной стойке и других местах.

Пассивные метки NFC могут быть изготовлены в виде брелков

Если же говорить про собственноручное изготовление меток, то и это вполне осуществимый сценарий. Для этого нужно приобрести чистые заготовки и с использованием специальной программы для телефона записать на них требуемую информацию. Для примера мы купили несколько разных вариантов: наклейку минимальной толщины, защищенный кружочек из пластика и брелки. Все они имели совсем небольшой объем памяти — всего 144 байта (на рынке присутствуют варианты и на 4 КБ). Число циклов перезаписи указано не было, но для большинства сценариев применения этот параметр не критичен. Для работы с метками можно рекомендовать программы NXP Semiconductors — TagInfo и TagWriter.

Чтение меток в NXP Semiconductors TagInfo

Первая позволит вам считать данные с метки и расшифровать информацию по стандарту NDEF, а вторая поможет создать собственные метки. При этом поддерживаются несколько подвариантов NDEF: контакт, ссылка, текст, SMS, почтовое сообщение, телефонный номер, соединение по Bluetooth, географическое расположение, ссылка на локальный файл, запуск приложения, URI. Обратите внимание, что при создании записи нужно учитывать объем хранимых данных. Например, фотография контакта может занимать несколько килобайт, сообщения или текст также легко могут выйти за 144 байта. Кстати, программа NFC TagInfo компании NFC Research Lab со специальным плагином может прочитать и показать вам цветную фотографию из биометрического паспорта. При объеме данных в полтора десятка килобайт их чтение по NFC занимает около 20 секунд. Дополнительный уровень защиты в данном случае обеспечивается необходимостью указания некоторых реквизитов паспорта для чтения данных из чипа.

Запись меток в NXP Semiconductors TagWriter

Отметим, что автоматическая обработка считанных меток зависит от контента. В частности, иногда требуются дополнительные подтверждение для осуществления самого действия. Например, в случае SMS открывается заполненная форма сообщения, но собственно отправку должен подтвердить пользователь. А вот записанная web-ссылка может сразу открываться в браузере. Любая автоматизация связана с потерей контроля, так что и описанные возможности стоит применять осторожно, поскольку простой заменой или перепрограммированием меток злоумышленники могут перенаправить вас на подставной сайт вместо оригинального. Штатных настроек ОС для ограничения подобного автозапуска мы не обнаружили (если только не отключить сам NFC).

Еще один важный момент при использовании меток в публичных местах — защита от перезаписи. При записи метки вы можете поставить флаг защиты, который будет блокировать все попытки изменения информации, но снять его будет уже невозможно. Так что метка будет в дальнейшем использоваться в режиме «только для чтения». Для домашнего применения это в большинстве случаев не очень критично.

Упомянем еще несколько программ для записи меток:

• WifiTap WiFi NFC: позволяет записать метку для подключения к беспроводной сети. Фактически она представляет собой текстовую ссылку (URI) вида wifi://ssid/wpa/key. Ее можно использовать для быстрого подключения гостей к вашей домашней точке доступа без ввода сложных и длинных паролей на клавиатуре телефона. Клиенту достаточно лишь считать метку, и в его телефон будет записана новая точка доступа.

  

• App lancher NFC tag maker: запись меток приложений в одно касание. Можно выбрать одно из уже установленных приложений и сделать метку со ссылкой на него. При чтении метки откроется приложение (если оно установлено) или его страница в Play Store.
• SmartTag Maker: запись меток для приложения Sony Xperia SmartTags (о нем будет рассказано ниже).

  

Использование готовых меток для управления устройством

Одним из активных участников процесса внедрения NFC является компания Sony. В ее аппаратах предустановленна программа Smart Connect, поддерживающая работу с оригинальными метками Sony. При желании с использованием утилиты SmartTag Maker вы можете создать их самостоятельно из чистых заготовок. Для работы системы используется формат NDEF URI с кодированием номера/цвета метки в текстовой ссылке. Всего система предусматривает до восьми меток, которые обозначены как «дом», «офис», «машина», «спальня», «слушать», «играть», «активности», «смотреть».

Вариант оригинальных меток Sony SmartTags

Сама программа Smart Connect работает не только с NFC-метками, но и с другими подключаемыми к телефону устройствами, включая гарнитуры, блок питания, устройства Bluetooth. Достаточно удобно, что штатные настройки уже неплохо соответствуют указанным выше сценариям. При этом пользователь может перепрограммировать все схемы; в каждой из них указывается набор из условия и действий.

Настройка работы с метками в Sony Smart Connect

В качестве условия можно использовать опознание метки или подключение устройства, дополнительно можно ограничить время работы схемы. Набор действий достаточно широкий, в него входят запуск приложения, открытие ссылки в браузере, запуск музыки, регулировка громкости и режима, подключение аудиоустройства Bluetooth, отправка SMS, звонок, управление беспроводными интерфейсами, регулировка яркости и другие действия. Причем их же можно назначить и на выход из данного режима, который осуществляется по повторному опознаванию метки, по новому событию/метке или по истечению указанного временно́го интервала.

Но на самом деле не обязательно использовать фирменные метки Sony — можно найти применение и готовым меткам, не допускающим перезаписи информации. Например, это могут быть использованные транспортные карты. Дело в том, что каждая из них имеет собственный уникальный идентификатор, который можно привязать к определенным действиям специальными программами. В качестве возможной реакции могут выступать такие операции, как изменение профиля, включение/выключение интерфейсов и множество других.

В магазине Play Store есть несколько утилит для этого сценария, упомянем пару из них:

• AnyTAG NFC Launcher: работа с любыми метками, управление беспроводными интерфейсами, фотокамерой и музыкальным плеером, регулировка громкости и параметров экрана, запуск приложений.

  

  

  

• NFC ReTAG Free: работа с любыми метками, управление интерфейсами, звуком и экраном, запуск программ, установка будильника и событий календаря.

  

  

  

Напомним, что не стоит устанавливать сразу несколько подобных программ. Удобства от такого режима не добавится, поскольку при обнаружении метки на экране телефона будет возникать диалоговое окно с выбором программы для ее обработки.

Во время поиска программ для работы с метками мы также встретились с еще одним классом утилит, которые могут быть интересны в случае наличия записываемых меток. Эти программы используют собственный оригинальный формат записей, работать с которым могут только они сами. При этом набор возможных действий почти не отличается от описанных выше:

• NFC Actions: возможность работы с облачным сервисом для хранения действий меток, запуск приложений, все традиционные для NDEF действия и несколько дополнительных (включение Wi-Fi, фонарика и т. п.);

  

• NFC Profile: изменение некоторых параметров конфигурации устройства, включая состояние беспроводных интерфейсов, будильник, а также запуск программ;
• NFC Smart Q: опции по настройке режимов телефона, запуску приложений, можно использовать несколько записей на одной метке, дополнительно создается короткая web-ссылка стандартного формата NDEF, которая позволяет на новом устройстве загрузить данную программу и использовать некоторые из опций;

  

• NFC Task Launcher: кроме меток NFC может активировать настройки по подключению к Bluetooth или Wi-Fi, среди действий есть переключение режимов, интерфейсов, громкости и настроек экрана, публикации в социальных сетях, отправка e-mail и SMS, запуск приложений, открытие страниц в браузере, управление медиаплеером, настройка будильника, телефонный звонок.

  

Напомним, что в настоящий момент чтение метки осуществляется только при разблокированном аппарате. Так что сценарий «пришел домой, положил телефон на тумбочку — автоматически переключил профиль, отключил звонок и Bluetooth, настроил будильник» потребует от пользователя некоторых действий. Такое поведение все-таки немного ограничивает возможности программ.

Обмен информацией между устройствами

За исключением Android Beam описанные выше сценарии предполагают работу одного телефона с меткой или специализированным терминалом. Если же говорить про прямую связь аппаратов между собой, то основной вопрос здесь — совместимость. Конечно, в случае продуктов одного производителя, особенно крупного, у того есть возможность просто установить в прошивку соответствующую программу. Но если аппараты выпущены разными производителями, придется всем использовать одинаковые утилиты. И совсем не факт, что у вашего партнера будет установлена такая же программа, как у вас.

Учитывая, что собственная скорость NFC очень мала, для быстрой передачи файлов обычно используется Bluetooth или Wi-Fi, а NFC работает только на этапе согласования параметров подключения и установления связи. Для проверки этого сценария мы попробовали на наших устройствах несколько программ для передачи файлов с заявленной поддержкой NFC.

Send! File Transfer (NFC) в бесплатной версии позволяет обмениваться файлами фотографий, музыки и видео. Для установления связи можно использовать NFC или QR-коды. Передача осуществляется через Bluetooth или Wi-Fi (в случае, если оба устройства имеют поддержку Wi-Fi Direct, которой в использовавшемся телефоне Sony не оказалось). В итоге нам удалось увидеть скорость на уровне 65 КБ/с, что, конечно, слишком мало даже для фотографий.

Обмен данными в Send! File Transfer

Blue NFC, как понятно из названия, также упрощает обмен файлами по Bluetooth, заменяя этапы включения, поиска и сопряжения на касание с обменом информацией по NFC. Скорость работы не очень велика — на уровне упомянутой выше программы.

File Expert HD также использует Bluetooth, но скорость составляет уже 100-200 КБ/с. Правда, справедливости ради стоит заметить, что в этой программе есть и много других режимов обмена файлами.

Еще более высокую скорость показала утилита SuperBeam WiFi Direct Share. Она менее универсальна, чем File Expert HD, однако способна обеспечить соединение по Wi-Fi, даже если у устройств нет поддержки Wi-Fi Direct. А скорость передачи составила в наших тестах около 2 МБ/с, что уже очень неплохо. Таким образом даже видеоролики в несколько десятков мегабайт можно будет перенести за разумное время. Как и ранее, NFC используется здесь только для начальной настройки соединения устройств. Поддерживается передача любых типов файлов. Утилита встраивается в стандартное меню приложений «поделиться».

Заключение

По состоянию на весну 2013 года можно сказать, что технология NFC уже уверенно занимает место в современных смартфонах топового и среднего уровня. Косвенно интерес к ней можно оценить по количеству программ в Play Store: одних только бесплатных проектов есть уже несколько сотен. Учитывая доминирование на рынке (особенно по числу моделей) платформы Android, именно она является сегодня наиболее популярной для NFC-устройств. В iOS штатных средств для NFC не предусмотрено, а Windows Phone 8 имеет существенно ограниченные возможности работы с NFC для сторонних приложений.

Сама по себе технология NFC имеет несколько особенностей, позволяющих ей занять уникальное положение:

• бесконтактная передача данных;
• работа только на небольших расстояниях;
• возможность обмена информацией с другими устройствами или пассивными метками;
• низкая стоимость решения;
• низкое энергопотребление;
• низкая скорость передачи данных.

В настоящий момент для смартфонов и планшетов можно отметить три наиболее актуальных варианта использования NFC: обмен данными между устройствами (контакты, приложения, ссылки, фотографии и другие файлы), чтение меток со специальной информацией и изменение режимов/настроек/профилей устройства, быстрое сопряжение с периферийными устройствами (например, гарнитурами). В первом случае можно попробовать работать со стандартной программой Android Beam или установить альтернативные варианты. Они могут быть полезны при необходимости высокой скорости обмена (по Wi-Fi), но требуют наличия одинаковой программы на каждом устройстве.

Пассивные метки могут использоваться практически везде — от плакатов до журналов и бирок на товарах. В них можно записать информацию о продукте, ссылку на сайт, настройки Wi-Fi, контактные данные, географические координаты или другой небольшой объем данных. Распространение такого способа обмена информацией напрямую зависит от числа совместимых устройств у пользователей. Этот сценарий можно сравнить с распространенными кодами QR, которые сегодня, пожалуй, все-таки проще с точки зрения реализации и более популярны.

Для изменения системных настроек можно использовать с некоторыми программами даже метки без возможности записи, так что попробовать в деле такой сценарий смогут многие пользователи. Правда, надо отметить, что в таком случае набор опций будет записан в конкретном устройстве, и с переносом его на другой аппарат могут быть сложности. Большинство утилит подобного назначения все-таки требуют собственных записанных меток, что позволяет им хранить всю требуемую информацию в закодированном виде непосредственно в метке (или облаке), так что для использования данных настроек на другом аппарате достаточно будет иметь на нем такую же программу.

Мы не рассматривали в этой статье такие сценарии использования NFC, как платежные системы, электронные кошельки и микроплатежи, билеты и купоны, транспортные карты и пропуска. Эти темы, особенно первая, заслуживают отдельного рассмотрения. Мы постараемся вернуться к ним при наличии читательского интереса и распространении подобных решений.

Первый телефон с функцией NFC появился еще в 2006 (!) году, и это была Nokia 6131. Тогда эта функция не имела успеха, зато теперь мы по достоинству оценили ее возможности. Бесконтактная оплата, передача данных — лишь малая часть того, на что способен NFC, но давайте разберемся, что это такое.

Но перед этим минутка рекламы. На нашем сайте вы всегда сможете найти новые модели смартфонов и другой полезной техники по низкой цене. Мы работаем с 2013 года, и гарантия нашей работы — более 7000 отзывов от покупателей на Яндекс.Маркете.

Аббревиатура NFC расшифровывается, как Near Field Communication, что в переводе означает “ближняя бесконтактная связь”. NFC — это модуль в гаджете, который помогает передавать данные с устройства на устройство на близком расстоянии, до 10 сантиметров. Свою популярность этот модуль получил в последние несколько лет, но если раньше им оснащались лишь флагманы, то теперь NFC поддерживается всеми смартфонами, если это не старая или слишком бюджетная модель.

Как работает NFC

NFC-чип довольно компактный, легко помещается в корпусе смартфона или любого другого гаджета. Работает он за счет индукции магнитного поля и может действовать в двух режимах — активном и пассивном. В активном режиме оба участника взаимодействия должны иметь собственный источник питания, а значит, собственное магнитное поле. В пассивном режиме достаточно одного такого устройства, второе будет работать за счет магнитного поля первого.

Как включить и настроить NFC

Первым делом, необходимо убедиться, что в смартфон установлен NFC-модуль. Обычно эта информация есть на самом смартфоне — производители делают отметку на тыльной стороне устройства. Для большей уверенности можно поискать в самом устройстве: «Настройки» — «Беспроводные сети» или «Подключенные устройства» — «Еще» — «NFC». Если последний пункт есть в списке — ваш смартфон оснащен этим модулем. Активируем его. Чтобы каждый раз не заходить в Настройки, можно активировать модуль в шторке уведомлений.

Дальше нужно установить приложение, с помощью которого будут программироваться метки, карты и сам смартфон. Для бесконтактной оплаты это Google Pay у андроидов, Apple Pay и Samsung Pay. Важно, чтобы и банковские карты, которые вы хотите привязать к устройству, тоже поддерживали бесконтактную оплату, иначе во время привязывания будет появляться ошибка.

Для программирования меток существуют разные программы, их можно найти в магазинах приложений Google Play и App Store. Например, NFC Tools.

Как пользоваться NFC

Оплата покупок с NFC

Перед первой оплатой надо привязать к устройству банковскую карту. Для этого нужно скачать одно из приложений, о которых мы написали немного выше. По подсказкам в самом приложении вы вводите номер карты, срок ее действия, CVV-код, а затем подтверждаете свои действия кодом SMS-сообщения. Оно придет на номер, к которому привязана карта. Если введенных карт будет несколько — перед оплатой необходимо выбирать нужную карту, если она не установлена у вас по умолчанию.

Следующий шаг — установка пароля, графического ключа или отпечатка пальца для разблокировки экрана, если до этого у вашего устройства был незащищенный доступ к устройству. Это обязательное условие Pay-приложений, нужное для защиты данных банковских карт.

Для оплаты при помощи NFC достаточно приложить смартфон тыльной стороной к терминалу, при этом выведя его из режима ожидания, и подтвердить свои действия отпечатком пальца, паролем и графическим ключом. Приходит оповещение, покупка оплачена, вы великолепны.

Такая же ситуация с пропусками и проездными картами — вы вводите необходимые данные в телефон, привязывая карту или пропуск, и дальше все ваши действия сводятся к одному касанию смартфона до терминала.

Передача файлов и данных через NFC

NFC, как и Bluetooth, используется для передачи данных с устройства на устройство, но скорость NFC намного ниже, поэтому его используют только для передачи карточек контакта, небольших заметок. Для передачи нужна вспомогательная технология Android Beam, по умолчанию установленная аппарат.

Чтобы передать файлы заходим в «Настройки» — «Беспроводные сети» — «NFC» и ставим галочку напротив «Разрешить обмен данными при совмещении телефона с другим устройством». Если Android Beam не включен — включаем вручную. Запускаем файл, который нужно переслать и прикладываем друг к другу задние панели гаджетов, дожидаемся окна с предложением отправить файл и подтверждаем отправку. 

NFC-метки

NFC модуль используется не только для оплаты покупок или передачи файлов — с ним можно облегчить свою повседневную жизнь. Достаточно приобрести специальные метки-стикеры, которые продаются в любом магазине техники, настроить их с помощью приложения на определенные действия. Подробнее вы можете прочитать об этом в нашей статье: Как пользоваться NFC: модуль в смартфоне и лайфхаки.

Безопасность

Бесконтактные оплаты, отсутствие лишних движений — это хорошо, но что насчет безопасности? Вполне логичный вопрос, не украдут ли данные банковской карты или не перехватят ли секретную заметку? Ответ — нет, не перехватят и не украдут.

Радиус действия NFC очень мал, всего 10 сантиметров. На таком расстоянии сложно незаметно взломать систему и проникнуть в гаджет. У функции Bluetooth радиус достигает десятков метров, и здесь шанс чужого вмешательства куда выше.

При оплате покупок через терминал никакая информация о карте не передается. Номер карты шифруется в специальный токен — случайно сгенерированный идентификатор, который и будет выступать в качестве главных реквизитов при оплате. Плюс, платеж проходит только после вашего подтверждения — приложенного отпечатка пальца или введенного пароля. Так что злоумышленник не сможет воспользоваться вашей картой, даже если у него будет ваш смартфон.

Заключение

Потенциал модуля NFC огромен, но пока что мы используем лишь его малую часть — для совершения покупок и передачи данных. Со временем он станет частью нашей жизни, как когда-то ею стал и смартфон, значительно упростит ее и сделает комфортнее.

Лайк — лучшее спасибо!

А вы пользуетесь NFC? Если нет — почему? Пишите в комментариях!

Near Field Communication (NFC) — это технология беспроводной передачи данных малого радиуса действия. С помощью нее можно обмениваться данными между устройствами, находящимися на расстоянии около 10 см. NFC представляет собой радиочастотный обмен данными на частоте 13,56 МГц, таким образом, для ее работы не требуется интернет. В отличие от Bluetooth, NFC не требует ручного сопряжения или обнаружения устройств для передачи данных. Соединение автоматически запускается, когда другое устройство NFC входит в ранее указанный диапазон.

NFC поддерживает три режима работы: чтения и записи, одноранговой связи и эмуляции карты. При первом устройства работают как смарт-карты, например, при выполнении платежа. При втором (Peer-to-peer) режиме два устройства с поддержкой NFC взаимодействуют друг с другом для обмена информацией и файлами. Например, в одноранговом режиме пользователи могут обмениваться параметрами настройки соединения Bluetooth, Wi-Fi или фотографиями. При третьем режиме устройства считывают информацию в NFC-тегах или метках, встроенных в интеллектуальные плакаты и дисплеи, либо записывают информацию на них. Этот режим позволяет читать расписания транспорта, туристические метки и маршруты.

Устройства NFC состоят из считывателя (ридера) и антенны, либо из метки и антенны. Ридер генерирует радиочастотное поле, которое может взаимодействовать с меткой или с другим ридером, он работает в режиме активной коммуникации. Этот тип коммуникации используется при одноранговом режиме. Метка — это устройство NFC, которое работает в режиме пассивной коммуникации. Это означает, что устройство с меткой использует поле, которое сгенерировало устройство-инициатор. Такой вид коммуникации используется во всех режимах работы NFC.

Для чего используют NFC

Технологию применяют не только для бесконтактной оплаты и считывания меток. NFC также используется в устройствах «умного» дома, автомобилях и даже в качестве ключей.

Для платежей

Чипы NFC используются в пластиковых картах для возможности бесконтактной оплаты, а также в кольцах или браслетах со встроенным чипом. Обычно в чип встраивается платежное приложение банка, которое через платежную систему взаимодействует с продавцом при транзакции, а также персональные платежные данные клиента. Они хранятся в зашифрованном виде. NFC-модуль в карте обеспечивает бесконтактное соединение со считывателем.

При эмуляции карты на смартфоне данные хранятся в TSM (Trusted Service Manager), который объединяет поставщиков услуг и чипы Secure Element. Это аппаратно-программный комплекс, который обеспечивает защищенную загрузку и управление безопасностью с использованием технологий беспроводной сотовой связи (over-the-air, OTA). TSM позволяет устанавливать и настраивать приложения в элементе безопасности мобильного телефона, а затем — обслуживать их.

В 2021 году Mastercard и восемь российских банков запустили в продажу брелоки для бесконтактной оплаты.

Для идентификации

NFC используют для контроля доступа или удостоверения личности. Технология позволяет помимо обычного контроля доступа также оплачивать услуги и проживание, создавать пропуска, проверять личность или предоставлять прочие разрешения. Самым простым примером использования NFC являются домофоны, где в брелок зашивается метка с ключом, а в устройстве на двери стоит считыватель меток.

Также NFC применяют гостиницы, чтобы контролировать потоки клиентов и их доступ в зависимости от привилегий. Гостям таких мест не нужен физический ключ, так как они могут войти в номер или посетить другие зоны, имея только смартфон. Их учетные данные генерируются в режиме реального времени, а все операции обрабатываются прямо на смартфоне, чтобы избежать утечек или хищения информации.

Для торговли

Компании предлагают пользователям хранить свои бонусные и подарочные, а также карты лояльности в приложениях «электронных кошельков», чтобы не носить их с собой. В Google Pay карты лояльности интегрированы прямо в платежное приложение, что позволяет бесконтактно оплачивать покупки при помощи NFC. Некоторые магазины также позволяют привязывать купоны внутри собственных приложений. При этом данные карт хранятся в защищенном элементе (Security Element или SE) смартфона, что защищает их от стирания.

Для транспорта

Бесконтактные транспортные карты на базе NFC используются на транспорте, а также на горнолыжных курортах в системах подъемников и на фуникулерах. Пополнить карту обычно можно в киоске по продаже транспортных билетов или онлайн. Ее также можно интегрировать в Apple Pay и Google Pay. В августе 2021 года в Москве начали тестировать оплату виртуальной картой «Тройка» в Samsung Pay.

Для защиты автомобиля

Приложение на устройстве с поддержкой NFC позволяет использовать смартфон как ключ автомобиля. Его достаточно поднести к ручке двери водителя, чтобы заблокировать и разблокировать двери машины. В салоне смартфон размещается на специальном месте на приборной панели, которое является также площадкой беспроводной зарядки, что позволяет включить зажигание.

В 2020 году организация Car Connectivity Consortium, которая объединяет производителей автомобилей и мобильных устройств, выпустила спецификацию Digital Key Release 2.0. Она включает в себя поддержку функций блокировки и разблокировки автомобиля, запуска двигателя, аутентификации пользователя, отзыва цифрового ключа у другого пользователя, цифрового обмена ключами и ограничения использования ключа. Последний хранится в SE смартфона. Датчики NFC в автомобиле устанавливают в ручке двери водителя и на передней панели.

Свой NFC-ключ для автомобиля представила Apple. Car Key можно привязать к приложению Wallet, он позволяет разблокировать и заводить автомобиль с помощью iPhone или Apple Watch, а также им можно поделиться с другими людьми.

Для медицины

NFC может обеспечивать безопасный доступ к медицинской информации. Технологию применяют для управления доступом к компьютерам, планшетам и другим устройствам.

Медицинские браслеты с NFC позволяют отслеживать передвижения пациентов. Персонал может в реальном времени узнать, где находится пациент, когда в последний раз его посещала медсестра или какое лечение назначил его врач. Браслеты можно подключать к смартфонам или планшетам, чтобы они передавали данные лечащему врачу. Интеллектуальные браслеты с NFC также помогают отслеживать пациентов с опасными для жизни состояниями, такими как диабет, астма или аллергия. При возникновении экстренной ситуации браслет предоставит подробную информацию врачам скорой помощи. Подобные устройства выпускает HealthID Profile.

Наконец, метки NFC добавляют на упаковку или в маркировку лекарства, чтобы подтвердить его подлинность, просмотреть подробную информацию о дозировках или прочитать о побочных эффектах. Метка также может содержать веб-ссылку на сайт производителя.

Для игр

В игровой индустрии технологию используют в виде меток, на которые записаны данные, импортирующиеся в игровое приложение в виде героя или игрового поля. Компания Activision выпустила игру Skylanders: Spyros Adventure, где герои были связаны с реальными физическими статуэтками, которые оснащены NFC-меткой. Фигурку надо купить и разместить на специальном портале, чтобы герой появился в игре. Nintendo также реализовала эту стратегию в игре Amiibo.

Для интернета вещей (IoT)

В системах интернета вещей используются приборы и датчики, интерфейсы и механизмы подключения которых различаются. Интеграция интерфейса NFC в шлюз IoT или микрокомпьютер, который работает как агрегатор всех устройств, позволяет беспрепятственно подключать их. При этом смартфон с поддержкой NFC после регистрации в шлюзе можно использовать для передачи команд устройствам и смены их настроек. Причем, технология позволяет управлять даже устройствами без интерфейса — лампочками, датчиками безопасности или розетками.

NFC может также выступать в виде меток. Они работают без питания и достаточно маленькие, чтобы поместиться внутри плаката, билета, визитной карточки, наклейки, браслета, брелки, ручки, бирки и иного предмета.

Микрочип в метке может хранить небольшие фрагменты данных, которые могут быть считаны устройством с поддержкой NFC. В метке NFC можно хранить URL-адрес, контактную информацию или даже команды и настройки, которые устройство будет выполнять при контакте. Для чтения или записи данных в метки NFC потребуется специальное приложение, например, Trigger.

NFC на телефоне и не только

NFC World ведет список смартфонов с поддержкой технологии. В соответствии с ним, каждый iPhone, начиная с iPhone 6, поддерживает ее. Последние iPhone 12 также поддерживают теги NFC через приложение Launch Center Pro.

NFC добавили и в линейку iPad, начиная с iPad Pro, iPad Air 2 и iPad Mini третьего поколения.

С поддержкой NFC выпускается каждое устройство под управлением Android 4.0 или более новой версии ОС. Samsung, к примеру, отдельно публикует список своих смартфонов с поддержкой NFC и характеристиками технологии.

Функцию NFC встраивают и в «умные» браслеты, к примеру, серии Xiaomi Mi Band. А »умные» часы с NFC работают так же, как смартфон с аналогичным чипом. Обычно их функционал ограничен и используется только для оплаты покупок и услуг.

Кроме того, существуют NFC-кольца для оплаты покупок.

Кольцами можно пользоваться для оплаты общественного транспорта, а также как ID-карточкой. Чтобы воспользоваться кольцом, нужно установить на смартфон приложение от его разработчика.

Как узнать, есть ли NFC в телефоне

В случае с Android-смартфонами нужно перейти в настройки и в строке «Поиск» ввести «NFC», а затем подключить опцию. В быстрых настройках иконка в виде буквы N обычно находится рядом со иконками Wi-Fi и Bluetooth. Кроме того, некоторые компании размещают символику NFC на батарейке смартфона. Наконец, можно установить одно из бесплатных приложений NFC Enabled из магазина приложений Google Play. Оно сканирует устройство, и, если в смартфон интегрирован чип, то на экране появляется сообщение «NFC is: supported». Если чип не предусмотрен, программа выдает сообщение «NFC is: unsupported».

На iOS-устройствах ничего настраивать не нужно — достаточно поднести телефон к другому устройству. Однако потребуется настроить оплату различных сервисов с помощью Apple ID в, где выполнен вход в iCloud. Модели iPhone 6 и 7 поддерживают платежи с помощью NFC с восьми банковских карт, а более новые могут производить расчеты уже с 12 счетов, активированных на одном устройстве.

Как пользоваться NFC на Android

Самой популярной функцией NFC все же являются бесконтактные платежи. На смартфонах под управлением Android для оплаты товаров и услуг можно использовать Google Pay или Samsung Pay.

Google Pay

Google Pay, ранее известный как Android Pay, позволяет совершать покупки и переводить деньги. Также в приложении можно использовать карты постоянного клиента, подарочные карты и проездные. Для работы с ним потребуется учетная запись Google.

Сначала нужно настроить Google Pay. После его скачивания из Google Play нужно выбрать страну проживания, учетную запись Google и ввести номер телефона. Затем нужно ввести код из сообщения для аутентификации. Добавление дебетовой или кредитной карты осуществляется во вкладке Insights в правом нижнем углу экрана.

Чтобы добавить карту постоянного клиента, подарочную или транспортную карту, нужно нажать на значок кредитной карты в правом верхнем углу главного экрана приложения.

К Google Pay можно привязать банковский счет для пополнения баланса. Для этого нужно зайти во вкладку Insights, выбрать «баланс Google Pay» и «добавить деньги», затем ввести нужную сумму и нажать на «добавить банковский счет».

Для оплаты покупок нужно убедиться в том, что NFC включен, а затем поднести заднюю часть устройства к платежному терминалу на несколько секунд. Когда платеж будет завершен, на экране появится синяя галочка.

Samsung Pay

Samsung Pay, в отличие от Apple Pay и Google Pay, помимо технологии NFC, использует функцию MST или защищенной магнитной передачи и работает практически везде — даже на старых терминалах, которые не были обновлены для работы с бесконтактными платежами. Однако в 2021 году поддержку этой функции начали постепенно сворачивать, начиная с телефонов Galaxy S21. Samsung Pay доступен в 29 странах мира, в том числе и в России. Он также доступен на «умных» часах линеек Galaxy Watch, Galaxy Watch Active, Gear и Gear Sport.

Для настройки сервиса нужно запустить приложение, войти в свою учетную запись Samsung и зарегистрировать PIN-код или отсканировать отпечаток пальца. В Samsung Pay можно добавлять кредитные и дебетовые карты платежных систем Mastercard, Visa и МИР, а также совершать денежные переводы. Кроме этого в сервис можно загрузить до 100 карт лояльности.

При оплате нужно выбрать карту на главном экране приложения, а затем приложить палец к сканеру отпечатков или ввести PIN-код. После этого можно приложить заднюю часть телефона к платежному терминалу. Всплывающее уведомление о транзакции появится в верхней части экрана.

Как пользоваться NFC на iPhone

Функция NFC в iPhone, как уже было упомянуто, включается и отключается теми приложениями, которым она требуется. Чтобы привязать карту к Apple Pay, нужно зайти в приложение Wallet, нажать на «+» и следовать инструкциям. С 2021 года российские пользователи могут привязывать, помимо Visa и Mastercard, также карты «Мир».

Для оплаты нужно приложить палец к Touch ID или пройти идентификацию в Face ID и поднести верхнюю часть iPhone к бесконтактному считывателю. Смартфон сам активирует NFC.

Если первые iPhone 6 с NFC позволяли только совершать платежи через Apple Pay, то iPhone 7 и более новые модели используют технологию для чтения меток NFC с помощью сторонних приложений. Кроме того, начиная с iOS 13 и выпуска iPhone XS и XR, они также могут кодировать пустые метки с помощью сторонних приложений, таких как GoToTags. И, наконец, начиная с iPhone XS и заканчивая iPhone 12, смартфоны способны считывать метки в фоновом режиме. Таким образом, пользователю больше не нужно устанавливать сторонние приложения: достаточно приложить iPhone к метке NFC, и он автоматически считает ее. Система автоматически ищет метки поблизости при каждом включении экрана. После обнаружения и сопоставления метки она показывает уведомление о том, что пользователь может отправить данные в приложение для обработки. Однако фоновое чтение отключается, когда используются Wallet или Apple Pay, камеры, устройство находится в режиме полета, либо заблокировано после перезапуска.

Чтобы активировать другие функции NFC в iPhone, потребуется запустить приложение «Команды», открыть вкладку «Автоматизации», нажать на «+» в верхнем правом углу, найти NFC и выбрать пункт «Тег NFC». Затем необходимо включить Bluetooth-наушники или другое беспроводное устройство, подключить их к iPhone, поднести устройство с меткой к задней панели смартфона и подождать пару секунд. После подключения требуется открыть меню «Скрипты», выбрать пункт «Задать место воспроизведения» и указать свой iPhone; затем выбрать из списка подключаемое устройство и снять галочку в пункте «Спрашивать при выполнении». Процедуру придется повторить с каждым устройством.

Насколько безопасна технология NFC?

В начале 2000-х годов NFC-модули считались неуязвимыми для атак хакеров. Однако позднее программисты описали ряд теоретических атак, которые могут использоваться для кражи информации и заражения смартфона вирусом. В 2012 году была выявлена первая критическая уязвимость NFC. Тогда компания MWR Labs продемонстрировала процесс передачи вируса, заражения устройства и получения полного контроля над смартфоном всего за пять минут. Для этого было достаточно поднести устройство к метке, содержащей вредоносный код.

На сегодняшний день сигналы NFC шифруются с помощью криптографических алгоритмов, а параллельно ведется разработка новых протоколов шифрования. Кроме того, в мобильных приложениях банков платежи обычно нужно дополнительно подтвердить PIN-кодом, отпечатком пальца или снимком радужной оболочки глаза.

Тем не менее, специалисты рекомендуют соблюдать следующие правила:

• Проводить бесконтактные оплаты в проверенных местах: на заправках, в супермаркетах, кафе и торговых центрах.
• Не подносить смартфон к NFC-меткам, расположенным в общественных местах, в том числе к рекламным объявлениям.
• При использовании терминала самообслуживания с поддержкой NFC проверять, нет ли там наклейки или других посторонних объектов.
• Не давать смартфон другим людям и не класть его рядом с другими устройствами в общественных местах.
• Сканировать смартфон на наличие вирусов и обновлять платежные приложения.
• Выключать функцию NFC, когда она не нужна.

Оглавление

1 Что такое NFC
2 Технические аспекты работы NFC
     2.1 Стандарты
     2.2 NFC Forum
     2.3 Спецификации NFC Forum
     2.4 Режимы работы устройств NFC
     2.5 Режим эмуляции карты
     2.6 Р2Р (Peer-to-peer) режим
     2.7 Режим чтения / записи
     2.8 Активная и пассивная коммуникация
     2.9 Технические характеристики меток NFC
3 Оборудование NFC
     3.1 NXP Semiconductors
           3.3.1 Пассивные NFC-метки
           3.3.2 NFC Frontends
           3.3.3 Контроллер NFC с настраиваемой прошивкой
           3.3.4 Контроллер NFC со встроенной прошивкой
           3.3.5 Как это работает
      3.2 FMSH
4 Отраслевые решения использования NFC
      4.1 Маркетинг
           4.1.1 Карты лояльности
           4.1.2 Рекламные предложения
      4.2 Идентификация и доступ
           4.2.1 Гостиничный бизнес
           4.2.2 Физический контроль доступа
           4.2.3 Посадочные талоны
           4.2.4 Контроль доступа к транспортному средству
           4.2.5 Контроль качества
      4.3 Медицина
      4.4 Транспортная инфраструктура
      4.5 Игровая индустрия
      4.6 IoT
      4.7 Банковские карты
5 Безопасность
      5.1 Безопасный автомобиль
      5.2 Безопасное хранение данных
      5.3 Безопасные платежи
      5.4 Безопасность меток NFC
6 Другие беспроводные технологии
7 Что может сделать обычный человек, имея телефон с NFC

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.

Таким образом, телефоны, снабженные NFC, способны к взаимодействию с существующей ранее инфраструктурой считывателей. Особенно в «режиме эмуляции карты» устройство NFC должно, по крайней мере, передать уникальный идентификационный номер существующему считывателю RFID.


NFC был одобрен как

ISO

/IEC стандарт 8 декабря 2003 года.


NFC — технология с открытой платформой, стандартизированная в

ECMA-340

и

ISO/IEC 18092

. Эти стандарты определяют схемы модуляции, кодирование, скорости передачи и радиочастотную структуру интерфейса устройств NFC, а также схемы инициализации и условия, требуемые для контроля над конфликтными ситуациями во время инициализации — и для пассивных, и для активных режимов NFC. Кроме того, они также определяют протокол передачи, включая протокол активации и способ обмена данными.

Радиоинтерфейс для NFC стандартизирован в:

• 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.

 Цели Форума NFC:

• 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.

В июне 2006 года, всего через 18 месяцев после своего основания, Форум официально обрисовал архитектуру технологии NFC. На сегодняшний день Форум выпустил 16

спецификаций

. Спецификации предоставляют своего рода «дорожную карту», ​​которая позволяет всем заинтересованным сторонам создавать новые продукты.

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

Метка NFC — это пассивное NFC устройство, которое поддерживает режим чтения/записи. По спецификации NFC Forum существуют 5 типов 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.

FMSH

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
• Идентификация и доступ
• Гостиничный бизнес
• Физический контроль доступа
• Посадочные талоны
• Контроль доступа к транспортному средству 
• Контроль качества
• Медицина
• Транспортная инфраструктура
• Игровая индустрия
• IoT
• Банковские карты

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.

Сами сканеры штрих кодов, тоже бывают разные по качеству и скорости считывания.

• Сканеры штрих-кодов — цена от 2 409 рублей

И далеко не все сканеры штрих-кодов могут считывать штрих-код с экрана смартфона

• Сканеры штрих-кодов считывающие с экранов смартфонов — цена от 4 299 рублей

Внедрение карт лояльности и бонусов на основе NFC выгодно всем потребителям, продавцам и брендам:  

• 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.

Реализация
Карты лояльности сохраняются в платежном приложении вместе с привязанной банковской картой и используются в режиме эмуляции карты NFC. Эти данные хранятся в защищенном элементе (

Security Element

или SE) в телефоне. Вкратце, SE — это защищенная от взлома платформа, как правило, это чип с памятью, которая позволяет безопасно хранить конфиденциальные данные, защищенные криптографическими ключами. SE может быть интегрирован в SIM-карту, выпущенную мобильной сетью пользователя, или чипом, встроенным в телефон производителем устройства. Эта реализация хранит учетные карт лояльности в том же домене безопасности, что и данные платежной карты, привязанные к платежному приложению.

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.

Проблемы

• 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.

Реализация
Конечно внедрение технологии NFC в гостиничном бизнесе требует дополнительной инфраструктуры. Чтобы использовать технологию NFC, потребители услуг отеля  должны пользоваться мобильными устройствами с поддержкой NFC, а отельеры должны иметь программное и техническое оснащение, которое позволит запрограммировать смартфон посетителя. Иначе говоря, в инфраструктуре отеля требуется использовать систему физического контроля доступа, т.е. считыватели дверей, совместимые с NFC, и программное обеспечение, способное управлять правами доступа пользователей и учетными данными.

• Гостиничные NFC замки — цена от 17 974 рублей

На видео представлено сравнение классического пути регистрации и удаленной регистрации и доступа в гостиницу с помощью смартфона

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.

Проблемы

• 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.

В течение последних нескольких лет индустрией были предприняты серьезные усилия по обновлению этой инфраструктуры и переходу от поддержки только RFID оборудования низкочастотного диапазона к более функциональным высокочастотным устройствам, совместимым с

ISO / IEC 14443

. Это дает возможность выполнять дополнительные функции, кроме обычного контроля доступа, такие как оплата проживания, создание пропуска, проверка личности и предоставление других разрешений.


Наиболее известной реализацией стандарта стало семейство смарт карт Mifare.

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

Если мы говорим про СКУД не нужно забывать что основным устройством, будет контроллер, который тоже должен поддерживать соответствующий функционал. Основной требуемый от контроллера функционал это — бесшовно работать с криптозащищенными секторами смарт-карт.

Современные облачные сервисы позволяют поставщикам продуктов и услуг доступа просто и безопасно портировать свои приложения для смарт-карт на смартфоны. Все права и функции, связанные с бесконтактной картой контроля доступа, могут обрабатываться смартфоном.

• Считыватели NFC — цена от 5 763 рублей

Смартфоны, поддерживающие NFC, могут хранить и предоставлять учетные данные доступа считывателям, которые поддерживают карты бесконтактного доступа, соответствующие

ISO / IEC 14443

.

Учетные данные могут быть сгенерированы в режиме реального времени  и храниться в SE или в приложении с поддержкой HCE.
Смартфон, среди прочих функций, становится устройством открывания дверей, электронным билетом или системой отслеживания пользователей и посещаемости.

Контроль доступа на основе NFC катастрофически удобен для управления физическим доступом для большого количества территориально распределенных объектов. Например поставщики коммунальных услуг регулярно сталкиваются с проблемой одновременного управления многочисленными объектами и огромным количеством персонала. Это традиционно означает, что необходимо поддерживать огромное количество замков, а ключи от которых находятся в постоянном обращении.

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.

Проблемы

• 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.

В этом протоколе обещают поддержку следующих функций:

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

Рис. 9. Взаимодействие устройства NFC и автомобиля. 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 issuer — эмитент защищенного элемента. SE issuer agent — исполняемое приложение эмитента защищенного элемента.  NFC — чип NFC.

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.

Проблемы

• 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.

Проблемы

• 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

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

При этом:

• 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.»

Ну, и самое важное — ваше мнение

Ничто так сильно не мотивирует меня писать новые статьи как ваша оценка, если оценка хорошая я пилю статьи дальше, если отрицательная думаю, как улучшить эту статью. Но, без вашей оценки, у меня нет самого ценного для меня — обратной связи от вас. Не сочтите за труд, выберете от 1 до 5 звезд, я старался.