Войти
Связь ближнего поля (NFC ) - это набор протоколов связи для связи между двумя электронными устройствами на расстоянии 4 см (1 ⁄ 2 дюйма) или меньше. NFC предлагает низкоскоростное соединение с простой настройкой, которое можно использовать для начальной загрузки более эффективных беспроводных соединений.
Устройства NFC могут выступать в качестве электронных документов, удостоверяющих личность и карточки. Они используются в системах бесконтактных платежей и позволяют мобильные платежи заменять или дополнять такие системы, как кредитные карты и электронные билеты смарт-карты. Иногда это называют NFC / CTLS или CTLS NFC с сокращенным сокращением CTLS. NFC можно использовать для обмена небольшими файлами, такими как контакты, и установления быстрых соединений для обмена более крупными медиафайлами, такими как фотографии, видео и другие файлы.
Чип Secure Element, чип NFC, который содержит данные, такие как идентификатор защищенного элемента. (SEID) для безопасных транзакций. Этот чип обычно используется в смартфонах и других устройствах NFC. Подобные идеи в рекламных и промышленных приложениях, как правило, не имели коммерческого успеха, их опережали такие технологии, как QR-коды, штрих-коды и UHF RFID теги. Протоколы NFC установили общепринятый стандарт. Когда одно из подключенных устройств имеет подключение к Интернету, другое может обмениваться данными с онлайн-сервисами.
Связь ближнего поля (NFC) описывает технологию, которая может использоваться для бесконтактного обмена данными на короткие расстояния. Два устройства с поддержкой NFC подключаются через контакт точка-точка на расстоянии от 0 до 2 см. Это соединение может использоваться для обмена данными (такими как данные процесса и информация об обслуживании и обслуживании) между устройствами. Этот интерфейс также можно использовать для параметризации компонента.
Портативные устройства с поддержкой NFC могут быть снабжены прикладным программным обеспечением, например, для считывания электронных тегов или осуществления платежей при подключении к NFC-совместимому устройству. Ранее для связи на близком расстоянии использовалась технология, являющаяся собственностью производителя для таких приложений, как биржевые билеты, контроль доступа и считыватели платежей.
Как и другие технологии «бесконтактных карт », NFC основана на индуктивной связи между двумя так называемыми антеннами, присутствующими на устройствах с поддержкой NFC. - например, смартфон и принтер - связь в одном или обоих направлениях с использованием частоты 13,56 МГц в глобально доступной нелицензированной радиочастоте диапазон ISM с использованием ISO / Стандарт радиоинтерфейса IEC 18000-3 со скоростью передачи данных от 106 до 424 кбит / с.
Каждое активное устройство NFC может работать в одном или нескольких из трех режимов:
Теги NFC представляют собой пассивные хранилища данных, которые могут быть прочитаны, и при некоторых обстоятельствах записывается устройством NFC. Обычно они содержат данные (по состоянию на 2015 год от 96 до 8192 байтов) и доступны только для чтения при нормальном использовании, но могут быть перезаписаны. Приложения включают безопасное хранилище личных данных (например, дебет или информации, данные программы лояльности, личные идентификационные номера (PIN-коды), контакты). Теги NFC могут быть закодированы их производителями или использовать отраслевые спецификации.
Стандарты предоставлены NFC Forum. Форум отвечал за продвижение технологии, установление стандартов и сертификацию устройств. Безопасная связь доступна за счет применения алгоритмов шифрования, как это делается для кредитных карт, и если они соответствуют критериям для того, чтобы считаться персональной сетью.
, стандарты NFC охватывают протоколы связи и форматы обмена данными и основаны на существующих стандарты радиочастотной идентификации (RFID), включая ISO / IEC 14443 и FeliCa. Стандарты включают ISO / IEC 18092 и стандарты, определенные NFC Forum. Помимо форума NFC, группа GSMA определила платформу для развертывания стандартов GSMA NFC в мобильных телефонах. Усилия GSMA включают Trusted Services Manager, протокол однопроводного соединения, тестирование / сертификацию и элемент безопасности.
Программа лицензирования патентов для NFC находится в стадии внедрения France Brevets, патентного фонда, созданного в 2011 году. Эта программа разрабатывалась Via Licensing Corporation, независимой дочерней компанией Dolby Laboratories, и была прекращена в мае 2012 года. Независимая от платформы бесплатная библиотека NFC с открытым исходным кодом, libnfc, является доступно по лицензии GNU Lesser General Public License.
Существующие и ожидаемые приложения включают бесконтактные транзакции, обмен данными и упрощенную настройку более сложных коммуникаций, таких как Wi-Fi.
NFC основана на технологии радиочастотной идентификации (известной как RFID), которая позволяет совместимому оборудованию как подавать питание, так и связываться с пассивной электронной меткой без питания, используя радиоволны. Это используется для идентификации, аутентификации и отслеживания.
NFC - это набор беспроводных технологий малого радиуса действия, для которых обычно требуется расстояние 10 см или меньше. NFC работает на частоте 13,56 МГц на радиоинтерфейсе ISO / IEC 18000-3 и со скоростью от 106 кбит / с до 424 кбит / с. NFC всегда включает инициатора и цель; Инициатор активно генерирует поле RF, которое может питать пассивную цель. Это позволяет целям NFC принимать очень простые форм-факторы, такие как метки без питания, наклейки, брелоки или карты. Одноранговая связь NFC возможна при условии, что оба устройства запитаны.
Теги NFC содержат данные и обычно доступны только для чтения, но могут быть записаны. Они могут быть закодированы их производителями или использовать спецификации NFC Forum. Теги могут надежно хранить личные данные, такие как информация о дебетовой и кредитной карте, данные программы лояльности, PIN-коды и сетевые контакты, а также другую информацию. Форум NFC определяет четыре типа тегов, которые обеспечивают разную скорость и возможности связи с точки зрения конфигурируемости, памяти, безопасности, хранения данных и долговечности записи. В настоящее время теги предлагают от 96 до 8192 байтов памяти.
Как и в случае с бесконтактной картой, NFC использует индуктивную связь между двумя соседними рамочными антеннами, эффективно формируя трансформатор с воздушным сердечником . Поскольку задействованные расстояния крошечные по сравнению с длиной волны электромагнитного излучения (радиоволн) этой частоты (около 22 метров), взаимодействие описывается как ближнее поле. Используется только переменное магнитное поле, так что практически никакая энергия не излучается в виде радиоволн (которые являются электромагнитными волнами, также включающими колеблющееся электрическое поле ); что по существу предотвращает помехи между такими устройствами и любой радиосвязью на той же частоте или с другими устройствами NFC, выходящими далеко за пределы предполагаемого диапазона. Они работают в глобально доступной и нелицензированной радиочастоте ISM-диапазоне 13,56 МГц. Большая часть радиочастотной энергии сосредоточена в полосе частот ± 7 кГц, выделенной для этой полосы, но спектральная ширина излучения может достигать 1,8 МГц, чтобы поддерживать высокие скорости передачи данных.
Рабочее расстояние с компактными стандартными антеннами и реалистичными уровнями мощности может составлять примерно до 20 см (но на практике рабочее расстояние никогда не превышает 10 см). Обратите внимание, что поскольку приемная антенна может быть подавлена близлежащими металлическими поверхностями, для тегов может потребоваться минимальное расстояние от таких поверхностей.
Стандарт ISO / IEC 18092 поддерживает скорости передачи данных 106, 212 или 424 кбит / с.
Обмен данными происходит между активным устройством-инициатором и целевым устройством, которое может быть:
| Скорость (кбит / с) | Активное устройство | Пассивное устройство |
|---|---|---|
| 424 | Человек, 10% СПРОСИТЬ | Мужчина, 10% СПРОСИТЬ |
| 212 | Мужчина, 10% СПРОСИТЬ | Мужчина, 10% СПРОСИТЬ |
| 106 | Модифицированный Миллер, 100% ASK | Человек, 10% ASK |
NFC использует два разных кодирования для передачи данных. Если активное устройство передает данные со скоростью 106 кбит / с, используется модифицированное кодирование Миллера со 100% модуляцией. Во всех остальных случаях используется манчестерское кодирование с коэффициентом модуляции 10%.
Хотя диапазон NFC ограничен несколькими сантиметрами, простой NFC не обеспечивает безопасную связь. В 2006 году Эрнст Хазельштайнер и Клеменс Брайтфус описали возможные атаки и подробно рассказали, как повысить устойчивость NFC к атакам «человек посередине», чтобы установить конкретный ключ. Поскольку этот метод не является частью стандарта ISO, NFC не обеспечивает защиты от подслушивания и может быть уязвим для модификации данных. Приложения могут использовать криптографические протоколы более высокого уровня (например, SSL ) для установления безопасного канала.
РЧ-сигнал для беспроводной передачи данных может приниматься антеннами. Расстояние, с которого злоумышленник может перехватить радиосигнал, зависит от нескольких параметров, но обычно составляет менее 10 метров. Кроме того, на прослушивание сильно влияет режим связи. Пассивное устройство, которое не генерирует собственное РЧ-поле, гораздо труднее подслушивать, чем активное устройство. Злоумышленник обычно может подслушивать в пределах 10 м от активного устройства и 1 м для пассивных устройств.
Поскольку устройства NFC обычно включают протоколы ISO / IEC 14443, ретрансляционные атаки возможны. Для этой атаки злоумышленник направляет запрос считывателя жертве и передает свой ответ считывателю в режиме реального времени, выдавая себя за владельца смарт-карты жертвы. Это похоже на атаку «человек посередине» . Один пример кода libnfc демонстрирует релейную атаку с использованием двух стандартных коммерческих устройств NFC. Эта атака может быть реализована с использованием только двух мобильных телефонов с поддержкой NFC.
Обзор стека протоколов NFC Стандарты NFC охватывают протоколы связи и форматы обмена данными и основаны на существующих стандартах RFID, включая ISO / IEC 14443 и FeliCa. Стандарты включают ISO / IEC 18092 и стандарты, определенные NFC Forum.
NFC стандартизирован в ECMA-340 и ISO / IEC 18092. Эти стандарты определяют схемы модуляции, кодирование, скорость передачи и формат кадра радиочастотного интерфейса устройств NFC, а также схемы инициализации и условия, необходимые для управления конфликтами данных во время инициализации как для пассивного, так и для активного режима NFC. Они также определяют транспортный протокол, включая методы активации протокола и обмена данными. Радиоинтерфейс для NFC стандартизирован в:
NFC включает в себя ряд существующих стандартов, включая ISO / IEC 14443 Тип A и Тип B, а также FeliCa. Телефоны с поддержкой NFC работают на базовом уровне с существующими считывателями. В «режиме эмуляции карты» устройство NFC должно передавать считывающему устройству как минимум уникальный идентификационный номер. Кроме того, NFC Forum определил общий формат данных, называемый форматом обмена данными NFC (NDEF), который может хранить и передавать элементы в диапазоне от любого объекта типа MIME до ультракоротких RTD-документов, таких как URL-адреса. Форум NFC добавил к спецификации простой протокол обмена NDEF (SNEP), который позволяет отправлять и получать сообщения между двумя устройствами NFC.
GSM Association (GSMA) - торговая ассоциация, представляющая около 800 операторов мобильной связи и более 200 продуктовых и сервисных компаний в 219 странах. Многие из ее членов провели испытания NFC и готовят услуги к коммерческому запуску.
GSM участвует в нескольких инициативах:
StoLPaN (Логистика магазинов и оплата с помощью NFC) - это общеевропейский консорциум, поддерживаемый программой Технологии информационного общества Европейской комиссии. StoLPaN изучит потенциал локальной беспроводной мобильной связи NFC.
NFC Forum - некоммерческая отраслевая ассоциация, основанная 18 марта 2004 года NXP Semiconductors, Sony и Nokia для продвижения использования беспроводного взаимодействия NFC в бытовой электронике, мобильных устройствах и ПК. Стандарты включают четыре различных типа тегов, которые обеспечивают разные скорости передачи данных и возможности, включая гибкость, память, безопасность, сохранение данных и надежность записи. Форум NFC способствует внедрению и стандартизации технологии NFC для обеспечения взаимодействия между устройствами и услугами. По состоянию на январь 2020 года в NFC Forum входило более 120 компаний.
NFC Forum продвигает NFC и сертифицирует соответствие устройств и их соответствие персональной сети.
GSMA определила платформу для развертывания стандартов GSMA NFC в мобильных телефонах. Усилия GSMA включают протокол однопроводного подключения, тестирование и сертификацию, а также элемент безопасности. Стандарты GSMA, относящиеся к развертыванию протоколов NFC (регулируемых NFC Forum ) на мобильных телефонах, не являются исключительными и общепринятыми. Например, развертывание Google Host Card Emulation на Android KitKat обеспечивает программное управление универсальным радио. В этом развертывании HCE используется протокол NFC без стандартов GSMA.
Другие органы стандартизации, участвующие в NFC, включают:
Логотип N-Mark для устройств с поддержкой NFC NFC обеспечивает одностороннюю и двустороннюю связь между конечными точками, что подходит для многих приложений.
Устройства NFC могут использоваться в системах бесконтактных платежей, аналогично тем, которые используются в кредитных картах и электронных билетах смарт-картах, и позволяют мобильные платежи заменять / дополнять их системы.
В Android 4.4 компания Google представила поддержку платформы для безопасных транзакций на основе NFC посредством эмуляции хост-карты (HCE) для платежей, программ лояльности, доступа к картам, транзита пропуска и другие таможенные услуги. HCE позволяет любому приложению Android 4.4 эмулировать смарт-карту NFC, позволяя пользователям инициировать транзакции со своим устройством. Приложения могут использовать новый режим чтения, чтобы работать как считыватели для карт HCE и других транзакций на основе NFC.
9 сентября 2014 года Apple объявила о поддержке транзакций с использованием NFC в рамках Apple Pay. С появлением iOS 11 устройства Apple позволяют сторонним разработчикам считывать данные из тегов NFC.
NFC предлагает низкоскоростное соединение с простой настройкой, которую можно использовать для начальной загрузки более широкие возможности беспроводных подключений. Например, программное обеспечение Android Beam использует NFC для включения сопряжения и установления соединения Bluetooth при передаче файлов с последующим отключением Bluetooth на обоих устройствах по завершении. Nokia, Samsung, BlackBerry и Sony использовали технологию NFC для сопряжения Bluetooth-гарнитур, медиаплееров и динамиков одним касанием. Тот же принцип можно применить к настройке сетей Wi-Fi. Устройства Samsung Galaxy имеют функцию S-Beam - расширение Android Beam, которое использует NFC (для совместного использования MAC-адреса и IP-адресов ), а затем использует Wi-Fi Direct для обмена файлами и документами. Преимущество использования Wi-Fi Direct над Bluetooth заключается в том, что он обеспечивает гораздо более быструю передачу данных со скоростью до 300 Мбит / с.
NFC можно использовать для социальные сети, для обмена контактами, текстовыми сообщениями и форумами, ссылок на фотографии, видео или файлы, а также для входа в многопользовательские мобильные игры.
Устройства с поддержкой NFC могут действовать как электронные документы, удостоверяющие личность и карточки-ключи. Малый радиус действия NFC и поддержка шифрования делают его более подходящим, чем менее частные системы RFID.
Смартфоны, оснащенные NFC, могут быть сопряжены с тегами NFC или наклейками, которые можно программировать с помощью приложений NFC. Эти программы позволяют изменять настройки телефона, отправлять текстовые сообщения, запускать приложения или выполнять команды.
Такие приложения не зависят от компании или производителя, но могут быть немедленно использованы со смартфоном, оснащенным NFC, и тегом NFC.
Форум NFC опубликовал Тип записи подписи Определение (RTD) 2.0 в 2015 году для добавления целостности и аутентичности для тегов NFC. Эта спецификация позволяет устройству NFC проверять данные тега и идентифицировать автора тега.
NFC использовался в видеоиграх, начиная с Skylanders: Spyro's Приключение. Это настраиваемые фигурки, которые содержат персональные данные для каждой фигуры, поэтому нет двух абсолютно одинаковых фигурок. Nintendo Wii U была первой системой, которая включала технологию NFC прямо из коробки через GamePad. Позже он был включен в линейку Nintendo 3DS (встраивался в New Nintendo 3DS / XL и в отдельно продаваемое устройство чтения, которое использует инфракрасный порт для связи с консолями более старого семейства 3DS). В ассортименте аксессуаров amiibo используется технология NFC для разблокировки функций.
Adidas Telstar 18 - футбольный мяч, внутри которого находится чип NFC. Чип позволяет пользователям взаимодействовать с мячом с помощью смартфона.
| Aspect | NFC | Bluetooth | Bluetooth Low Energy |
|---|---|---|---|
| Для тега требуется питание | Нет | Да | Да |
| Стоимость тега | 0,10 доллара США | 5,00 долларов США | |
| RFID совместимый | ISO 18000-3 | Активный | |
| Орган по стандартизации | ISO / IEC | Bluetooth SIG | |
| Сеть стандарт | ISO 13157 и т. Д. | был IEEE 802.15.1; теперь по спецификациям SIG | |
| Тип сети | Точка-точка | WPAN | |
| Криптография | Не с RFID | Доступно | |
| Диапазон | < 20 cm | ≈100 м (класс 1) | ≈50 м |
| Частота | 13,56 МГц | 2,4–2,5 ГГц | |
| Скорость передачи данных | 424 кбит / с | 2,1 Мбит / с | 1 Мбит / с |
| Время настройки | < 0.1 s | < 6 s | < 0.006 s |
| Потребление тока | < 15 mA (read) | Зависит от класса | < 15 mA (read and transmit) |
NFC и Bluetooth - это технологии связи относительно малого радиуса действия, доступные на мобильных телефонах. NFC работает на более медленных скоростях, чем Bluetooth, и имеет гораздо меньший радиус действия, но потребляет гораздо меньше энергии и не требует сопряжения.
NFC настраивается быстрее, чем стандартный Bluetooth, но имеет более низкую скорость передачи, чем Bluetooth с низким энергопотреблением. При использовании NFC вместо ручной настройки для идентификации устройств соединение между двумя устройствами NFC устанавливается автоматически менее чем за 0,1 секунды. Максимальная скорость передачи данных NFC (424 кбит / с) ниже, чем у Bluetooth V2.1 (2,1 Мбит / с).
Максимальное рабочее расстояние NFC менее 20 см снижает вероятность нежелательного перехвата, что делает его особенно подходящим для мест с большим скоплением людей, которые усложняют корреляцию сигнала с его передающим физическим устройством (и, соответственно, с его пользователем).
NFC совместим с существующей пассивной инфраструктурой RFID (13,56 МГц ISO / IEC 18000-3). Он требует сравнительно низкого энергопотребления, как и протокол Bluetooth V4.0 с низким энергопотреблением. Однако, когда NFC работает с устройством без питания (например, на телефоне, который может быть выключен, на бесконтактной смарт-кредитной карте, на смарт-плакате), потребление энергии NFC выше, чем у Bluetooth V4.0 Low Energy, поскольку пассивный тег требует дополнительной мощности.
В 2011 году производители мобильных телефонов выпустили более 40 мобильных телефонов с поддержкой NFC с мобильной операционной системой Android. Устройства BlackBerry поддерживают NFC с использованием BlackBerry Tag на устройствах под управлением BlackBerry OS 7.0 и выше.
MasterCard добавила дополнительную поддержку NFC для PayPass для платформ Android и BlackBerry, что позволяет пользователям PayPass совершать платежи, используя свои Смартфоны Android или BlackBerry. Партнерство между Samsung и Visa добавило приложение payWave на смартфон Galaxy S4.
В 2012 году Microsoft добавили встроенные функции NFC в свою мобильную ОС с Windows Phone 8, а также в операционную систему Windows 8. Microsoft предоставляет в Windows Phone 8 «узел кошелька» для платежей NFC и может интегрировать несколько платежных сервисов NFC в одном приложении.
В 2014 году iPhone 6 был выпущен из Apple для поддержки NFC. а с сентября 2019 г. в iOS 13 Apple теперь позволяет считывать теги NFC, а также маркировать их с помощью приложения NFC.
По состоянию на апрель 2011 г., сотни испытаний NFC. Некоторые фирмы перешли на полномасштабное развертывание услуг в одной или нескольких странах. Развертывание в нескольких странах включает развертывание Orange технологии NFC для банков, предприятий розничной торговли, транспорта и поставщиков услуг во многих европейских странах, а также Airtel Africa и Oberthur Technologies развертывание в 15 странах по всей Африке.
 | На Викискладе есть медиафайлы, связанные с Связь ближнего поля. |
