Введение

Радиосвязь между устройствами устанавливается при их сближении.

Near Field Communication (NFC) – это набор коммуникационных протоколов, обеспечивающих связь между двумя электронными устройствами на расстоянии до 10 сантиметров или меньше. NFC предлагает низкоскоростное соединение через простую настройку, которое может использоваться для инициализации более быстрых беспроводных соединений. Защищенная связь обеспечивается применением алгоритмов шифрования, как это делается для кредитных карт, и при соответствии критериям персональной сети.

Стандарты NFC

Стандарты NFC охватывают протоколы связи и форматы обмена данными и основаны на существующих стандартах радиочастотной идентификации (RFID), включая ISO/IEC 14443 и FeliCa. Эти стандарты включают ISO/IEC 18092 и стандарты, определенные Форумом NFC. Помимо Форума NFC, группа GSMA разработала платформу для внедрения стандартов GSMA NFC в мобильных устройствах. В сферу деятельности GSMA входят Trusted Services Manager, Single Wire Protocol, тестирование и сертификация, а также защищенный элемент. Портативные устройства с поддержкой NFC могут быть оснащены прикладным программным обеспечением, например, для считывания электронных меток или совершения платежей при подключении к системе, соответствующей стандартам NFC. Они соответствуют протоколам NFC, заменяя проприетарные технологии, использовавшиеся в более ранних системах. Программа лицензирования патентов NFC реализуется France Brevets, патентным фондом, созданным в 2011 году. Эта программа разрабатывалась Via Licensing Corporation, независимым подразделением Dolby Laboratories, и была прекращена в мае 2012 года. Существует независимая от платформы, бесплатная и открытая библиотека NFC, распространяемая под лицензией GNU Lesser General Public License. Настоящие и перспективные области применения включают бесконтактные транзакции, обмен данными и упрощенную настройку более сложных коммуникаций, таких как Wi-Fi. Кроме того, если одно из подключенных устройств имеет доступ к Интернету, другое может обмениваться данными с онлайн-сервисами.

Безопасность

Хотя дальность действия NFC ограничена несколькими сантиметрами, стандартная NFC без защиты не защищена от перехвата данных и может быть уязвима к их модификации. Приложения могут использовать криптографические протоколы более высокого уровня для установления защищенного канала связи. Радиосигнал для беспроводной передачи данных может быть принят антеннами. Расстояние, с которого злоумышленник может перехватить радиосигнал, зависит от множества параметров, но обычно составляет менее 10 метров. Кроме того, на перехват сильно влияет режим связи. Пассивное устройство, которое не генерирует собственное радиочастотное поле, гораздо сложнее перехватить, чем активное. Злоумышленник обычно может перехватить сигнал в радиусе 10 м от активного устройства и 1 м от пассивного. Поскольку устройства NFC обычно поддерживают протоколы ISO/IEC 14443, возможны атаки типа "ретрансляция". При такой атаке злоумышленник пересылает запрос считывателя жертве и передает ее ответ считывателю в реальном времени, выдавая себя за владельца смарт-карты жертвы. Это аналогично атаке "человек посередине".

Столпан

StoLPaN (Store Logistics and Payment with NFC) — это общеевропейский консорциум, поддерживаемый программой Европейской комиссии в области информационных технологий. StoLPaN рассмотрит потенциал технологии ближней бесконтактной связи NFC.

Приложения

NFC обеспечивает одностороннюю и двустороннюю связь между устройствами, подходящую для широкого спектра приложений. Устройства NFC могут использоваться в качестве электронных удостоверений личности и ключей доступа.

Торговля

Устройства NFC могут использоваться в бесконтактных платежных системах, аналогичных тем, что применяются в кредитных картах и смарт-картах для проездных билетов, и позволяют мобильным платежам заменять или дополнять эти системы. В Android 4.4 компания Google представила поддержку платформы для безопасных транзакций на основе NFC посредством эмуляции карты хоста (HCE) для осуществления платежей, программ лояльности, доступа по картам, проездных билетов и других пользовательских сервисов. HCE позволяет любому приложению Android 4.4 эмулировать смарт-карту NFC, предоставляя пользователям возможность инициировать транзакции со своего устройства. Приложения могут использовать новый режим чтения для работы в качестве считывателей карт HCE и других транзакций на основе NFC. 9 сентября 2014 года компания Apple объявила о поддержке транзакций с использованием NFC в рамках Apple Pay. С выпуском iOS 11 устройства Apple позволяют сторонним разработчикам считывать данные с NFC-меток. По состоянию на 2022 год в Великобритании доступно пять основных NFC-приложений: Apple Pay, Google Pay, Samsung Pay, Barclays Contactless Mobile и Fitbit Pay. В отчете UK Payment Markets Summary 2021, опубликованном UK Finance, рассматривались Apple Pay, Google Pay и Samsung Pay, и было установлено, что 17,3 миллиона взрослых жителей Великобритании зарегистрировались для использования мобильных платежей (рост на 75% по сравнению с предыдущим годом), и из них 84% совершили мобильный платеж.

Загрузка других соединений

NFC обеспечивает низкоскоростное соединение с простой настройкой, которое можно использовать для инициации более производительных беспроводных соединений. Например, программное обеспечение Android Beam использует NFC для установления сопряжения и подключения Bluetooth при передаче файлов, а затем отключает Bluetooth на обоих устройствах по завершении. Компании Nokia, Samsung, BlackBerry и Sony использовали технологию NFC для сопряжения Bluetooth-гарнитур, медиаплееров и колонок одним касанием. Тот же принцип можно применить и к настройке сетей Wi-Fi. Устройства Samsung Galaxy имеют функцию S Beam — расширение Android Beam, которое использует NFC (для обмена MAC-адресами и IP-адресами), а затем Wi-Fi Direct для обмена файлами и документами. Преимущество использования Wi-Fi Direct перед Bluetooth заключается в значительно более высокой скорости передачи данных, достигающей 300 Мбит/с.

Токены идентификации и доступа

Устройства с поддержкой NFC могут функционировать как электронные удостоверения личности, используемые в паспортах и удостоверениях личности, а также как ключевые карты для проездных билетов, транспортных карт, карт для входа в систему, автомобильных ключей и пропусков. Форум NFC опубликовал в 2015 году спецификацию определения типа записи подписи (RTD) 2.0 для повышения целостности и аутентичности NFC-меток. Эта спецификация позволяет NFC-устройству проверять данные метки и определять ее автора.

Игры

NFC начала использоваться в видеоиграх с Skylanders: Spyro's Adventure. Это настраиваемые фигурки, каждая из которых содержит уникальные данные, поэтому не существует двух абсолютно идентичных фигур. Nintendo Wii U GamePad стала первой консолью, в которой технология NFC была встроена изначально. Позже она была добавлена в линейку Nintendo 3DS (встроенная в New Nintendo 3DS/XL и в отдельный считыватель, использующий инфракрасный порт для связи со старыми консолями семейства 3DS) и линейку Nintendo Switch (встроенную в правый контроллер Joy-Con и непосредственно в Nintendo Switch Lite). Линейка аксессуаров amiibo использует технологию NFC для открытия дополнительных возможностей.

Спорт

Adidas Telstar 18 — это футбольный мяч, в котором встроен чип NFC. Этот чип позволяет пользователям взаимодействовать с мячом, используя смартфон.

Сравнение Bluetooth

Аспект NFC Bluetooth Bluetooth Low Energy Требует питания Нет Да Стоимость метки US$0.10 US$5.00 RFID совместимый ISO/IEC 18000 3Активный Органы стандартизации ISO/IEC Bluetooth SIG Сетевой стандарт ISO/IEC 13157 и т.д. ранее IEEE 802.15.1; теперь по спецификациям SIG Топология Точка-точка Беспроводная персональная сеть (WPAN) Криптография Отсутствует с RFID Доступная дальность < 20 см ≈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 установки < 0.1 с < 6 с < 0.006 с Потребление тока < 15 мА (чтение) Варьируется в зависимости от класса < 15 мА (чтение и передача) NFC и Bluetooth – относительно короткодействующие технологии связи, доступные на мобильных телефонах. NFC работает с более низкой скоростью, чем Bluetooth, и имеет значительно меньшую дальность, но потребляет гораздо меньше энергии и не требует сопряжения. NFC устанавливает соединение быстрее, чем стандартный Bluetooth, но имеет более низкую скорость передачи данных, чем Bluetooth Low Energy. В отличие от 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 несанкционированного перехвата, что делает его особенно подходящим для мест скопления людей, где сложно соотнести сигнал с его физическим источником (и, следовательно, с пользователем). NFC совместим с существующей пассивной RFID-инфраструктурой (13,56 МГц ISO/IEC 18000 3). Он требует относительно небольшого энергопотребления, сравнимого с протоколом Bluetooth V4.0 Low Energy. Однако, при работе NFC с устройством без питания (например, выключенным телефоном, бесконтактной смарт-картой, смарт-плакатом), энергопотребление NFC выше, чем у Bluetooth V4.0 Low Energy, поскольку для активации пассивной метки требуется дополнительная мощность. MasterCard добавила поддержку NFC для PayPass на платформах Android и BlackBerry, позволяя пользователям PayPass совершать платежи со своих смартфонов Android или BlackBerry. Партнерство между Samsung и Visa добавило приложение 'payWave' на смартфон Galaxy S4. В 2012 году Microsoft добавила встроенную функциональность NFC в свою мобильную ОС Windows Phone 8, а также в операционную систему Windows 8. Microsoft предоставляет "Wallet hub" в Windows Phone 8 для NFC-платежей и возможность интеграции нескольких сервисов NFC-платежей в одном приложении. В 2014 году Apple выпустила iPhone 6 с поддержкой NFC, а с сентября 2019 года в iOS 13 Apple позволяет не только считывать NFC-метки, но и программировать их с помощью NFC-приложения.

Развертывание

По состоянию на апрель 2011 года было проведено сотни испытаний NFC. Некоторые компании перешли к полномасштабному внедрению услуг, охватывающему одну или несколько стран. К развертываниям в нескольких странах относятся внедрение Orange технологии NFC для банков, розничных продавцов, транспортных компаний и поставщиков услуг в ряде европейских стран, а также развертывание Airtel Africa и Oberthur Technologies в 15 странах Африки. China Telecom (третий по величине мобильный оператор Китая) начала внедрение NFC в ноябре 2013 года. Компания заключила соглашения с несколькими банками о предоставлении доступа к их платежным приложениям через SIM-карты. China Telecom заявила, что кошелек будет поддерживать купоны, карты лояльности, топливные карты и посадочные талоны. Компания планировала выпустить 40 моделей телефонов NFC и 30 миллионов SIM-карт NFC к 2014 году. Softcard (ранее Isis Mobile Wallet), совместное предприятие Verizon Wireless, AT&T и T-Mobile, специализируется на оплате в магазинах с использованием технологии NFC. После проведения пилотных проектов в некоторых регионах они запустили сервис по всей территории США. Vodafone запустила мобильный платежный сервис Vodafone SmartPass на базе NFC в Испании в партнерстве с Visa. Он позволяет пользователям с SIM-картой, поддерживающей NFC, совершать бесконтактные платежи через кредитный баланс SmartPass в любой точке продаж (POS). OTI, израильская компания, разрабатывающая и производящая технологию смарт-карт на основе бесконтактных микропроцессоров, заключила контракт на поставку считывателей NFC одному из своих партнеров в США. Партнер был обязан приобрести считыватели NFC от OTI на сумму 10 миллионов долларов США в течение трех лет. Rogers Communications запустила виртуальный кошелек Suretap, позволяющий пользователям оплачивать покупки со своего телефона в Канаде в апреле 2014 года. Пользователи Suretap могут загружать подарочные карты и предоплаченные карты MasterCard от национальных розничных сетей. Первая смарт-карта для сотрудников на Шри-Ланке использует NFC. С 13 декабря 2013 года приложение Tim Hortons TimmyME для BlackBerry 10 позволяло пользователям привязывать свою предоплаченную карту Tim Card к приложению и оплачивать покупки, прикладывая устройство с поддержкой NFC к стандартному бесконтактному терминалу. Google Wallet позволяет пользователям хранить информацию о кредитных и дисконтных картах в виртуальном кошельке и использовать устройство с поддержкой NFC на терминалах, принимающих транзакции MasterCard PayPass. Германия, Австрия, Финляндия, Новая Зеландия, Италия, Иран, Турция и Греция тестировали системы продажи билетов на общественный транспорт на основе NFC. Столица Литвы, Вильнюс, полностью заменила бумажные билеты на общественный транспорт картами ISO/IEC 14443 типа A с 1 июля 2013 года. Bankmecu (Австралия) и эмитенты карт Cuscal завершили тестирование платежей на основе NFC-стикеров, позволяющих пользователям совершать бесконтактные платежи на терминалах Visa payWave, используя смарт-стикер, прикрепленный к телефону. В Индии внедрялись транзакции на основе NFC в кассах для продажи билетов. Партнерство Google и Equity Bank в Кении представило систему оплаты проезда на общественном транспорте в столице Найроби под брендом BebaPay. В январе 2019 года в штате Виктория (Австралия) началось тестирование использования мобильных телефонов Android с поддержкой NFC для оплаты проезда в общественном транспорте.