Nfc на какой частоте

NFC: Разбор технологии Near Field Communication

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

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

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

А еще через него можно заряжать устройства…

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

Как работает NFC?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

А так в Xiaomi Mi 10 Pro:

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

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

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

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

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

Бонусы NFC вот в чем:

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

Зачем? Что нам это даёт?

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

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

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

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

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

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

Тут можно хранить кучу всего, например:

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

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

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

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

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

Кстати вот так выглядит содержимое «Тройки».

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

Для чего еще может использоваться NFC?

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

Про Apple

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

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

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

Зарядка

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как это работает? | NFC-чип

История технологии NFC берет свое начало в 1983 году. Тогда электротехник Чарльз Вэлтон получил патент на «портативный радиочастотный излучатель-идентификатор». Почти 20 лет спустя, в марте 2004 года компании Nokia, Sony и Royal Philips Electronics организовали NFC Forum — некоммерческую ассоциацию по стандартизации и продвижению технологии NFC. В 2006 году появилась первая спецификация NFC и вышел первый коммерческий телефон с NFC-чипом — Nokia 6131. В 2011 году к NFC Forum присоединилась Google. Сейчас эта технология поддерживается большим количеством мобильных устройств под управлением iOS и Android. Как же она работает — об этом в сегодняшнем выпуске!

Итак, NFC — это беспроводная короткодистанционная технология, которая работает на частоте 13,56 МГц, использующейся для промышленных, медицинских и научных целей. NFC является логическим продолжением технологии RFID, а её основным отличием стал ограниченный радиус действия. В то время как дистанция считывания RFID-меток может достигать нескольких сотен метров, метки NFC доступны в пределах 10 сантиметров. NFC всегда имеет инициатора и цель. Инициатор активно генерирует радиочастотное поле, которое может влиять на пассивную цель. Также возможна NFC-связь между двумя устройствами при условии, что оба устройства включены. Благодаря компактным размерам и низкому энергопотреблению NFC может использоваться в небольших гаджетах.

В настоящее время существуют три основных области применения NFC. Первая и самая распространенная — это эмуляция карт для проведения бесконтактных платежей. Смартфон с поддержкой NFC может выдавать себя за банковскую карту или проездной билет на метро. При этом данные банковских карт хранятся не в памяти телефона, а на специальном чипе, подобном тому, что используется в картах стандарта EMV. Он шифрует все данные, управляет процессом аутентификации и запускает платежные транзакции.

Вторая область применения NFC — это режим считывателя. В этом режиме смартфон выступает в роли сканера NFC-меток, содержащих различную дополнительную информацию. В последнее время NFC-метки начали вытеснять штрихкоды в западных магазинах. Их можно найти на продуктах питания в супермаркетах и, поднеся устройство с поддержкой NFC, узнать срок годности и состав товара. Также NFC-метки применяются для показа интерактивной рекламной информации.

Третий режим работы NFC именуется peer-to-peer. В этом случае два устройства связываются друг с другом для обмена информацией. Таким образом можно передать контакты с одного смартфона на другой или настройки с Wi-Fi-роутера на мобильное устройство.

Одним касанием: как работает NFC и где эта система используется

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.

NFC — недалёкое будущее, недооцененное настоящее или далёкое прошлое?

В этой статье: немного технических аспектов работы NFC, сценарии использования NFC и интересные решения, безопасность и интересная идея в конце статьи (на мой взгляд).

Надеюсь статья покажется Вам интересной и познавательной, ведь приятно осознавать, что кто-то чеу-то у тебя научился. А те, кто знают много больше моего, найдут для себя что-то интересное и полезное, но и поделятся своими знаниями в комментариях. Жду конструктивной критики и вопросов. Желаю приятного чтения. Всем добра.

За прошедшие 25 лет мир изменился существенным образом: освободился от проводов, уменьшил размер и вес, увеличил скорость и самое главное — создал комфорт. Сложно было представить телефонную трубку без провода, телефон без дискового номеронабирателя или без автоответчика. Конечно, в то время уже существовали спутниковые телефоны, но я не уверен, что многие видели его своими глазами. А ходить по квартире и разговаривать без привязки к месту — было мечтой многих, как минимум желанием. На замену обычным телефонам пришли радиотелефоны, а их заменили телефоны и смартфоны.

Но я хочу обсудить беспроводные технологии. 1998 год — год создания Wi-Fi и основания Bluetooth SIG. Спустя пару-тройку лет «синий зуб» изменит передачу информации, а через чуть более, чем десяток лет Wi-Fi станет популярной и необходимой технологией. Но не везде и не сразу. К слову, я не забыл об ИК-порте (IrDA), который значительно проигрывал BT уже в начале 00-ых. А в частности, я хочу рассказать об одной, с которой Вы сталкиваетесь каждый день и даже не догадываетесь об этом (скорее всего).

NFC — Near Field Communication — «коммуникация ближнего поля», «ближняя бесконтактная связь». Да, скажете Вы, есть такая технология в телефоне. Добавил банковскую карту в Google Pay и оплачиваю без карты. А если нет NFC в телефоне, то оплачиваю самой картой, там ведь такой же чип. Верно. Но, по сути, это не всё.

Вы часто пользуетесь похожей на NFC систему. Из RFID стандарта ISO/IEC 14443 появился NFC. Именно RFID и есть в ключе домофона, в смарт-картах, которые прикладываются к считывателю, чтобы пройти через турникет, в проездных и т.д. А если вернуться лет так на 15 назад, то можно вспомнить, как сидя дома предпринимали попытки оторвать какую-то наклейку от только что купленной коробки диска с игрой, чтобы прочитать описание или системные характеристики полностью.

Да, в домофонных ключах нет магнита. Никак не может размагнититься, а вот испортиться от дождя, влаги или падения — вполне.

По сути NFC это частный случай RFID (Radio Frequency Identification) — механизма радиочастотного обмена данными, хранящимися в так называемых транспондерах или метках. То есть из RFID ближней идентификации создали NFC.

NFC 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.

ISO/IEC 14443 — стандарт, описывающий частотный диапазон, метод модуляции и протокол обмена бесконтактных пассивных карт (RFID) ближнего радиуса действия (до 10 см) на магнитосвязанных индуктивностях. Стандарт предназначен для карт с малой дальностью чтения и большими скоростями обмена данными. В основном это рынок платежных средств и идентификации личности.NFC был одобрен как ISO/IEC стандарт 8 декабря 2003 года. 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.Устройства, имеющие в NFC, могут взаимодействовать с существовайшей раннее инфраструктуро, например, в режиме эмуляции карты должно передать уникальный идентификационный номер существующему считывателю RFID

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:

/ ECMA-340: Near Field Communication Interface and Protocol-1 (NFCIP-1) Информационные технологии. Телекоммуникации и обмен информацией между системами. Коммуникация в ближнем поле. Интерфейс и протокол (NFCIP-1) / ECMA-352: Near Field Communication Interface and Protocol-2 (NFCIP-2)

Так, для продвижения идеи и её развития, в 2004 году собрались NXP Semiconductors, Sony и Nokia и организовали некоммерческую организацию NFC Forum, для совместной работы над продвижением технологии NFC. Что же они делают? Расскажу на примере WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance или другими словами Wi-Fi Alliance). Объединились пионеры и преуспевающие компанию в альянс, дабы зарегестрировать новую технологию и решить какие задачи перед ними стоят. Задачами этой организации является разработка, тестирование и сертифицирование, а также поддержка и продвижение форматов беспроводной связи Wi-Fi.

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.

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.
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.

Чип NFC состоит из катушки индуктивности, которая создаёт определённое радиочастотное поле и воздействует на другое такое же поле по заданному сценарию с различным уровнем кодирования. В таком процессе технология NFC имеет два режима работы: активный и пассивный.

С учетом двух режимов технология NFC может использоваться для следующего:

• Режим считывания/записи. NFC-чип работает в активном режиме и считывает пассивную метку. Метка NFC — это пассивное устройство с данными внутри. Информацию можно считать, лишь поднеся к метке активное считывающее устройство.
• Режим peer-to-peer — обмен данными между двумя активными устройствами. Это может быть как файл, передача контакта, приложения. Кроме этого возможна беспроводная зарядка.
• Режим эмуляции карты. NFC-чип прикидывается картой (пассивным устройством), например пропуском или платежной картой.

Для чего вообще создаются подобные технологии? Для автоматизации, ускорения и упрощения работы, создания комфортного использования устройств. Подробнее об этом я расскажу ниже.

Пожалуй, стоит начать от самого сложного к интересному.

Эмуляция банковских карт не самое простой процесс, если быть честным. Потому начну с карт лояльности. Их разновидностей существует достаточное количество: и с магнитной лентой, с QR-кодом, и со штрих-кодом. Добавив карту лояльности в Google Pay, Вы упрощаете свою жизнь, уменьшая количество переносимого пластика. Но допольнительной функцией является реализация метода для передачи данных о карте лояльности в систему торговой точки (POS) продавца, то есть возможные скидки по карте лояльности будут учитываться прямо во время оплаты заказа, никаких вам «а теперь приложите бонусную карту». (Уточнение: карта лояльности должна содержать в себе NFC. Карты со штрихкодом или QR-кодом необходимо предоставить до оплаты для сканирования их с экрана телефона).

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.

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.

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.

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