Функция nfc в телефоне что это

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

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

Как это работает?

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

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

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

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

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

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

Где используется?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как пользоваться?

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

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

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

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

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

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

Чтобы разблокировать другие функции NFC в iPhone, вам потребуется:

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

Безопасно ли это?

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

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

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

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

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

В каких смартфонах есть NFC?

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

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

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

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

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

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

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

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

Заключение

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

Источник

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

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

Что такое NFC

Технические аспекты работы NFC

Стандарты

NFC Forum

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.

Режимы работы устройств NFC

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

Оборудование NFC

NXP Semiconductors

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.

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

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

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.

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

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.

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.

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.

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 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.

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.

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

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

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.

Транспортная инфраструктура

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.

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.

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.

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.

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).

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 :

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.

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.

Вот тут серия семинаров SmartCardAlliance по основам безопасности NFC.

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.

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

Рис. 24. Приложение TagWriter от NXP.

Источник