Near Field Communication - Near-field communication

Nahfeldkommunikation ( NFC ) ist ein Satz von Kommunikationsprotokollen für die Kommunikation zwischen zwei elektronischen Geräten über eine Entfernung von 4 cm (1 12  Zoll) oder weniger. NFC bietet eine Low-Speed - Verbindung mit einer einfachen Einrichtung , die verwendet werden können , um Bootstrap mehr fähige drahtlose Verbindungen.

NFC-Geräte können als elektronische Ausweisdokumente und Schlüsselkarten fungieren . Sie werden in kontaktlosen Bezahlsystemen eingesetzt und ermöglichen das mobile Bezahlen , um Systeme wie Kreditkarten und elektronische Ticket- Chipkarten zu ersetzen oder zu ergänzen . Dies wird manchmal als NFC/CTLS oder CTLS NFC bezeichnet , wobei kontaktlos CTLS abgekürzt wird . NFC kann verwendet werden, um kleine Dateien wie Kontakte zu teilen und schnelle Verbindungen zu booten, um größere Medien wie Fotos, Videos und andere Dateien zu teilen.

Der Secure Element-Chip, ein NFC-Chip, der Daten wie den Secure Element Identifier (SEID) für sichere Transaktionen enthält. Dieser Chip ist häufig in Smartphones und anderen NFC-Geräten zu finden.

Überblick

Near-Field-Communication (NFC) beschreibt eine Technologie, mit der Daten über kurze Distanzen kontaktlos ausgetauscht werden können. Zwei NFC-fähige Geräte werden über einen Punkt-zu-Punkt-Kontakt über eine Distanz von 0 bis 2 cm verbunden. Über diese Verbindung können Daten (zB Prozessdaten sowie Wartungs- und Serviceinformationen) zwischen den Geräten ausgetauscht werden. Diese Schnittstelle kann auch zur Parametrierung der Komponente verwendet werden.

NFC-fähige tragbare Geräte können mit Anwendungssoftware ausgestattet werden , um beispielsweise elektronische Tags zu lesen oder Zahlungen zu tätigen, wenn sie mit einem NFC-kompatiblen System verbunden sind. Diese sind auf NFC-Protokolle standardisiert und ersetzen proprietäre Technologien, die von früheren Systemen verwendet wurden.

Wie andere „ Proximity Card “-Technologien basiert NFC auf der induktiven Kopplung zwischen zwei sogenannten Antennen, die auf NFC-fähigen Geräten – zum Beispiel einem Smartphone und einem Drucker – vorhanden sind und in eine oder beide Richtungen kommunizieren, mit einer Frequenz von 13,56 MHz im weltweit verfügbares, unlizenziertes ISM- Frequenzband mit dem Luftschnittstellenstandard ISO/IEC 18000-3 bei Datenraten von 106 bis 424 kbit/s.

Jedes aktive NFC-Gerät kann in einem oder mehreren von drei Modi arbeiten:

NFC-Kartenemulation
Ermöglicht NFC-fähigen Geräten wie Smartphones, sich wie Smartcards zu verhalten, sodass Benutzer Transaktionen wie Zahlungen oder Ticketing durchführen können. Siehe Hostkartenemulation
NFC-Lese-/Schreibgerät
Ermöglicht NFC-fähigen Geräten das Lesen von Informationen, die auf kostengünstigen NFC-Tags gespeichert sind, die in Etiketten oder Smart Poster eingebettet sind.
NFC-Peer-to-Peer
Ermöglicht es zwei NFC-fähigen Geräten, miteinander zu kommunizieren, um Informationen ad hoc auszutauschen .

NFC-Tags sind passive Datenspeicher, die von einem NFC-Gerät gelesen und unter Umständen auch beschrieben werden können. Sie enthalten typischerweise Daten (Stand 2015 zwischen 96 und 8.192 Bytes) und sind im normalen Gebrauch schreibgeschützt, können aber wiederbeschreibbar sein. Zu den Anwendungen gehört die sichere Speicherung personenbezogener Daten (z. B. Debit- oder Kreditkarteninformationen , Daten zu Treueprogrammen , persönliche Identifikationsnummern (PINs), Kontakte). NFC-Tags können von ihren Herstellern kundenspezifisch codiert werden oder die Industriespezifikationen verwenden.

Die Standards wurden vom NFC-Forum bereitgestellt. Das Forum war für die Förderung der Technologie und das Setzen von Standards verantwortlich und zertifiziert die Gerätekonformität. Sichere Kommunikation ist durch die Anwendung von Verschlüsselungsalgorithmen wie bei Kreditkarten möglich und wenn sie die Kriterien erfüllen, um als Personal Area Network betrachtet zu werden .

NFC-Standards decken Kommunikationsprotokolle und Datenaustauschformate ab und basieren auf bestehenden Standards für die Radiofrequenz-Identifikation (RFID), einschließlich ISO/IEC 14443 und FeliCa . Zu den Standards gehören ISO/IEC 18092 und diejenigen, die vom NFC-Forum definiert wurden. Neben dem NFC-Forum hat die GSMA- Gruppe eine Plattform für den Einsatz von GSMA-NFC-Standards in Mobiltelefonen definiert. Die Bemühungen von GSMA umfassen Trusted Services Manager, Single Wire Protocol , Tests/Zertifizierung und sichere Elemente.

Ein Patentlizenzprogramm für NFC wird von France Brevets, einem 2011 gegründeten Patentfonds, eingeführt. Dieses Programm wurde von Via Licensing Corporation, einer unabhängigen Tochtergesellschaft von Dolby Laboratories , entwickelt und im Mai 2012 eingestellt. Ein plattformunabhängiges kostenloses und Die Open-Source- NFC-Bibliothek libnfc steht unter der GNU Lesser General Public License .

Gegenwärtige und erwartete Anwendungen umfassen kontaktlose Transaktionen, Datenaustausch und vereinfachte Einrichtung komplexerer Kommunikationen wie Wi-Fi . Wenn eines der verbundenen Geräte über eine Internetverbindung verfügt, kann das andere außerdem Daten mit Online-Diensten austauschen.

Geschichte

NFC basiert auf der Hochfrequenz-Identifikationstechnologie (bekannt als RFID), die es kompatibler Hardware ermöglicht, ein ansonsten nicht mit Strom versorgtes und passives elektronisches Tag über Funkwellen mit Strom zu versorgen und mit ihm zu kommunizieren. Dies dient der Identifizierung, Authentifizierung und Verfolgung. Ähnliche Ideen in der Werbung und in der Industrie waren in der Regel kommerziell nicht erfolgreich und wurden von Technologien wie QR-Codes , Barcodes und UHF- RFID-Tags überholt .

  • 17. Mai 1983 - Das erste Patent, das mit der Abkürzung " RFID " verbunden ist, wurde Charles Walton erteilt .
  • 1997 - Frühe Form patentiert und erstmals in Star Wars- Charakterspielzeug für Hasbro verwendet . Das Patent wurde ursprünglich von Andrew White und Marc Borrett von Innovision Research and Technology gehalten (Patent WO9723060). Das Gerät ermöglichte die Datenkommunikation zwischen zwei Einheiten in unmittelbarer Nähe.
  • 25. März 2002 - Philips und Sony vereinbarten die Erstellung einer Technologiespezifikation und erstellten einen technischen Entwurf. Philips Semiconductors meldete die sechs grundlegenden Patente von NFC an, erfunden von den österreichischen und französischen Ingenieuren Franz Amtmann und Philippe Maugars, die 2015 den Europäischen Erfinderpreis erhielten .
  • 8. Dezember 2003 - NFC wurde als ISO / IEC- Standard und später als ECMA- Standard anerkannt.
  • 2004 - Nokia, Philips und Sony gründen das NFC-Forum
  • 2004 - Nokia bringt das NFC-Shell-Add-On für Nokia 5140 und spätere Nokia 3220- Modelle auf den Markt, die 2005 ausgeliefert werden sollen.
  • 2005 - Handyexperimente im Transportwesen, mit Zahlung im Mai in Hanau (Nokia) sowie Validierung an Bord im Oktober in Nizza bei Orange und Zahlung in Geschäften im Oktober in Caen ( Samsung ) mit erstem Empfang von "Fly Tag"-Informationen
  • 2006 - Erste Spezifikationen für NFC-Tags
  • 2006 - Spezifikation für "SmartPoster"-Datensätze
  • 2007 - NFC-Tags von Innovision, die im ersten Verbrauchertest in Großbritannien im Nokia 6131- Mobilteil verwendet wurden.
  • 2008 – AirTag brachte das erste NFC-SDK auf den Markt .
  • 2009 - Im Januar veröffentlichte das NFC Forum Peer-to-Peer-Standards zum Übertragen von Kontakten, URLs , Initiieren von Bluetooth usw.
  • 2009 - NFC wurde erstmals am 19. Januar 2009 in Transporten von China Unicom und Yucheng Transportation Card in den Straßenbahnen und Bussen von Chongqing eingesetzt , dann am 31. Dezember 2010 erstmals in einem U-Bahn-Netz von China Unicom in Peking eingesetzt .
  • 2010 - Innovision veröffentlichte eine Reihe von Designs und Patenten für kostengünstige Massenmarkt-Mobiltelefone und andere Geräte.
  • 2010 - Nokia C7 : Erstes NFC-fähiges Smartphone veröffentlicht. Die NFC-Funktion wurde durch ein Software-Update Anfang 2011 aktiviert.
  • 2010 - Samsung Nexus S : Erstes gezeigtes Android- NFC-Telefon
  • 21. Mai 2010 - Nizza, Frankreich startet mit "Cityzi" das Projekt "Nice City of Contactless Mobile", das erste in Europa, das den Einwohnern NFC-Bankkarten und Mobiltelefone (wie Samsung Player One S5230) zur Verfügung stellt. Bouquet von Dienstleistungen" für Transport (Straßenbahnen und Busse), Tourismus und Studentendienstleistungen
  • 2011 - Google I/O "How to NFC" demonstriert NFC, um ein Spiel zu starten und einen Kontakt, eine URL, eine App oder ein Video zu teilen.
  • 2011 - NFC - Unterstützung wird der Teil Symbian Handy - Betriebssystem mit der Veröffentlichung von Symbian Anna - Version.
  • 2011 - Research In Motion- Geräte sind die ersten, die von MasterCard Worldwide für ihren PayPass- Service zertifiziert wurden
  • 2012 - Britische Restaurantkette EAT. und Everything Everywhere ( Orange Mobile Network Operator), Partner der ersten landesweiten NFC-fähigen Smartposter-Kampagne in Großbritannien. Bei Kontakt des NFC-fähigen Mobiltelefons mit dem Smartposter wird eine dedizierte Handy-App ausgelöst.
  • 2012 - Sony führte NFC "Smart Tags" ein, um Modi und Profile auf einem Sony-Smartphone aus nächster Nähe zu ändern, die mit dem im selben Jahr veröffentlichten Sony Xperia P- Smartphone enthalten sind.
  • 2013 - Samsung und VISA geben ihre Partnerschaft zur Entwicklung mobiler Zahlungen bekannt.
  • 2013 - IBM- Wissenschaftler entwickeln im Bemühen, Betrug und Sicherheitsverletzungen einzudämmen, eine NFC-basierte Sicherheitstechnologie für die mobile Authentifizierung. Diese Technologie funktioniert nach ähnlichen Prinzipien wie die Sicherheit der Zwei-Faktor-Authentifizierung .
  • Oktober 2014 - Dinube ist das erste kartenunabhängige Zahlungsnetzwerk, das kontaktlose NFC-Zahlungen nativ auf einem mobilen Gerät einführt, dh keine Notwendigkeit für eine externe Hülle oder einen NFC-„Sticker“ oder eine Karte. Basierend auf der Host-Kartenemulation mit eigener Anwendungskennung (AID) war kontaktloses Bezahlen ab Android KitKat verfügbar und die kommerzielle Veröffentlichung begann im Juni 2015.
  • 2014 - AT&T , Verizon und T-Mobile veröffentlichen Softcard (ehemals ISIS Mobile Wallet). Es läuft auf NFC-fähigen Android-Telefonen und iPhone 4 und iPhone 5, wenn eine externe NFC-Hülle angebracht ist. Die Technologie wurde von Google gekauft und der Dienst endete am 31. März 2015.
  • November 2015 - Swatch und Visa Inc. geben eine Partnerschaft bekannt, um NFC-Finanztransaktionen mit der Armbanduhr "Swatch Bellamy" zu ermöglichen. Das System ist derzeit in Asien durch eine Partnerschaft mit China UnionPay und der Bank of Communications online . Die Partnerschaft wird die Technologie in die USA, Brasilien und die Schweiz bringen.
  • November 2015 – Die Android Pay- Funktion von Google wurde eingeführt, ein direkter Konkurrent von Apple Pay, und ihre Einführung in den USA hat begonnen.

Entwurf

NFC ist eine Reihe von drahtlosen Nahbereichstechnologien, die normalerweise einen Abstand von 10 cm oder weniger erfordern. NFC arbeitet mit 13,56  MHz auf der ISO/IEC 18000-3 Luftschnittstelle und mit Raten von 106 kbit/s bis 424 kbit/s. NFC beinhaltet immer einen Initiator und ein Ziel; der Initiator erzeugt aktiv ein HF- Feld, das ein passives Ziel mit Energie versorgen kann. Dies ermöglicht es NFC-Zielen, sehr einfache Formfaktoren wie Tags ohne Stromversorgung, Aufkleber, Schlüsselanhänger oder Karten anzunehmen. NFC-Peer-to-Peer-Kommunikation ist möglich, sofern beide Geräte mit Strom versorgt werden.

NFC-Tags enthalten Daten und sind normalerweise schreibgeschützt, können jedoch beschreibbar sein. Sie können von ihren Herstellern kundenspezifisch codiert werden oder NFC-Forum-Spezifikationen verwenden. Die Tags können unter anderem persönliche Daten wie Debit- und Kreditkarteninformationen, Treueprogrammdaten, PINs und Netzwerkkontakte sicher speichern. Das NFC-Forum definiert vier Arten von Tags, die unterschiedliche Kommunikationsgeschwindigkeiten und Fähigkeiten in Bezug auf Konfigurierbarkeit, Speicher, Sicherheit, Datenspeicherung und Schreibbeständigkeit bieten . Tags bieten derzeit zwischen 96 und 8.192 Byte Speicher.

Wie bei der Proximity - Kartentechnologie nutzt NFC induktive Kopplung zwischen zwei in der Nähe Schleifenantennen einen Luftkern effektiv bilden Transformator . Da die betreffenden Abstände winzig im Vergleich zur sind Wellenlänge von elektromagnetischer Strahlung (Radiowellen) dieser Frequenz (etwa 22 Meter), wird die Wechselwirkung wie beschrieben Nahfeld . Es ist nur ein magnetisches Wechselfeld beteiligt, so dass praktisch keine Leistung in Form von Radiowellen (das sind elektromagnetische Wellen, auch mit einem oszillierenden elektrischen Feld ) abgestrahlt wird ; Dies verhindert im Wesentlichen Interferenzen zwischen solchen Geräten und jeglicher Funkkommunikation auf derselben Frequenz oder mit anderen NFC-Geräten, die weit über die vorgesehene Reichweite hinausgehen. Sie arbeiten im weltweit verfügbaren und unlizenzierten ISM- Frequenzband von 13,56 MHz. Der größte Teil der HF-Energie wird in der diesem Band zugewiesenen Bandbreite von ±7 kHz konzentriert, aber die spektrale Breite der Emission kann bis zu 1,8 MHz betragen, um hohe Datenraten zu unterstützen.

Der Arbeitsabstand mit kompakten Standardantennen und realistischen Leistungspegeln kann bis zu 20 cm betragen (praktisch gesehen überschreiten die Arbeitsabstände jedoch nie 10 cm). Beachten Sie, dass die Tags möglicherweise einen Mindestabstand von solchen Oberflächen erfordern , da die Pickup-Antenne durch nahegelegene metallische Oberflächen gelöscht werden kann.

Der ISO/IEC 18092-Standard unterstützt Datenraten von 106, 212 oder 424 kbit/s .

Die Kommunikation findet zwischen einem aktiven „Initiator“-Gerät und einem Zielgerät statt, das entweder:

Passiv
Das Initiatorgerät stellt ein Trägerfeld bereit und das als Transponder fungierende Zielgerät kommuniziert durch Modulieren des einfallenden Feldes. In diesem Modus kann das Zielgerät seine Betriebsleistung aus dem vom Initiator bereitgestellten Magnetfeld beziehen.
Aktiv
Sowohl Initiator als auch Zielgerät kommunizieren, indem sie abwechselnd ihre eigenen Felder generieren. Ein Gerät hört auf zu senden, um Daten vom anderen zu empfangen. Dieser Modus erfordert, dass beide Geräte über Netzteile verfügen.
Geschwindigkeit (kbit/s) Aktives Gerät Passives Gerät
424 Mann, 10% FRAGEN Mann, 10% FRAGEN
212 Mann, 10% FRAGEN Mann, 10% FRAGEN
106 Modifizierter Miller, 100% FRAGEN Mann, 10% FRAGEN

NFC verwendet zwei verschiedene Kodierungen , um Daten zu übertragen. Überträgt ein aktives Gerät Daten mit 106 kbit/s, wird eine modifizierte Miller-Codierung mit 100 % Modulation verwendet. In allen anderen Fällen wird Manchester-Codierung mit einem Modulationsverhältnis von 10 % verwendet.

Normen

Übersicht über den NFC-Protokollstapel

NFC-Standards decken Kommunikationsprotokolle und Datenaustauschformate ab und basieren auf bestehenden RFID-Standards, einschließlich ISO/IEC 14443 und FeliCa . Zu den Standards gehören ISO/IEC 18092 und diejenigen, die vom NFC-Forum definiert wurden.

ISO/IEC

NFC ist in ECMA-340 und ISO/IEC 18092 standardisiert. Diese Standards spezifizieren die Modulationsschemata, Codierung, Übertragungsgeschwindigkeiten und das Rahmenformat der HF-Schnittstelle von NFC-Geräten sowie Initialisierungsschemata und Bedingungen, die für die Datenkollisionssteuerung während der Initialisierung erforderlich sind für passive und aktive NFC-Modi. Sie definieren auch das Transportprotokoll , einschließlich Protokollaktivierungs- und Datenaustauschmethoden. Die Luftschnittstelle für NFC ist standardisiert in:

  • ISO/IEC 18092 / ECMA-340 – Nahfeldkommunikationsschnittstelle und Protokoll-1 (NFCIP-1)
  • ISO / IEC 21481 / ECMA-352 - Nahfeldkommunikationsschnittstelle und Protokoll-2 (NFCIP-2)

NFC umfasst eine Vielzahl bestehender Standards, darunter ISO/IEC 14443 Typ A und Typ B sowie FeliCa . NFC-fähige Telefone funktionieren grundsätzlich mit vorhandenen Lesegeräten. Im "Kartenemulationsmodus" sollte ein NFC-Gerät mindestens eine eindeutige ID-Nummer an ein Lesegerät übertragen. Darüber hinaus hat das NFC Forum ein gemeinsames Datenformat namens NFC Data Exchange Format (NDEF) definiert, das Elemente speichern und transportieren kann, die von jedem MIME- typisierten Objekt bis hin zu ultrakurzen RTD-Dokumenten wie URLs reichen . Das NFC-Forum hat der Spezifikation das Simple NDEF Exchange Protocol (SNEP) hinzugefügt , das das Senden und Empfangen von Nachrichten zwischen zwei NFC-Geräten ermöglicht.

GSMA

Die GSM Association (GSMA) ist ein Handelsverband, der fast 800 Mobilfunkbetreiber und mehr als 200 Produkt- und Serviceunternehmen in 219 Ländern vertritt. Viele seiner Mitglieder haben NFC-Studien geleitet und bereiten Dienste für die kommerzielle Einführung vor.

GSM ist an mehreren Initiativen beteiligt:

  • Standards: GSMA entwickelt Zertifizierungs- und Teststandards, um die globale Interoperabilität von NFC-Diensten sicherzustellen.
  • Pay-Buy-Mobile-Initiative : Ziel ist es, einen gemeinsamen globalen Ansatz für die Nutzung der NFC-Technologie zur Verbindung von Mobilgeräten mit Zahlungs- und kontaktlosen Systemen zu definieren.
  • Am 17. November 2010 gründeten AT&T, Verizon und T-Mobile nach zweijährigen Gesprächen ein Joint Venture zur Entwicklung einer Plattform, über die Zahlungen am Point of Sale mit NFC in Mobiltelefonen getätigt werden können. Ursprünglich als Isis Mobile Wallet und später als Softcard bekannt , wurde das Unternehmen entwickelt, um den breiten Einsatz der NFC-Technologie einzuleiten, damit die NFC-fähigen Mobiltelefone ihrer Kunden in den USA ähnlich wie Kreditkarten funktionieren können. Nach einer Vereinbarung mit-und IP - Kauf von Google gehören , die Softcard - Zahlungssystem wurde im März shuttered 2015 mit Billigung für seinen früheren Rivalen Google Wallet .

StoLPaN

StoLPaN (Store Logistics und Bezahlen mit NFC) ist ein pan-europäisches Konsortium unterstützt von der Europäischen Kommission ‚s Technologien der Informationsgesellschaft Programm. StoLPaN wird das Potenzial der lokalen drahtlosen NFC-Mobilkommunikation untersuchen.

NFC-Forum

Das NFC Forum ist ein gemeinnütziger Branchenverband, der am 18. März 2004 von NXP Semiconductors , Sony und Nokia gegründet wurde , um die Nutzung der drahtlosen NFC-Interaktion in Unterhaltungselektronik, Mobilgeräten und PCs voranzutreiben. Zu den Standards gehören die vier verschiedenen Tag-Typen, die unterschiedliche Kommunikationsgeschwindigkeiten und -funktionen bieten, die Flexibilität, Speicher, Sicherheit, Datenspeicherung und Schreibbeständigkeit abdecken. Das NFC Forum fördert die Implementierung und Standardisierung der NFC-Technologie, um die Interoperabilität zwischen Geräten und Diensten sicherzustellen. Im Januar 2020 hatte das NFC Forum über 120 Mitgliedsunternehmen.

Das NFC Forum fördert NFC und zertifiziert die Gerätekonformität und ob es in ein Personal Area Network passt .

Andere Normungsgremien

GSMA hat eine Plattform für den Einsatz von GSMA NFC Standards in Mobiltelefonen definiert. Die Bemühungen von GSMA umfassen Single Wire Protocol , Tests und Zertifizierungen sowie sichere Elemente. Die GSMA-Standards rund um die Bereitstellung von NFC-Protokollen (vom NFC Forum geregelt ) auf Mobiltelefonen sind weder exklusiv noch allgemein akzeptiert. Beispielsweise ermöglicht Googles Bereitstellung der Host Card Emulation auf Android KitKat die Softwaresteuerung eines Universalradios. In dieser HCE-Bereitstellung wird das NFC-Protokoll ohne die GSMA-Standards genutzt.

Andere an NFC beteiligte Standardisierungsgremien sind:

  • ETSI / SCP (Smart Card Platform) zur Angabe der Schnittstelle zwischen der SIM-Karte und dem NFC-Chipsatz.
  • EMV Co für die Auswirkungen auf die EMV-Zahlungsanträge

Anwendungen

N-Mark-Logo für NFC-fähige Geräte

NFC ermöglicht die Ein- und Zwei-Wege-Kommunikation zwischen Endpunkten, geeignet für viele Anwendungen.

Handel

NFC-Geräte können in kontaktlosen Zahlungssystemen verwendet werden, ähnlich denen, die in Kreditkarten und elektronischen Ticket- Chipkarten verwendet werden, und ermöglichen das mobile Bezahlen, um diese Systeme zu ersetzen/zu ergänzen.

In Android 4.4 hat Google die Plattformunterstützung für sichere NFC-basierte Transaktionen durch Host Card Emulation (HCE) für Zahlungen, Treueprogramme, Kartenzugriff, Fahrkarten und andere benutzerdefinierte Dienste eingeführt. HCE ermöglicht es jeder Android 4.4-App, eine NFC-Smartcard zu emulieren, sodass Benutzer Transaktionen mit ihrem Gerät initiieren können. Apps können einen neuen Lesermodus verwenden, um als Leser für HCE-Karten und andere NFC-basierte Transaktionen zu fungieren.

Am 9. September 2014 kündigte Apple die Unterstützung von NFC-gestützten Transaktionen im Rahmen von Apple Pay an . Mit der Einführung von iOS 11 ermöglichen Apple-Geräte Drittentwicklern, Daten von NFC-Tags zu lesen.

Bootstrapping anderer Verbindungen

NFC bietet eine Verbindung mit niedriger Geschwindigkeit mit einfacher Einrichtung, die zum Bootstrap leistungsfähigerer drahtloser Verbindungen verwendet werden kann . Beispielsweise verwendet die Android Beam- Software NFC, um das Pairing zu aktivieren und eine Bluetooth- Verbindung herzustellen, wenn eine Dateiübertragung durchgeführt und Bluetooth nach Abschluss auf beiden Geräten deaktiviert wird. Nokia, Samsung, BlackBerry und Sony haben die NFC-Technologie verwendet, um Bluetooth-Headsets, Mediaplayer und Lautsprecher mit einem Fingertipp zu koppeln. Das gleiche Prinzip kann auf die Konfiguration von Wi-Fi-Netzwerken angewendet werden. Samsung Galaxy- Geräte verfügen über eine Funktion namens S-Beam – eine Erweiterung von Android Beam, die NFC (zum Teilen von MAC-Adresse und IP-Adressen ) verwendet und dann Wi-Fi Direct zum Teilen von Dateien und Dokumenten verwendet. Der Vorteil von Wi-Fi Direct über Bluetooth besteht darin, dass es viel schnellere Datenübertragungen mit bis zu 300 Mbit/s ermöglicht.

Soziales Netzwerk

NFC kann für soziale Netzwerke , zum Teilen von Kontakten, Textnachrichten und Foren, Links zu Fotos, Videos oder Dateien und zum Eingeben von Multiplayer- Mobilspielen verwendet werden .

Identitäts- und Zugriffstoken

NFC-fähige Geräte können wirken als elektronische Identitätsdokumente in Pässen und ID - Karten gefunden, und keycards für den Einsatz in Fare Karten , Transit geht , Login - Karten , Autoschlüssel und Access - Abzeichen . Die kurze Reichweite und die Verschlüsselungsunterstützung von NFC machen es besser geeignet als weniger private RFID-Systeme.

Smartphone-Automatisierung und NFC-Tags

NFC-fähige Smartphones können mit NFC-Tags oder -Stickern gekoppelt werden, die von NFC-Apps programmiert werden können. Diese Programme können eine Änderung der Telefoneinstellungen, das Senden von SMS, das Starten von Apps oder die Ausführung von Befehlen ermöglichen.

Solche Apps sind nicht auf ein Unternehmen oder einen Hersteller angewiesen, sondern können sofort mit einem NFC-fähigen Smartphone und einem NFC-Tag genutzt werden.

Das NFC-Forum hat 2015 die Signature Record Type Definition (RTD) 2.0 veröffentlicht, um Integrität und Authentizität für NFC-Tags hinzuzufügen. Diese Spezifikation ermöglicht es einem NFC-Gerät, Tag-Daten zu überprüfen und den Tag-Autor zu identifizieren.

Spiele

NFC wurde in Videospielen verwendet, beginnend mit Skylanders: Spyro's Adventure . Dies sind anpassbare Figuren, die mit jeder Figur persönliche Daten enthalten, sodass keine zwei Figuren genau gleich sind. Nintendos Wii U war das erste System, das die NFC-Technologie über das GamePad out-of-the-box integriert . Es wurde später in die Nintendo 3DS- Reihe aufgenommen (in den New Nintendo 3DS/XL eingebaut und in ein separat erhältliches Lesegerät, das Infrarot verwendet , um mit älteren Konsolen der 3DS-Familie zu kommunizieren). Das amiibo- Zubehörsortiment nutzt NFC-Technologie, um Funktionen freizuschalten.

Sport

Adidas Telstar 18 ist ein Fußball, der einen NFC-Chip enthält. Der Chip ermöglicht die Interaktion mit dem Ball über ein Smartphone.

Bluetooth-Vergleich

Aspekt NFC Bluetooth Bluetooth-Niedrigenergie
Tag benötigt Strom Nein Jawohl Jawohl
Kosten des Tags 0,10 US-Dollar 5,00 US-Dollar
RFID- kompatibel ISO 18000-3 Aktiv
Normungsgremium ISO/IEC Bluetooth-SIG
Netzwerk - Standard ISO 13157 usw. war IEEE 802.15.1; jetzt nach SIG-Spezifikationen
Netzwerkart Punkt zu Punkt WPAN
Kryptographie Nicht mit RFID Erhältlich
Bereich < 20 cm ≈100 m (Klasse 1) ≈50 m
Frequenz 13,56 MHz 2,4–2,5 GHz
Bitrate 424 kbit/s 2,1 Mbit/s 1 Mbit/s
Aufbauzeit < 0,1 s < 6 s < 0,006 s
Derzeitiger Verbrauch < 15 mA (gelesen) Variiert je nach Klasse < 15 mA (lesen und senden)

NFC und Bluetooth sind beides Kommunikationstechnologien mit relativ kurzer Reichweite, die auf Mobiltelefonen verfügbar sind . NFC arbeitet mit geringeren Geschwindigkeiten als Bluetooth und hat eine viel kürzere Reichweite, verbraucht aber viel weniger Strom und erfordert keine Kopplung.

NFC richtet sich schneller ein als Standard-Bluetooth, hat aber eine geringere Übertragungsrate als Bluetooth Low Energy . Mit NFC wird die Verbindung zwischen zwei NFC-Geräten automatisch in weniger als 0,1 Sekunde hergestellt, anstatt manuelle Konfigurationen zur Identifizierung von Geräten durchzuführen. Die maximale Datenübertragungsrate von NFC (424 kbit/s) ist langsamer als die von Bluetooth V2.1 (2,1 Mbit/s).

Der maximale Arbeitsabstand von NFC von weniger als 20 cm verringert die Wahrscheinlichkeit eines ungewollten Abfangens, wodurch es sich besonders für überfüllte Bereiche eignet, die die Korrelation eines Signals mit seinem sendenden physischen Gerät (und damit auch seinem Benutzer) erschweren.

NFC ist mit bestehenden passiven RFID-Infrastrukturen (13,56 MHz ISO/IEC 18000-3) kompatibel. Es benötigt vergleichsweise wenig Strom, ähnlich dem Bluetooth V4.0 Low-Energy-Protokoll. Wenn NFC mit einem stromlosen Gerät funktioniert (z. B. an einem möglicherweise ausgeschalteten Telefon, einer kontaktlosen Smart-Kreditkarte, einem Smart-Poster), ist der Stromverbrauch von NFC jedoch höher als der von Bluetooth V4.0 Low Energy, da das Aufleuchten der passive Tags benötigen zusätzliche Leistung.

Geräte

Im Jahr 2011 haben Handyhersteller mehr als 40 NFC-fähige Handys mit dem mobilen Betriebssystem Android auf den Markt gebracht . BlackBerry- Geräte unterstützen NFC mit BlackBerry Tag auf Geräten mit BlackBerry OS 7.0 und höher.

MasterCard fügte weitere NFC-Unterstützung für PayPass für die Android- und BlackBerry-Plattformen hinzu, sodass PayPass-Benutzer Zahlungen mit ihren Android- oder BlackBerry-Smartphones tätigen können. Eine Partnerschaft zwischen Samsung und Visa fügte dem Galaxy S4-Smartphone eine " payWave "-Anwendung hinzu .

Im Jahr 2012 fügte Microsoft seinem mobilen Betriebssystem mit Windows Phone 8 sowie dem Betriebssystem Windows 8 native NFC-Funktionen hinzu . Microsoft stellt in Windows Phone 8 den "Wallet Hub" für NFC-Zahlungen bereit und kann mehrere NFC-Zahlungsdienste in einer einzigen Anwendung integrieren.

Im Jahr 2014 wurde das iPhone 6 von Apple veröffentlicht , um NFC zu unterstützen. und seit September 2019 in iOS 13 ermöglicht Apple nun auch das Auslesen und Beschriften von NFC-Tags über eine NFC-App.

Bereitstellungen

Bis April 2011 wurden Hunderte von NFC-Studien durchgeführt. Einige Firmen wechselten zu Full-Scale-Service-Implementierungen, die sich über ein oder mehrere Länder erstrecken. Zu den länderübergreifenden Bereitstellungen gehören Oranges Rollout der NFC-Technologie bei Banken, Einzelhändlern, Transportunternehmen und Serviceanbietern in mehreren europäischen Ländern sowie die Bereitstellung von Airtel Africa und Oberthur Technologies in 15 Ländern in ganz Afrika.

  • China Telecom (Chinas drittgrößter Mobilfunkanbieter) hat seine NFC-Einführung im November 2013 durchgeführt. Das Unternehmen hat mehrere Banken beauftragt, ihre Zahlungs-Apps auf seinen SIM-Karten verfügbar zu machen. China Telecom gab an, dass die Brieftasche Coupons, Mitgliedskarten, Tankkarten und Bordkarten unterstützen würde. Das Unternehmen plante, bis 2014 40 NFC-Telefonmodelle und 30 Millionen NFC-SIMs auf den Markt zu bringen.
  • Softcard (ehemals Isis Mobile Wallet), ein Joint Venture von Verizon Wireless, AT&T und T-Mobile, konzentriert sich auf Zahlungen in Geschäften mit NFC-Technologie. Nachdem sie in einigen Regionen Pilotprojekte durchgeführt hatten, starteten sie in den USA.
  • Vodafone hat in Zusammenarbeit mit Visa den NFC-basierten mobilen Zahlungsdienst Vodafone SmartPass in Spanien eingeführt. Es ermöglicht Verbrauchern mit einer NFC-fähigen SIM-Karte in einem mobilen Gerät, kontaktlos über ihr SmartPass-Guthaben an jedem POS zu bezahlen.
  • OTI , ein israelisches Unternehmen, das kontaktlose mikroprozessorbasierte Smartcard-Technologie entwickelt und entwickelt, hat einen Vertrag mit der Lieferung von NFC-Lesegeräten an einen seiner Vertriebspartner in den USA abgeschlossen. Der Partner musste über einen Zeitraum von 3 Jahren OTI-NFC-Lesegeräte im Wert von 10 Millionen US-Dollar kaufen.
  • Rogers Communications hat im April 2014 die virtuelle Geldbörse Suretap eingeführt, um es den Benutzern zu ermöglichen, in Kanada mit ihrem Telefon zu bezahlen. Suretap-Benutzer können Geschenkkarten und Prepaid-MasterCards von nationalen Einzelhändlern aufladen.
  • Sri Lankas erste Smartcard für Arbeitskräfte verwendet NFC.
  • Ab dem 13. Dezember 2013 ermöglichte Tim Hortons TimmyME BlackBerry 10- Anwendung Benutzern, ihre Prepaid-Tim-Karte mit der App zu verknüpfen und so die Zahlung durch Tippen des NFC-fähigen Geräts auf ein kontaktloses Standardterminal zu ermöglichen.
  • Google Wallet ermöglicht es Verbrauchern, Kreditkarten- und Kundenkarteninformationen in einer virtuellen Brieftasche zu speichern und dann ein NFC-fähiges Gerät an Terminals zu verwenden, die auch MasterCard PayPass- Transaktionen akzeptieren .
  • Deutschland, Österreich, Finnland, Neuseeland, Italien, Iran, Türkei und Griechenland erprobten NFC-Ticketing-Systeme für den öffentlichen Nahverkehr. Die litauische Hauptstadt Vilnius hat am 1. Juli 2013 Papiertickets für den öffentlichen Nahverkehr vollständig durch ISO/IEC 14443 Typ A Karten ersetzt.
  • NFC-Sticker-basierte Zahlungen im australischen Bankmecu und der Kartenherausgeber Cuscal haben eine NFC-Zahlungssticker-Testversion abgeschlossen, die es Verbrauchern ermöglicht, kontaktlos an Visa payWave-Terminals zu bezahlen, indem sie einen Smart-Sticker auf ihrem Telefon verwenden.
  • Indien implementierte NFC-basierte Transaktionen an den Abendkassen für Ticketing-Zwecke.
  • Eine Partnerschaft von Google und der Equity Bank in Kenia führte unter dem Branding BebaPay NFC-Zahlungssysteme für den öffentlichen Nahverkehr in der Hauptstadt Nairobi ein .
  • Im Januar 2019 startete der Test mit NFC-fähigen Android -Mobiltelefonen, um in Victoria, Australien, Fahrpreise für öffentliche Verkehrsmittel zu bezahlen .

Kritik

Schwachstellen

Obwohl die Reichweite von NFC auf wenige Zentimeter beschränkt ist, ist normales NFC nicht abhörsicher und kann anfällig für Datenänderungen sein. Anwendungen können kryptografische Protokolle höherer Schichten verwenden , um einen sicheren Kanal aufzubauen.

Das HF-Signal für die drahtlose Datenübertragung kann mit Antennen aufgenommen werden. Die Entfernung, aus der ein Angreifer das HF-Signal abhören kann, hängt von mehreren Parametern ab, beträgt jedoch typischerweise weniger als 10 Meter. Auch das Abhören wird stark durch den Kommunikationsmodus beeinflusst. Ein passives Gerät, das kein eigenes HF-Feld erzeugt, ist viel schwieriger zu belauschen als ein aktives Gerät. Ein Angreifer kann typischerweise innerhalb von 10 m um ein aktives Gerät und 1 m bei passiven Geräten lauschen.

Da NFC-Geräte normalerweise ISO/IEC 14443- Protokolle enthalten, sind Relay-Angriffe möglich. Bei diesem Angriff leitet der Angreifer die Anfrage des Lesegeräts an das Opfer weiter und gibt seine Antwort in Echtzeit an das Lesegerät weiter, wobei er sich als Besitzer der Chipkarte des Opfers ausgibt. Dies ist vergleichbar mit einem Man-in-the-Middle-Angriff . Ein libnfc- Codebeispiel zeigt einen Relay-Angriff mit zwei handelsüblichen NFC-Geräten. Dieser Angriff kann mit nur zwei NFC-fähigen Mobiltelefonen ausgeführt werden.

Da NFC Funkwellen zur Datenübertragung verwendet, gibt es die Möglichkeit für eine Vielzahl von Sicherheitsangriffsvektoren wie Abhören, Datenkorruption, Datenmodifikation und Betrügerangriffe (Man in the Middle).

Einschränkungen

NFC und seine Basistechnologie, auf der der Standard basiert, RFID, wurde für seine mangelnde Unterstützung für große Reichweiten bis zu einer maximalen Entfernung von 20 cm kritisiert.

Zukünftige Überlegungen

Ultrawide Band (UWB), eine weitere Funktechnologie, wird aufgrund weiterer Entfernungen der Datenübertragung sowie Bluetooth und drahtloser Technologie als zukünftige mögliche Alternative zur NFC-Technologie gefeiert.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Externe Links