Ndef что это

NDEF записи

NDEF — это стандарт представления данных, разработанный NFC Forum. Он описывает как данные должны записываться в NFC метки и то как ими должны обмениваться NFC устройства. Большинство устройств с NFC модулем (считыватели, смартфоны, планшеты и т.д.) поддерживают чтение NDEF сообщений с NFC меток. Все типы NDEF сообщений могут быть записаны во все типы NFC чипов и NFC считывателей. Из-за ограничений размера памяти необходимо выбирать NFC чипы, исходя из типа тех данных, которые будут на него записаны. Каждая NDEF запись содержит две части:

• Тип записи (record type)- указывает тип данных в записи
• Данные записи (payload)

Эти две части описывают действие, которое необходимо совершить устройству при прикосновении к NFC метке. NDEF поддерживает достаточно ограниченный набор простых действий. Сложные действия могут быть реализованы с помощью специального ПО, установленного на NFC устройство. Преимущество использования формата NDEF заключается в том, что нет необходимости установки специального приложения на NFC устройстве (смартфоне, планшете). На NFC метку можно записать несколько записей в формате NDEF. При этом многие приложения работают только с первой записью.

Приложение Android

Запись типа “Приложение Android” (Android Application Record — AAR) специальный тип записи, используемый ОС Android для указания на то, что данные на NFC метке предназначены для определенного приложения. Если Android устройство считывает NFC метку с данным типом записи, то происходя следующие действия:

• Если приложение, указанное в записи AAR, установлено, то оно запускается и данные на NFC метки передаются для обработки этим приложением.
• Если приложение не установлено, то открывается страница Google Play с предложением установить это приложение.

Более подробную информацию можно найти в сайте для разработчиков Android.

Визитная карточка

Запись типа “Визитная карточка” используется для передачи контактных данных в формате vCard 2.1 Запись этого типа требует большего размера памяти по сравнению с другими типами. Для записи этого типа рекомендуется использовать NFC чипы с расширенным объемом памяти. При чтении записи Визитной карточки открывается приложение контактов, в котором отображается считанная информация (имя, фамилия, телефон, почта и т.д.) с возможностью ее импортировать.

Запись Email

Запись типа “Email” предоставляет возможность создать новое электронное письмо с заданным содержимым (получателем, темой, содежанием). При чтении меток данного типа в почтовом клиенте, установленном на устройстве, создается новый email. При этом enail не отправляется автоматически. Пользовать должен подтвердить его отправку.

Геолокация

Запись типа “Геолокация” используется для отображения точки с заданными координатами в картографическом приложении (Например, Яндекс Карты). Кординаты указываются в виде двух значений — широты и долготы.

Mime

Запись типа Mime представляет данные, содержание которых зависит от указываемого параметра “Тип контента” (Content-type). Запись такого типа используется для хранения данных специфичных для приложений. Распространный тип контента — html разметка, текст, изображение и т.д.

Телефонный номер

Запись типа “Телефонный номер” служит для вызова, указанного телефонного номера на устройстве. При этом набор номера не начинается автоматически — пользователь должен подтвердить набор, нажав кнопку вызова.

Простой текст

Запись типа “Простой текст” используется для хранения текстовых сообщений. При чтении на устройстве будет отображено записанное сообщение.

SMS

Запиьс типа “SMS” позволяет создать новое текстовое сообщение с заданным содержимым (получатель, текст сообщения) на устройстве. При этом созданное сообщение не отправляется автоматически, пользователь должен подтвердить отправку, нажатием кнопки.

URI

Запись типа “URI” содержит данные о действиях. URI состоит из префикса (schema) и данных. Данный тип используется разработчиками приложений. Технически многие типы записей являются типом URI (например, тип “Веб-сайт”). Тип действия определяется префиксом.

Веб-сайт

Запись типа “Веб-сайт” используется для открытия веб-страницы в браузере устройства. Это наиболее распространенный тип записи. Ссылка может содержать различные параметры, на основании которых сервер формирует свой ответ. Это может быть веб-страница, изображение, загрузка файла, переадресация на другую страницу и т.д.

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

NFC это технология которая меняет мир, и это не просто красивая фраза. В самое ближайшее время NFC до неузнаваемости изменит несколько отраслей, среди них будут — платежные системы, системы контроля качества, гостиничный бизнес и конечно системы контроля доступа.

Оглавление

Согласно данным опроса Gallup проведенным в далеком 2015 в стране с отвратительным интернетом , 46% американцев заявили , что не могут представить свою жизнь без своего смартфона». Это все открывает перед технологии NFC море возможностей.

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

Что такое NFC

Near Field Communication (NFC) — «коммуникация ближнего поля» технология беспроводной передачи данных малого радиуса действия, которая дает возможность обмена данными между устройствами, находящимися на расстоянии около 10 сантиметров. По сути NFC это частный случай RFID (Radio Frequency Identification) — механизма радиочастотного обмена данными, хранящимися в так называемых транспондерах или метках, который 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.

Технические аспекты работы NFC

Стандарты

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.

Таким образом, телефоны, снабженные NFC, способны к взаимодействию с существующей ранее инфраструктурой считывателей. Особенно в «режиме эмуляции карты» устройство NFC должно, по крайней мере, передать уникальный идентификационный номер существующему считывателю RFID.

NFC был одобрен как ISO /IEC стандарт 8 декабря 2003 года.

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.

• ISO/IEC 18092 / ECMA-340 : Near Field Communication Interface and Protocol-1 (NFCIP-1)
• ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092-2015 Информационные технологии. Телекоммуникации и обмен информацией между системами. Коммуникация в ближнем поле. Интерфейс и протокол (NFCIP-1)
• ISO / IEC 21481 / ECMA-352 : Near Field Communication Interface and Protocol-2 (NFCIP-2)

NFC Forum

Как водится в мировой практике, для продвижения какой-то идеи нужно собрать группу единомышленников. Так в 2004 году собрались NXP Semiconductors, Sony и Nokia и организовали некоммерческую организацию NFC Forum, для совместной работы над продвижением технологии NFC.

Кроме того, NFC Forum определил общий формат данных, названный NDEF , который может использоваться, чтобы сохранить и передавать различные виды элементов данных. NDEF концептуально очень подобен MIME . Это — сжатый двоичный формат так называемых «записей», в которых каждая запись может держать различный класс объекта. В соответствии с соглашением тип первого отчета определяет контекст всего сообщения. Наиболее часто NDEF используется для хранения информации в метках.

• 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.

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.

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.

Режимы работы устройств NFC

Режимы работы устройства NFC. Tag Reader/Writer — режим чтения/записи. Peer-to-Peer — одноранговый режим Р2Р. Card Emulation — режим эмуляции карты.

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

Метка NFC — это пассивное NFC устройство, которое поддерживает режим чтения/записи. По спецификации NFC Forum существуют 5 типов меток NFC.

• Метки NFC — цена от 62 рублей

Оборудование NFC

NXP Semiconductors

Если говорить о производителях микрочипов NFC, то прежде всего о крупнейшем разработчике микропроцессоров и микроконтроллеров NXP Semiconductors .

Для NFC-систем они выпускают все виды продуктов, начиная с пассивных меток и до активных NFC-контроллеров с встроенной программной оболочкой.

Пассивные метки
Эти небольшие пассивные метки на базе интегральной схемы являются наиболее рентабельным решением, когда у вас есть NFC-ридер или NFC-телефон в качестве активного устройства.

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.

NFC-контроллер с настраиваемой прошивкой
Контроллер NFC — это микрочип с интерфейсом NFC плюс 32-битный микроконтроллер Cortex-M0, который может выполнять логику вашего приложения. Прошивка полностью кастомизирована под нужды заказчика.

NFC-контроллер с интегрированной прошивкой
Это готовое решение, которое объединяет интерфейс NFC с 32-битным Cortex-M0, микроконтроллер оснащен встроенной прошивкой, и оптимизирован для использования с ОС.

Пассивные NFC-метки

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

Микрочипы CLRC663 plus , MFRC630 и SLRC610 в основном предназначены для использования в приложениях для работы с бесконтактными смарт-картами и метками, в то время как PN5180 предназначен для широкого применения в приложениях, работающих со всем, от смарт-карт до мобильных телефонов.
Библиотеки для встроенных систем, полностью совместимые со стандартами ISO / IEC, EMV и спецификациями NFC Forum, обеспечивают надежную работу и более простую сертификацию. Режим энергосбережения и такие функции, как обнаружение карты с низким энергопотреблением, продлевают срок службы батареи.

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.

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.

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

Для разработчиков систем, оборудования и приложений, использующих NFC контроллеры NXP предлагают так называемые «комплекты разработчика» для программирования меток, чипов или загрузки в контроллер прошивки. Также вы можете использовать NFC Reader Library — модульную многоуровневую библиотеку, которая содержит различные уже готовые API для интеграции NFC оборудования в приложения.

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.

FMSH

На другом краю земли разработкой аналогичного оборудования занимается китайская компания Fudan Microelectronics Group . Они выпускают микрочипы для банковской системы на базе NFC технологий, умные датчики для измерительных приборов на базе интегральных схем ASIC, микрочипы для транспортных и социальных карт: FM11NT020 , FM11NT0X1 , FM11NT0X1D , FM11NC08 .

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
  • Рекламные предложения
  • Гостиничный бизнес
  • Физический контроль доступа
  • Посадочные талоны
  • Контроль доступа к транспортному средству

  Маркетинг

  Карты лояльности

  Сейчас распространены приложения, так называемые «электронные кошельки» для скидочных карт, типа такого . Туда можно сохранять образы (фото) карт лояльности с номером карты или со штрих-кодом, что, конечно, упрощает значительно жизнь, исключая необходимость носить с собой кучу карт. Прекрасное решение из 90-х.

  Однако новый век неотвратимо наступает, и некоторые разработчики пошли дальше, например разработчики Google Pay , они интегрировали карты лояльности прямо в платежное приложение.

  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.

  

  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.

  • Сканеры штрих-кодов — цена от 2 409 рублей
  • Сканеры штрих-кодов считывающие с экранов смартфонов — цена от 4 299 рублей
  • меньше пластиковых карт в кармане у потребителя;
  • потребители всегда при своих бонусах и скидках;
  • компании и руководители программ лояльности могут более точно следить за активностью клиентов;
  • процесс начисления или списания бонусов происходит быстрее, сокращается время ожидания в очереди;
  • более быстрый процесс больше продаж в часы пик;
  • передача данных с использованием NFC более надежна, чем сканирование штрих-кода.

  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.

  • Емкость SE ограничивает количество данных, которые можно в нем хранить.
  • Платежные терминалы и POS-системы должны быть оборудованы программным обеспечением для поддержки приложений лояльности NFC.

  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.

  • Гостиничные NFC замки — цена от 17 974 рублей

  А что касается использования технологии NFC в гостиничном бизнесе, и возможности регистрации гостя через его смартфон, то одними из первых эти решения стали внедрять у себя Hilton Hotels. Или вот эксперимент по внедрению этой технологии в отеле Clarion в 2013 году.

  • Гостиницы или другие объекты должны быть оборудованы считывателями NFC.
  • Прибыль от внедрения должна покрывать расходы на оснащение дверей считывающими устройствами NFC и поддержку программного обеспечения.
  • Для достижения масштабного развертывания потребители должны использовать телефоны с поддержкой NFC.
  • Безопасность имеет решающее значение, поскольку предоставленные учетные данные используются для авторизации доступа к гостиничным номерам в которых как правило хранятся ценности посетителей.

  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 течение последних нескольких лет индустрией были предприняты серьезные усилия по обновлению этой инфраструктуры и переходу от поддержки только RFID оборудования низкочастотного диапазона к более функциональным высокочастотным устройствам, совместимым с ISO / IEC 14443 . Это дает возможность выполнять дополнительные функции, кроме обычного контроля доступа, такие как оплата проживания, создание пропуска, проверка личности и предоставление других разрешений.

  • Смарт-карты Mifare — цена от 18 рублей
  • Считыватели стандарта Mifare — цена от 1108 рублей
  • Считыватели NFC — цена от 5 763 рублей

  Учетные данные могут быть сгенерированы в режиме реального времени и храниться в SE или в приложении с поддержкой HCE.
  Смартфон, среди прочих функций, становится устройством открывания дверей, электронным билетом или системой отслеживания пользователей и посещаемости.

  Контроль доступа на основе NFC катастрофически удобен для управления физическим доступом для большого количества территориально распределенных объектов. Например поставщики коммунальных услуг регулярно сталкиваются с проблемой одновременного управления многочисленными объектами и огромным количеством персонала. Это традиционно означает, что необходимо поддерживать огромное количество замков, а ключи от которых находятся в постоянном обращении.

  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.

  • Отсутствие инфраструктуры в аэропортах.
  • Если авиакомпанией используются технология HCE, то пользователь смартфона должен обязательно быть подключен к интернету в момент регистрации по NFC.

  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.

  Реализация
  Внедрение технологии NFC внутрь автомобиля началось примерно с 2016 года, когда первые автомобили с бесключевым доступом через мобильное устройство были представлены на автосалоне в Детройте. Сначала это были автомобили премиум-класса, Mersedes-Benz и Audi. Но на сегодняшний день многие автомобильные концерны взяли NFC на вооружение.

  В 2018 году организация Car Connectivity Consortium, которая занималась разработкой протокола « цифрового ключа » для использования в автомобильных системах объявила о выпуске спецификации Digital Key Release 1.0 . По сути эта организация объединяет производителей автомобилей и мобильных устройств для того, чтобы внедрить технологию цифрового ключа на регулярной основе в автомобильную инфраструктуру.

  • Разблокировка автомобиля — устройство доступа должно быть в непосредственной близости от автомобиля
  • Заблокировать автомобиль
  • Запустить двигатель — устройство доступа должно находиться в автомобиле
  • Аутентификация пользователя
  • Отзыв цифрового ключа у другого пользователя
  • Цифровой обмен ключами — удаленный и одноранговый
  • Свойства цифрового ключа — ограничение использования (общего) ключа

  

  Взаимодействие устройства NFC и автомобиля. Car OEM — производитель автомобиля. TSM — доверенный менеджер услуг (поставщик ключей). Mobile UI — мобильный интерфейс. TUI — доверенный интерфейс. TEE — доверенная среда исполнения. Secure Element — защищенный элемент. SE issuer — эмитент защищенного элемента. SE issuer agent — исполняемое приложение эмитента защищенного элемента. NFC — чип NFC.

  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

  С приходом интернета границы рынка (внешнего или внутреннего) для конечного пользователя стерлись. Нет сейчас дефицитных товаров типа американские джинсы или польские сапоги, которые папа из командировки привез. Можно купить какие угодно джинсы на любой кошелек. А с выходом на мировой рынок китайских народных умельцев появилось много такого, которое как Луи Витон, только в 10 раз дешевле или как Адидас, только Абибас. В России ежегодный объем контрафактной торговли оценивается в $4 миллиарда долларов. Согласно информации , опубликованной на сайте Таможенного информационного сервера, чаще всего объектами контрафакта являются лекарства, алкоголь, табачная продукция, одежда, обувь, минеральные воды и соки, автозапчасти. При этом доля незаконного оборота таких товаров в некоторых секторах доходит до 40%.

  Производители пользуются разными методами защиты своего продукта, например, голографические наклейки, QR-коды, штрих-коды. Защиту на основе графического элемента все-таки легко подделать, производители пошли дальше и стали использовать NFC метки.

  

  Использование меток для контроля качества товаров. Customer CMS — клиентское приложение. Product with NFC — продукт с меткой NFC. NDEF — формат данных в метке. Customer URL — ссылка для проверки оригинальности, подлинности. NTAG 2GO Secure Services — сервисы проверки безопасности.

  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

  В отчете , выпущенном технологическими аналитиками Transparency Market Research (TMR), здравоохранение является одним из самых быстрорастущих сегментов рынка для NFC, с коэффициентом CAGR (среднегодовой темп роста) 20,4%.

  Кроме использования NFC в системах контроля доступа, который был уже описан и касается медицинских учреждений в том числе, NFC может обеспечивать также безопасный логический доступ (к медицинской информации). Электронные данные нуждаются в такой же защите от несанкционированного доступа, как и физические бумажные картотеки. Использование NFC для управления доступом к компьютерам, планшетам и другим устройствам — это удобный и безопасный способ защиты данных.
  Медицинские NFC браслеты на основе меток NFC позволяют отслеживать перемещение пациентов, это конечно относится больше к идентификации и системе контроля доступа, чем к здравоохранению. Медицинский персонал может в реальном времени узнать, где находится пациент, когда в последний раз его посещала медсестра или какое лечение назначил врач. Данные собираются и хранятся в базах данных с контролируемым доступом, эта система упрощает логистику, ведение больничной картотеки и предотвращает ошибки.

  Также интеллектуальные идентификационные браслеты на основе NFC меток помогают в повседневных ситуациях людям с опасными для жизни состояниями, такими как диабет, астма или аллергия на продукты питания или лекарства. В экстренном случае этот браслет предоставит подробную информацию о заболевании, аллергиях и т.д. врачам скорой помощи. Один такой браслет уже был продемонстрирован HealthID Profile — вот подробности.

  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.

  • Отсутствие инфраструктуры в медицинских учреждениях.
  • Регламенты и проблемы конфиденциальности пациентов.

  Транспортная инфраструктура

  

  Эволюция транспортных билетов. Legacy media — устаревшие билеты. New media — новые билеты (технологии). Paper tickets — бумажные билеты. Light interface — оптический интерфейс. Contactless cards — бесконтактные карты. Contactless interface — бесконтактный интерфейс. Mobile tickets — мобильные билеты. NFC interface — интерфейс NFC.

  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.

  Реализация
  Мосметро анонсировали услугу «Мобильный билет», в процессе предоставления сервиса участвуют операторы сотовой связи (ОАО «МТС», ПАО «Мегафон», ОАО «ВымпелКом») ООО «Бриз Технологии», ГУП «Московский метрополитен» (Метрополитен), ГУП «Мосгортранс». Операторы сотовой связи предоставляют потребителю SIM-карту со встроенным чипом NFC, SE и подключаемой услугой мобильного билета. В этом случае оплата за транспортный тариф происходит через NFC SIM-карты со счета мобильного номера в транспортное приложение. Оплата проезда осуществляется одним касанием телефона к валидатору транспортного оператора, т.е. для пользователя все просто.

  Можно ли сделать так же, но без замены сим-карты? В первую очередь, мобильное устройство должно поддерживать NFC и SE. Во вторую очередь, платежное приложение должно напрямую работать с приложением транспортного оператора. Иными словами, если транспортную карту можно будет интегрировать в Google Pay. И Google Pay добавили такую возможность, но она пока что в каком-то полуживом режиме, по крайней мере транспортные карты действующие в России Google не понимает. Поэтому, нет.
  А вот для Apple есть такая услуга. Apple Pay с Mastercard: простой и удобный способ оплаты. Оплатить проезд в метро и на МЦК с помощью Apple Pay можно в кассах, автоматах по продаже билетов, а также прямо на турникетах. Опять же, если у вас не мастеркард, то не забывайте транспортную карту.
  Есть приложения для мобильных устройств, которые позволяют оплачивать проездной электронным платежом, инициализируя карту через NFC, например, «мой проездной». Подробности о работе тут .

  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.

  • Пиратство. В этих метках не используется SE, поэтому в интернете можно найти все, в том числе и туториалы, как скопировать метку и играть без покупки фигурки.

  IoT

  IoT или Internet of things или интернет вещей, это отдельная глобальная тенденция. Это не просто утюг с вайфаем или чайник с блютусом, это не отдельная технология или алгоритм, это городская среда или умный дом, это множество технологий, алгоритмов и протоколов, которые делают жизнь человека лучше, экологичней и безопасней. Такая вот философия.

  

  NFC в мире IoT.
  Connecting/Commissioning/Controlling — Подключение/Ввод в эксплуатацию/Контроль. Bluetooth pairing — подключение к устройству bluetooth. Joining Wi-Fi — подключение к сети Wi-Fi. Wireless Commissioning — ввод в эксплуатацию беспроводных устройств. Water metering — снятие показаний с приборов измерения расхода воды. Appliance Servicing — обслуживание приборов. Setting unconnected appliances — настройка неподключенных приборов. Appliance controlling — контроль работы приборов. Ambient setting — установка уровня освещенности и громкости. Disabling residenting alarm — отключение домашней сигнализации.

  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.

  Подключение устройств

  

  Подключение устройств IoT.
  IoT Gateway — шлюз IoT. Wireless connectivity — беспроводная связь. NFC commissioning — ввод в эксплуатацию по NFC. Bluetooth LE — Bluetooth low energy (bluetooth с низким энергопотреблением). Wi-Fi сеть Wi-Fi. Wi-Fi router gateway — шлюз Wi-Fi.

  Интеграция интерфейса NFC в шлюз IoT (по сути это микрокомпьютер, который в первую очередь работает как агрегатор всех устройств и информации от них, понимает различные протоколы связи, имеет интерфейс для удаленного управления смартфоном) позволяет беспрепятственно подключать все устройства к шлюзу — независимо от базовой технологии беспроводной связи.
  Смартфон с поддержкой NFC, зарегистрированный в шлюзе, можно использовать в качестве «волшебной палочки» для передачи настроек устройствам, еще устройство может быть сброшено до заводских настроек или может быть выведено из сети касанием мобильного телефона, конфигурация одного устройства может быть скопирована на другое, что позволяет легко заменить старое устройство новым. NFC предоставляет стандартизированные механизмы, обеспечивающие все эти сценарии ввода в эксплуатацию.

  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.

  

  Подключение устройств IoT.
  IoT Gateway — шлюз IoT. NFC Reader — считыватель NFC. NFC Tag — метка NFC. Device in NFC reader proximity — устройство в непосредственной близости от считывателя NFC. Power on — включено. AES-128 Encrypted Communication — подключение, зашифрованное алгоритмом AES-128.

  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.

  

  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).

  TSM — Trusted Service Manager — уникальный посредник, который владеет ключами. Это аппаратно-программный комплекс, предоставляющий технологические отношения между операторами связи и поставщиками услуг.

  

  Trusted Service Manager или TSM — доверенный поставщик услуг. Выполняет защищенную загрузку и менеджмент контента защищенного элемента (SE) для транспортных приложений, магазинов, мобильных операторов, банковских приложений, конфиденциальные данные держателя карты.

  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.

  

  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.

  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
  • Google Pay не обрабатывает и не авторизует транзакции. Сервис только токенизирует карты и передает токены и другую информацию о клиентах платежным системам.
  • Продавец является получателем платежей. Он обязан вести бухгалтерский учет и удерживать необходимые налоги.
  • Продавцу не нужно менять свою систему обработки платежей.

  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.

  

  Современный автомобиль использует различные протоколы связи

  Защита современного автомобиля строится на 5 элементах: безопасный интерфейс, безопасный шлюз, безопасная сеть, безопасная обработка данных, безопасный доступ.

  

  Безопасность автомобиля
  Secure interfaces — безопасный интерфейс. Secure Gateway — безопасный шлюз. Secure Network — безопасная сеть. Secure Processing — безопасная обработка данных. Secure Car Acces — безопасный доступ в машину.

  Полный текст статьи NXP тут , там подробно рассматриваются защиты на уровнях с 1 по 4. Но нас интересует безопасность применения технологии NFC, раз уж статья об этом.

  Технология цифрового ключа или SmartKey (или Digital Key) разработана таким образом, что ключ не хранится и не передается в открытом виде. Цифровой ключ, это какой-то оригинальный набор данных, которые производитель автомобиля зашивает в прошивку автомобиля вместе с набором функций, которые доступны по этому ключу. Он же (производитель автомобиля) является TSM (Trusted Service Manager) для пользователей ключа, т.е. пользователь не получает ключ от автомобиля, он получает набор зашифрованных данных, которые являются ключом к расшифровке оригинального ключа, и хранятся они в SE мобильного устройства, соответственно. NFC используется только для передачи этих зашифрованных данных автомобилю. Учитывая, что NFC работает на расстоянии около 10 см., практически невозможно просканировать и узнать эти данные. Еще важной частью архитектуры безопасности является TEE, это так называемая Trusted Execution Environment или безопасная среда исполнения, является безопасной площадью основного процессора и гарантирует защиту кода и данных, загруженных внутри, в отношении конфиденциальности и целостности.

  
  
  

  Безопасный доступ в автомобиль по NFC. Car OEM — производитель автомобиля. TSM — доверенный менеджер услуг (поставщик ключей). Mobile UI — мобильный интерфейс. TUI — доверенный интерфейс. TEE — доверенная среда исполнения. Secure Element — защищенный элемент. SE provider — провайдер защищенного элемента. SE provider agent — исполняемое приложение провайдера защищенного элемента. NFC — чип NFC.

  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.

  

  Апплеты в защищенном элементе

  Любые конфиденциальные данные, например, данные, связанные с виртуальной картой, которые хранятся в SE, защищены так же, как и на физической бесконтактной карте. Однако есть одно важное отличие. SE постоянно подключен к смартфону и через смартфон к Интернету. Потенциал для атак намного выше, чем для реальной карты. К данным на обычной карте можно получить доступ, только если она оказывается рядом с бесконтактным считывателем, и только в том случае если бесконтактный считыватель был взломан. Из этого следует необходимость ограничить доступ к апплетам на SE.

  И вот, еще одна некоммерческая организация, которая занимается разработкой спецификаций для безопасных цифровых экосистем в США, Global Platform выпустили спецификацию доверенной среды исполнения, или TEE. Эта среда, такой слой между ОС мобильного устройства и SE, в котором обмен данными и командами защищен. Вот тут спецификации Global Platform по криптографическим алгоритмам, системной архитектуре TEE и т.д.

  

  Trusted Execution Environment — доверенная среда исполнения

  GlobalPlatform TEE Internal API — внутренний API доверенной среды исполнения. Trusted Core Environment — доверенная среда ядра. Trusted Functions — доверенные функции. TEE Kernel — ядро доверенной среды исполнения. HardWare secure resources — аппаратные ресурсы безопасности. Hardware Platform — аппаратная платформа. Rich OS — операционная система. GlobalPlatform TEE client API — клиентские API доверенной среды исполнения. Rich OS application environment — основная среда исполнения приложений в операционной системе.

  Вот тут серия семинаров SmartCardAlliance по основам безопасности NFC.

  Использование технологии HCE
  Последние версии операционной системы Android поддерживают Host Card Emulation или HCE. Использование HCE означает, что команды NFC можно направлять прямо в API, работающее в операционной системе мобильного устройства. Сама технология HCE не предъявляет требований, к хранению и обработке учетных или конфиденциальных данных, также HCE не предоставляет какие-либо методы обеспечения безопасности. Любая необходимая защита должна быть реализована поверх реализации HCE.

  Приложение может пересылать команды NFC в любое место, доступное для смартфона. Это делает варианты реализации виртуальной карты практически безграничными — от полностью облачной карты до хранения (части) виртуальной карты в SE. Поскольку HCE не обеспечивает безопасность, эта технология используется совместно с уже известными TEE и токенизацией. TEE предоставляет сервисы безопасности и изолирует доступ к своим аппаратным и программным ресурсам безопасности от многофункциональной ОС и связанных приложений. Алгоритм токенизации подменяет конфиденциальные данные токеном, таким же по виду, но бесполезным для злоумышленника.

  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.

  В народе ходят такие байки, то вроде вот у кого-то там карта бесконтактная лежала в заднем кармане брюк, а тут раз мимо кармана пронесли беспроводной терминал и прошло списание денежной суммы. Держите жуликов! Технически, конечно, такое возможно, если беспроводной терминал, который размером с кирпич, спрятать в пакет, да подгадать, чтобы рассеянный покупатель убрал карту подальше от глаз, потом как-то незаметно провести эту махинацию с прикладыванием пакета к карману где спрятана карта. Ну, такое конечно, сомнительное жульничество. Для совсем мнительных есть изобретение, которое называется клетка Фарадея . Вкратце, оно служит для экранирования предмета от внешних электромагнитных полей. Это изобретение Фарадея взято в основу чехлов для экранирования ключей, карт, и подобных устройств NFC от возможности считывания без ведома владельца.

  А вот тут SmartCardAlliance отвечает на вопросы безопасны ли бесконтактные платежи.

  Безопасность меток NFC

  Метки NFC подвержены следующим видам угроз.

  

  Другие беспроводные технологии

  

  Сравнительная таблица беспроводных интерфейсов

  

  Что может сделать обычный человек, имея телефон с NFC

  Речь не про взлом транспортных карт или что-то такое не очень законное. В разделе «Отраслевые решения» я привел примеры как NFC используют крупные компании, медицинские учреждения, транспортные перевозчики и прочее. Но какой толк от NFC обычному человеку, кроме эмуляции карты.

  У NXP есть приложение для мобильных устройств — TagWriter , бесплатное для всех платформ. С его помощью можно читать и записывать метки. Сами метки продаются в виде карточек или в виде наклеек на интернет-площадках и стоят совершенно доступных денег.

  

  Приложение TagWriter от NXP

  На метку можно записать бизнес-контакт, например на метки в виде карточек, использовать как визитки. Можно записать настройку подключения к точке Wi-Fi или Bluetooth-устройству и наклеить на видное место, для удобства использования. К вам пришли гости и просят пароль от вайфай? Нет проблем, вон метка на холодильнике. Кто вообще помнит пароль от вайфай? На водонепроницаемую метку можно записать свой контакт и повесить на ошейник собаки. Я так сделала, это стоит дешевле, чем заказать гравировку жетона. Метки можно перезаписывать и оставлять сообщения. Кто вообще сейчас пользуется смс или, того лучше, бумажными записками? Нет времени на соцсети? Оставь сообщение в метке. «Суп в холодильнике. Купи хлеба. Буду поздно.»

  Ну, и самое важное — ваше мнение

  Ничто так сильно не мотивирует меня писать новые статьи как ваша оценка, если оценка хорошая я пилю статьи дальше, если отрицательная думаю, как улучшить эту статью. Но, без вашей оценки, у меня нет самого ценного для меня — обратной связи от вас. Не сочтите за труд, выберете от 1 до 5 звезд, я старался.

  Что такое формат обмена данными NFC (NDEF)

  НДЭФ это краткая форма для формата обмена данными NFC. Это легкая структура, позволяющая обмениваться данными между двумя устройствами, поддерживающими Технология NFC.

  Этот формат имеет решающее значение для обеспечения взаимодействия устройств NFC друг с другом, поскольку он определяет, как данные должны быть структурированы и переданы. Без этого формата два устройства не могли бы понимать друг друга и обмениваться данными.

  

  Что такое формат NDEF?

  Формат NDEF основан на концепции записей. Запись — это автономная единица информации, которая может храниться на устройстве NFC и обмениваться с другими устройствами NFC.

  Запись состоит из нескольких компонентов, включая тип записи (который определяет формат полезной нагрузки), полезную нагрузку (фактические данные, которые должны быть сохранены или обменены) и необязательный идентификатор (который может использоваться для идентификации полезной нагрузки). Записывать).

  Когда несколько записей хранятся вместе, говорят, что они образуют сообщение NDEF. Сообщение NDEF можно рассматривать как контейнер для одной или нескольких записей.

  Сообщения NDEF часто используются для обмена информацией между устройствами NFC, например, когда два телефона с поддержкой NFC соединяются вместе. В этом случае каждый телефон будет хранить сообщение NDEF на своем NFC. чип.

  Зачем использовать формат NDEF?

  Представьте, что вы на конференции и хотите обменяться с кем-то визитками. Вы можете обмениваться физическими визитными карточками, или вы можете обмениваться цифровыми визитными карточками, соединив свои телефоны.

  Если вы обменивались физическими визитными карточками, вам нужно было бы потратить время, чтобы ввести всю информацию с карты в свой телефон (или наоборот). С помощью NDEF вы можете быстро и легко обмениваться цифровыми эквивалентами визитных карточек без ввода какой-либо информации.

  NDEF также используется для других приложений, таких как хранение URL-адресов на Теги NFC которые могут быть прочитаны устройствами с поддержкой NFC. Когда устройство NFC считывает URL-адрес в формате NDEF из тега NFC, оно может автоматически запустить браузер и перейти к этому URL-адресу.

  NDEF — это гибкий формат, который можно использовать во многих приложениях. Он был разработан, чтобы гарантировать взаимодействие между различными устройствами NFC, и это формат, который чаще всего используется для обмена данными NFC.

  Особенности формата NDEF

  Формат NDEF прост и эффективен. Он предназначен для работы следующими способами:

  • Инкапсулировать АрbitРедкие документы и сущности. Этот формат можно использовать для хранения любого типа документа или данных, независимо от их размера или сложности. Он инкапсулирует различные форматы данных, включая изображения, документы XML и фрагменты XML.
  • Инкапсулировать объекты неизвестного размера. NDEF может представлять объекты неизвестного или переменного размера, например изображения. Это делается путем представления сущности в виде разбитой на части последовательности записей, где каждая запись содержит часть сущности.
  • Объединение нескольких документов. Этот формат можно использовать для хранения нескольких документов в одном сообщении NDEF. Это полезно для представления коллекций информации, таких как визитная карточка и визитная карточка.
  • Гибкое представление полезной нагрузки. Полезная нагрузка записи NDEF может быть представлена ​​различными способами, в том числе в виде двоичного массива, строки ASCII или строки UTF-8.
  • Информация об идентификации и типе. Каждая запись NDEF содержит информацию, которую можно использовать для определения типа данных, хранящихся в полезной нагрузке. Это позволяет устройствам NFC быстро и легко определять тип данных, содержащихся в записи NDEF.
  • Обнаружение ошибок и исправление. Формат NDEF включает встроенный механизм обнаружения и исправления ошибок, который можно использовать для обнаружения и исправления ошибок, которые могут возникнуть при чтении или записи сообщения NDEF.
  • Функции безопасности. Формат NDEF включает в себя несколько функций безопасности, которые можно использовать для защиты данных, хранящихся в сообщении NDEF. Эти функции включают шифрование, цифровые подписи и списки контроля доступа.

  Компоненты формата NDEF

  Сообщение NDEF состоит из одной или нескольких записей NDEF. Каждая запись NDEF состоит из следующих компонентов:

  • Заголовок. Заголовок содержит информацию о типе и длине записи.
  • Тип. Поле типа указывает тип данных, которые хранятся в записи.
  • Я БЫ. Поле идентификатора используется для идентификации конкретной записи в сообщении NDEF.
  • Полезная нагрузка. Поле полезной нагрузки содержит фактические данные, хранящиеся в записи.

  Поля заголовка, типа и идентификатора являются необязательными. Поле полезной нагрузки является единственным обязательным полем. Важно отметить, что поля заголовка, типа и идентификатора закодированы в формате TLV (Tag-Length-Value).

  Преимущества использования формата NDEF

  Использование формата NDEF имеет много преимуществ, в том числе следующие:

  • Совместимость. Это основное преимущество использования формата NDEF. Используя этот формат, вы можете быть уверены, что ваши данные будут совместимы с любым устройством NFC, поддерживающим формат NDEF. Это устраняет риск несовместимости между устройствами, что может привести к потере или повреждению данных.
  • Эффективность. Формат NDEF предназначен для эффективной работы как в пространстве, так и во времени. Он использует минимальный объем памяти, и его можно быстро читать и записывать.
  • Гибкость. Формат NDEF очень гибкий, и его можно использовать для самых разных приложений. Его можно использовать для хранения любого типа документа или данных, независимо от их размера или сложности.
  • Безопасность. Формат NDEF включает в себя несколько функций безопасности, которые можно использовать для защиты данных, хранящихся в сообщении NDEF. Эти функции включают высококачественное шифрование и цифровые подписи.
  • Простота. Формат NDEF прост и удобен в использовании. Для этого не требуется никакого специального программного или аппаратного обеспечения. Все, что вам нужно, это устройство, поддерживающее формат NDEF.

  Формат NDEF является авторизованным форматом Форум NFC для совместимости. Формат стандартизирован для обеспечения совместимости между устройствами и приложениями. Таким образом, вы можете быть уверены, что ваши данные будут совместимы с любым устройством или приложением NFC, поддерживающим формат NDEF.

  Соответствующие статьи

  • 25 карт NFC возвращают вас к смарт-картам NFC
  • 26 изобретательных способов использования тегов NFC
  • Как создать свои собственные NFC-теги Amiibo?
  • NFC против RFID: в чем разница между ними?
  • Из чего изготовлен брелок с RFID и меткой NFC?
  • Руководство по NFC для новичков: все, что вам нужно знать о NFC
  • Какие бывают типы RFID-меток

  Бесконтакт: что такое NFC и как программисту с ним работать

  Сейчас почти у каждого есть карты с поддержкой NFC, которыми можно оплатить покупку в одно касание, а ещё лучше это сделать смартфоном или даже умными часами ? Есть карты, которыми можно оплатить проезд, а также пополнить баланс с телефона (жаль вот только ввели такую систему не во всех городах, а в некоторых предпочли «изобрести велосипед» и использовали карты, которые несовместимы с NFC). А ещё можно просто прикоснуться телефоном к наушникам, и они сами образуют пару с вашим телефоном и в некоторых случаях даже включают Bluetooth.

  NFC упростила жизнь в некоторых аспектах, а может упростить в ещё больших, если владеть магией программирования. В этой статье мы изучим принцип работы NFC, разберёмся, что такое NDEF и как с ними работать.

  О чём точно стоит знать: NFC базируется на RFID. Зачастую эти две технологии ошибочно объединяют в одну, но они не являются одним и тем же. Хотя NFC-считыватели могут распознавать и перезаписывать некоторые RFID-метки, технология NFC даёт гораздо больше возможностей, чем RFID. NFC можно считать надстройкой над RFID, созданной для расширения платформы обмена данными.

  Итак, разберёмся в механике работы RFID и NFC и в том, чем они отличаются.

  RFID

  Представьте, что Иван сидит ночью на крылечке своего дома. Иван включил светильник на крыльце и теперь может увидеть своего соседа, когда тот проходит мимо, потому что свет отражается от него и попадает Ивану на сетчатку глаза. Это пассивный RFID. Радиосигнал от пассивного RFID-считывателя достигает метки, которая поглощает его и отражает обратно свой идентификатор.

  Теперь представьте, что Иван включил светильник, а его сосед, который сидит у себя дома, видит это и кратковременно включает светильник на своём крыльце, как будто передаёт Ивану «привет» со своего крыльца. Это активный RFID, он может работать на более длинные дистанции, так как приёмник имеет свой собственный источник питания и, более того, может генерировать собственный радиосигнал, не полагаясь на энергию, которую он поглотил от источника.

  RFID — это два таких крылечка. Иван и его сосед знают друг друга в лицо, но больше ничего не могут узнать друг о друге. Они не обмениваются какой-либо весомой информацией. RFID был создан для идентификации, а не коммуникации, поэтому RFID-метки содержат небольшой объём информации, порядка тысячи байт или меньше, которые можно считывать или перезаписывать с RFID-считывателей.

  NFC

  Теперь представьте, что другой сосед Ивана проходит поблизости от крыльца, и когда Иван его видит, то приглашает присесть с ним на крылечко и пообщаться. Сосед соглашается, они садятся вместе, и, обмениваясь шуточными рассказами, налаживают отношения. Они разговаривают в течение пары минут. Это NFC.

  NFC разработали, основываясь на RFID, но для более сложного обмена данными между участниками. По-прежнему можно считывать пассивные RFID-метки с помощью NFC-считывателя и записать новые данные в их ограниченную память. Также NFC позволяет записывать информацию в определённый тип RFID-меток, используя стандартный формат, независимый от типа меток. Ещё можно взаимодействовать с другими NFC-устройствами дуплексным или двусторонним обменом. NFC-устройства могут обмениваться информацией о своих возможностях, делиться записями или устанавливать более длительное взаимодействие посредством других технологий.

  Например, можно прикоснуться телефоном с NFC к стереоустройству, у которого тоже есть NFC, и они опознают друг друга, узнают, что у обоих есть Wi-Fi модуль, и обменяются данными для последующего взаимодействия через Wi-Fi. После этого телефон начнёт трансляцию музыки на стереоустройство с помощью Wi-Fi. Телефон не будет транслировать музыку с помощью NFC по двум причинам:

  • Во-первых, потому что у NFC малый радиус действия, порядка десяти сантиметров, что позволяет уменьшить энергопотребление и избежать установления связи с другими устройствами, использующими ту же технологию передачи данных.
  • Во-вторых, скорость передачи данных с помощью NFC ощутимо меньше в сравнении с другими технологиями (Wi-Fi, Bluetooth и т.д.). NFC не был создан для длительных высокоскоростных коммуникаций, а для обмена короткими сообщениями, мандатами (учётными записями с параметрами доступа пользователя, сформированными после его успешной аутентификации) и инициирования связи. Если вернуться к аналогии с крылечком, то NFC позволит вам начать общение с соседом или обменяться мнениями о погоде, но для более длительного разговора вы пригласите соседа на чай — это уже Wi-Fi, Bluetooth и другие расширенные протоколы обмена данными.

  NFC позволяет сделать некоторый сложный обмен данными или инструкциями без преград в виде обмена паролями, сопряжением или любыми другими запутанными путями, которые присущи другим протоколам обмена данными. Это означает, что для того, чтобы обменяться адресной информацией со своим другом, вам достаточно лишь соприкоснуться телефонами. Или, когда вы хотите оплатить покупку бесконтактной банковской картой, вам достаточно лишь поднести её к терминалу.

  Устройство не позволяет считать абсолютно всю свою память при использовании NFC, оно лишь даёт доступ к небольшому кусочку информации, необходимому для обмена. Пользователь может проконтролировать, какую информацию он передаёт и кому.

  Типы NFC-меток

  Существует четыре типа меток, описанных NFC-форумом, все они базируются на RFID-протоколах. Это делает NFC метки частично совместимыми со многими уже существующими RFID системами (например, Mifare и FeliCa). Хотя эти более старые системы не поддерживают NDEF, они, однако, могут опознавать NFC метки, которые совместимы с ними. Например, считыватель RFID, который предназначен для работы с метками Mifare Ultralight, может считать идентификационный номер метки NFC 2 типа, хоть и не может прочитать закодированную NDEF информацию. Есть также пятый тип, который совместим с технологией, но при этом не является частью NFC-спецификации.

  Типы 1, 2 и 4 основаны на ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A (состоит из четырёх частей: 1, 2, 3, 4), тип 3 — на ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092. Более подробно про каждый из типов можно прочитать под спойлером.

  • Основан на ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A;
  • Может быть как только для чтения, так и для чтения/записи;
  • Содержит от 96 байт до 2 кбайт памяти;
  • Нет защиты данных от коллизий (прим. — коллизии могут возникнуть; когда два активных источника передают данные одновременно);
  • Примеры: Innovision Topaz, Broadcom BCM20203.
  • Аналогично типу 1 основан на NXP/PhilipsMifareUltralight метках (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A);
  • Может быть как только для чтения, так и для чтения/записи;
  • Содержит от 96 байт до 2 кбайт памяти;
  • Скорость взаимодействия 106 кбит/с;
  • Поддержка анти-коллизий;
  • Пример: NXP Mifare Ultralight.
  • Основан на метках SonyFeliCa (ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092 и JIS-X-6319-4) без поддержки шифрования и аутентификации, которая предоставлена спецификацией FeliCa;
  • Может быть либо только для чтения, либо для чтения/записи;
  • Скорость взаимодействия 212 или 424 кбит/с;
  • Поддержка анти-коллизий;
  • Пример: Sony FeliCa.
  • Аналогично типу 1, тип 4 основан на ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A;
  • Может быть либо только для чтения, либо для чтения/записи;
  • 2, 4 или 8 кбайт памяти;
  • Скорость взаимодействия 106, 212 или 424 кбит/с;
  • Поддержка анти-коллизий;
  • Пример: NXP DESFire, SmartMX-JCOP.

  Пятый тип является собственностью NXPSemiconductors и, вероятно, самым распространённым на сегодняшний день MifareClassictag (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A):

  • Память: 192, 768 или 3584 байта;
  • Скорость взаимодействия 106 кбит/с;
  • Поддержка анти-коллизий;
  • Пример: NXP Mifare Classic 1K, Mifare Classic 4K, Mifare Classic Mini.

  Алгоритм работы NFC

  У NFC, как и у RFID, при обмене есть инициатор и цель, но новая технология позволяет куда больше, чем простой обмен идентификатором и чтение или запись информации цели. Наиболее значимым различием между этими двумя технологиями является то, что у NFC целями часто являются программируемые устройства, такие как смартфоны. Это означает, что можно обмениваться не только статичными данными, но и каждый раз генерировать ответ на запрашиваемую инициатором информацию.

  У NFC устройств есть два режима взаимодействия. Если инициатор излучает радиочастотные волны, а цель за счёт инициатора получает питание, то такой режим взаимодействия называют пассивным. При активном режиме у инициатора и цели свои собственные источники питания, и они независимы друг от друга. Данные режимы совпадают с режимами RFID.

  NFC устройства также имеют три способа работы. Они могут работать в режиме чтения информации с цели или записи на неё. Они могут эмулировать карты, ведя себя как RFID-метки, когда они в поле другого NFC или RFID устройства. Или они могут работать в режиме peer-to-peer (P2P), в котором они обмениваются данными сразу в обоих направлениях.

  Первым главным отличием NFC от RFID является способ взаимодействия peer-to-peer, который реализован с помощью ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092. Обмен данными P2P реализуется двумя протоколами — протоколом подуровня управления логической связью (LLCP — logical link control protocol) и простым протоколом обмена данными NDEF (SNEP — simple NDEF exchange format).

  Архитектура NFC

  В архитектуре NFC есть несколько уровней. Самый низкий из них — физический, который реализован ЦПУ и другим аппаратным комплексом, через который происходит взаимодействие. В середине находятся данные о пакетах и транспортный уровень, затем формат данных уровней, и в конце программное обеспечение.

  

  На физическом уровне NFC работает по алгоритму, описанному в ГОСТ для RFID (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443-2-2014), где говорится о маломощных радиосигналах частотой 13,56 МГц. Затем идёт уровень, который описывает разбивку потока данных на фреймы (ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443-3-2014). Любые радиоконтроллеры, которые используются в телефоне, планшете или подсоединяются к компьютеру или микроконтроллеру, являются отдельными аппаратными компонентами. Они взаимодействуют с главным процессором посредством одного или нескольких стандартных последовательных протоколов между устройствами: универсальный асинхронный приёмопередатчик (UART), последовательный периферийный интерфейс (SPI), последовательная шина данных для связи интегральных схем (I2C) или универсальная последовательная шина (USB).

  Над этим находится несколько протоколов команд RFID, базирующихся на двух спецификациях. NFC чтение и запись меток базируется на оригинальном RFID ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A. Протоколы Philips/NXP Semiconductors Mifare Classic и Mifare Ultralight и NXP DESFire совместимы с ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443A. Обмен данными P2P NFC базируется на ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092. Также на этом же стандарте базируются RFID-карты и метки Sony FeliCa, которые доступны в основном в Японии. Можно читать и записывать метки, основанные на этих стандартах, и не использовать NFC.

  Они изображены на рисунке выше на уровне с другими управляющими протоколами, так как они используют одинаковый стандарт.

  NDEF

  NDEF используется для форматирования данных обмена между устройствами и метками. Данный формат типизирует все сообщения, которые используются в NFC, причём не важно для карты это или для устройства. Каждое NDEF-сообщение содержит одну или несколько NDEF-записей. Каждая из них содержит уникальный тип записи, идентификатор, длину и поле для информации, которую нужно сообщить.

  Есть несколько распространённых типов NDEF-записей:

  1. Обычные текстовые записи. В них можно отправить любую строку, они не содержат инструкций для цели, но содержат метаданные об языке текста и кодировке.
  2. URI. Такие записи содержат данные об интернет-ссылках. Цель, получившая такую запись, откроет её в том приложении, которое сможет её отобразить. Например, веб-браузере.
  3. Умная запись. Содержит не только веб-ссылки, но и текстовое описание к ним, чтобы было понятно, что находится по этой ссылке. В зависимости от данных записи телефон может открыть информацию в нужном приложении, будь то SMS или e-mail, либо сменить настройки телефона (громкость звука, яркость экрана и т.д.).
  4. Подпись. Она позволяет доказать, что информация, которая была передана или передаётся, достоверна.

  Можно использовать несколько видов записей в одном NDEF-сообщении.

  Можно представить сообщение как параграф, а записи — как предложения. Параграф — определённая единица информации, которая содержит одно или несколько предложений. Тогда как предложение — меньшая единица информации, которая содержит всего одну идею. Например, можно в виде абзаца сделать приглашения на день рождения и написать в отдельных предложениях данные о дате, времени и месте проведения, а с помощью NDEF-сообщений передать друзьям напоминание об этом событии, где будет текстовое сообщение с описанием события, умную запись с местом и веб-ссылку с тем, как добраться до этого места.

  Второе главное различие между NFC и RFID — формат обмена данными NFC (NDEF — NFC data exchange format). NDEF определяет формат данных в сообщениях, которые в свою очередь состоят из NDEF записей. Есть несколько видов записей, о которых будет рассказано более подробно чуть ниже. NDEF делает возможным с помощью программного кода управлять процессом чтения и записи NFC-меток, обмена данными при помощи peer-to-peer и эмулирования карт.

  Структура NDEF

  NDEF содержит информацию о байтовом представлении сообщений, которые могут содержать несколько записей. У каждой записи есть заголовок, в котором находятся метаданные (тип, длина и т.д.), и информацию для отправки. Если вернуться к аналогии с параграфом, то параграф формируется из предложений, относящихся к одной теме, так и в NDEF-сообщениях — хорошо, когда все записи относятся к одной тематике.

  

  NDEF-сообщения в основном короткие, каждый обмен состоит из одного сообщения, каждая метка также содержит одно сообщение. Так как обмен NFC данными происходит при касании одного устройства другим или меткой, то будет неудобно передавать в одном сообщении текст целой книги, поэтому длина NDEF-сообщения сопоставима с длиной абзаца, но не целой книги.

  NDEF-запись содержит информацию для пересылки и метаданные, как эту информацию интерпретировать. Каждая запись может быть разного типа, о чем объявляется в заголовке этой записи. Также в заголовке описывается какое место занимает запись в сообщении, после заголовка следует информация. На рисунке ниже представлена полная информация о расположении бит и байт информации в NDEF-записи. Информация для пересылки занимает большую часть записи. Тип информации уточняет, как её интерпретировать, идентификатор информации опционален и используется для пересылки большого количества записей или перекрёстного обмена данными.

  

  Какой длины может быть NDEF-сообщение?

  Место на информацию в NDEF-записи ограниченно по размерам 2^32-1 байтами, однако можно делать цепочки записей внутри сообщения, чтобы переслать информацию большего размера. В теории нет ограничений на NDEF-сообщения, но на практике размер сообщения ограничивается возможностями устройств или меток, участвующих в обмене информацией. Если в обмене участвуют только устройства, то длина сообщения будет ограничена вычислительной мощностью самого слабого из устройств, но стоит учесть, что устройства придётся долго держать рядом для пересылки всех данных. При взаимодействии смартфона и карты длина сообщения будет ограничена размером памяти карты.

  В общем, обмен данными через NFC достаточно быстрый. Человек подносит мобильное устройство к метке, происходит краткий обмен информацией, и человек идёт дальше. Данная технология не была спроектирована для длительных обменов информацией, потому что устройства в буквальном смысле должны находится в паре сантиметров друг от друга. Для того чтобы передать большой объем информации, устройства придётся держать друг рядом с другом длительное время, это может быть неудобным. Если нужно длительное взаимодействие между устройствами, то можно воспользоваться NFC для быстрого обмена данными о возможностях устройств и последующего включения одного из более подходящих способов передачи данных (Bluetooth, Wi-Fi и т.д.).

  Читаем NDEF-сообщение

  Когда телефон на Android считывает NFC-метку, он сначала её обрабатывает и распознает, а затем передаёт данные о ней в соответствующее приложение для последующего создания intent. Если с NFC может работать больше одного приложения, то появится меню выбора приложения. Система распознавания определяется тремя intent, которые перечислены в порядке важности от самой высокой до низкой:

  1. ACTION_NDEF_DISCOVERED : Этот intent используется для запуска аctivity, если в метке содержится NDEF-сообщение. Он имеет самый высокий приоритет, и система будет запускать его в первую очередь.
  2. ACTION_TECH_DISCOVERED : Если никаких activity для intent ACTION_NDEF_DISCOVERED не зарегистрировано, то система распознавания попробует запустить приложение с этим intent. Также этот intent будет сразу запущен, если найденное NDEF-сообщение не подходит под MIME-тип или URI, или метка совсем не содержит сообщения.
  3. ACTION_TAG_DISCOVERED : Этот intent будет запущен, если два предыдущих intent не сработали.

  В общем случае система распознавания работает, как представлено на рисунке ниже.

  

  Когда это возможно, запускается intent ACTION_NDEF_DISCOVERED , потому что он наиболее специфичный из трёх. Более того, с его помощью можно будет запустить ваше приложение.

  Если activity запускается из-за NFC intent, то можно получить информацию с отсканированной NFC-метки из этого intent. Intent может содержать следующие дополнительные поля (зависит от типа отсканированной метки):

  • EXTRA_TAG (обязательное): объект Tag, описывающий отсканированную метку.
  • EXTRA_NDEF_MESSAGES (опциональное): Массив NDEF-сообщений, просчитанный с метки. Это дополнительное поле присуще только intent ACTION_NDEF_DISCOVERED .
  • EXTRA_ID (опциональное): Низкоуровневый идентификатор метки.

  Ниже представлен пример, проверяющий intent ACTION_NDEF_DISCOVERED и получающий NDEF-сообщения из дополнительного поля.

  override fun onNewIntent(intent: Intent) < super.onNewIntent(intent) . if (NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED == intent.action) < intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES)?.also < rawMessages ->val messages: List = rawMessages.map < it as NdefMessage >// Обработка массива сообщений. . > > > 

  @Override protected void onNewIntent(Intent intent) < super.onNewIntent(intent); . if (NfcAdapter.ACTION_NDEF_DISCOVERED.equals(intent.getAction())) < Parcelable[] rawMessages = intent.getParcelableArrayExtra(NfcAdapter.EXTRA_NDEF_MESSAGES); if (rawMessages != null) < NdefMessage[] messages = new NdefMessage[rawMessages.length]; for (int i = 0; i < rawMessages.length; i++) < messages[i] = (NdefMessage) rawMessages[i]; >// Обработка массива сообщений. . > > > 

  Также объект Tag можно получить из intent, который будет содержать полезную информацию и позволит перечислить технологии метки:

  val tag: Tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG)

  Tag tag = intent.getParcelableExtra(NfcAdapter.EXTRA_TAG);

  Создаём распространённые NDEF-записи

  Существует несколько методов для создания NDEF-записи: createUri() , createExternal() и createMime() . Лучше использовать один из них во избежание ошибок, которые могут возникнуть при создании записи вручную. Все примеры, представленные ниже, следует отправлять первым сообщением при записи метки, либо сопряжением с другим устройством.

  TNF_ABSOLUTE_URI (тип URI, зависит от типа)

  Создать NDEF-запись TNF_ABSOLUTE_URI можно следующим образом:

  val uriRecord = ByteArray(0).let < emptyByteArray ->NdefRecord( TNF_ABSOLUTE_URI, "https://tproger.ru/category/news/".toByteArray(Charset.forName("US-ASCII")), emptyByteArray, emptyByteArray ) > 

  NdefRecord uriRecord = new NdefRecord( NdefRecord.TNF_ABSOLUTE_URI , "https://tproger.ru/category/news/".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")), new byte[0], new byte[0]); 

  Intent-фильтр для такой NDEF-записи будет таким:

  TNF_MIME_MEDIA (MIME-тип, зависит от типа записи)

  Создать NDEF-запись TNF_MIME_MEDIA можно следующим образом:

  1. Используя метод createMime() :

  val mimeRecord = NdefRecord.createMime( "application/vnd.com.example.android.beam", "Beam me up, Android".toByteArray(Charset.forName("US-ASCII")) ) 

  NdefRecord mimeRecord = NdefRecord.createMime("application/vnd.com.example.android.beam", "Beam me up, Android".getBytes(Charset.forName("US-ASCII"))); 

  2. Создав NdefRecord вручную:

  val mimeRecord = Charset.forName("US-ASCII").let < usAscii ->NdefRecord( NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA, "application/vnd.com.example.android.beam".toByteArray(usAscii), ByteArray(0), "Beam me up, Android!".toByteArray(usAscii) ) > 

  NdefRecord mimeRecord = new NdefRecord( NdefRecord.TNF_MIME_MEDIA , "application/vnd.com.example.android.beam".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")), new byte[0], "Beam me up, Android!".getBytes(Charset.forName("US-ASCII"))); 

  Intent-фильтр для такой NDEF-записи будет таким:

  TNF_WELL_KNOWN с RTD_TEXT (MIME-тип с записью простого текста)

  Создать NDEF-запись TNF_WELL_KNOWN можно следующим образом:

  fun createTextRecord(payload: String, locale: Locale, encodeInUtf8: Boolean): NdefRecord

  public NdefRecord createTextRecord(String payload, Locale locale, boolean encodeInUtf8)

  Intent-фильтр для такой NDEF-записи будет таким:

  TNF_WELL_KNOWN с RTD_URI (тип URI, базирующийся на полезной информации)

  Создать NDEF-запись TNF_WELL_KNOWN можно следующим образом:

  1. Используя метод createUri(String) :

  val rtdUriRecord1 = NdefRecord.createUri(«http://example.com»)

  NdefRecord rtdUriRecord1 = NdefRecord.createUri(«http://example.com»);

  2. Используя метод createUri(Uri) :

  val rtdUriRecord2 = Uri.parse("http://example.com").let < uri ->NdefRecord.createUri(uri) > 

  Uri uri = Uri.parse("http://example.com"); NdefRecord rtdUriRecord2 = NdefRecord.createUri(uri); 

  3. Создав NdefRecord вручную:

  val uriField = "example.com".toByteArray(Charset.forName("US-ASCII")) val payload = ByteArray(uriField.size + 1) //добавление 1 для префикса URI payload [0] = 0x01 //префикс http://www. к URI System.arraycopy(uriField, 0, payload, 1, uriField.size) //добавление URI к полезной информации val rtdUriRecord = NdefRecord(NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN, NdefRecord.RTD_URI, ByteArray(0), payload) 

  byte[] uriField = "example.com".getBytes(Charset.forName("US-ASCII")); byte[] payload = new byte[uriField.length + 1]; //добавление 1 для префикса URI payload[0] = 0x01; //префикс http://www. к URI System.arraycopy(uriField, 0, payload, 1, uriField.length); //добавление URI к полезной информации NdefRecord rtdUriRecord = new NdefRecord( NdefRecord.TNF_WELL_KNOWN, NdefRecord.RTD_URI, new byte[0], payload); 

  Intent-фильтр для такой NDEF-записи будет таким:

  Более подробно про работу с NDEF-записями на Android можно почитать здесь.

  Использование NFC

  Есть множество возможностей использования NFC:

  • Режим эмуляции карты позволяет использовать данную технологию для бесконтактных платежей, например Google Wallet, или для оплаты или получения билетов в общественном транспорте.
  • Есть несколько мобильных приложений, которые позволяют сохранить настройки для мобильного устройства на метках и в дальнейшем использовать их для быстрого изменения каких-либо настроек мобильного устройства (переход в режим виброзвонка, включения или выключения Wi-Fi на мобильном устройстве).
  • На рынке постепенно появляются устройства, поддерживающие NFC, — стереосистемы, телевизоры, которые позволяют создавать пару с телефоном или планшетом для удалённого управления.
  • NFC используется в системе здравоохранения для хранения идентификатора пациента и личных записей.
  • В сфере управления материально-техническими ресурсами можно использовать NDEF записи для хранения информации о месте отправления товаров, об их прохождении различных промежуточных пунктов и тому подобном.

  Заключение

  Технология NFC добавляет многообещающую функциональность к технологии RFID. Наиболее значимое нововведение — формат обмена данными NFC (NDEF), который предоставляет возможность форматировать обычные данные в одну из четырёх технологий меток NFC. NDEF может быть использован как для обмена данными между устройством и меткой, так и для обмена между устройствами. Это делает NFC пригодным не только как способ идентификации, но и как средство обмена короткими блоками данных.

  Более подробно об NFC или NDEF можно почитать в книге Tom Igoe, Don Coleman, and Brian Jepson «Beginning NFC. Near Field Communication with Arduino, Android, and PhoneGap».

  Смотрите также: 30 шикарных инструментов, чтобы писать под Android как профи

  

  Следите за новыми постами по любимым темам

  Подпишитесь на интересующие вас теги, чтобы следить за новыми постами и быть в курсе событий.

  Похожие публикации:

  1. Ceil python что делает
  2. Thunderbird 91 что нового
  3. Как клонировать определенный коммит git
  4. Как увеличить swap ubuntu