目前在国内移动支付领域,NFC(Near Field Communication 近场通信)技术异军突起,开始应用在公交、移动小额支付、门禁系统等多个领域,并与手机这一随身携带的移动设备紧密结合。NFC技术归根结蒂还是RFID技术,但它是RFID技术与无线通信技术的融合;NFC与手机的结合使防伪查验所需的专用设备普及成为每个人手机中的一个功能,为产品防伪领域带来的新技术,解决了在防伪应用中查验识别的一个重要难题:易于识别的防伪技术容易被伪造,复杂的防伪识别技术(如RFID)因识别设备无法普及而带来的查验不便。
1.NFC技术起源
NFC(Near Field Communication)即近场通信,是由飞利浦公司和索尼公司共同开发的一种非接触式射频识别和无线通信技术,在实现了RFID(Radio Frequency Identification 无线射频识别)技术之外还可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC 提供了一种简单、触控式的解决方案,可以让消费者使用RFID功能外还可以简单直观地交换信息、访问内容与服务。可见,NFC是RFID技术和无线通讯技术的结合。
在2003年间,菲立普和索尼联合基于无线射频技术(ISO 14443)发展一种与之兼容的无线通讯技术,然后联合对外发布关于一种兼容当前ISO14443非接触式卡协议的无线通讯技术,取名NFC(Near Field Communication)。NFC技术定义了两个NFC设备之间基于13.56MHz(ISO 14443)频率的无线通讯方式,在NFC的世界里每一个NFC设备既是RFID标签又是读写器,还是无线接入点(AP)。NFC设备通讯有三种模式:主动模式、被动模式、双向模式。以及每种模式的选择和射频场防冲突方法、设备防冲突方法等,NFC最终被提交到ISO标准组织获得批准成为正式的国际标准,形成ISO 18092,后来又增加了与ISO 15693的兼容形成新的NFC国际标准ISO 21481。同时ECMA(欧洲计算机制造商协会)也颁布了针对NFC的标准,分别是ECMA340和ECMA352,对应的是ISO18092和ISO21481。
NFC技术自诞生之日起就倍受关注,为了促进NFC技术的发展,2004年在诺基亚、索尼、飞利浦的主导下成立了NFC论坛,该组织是一个推动NFC技术应用的非赢利行业协会,一个全球性标准开发和宣传的组织,致力于推进近距离无线通信技术,并推动其在世界各地的应用。NFC论坛会员目前已超过130家,依权限不同,NFC论坛会员企业分为赞助(sponsor)会员、主要(principal)会员、共同(associate)会员、非营利(non-profit)会员四种,目前主要赞助(sponsor)会员包括:美国惠普(Hewlett-Packard)、美国万事达国际组织(Master Card International)、NEC、诺基亚、荷兰NXP半导体(NXP Semiconductors)、松下电器产业、瑞萨科技、韩国三星电子、索尼、美国维萨国际组织(Visa International)等。
2.NFC技术现状
因为NFC技术脱胎于RFID技术,是RFID技术与无线通信技术的结合,这正是目前信息领域发展的方向,因此,NFC技术一出生就倍受关注,厂商们积极参与NFC技术的研发,各地也纷纷做起NFC的应用试点。
2005年在嘎纳进行的近距无线通信NFC测试是这项新技术在全球第一次大规模的测试,这次测试综合了移动运营商、零售业者和消费者三方。这项测试使更多人了解了这项技术所带来的便利:只要将他们的移动电话在NFC终端机前轻松扫过,就能安全而便捷地完成付款并获取信息。这项测试所使用了内嵌NFC芯片的移动电话提供以下的服务和应用:
零售应用
出入停车场
海报信息读取
主动式公告栏
目前,在世界各地都有了NFC技术的应用,在欧洲:有德国哈瑙(Hanau),法国的嘎纳、卡昂等在做NFC的试点;还用荷兰阿姆斯特丹的日本JCB信用卡持卡人可以使用内置RFID芯片的NFC手机消费,享受NFC技术带来的方便快捷;2007年9月,奥地利电信(Telekom)在奥地利推出了基于NFC的商用服务;在北美:乔治亚洲的亚特兰大菲利浦斯球馆观众可使用手机在场馆内购物,还可访问与下载移动内容,如铃声、墙纸、屏保、视频片段等;在亚洲:韩国、日本也都有了NFC相关试点应用;在中国:厦门、上海和广州在公交等领域也已经有了NFC技术的应用。全球有法国、奥地利、中国、韩国等几个国家已经或者宣布即将推出NFC的商用服务。
NFC技术在发展的过程中产生了几种解决方案,由于NFC技术最大的特点是与手机相结合,因此围绕着NFC的技术主体(手机厂商、电信运营商、银行等)产生了几种解决方案,早期有S2C方案、MPI方案、CLFI方案等,后来又有SWP(Single Wire Protocol 单线协议)、双7816方案等,因为SWP综合考虑了各方利益,目前已为大多数NFC参与者所接受。
现在国内NFC技术也是百花齐放,产生了多种类NFC技术,或者说本土NFC技术,比较受关注的主要有RF-SIM,SIMPASS,SMAP等几种。应用的频率也有2.45G、433MHz等,尽管它们与NFC标准有些差异,但它们实现的依然是NFC技术理念,那就是卡仿真(被动识别模式)、Reader(主动读取模式)、近距离小数据量无线通讯。尤其是RF-SIM,中国移动已将其纳入重点推广的业务,并在部分重点城市开始商用。
3.NFC的技术特性
NFC技术是RFID技术发展过程中的一次重大革新,NFC技术没有改变RFID技术的应用模式,而是使RFID技术中的标签和读写器成为一体,并加入无线网络功能,使RFID技术获得了更广泛的发展空间。
NFC技术最主要的技术特征是卡仿真、Reader、无线通讯。
卡仿真就是NFC手机或NFC设备具备RFID的标签特征,采用ISO14443或ISO15693等协议的RFID读写设备可以对其进行读写。这是NFC设备的被动状态。
Reader功能就是说NFC手机或NFC设备因有电池供电,可以读取符合ISO14443、ISO15693等协议的RFID标签,就如同普通的RFID读写设备功能一样,这是NFC设备的主动状态。
NFC设备的无线通讯功能与蓝牙技术、WIFI技术类似,可以实现点对点通信,并可以进行简单组网。
NFC技术的应用可分为五类:
接触通过(Touch and Go),如门禁管理、车票和门票等,用户将储存着票证或门控密码的设备靠近读卡器即可,也可用于物流管理。
接触支付(Touch and Pay),如非接触式移动支付,用户将设备靠近嵌有NFC模块的POS机可进行支付,并确认交易。
接触连接(Touch and Connect),如把两个NFC设备相连接,进行点对点(Peer-to-Peer)数据传输,例如下载音乐、图片互传和交换通讯录等。
接触浏览(Touch and Explore),用户可将NFC手机接靠近街头有NFC功能的智能公用电话或海报,来浏览交通信息等。
下载接触(Load and Touch),用户可通过GPRS网络接收或下载信息,用于支付或门禁等功能,如前述,用户可发送特定格式的短信至家政服务员的手机来控制家政服务员进出住宅的权限。
我们说NFC技术为防伪领域带来重大的革新,是因为NFC技术源起于RFID技术,而RFID技术是目前防伪技术中倍受重视的一种,也是最安全的一种;但是由于RFID的识读问题一直困扰着RFID在防伪方面的应用,如何使RFID标签能够被方便识读,如何使RFID识读设备普及,这是RFID防伪最重要的问题。NFC技术的产生使这一问题迎刃而解。
防伪识读:
RFID技术的防伪应用是一个非常优秀的方案,实现了高等级的安全,但是防伪验证一直是个难题,诸如票务防伪可以在入口安置专用的查验设备来解决查验问题,可是烟、酒、药品等分散用品的防伪查验就困难了,每件商品附加一个RFID查验识别器成本又太高,如果在售卖点统一布设查验设备又涉及多种产品防伪的兼容问题以及用户如何信息这台设备的问题;最终消费者没有查验工具,那厂商的防伪设计就起不到作用。这个也正是RFID防伪很难推广的原因之一,NFC技术解决了这个问题,它与用户的手机相结合具有主被动工作模式,当NFC手机切换成主动模式时就成了RFID查验识别设备,可以对烟、酒、药品等小件分散消费品进行查验,而手机(添加了NFC功能)又是现代生活中人人都有的设备,这就使RFID在防伪应用中实现了闭环。
网络通信:
NFC技术具备无线通信功能,这个功能在防伪应用方面可以起到两个重大的作用:一个是信息交换,也就是说最终用户在使用自己的NFC手机查验消费品时可以与消费品中的RFID标签交换信息,这意味着厂家可以通过这个方式提供给用户更多的信息,甚至是确定用户的广告,这比电视广更便宜和有效。另一个是信息传送,NFC手机可以通过NFC的AP或是手机上的移动网络将相关的查验信息即时反馈回厂家,这又是目前所有防伪技术中无法实现的即时验证和即时信息回馈。
4.NFC技术防伪应用模型
结合上述我们为NFC技术在防伪的应用建立两种模型,一种是纯认证模式,也就是简易模型;另一种是认证扩展,也就是网络模型。
简易模型与目前RFID在防伪上的应用模式基本相同,只是查验识别器成为NFC手机,由消费者个人持有。考虑到防伪应用的通用性,需要有个第三方的认证机构行使类似CA功能:向厂商提供安全的防伪加密密钥,并向个人用户提供标准认证信息下载,消费者持NFC手机验证商品标签,在手机屏幕上显示商品真伪、生产信息、追溯信息等;验证完成后用户可以选择结束或将读取的商品验证信息通过手机短信(SMS)回传到生产厂家,这样就完成了一个普通的防伪认证。
网络模型是在简易模型的基础上加入了NFC的无线通信功能,验证时NFC手机通过一些NFC的AP连接到相关部门(厂家或第三方机构)交互更多的商品信息;当然也可以使用移动网络来实现,甚至可通过NFC手机来进行费用支付;这种模式实现了即时验证即时交互,充分缩短了提供商与最终用户的时空距离,厂商随时可了解用户的回馈,这不仅实现了NFC的防伪功能还为厂商或第三方认证机构建立了与用户的直接通道,在一定程序上辅助了供应链(SCM)系统,突破了传统的防伪验证功能。
这两种模型中都使用了第三方认证机构,这在NFC防伪中至关重要,因为NFC防伪的查验设备在用户手中,如何确保查验设备的安全并得到用户与厂商的信任,非第三方中立的权威的认证机构不可,用户从信任的机构获取要认证商品厂家的认证关键信息,然后读取商品中标签的信息,从而获得防伪查验的结果,这个结果可以为用户和厂家信任。
5.NFC技术防伪应用的前景
2008年北京在春节烟花销售时曾进行了小规模的NFC防伪试应用,每个商户可以使用NFC手机读取烟花品上的防伪标签以确认商品及来源的合法性。相信今后随着国内NFC技术的不断发展,NFC手机的普及,并且在中国移动的强势推动下,NFC在防伪方面的应用也将会越来越多。
我们认为NFC技术能够在防伪行业获得广泛应用,同时也将促进防伪技术的发展,一方面NFC技术解决了高安全等级防伪技术的识别问题,每个人通过自己NFC手机即可识别防伪标签,这将极大的促进RFID在防伪领域的应用,也解决了长期以来RFID防伪技术面临的一个查验识别的难题。另一方面,NFC本身的特性使防伪识别向网络化发展,使整个防伪应用实现闭环,这将从根本上抑制伪造,使防伪达到理想的效果,同时也为厂商和最终用户建立了一个沟通渠道,为厂商提供了一个更大的发展空间。■
作者单位:同方锐安科技有限公司