Was ist NFC und wie funktioniert es?: Ein vollständiger Leitfaden 2022?

Der vollständige Name NFC bezieht sich auf die Near Field Communication-Technologie. Basierend auf dem kontaktlosen Radiofrequenz-Identifikationstechnologie(RFID), Die Near Field Communication-Technologie bietet eine recht sichere und schnelle Möglichkeit der Kommunikation für eine Vielzahl elektronischer Geräte, die im täglichen Leben immer beliebter wird.

1. Was ist NFC-Technologie??

Das „Nahfeld“ im chinesischen Namen der Radiofrequenz-Identifikationstechnologie steht für Radiowellen, die nahe an den elektromagnetischen Feldern liegen. In der Tat, Radiowellen sind dasselbe wie elektromagnetische Wellen und unterliegen daher den Maxwell-Gleichungen. Das heißt während des Transformationsprozesses von einer Sendeantenne zu einer Empfangsantenne, Die elektrischen Felder und die magnetischen Felder wechseln sich immer ab, um den Energieaustausch durchzuführen. Und sie werden im Prozess des Austauschs gestärkt. Zum Beispiel, Die in unseren Mobiltelefonen genutzten Funksignale werden nach diesem Funktionsprinzip ausgebreitet und verbreitet, und diese Methode wird Fernfeldkommunikation genannt. Und innerhalb von zehn Wellenlängen der elektromagnetischen Welle, Sowohl das elektrische als auch das magnetische Feld sind voneinander getrennt. Dann hat das elektrische Feld zu diesem Zeitpunkt keine große Bedeutung. Jedoch, Das Magnetfeld kann für die Kommunikation über kurze Entfernungen genutzt werden, und wir nennen es Near Field Communication.

Kombiniert mit beidemNear Field Communication Technologie und mobile Kommunikationstechnologien, Der Near-Field-Kommunikationsdienst kann eine Vielzahl von Aufgaben erfüllen, einschließlich elektronischer Zahlungen, Identitätsauthentifizierung, Buchung, Datenkonvertierung, Fälschungsschutz und Werbung. daher, Es ist eine Art Rolle in der Mobilkommunikationsbranche entstanden. Der Near Field Communication-Dienst stärkt die Rolle eines Mobiltelefons, Dadurch verändert sich das Zahlungsverhalten der Nutzer zunehmend in Richtung Elektronifizierung, Dadurch wird eine neue Art von Geschäftsmodell für den Verbraucherkonsum geschaffen.

2. Wie funktioniert NFC?(Near Field Communication) Arbeiten?

Die Near Field Communication-Technologie ist in der Lage, das einzurichtendrahtloses Netzwerk auf schnelle und automatische Weise, Bietet eine „virtuelle Verbindung“ für Mobiltelefone, Bluetooth- oder WIFI-Geräte, um die Kommunikation zwischen ihnen über kurze Entfernungen zu realisieren, Außerdem ist es für die Kommunikation zwischen mobilen Geräten geeignet, Unterhaltungselektronik, Personalcomputer und intelligent gesteuerte Komponenten.

Die Kommunikation der Near Field Communication-Technologie erfolgt zwischen den initiierenden Geräten und den Zielgeräten, und alle NFC-Geräte können entweder die initiierenden Geräte oder die Zielgeräte sein. Die beiden Geräte sind durch ein Wechselstrom-Magnetfeld miteinander gekoppelt und ein Gerät überträgt digitale Signale im Wege der Trägermodulation im ASK-Modus oder FSK-Modus. Die initiierte Ausrüstung erzeugt die hochfrequenten Magnetfelder für den Start (das Modulationsschema, Codierung, Übertragungsgeschwindigkeit und Rahmenformat der Hochfrequenzschnittstelle) während die Zielgeräte auf die von den initiierten Geräten initiierten Befehle antworten und die von den initiierten Geräten initiierten oder von ihnen selbst erzeugten Hochfrequenzmagnetfelder auswählen, um eine Kommunikation zu erreichen.

3. Die Anwendungsfälle der NFC-Technologie

Die Anwendung des Kartenmodells

Der Modelltyp kann für kontaktloses mobiles Bezahlen einschließlich eines Einkaufszentrums anwendbar sein, Transportmittel und alle anderen Anwendungen. Die Benutzer legen einfach ihre Telefone in die Nähe der Kartenlesegeräte und geben dann einfach die Passwörter ein, um die Transaktionen sicherzustellen oder direkt abzurufen. Beispiele hierfür sind die Zugangskontrolle, Bustickets, Tickets, usw. Die Karte wird von den Kartenlesern angesteuert und kann ordnungsgemäß genutzt werden, wenn kartentragende Geräte unter Strom betrieben werden.

Die Anwendung von Sicherheitsschutz

Die Anwendungen der Near Field Communication-Technologie im Sicherheitsschutz umfassen hauptsächlich die Umstellung von Mobiltelefonen auf Zugangskarten, elektronische Tickets und so weiter.

Die virtuelle Zugangskarte, die mit der Near Field Communication-Technologie ausgestattet ist, bezeichnet das Schreiben der vorhandenen Zugangskartendaten in die Near Field Communication-Technologie des Telefons. Daher, indem man nur das Mobiltelefon nutzt, Sie können Zugangskontrolldienste ohne Smartcards realisieren, sodass nicht nur die Bequemlichkeit der Konfiguration erreicht wird, B. die Überwachung und Änderung der zugänglichen Steuerung, sondern auch die Durchführung von Fernänderungen und -konfigurationen, einschließlich der vorübergehenden Verteilung von Zugangskarten, wenn dies erforderlich ist. Das virtuelle elektronische Ticket, das mit der Near Field Communication-Technologie ausgestattet ist, wird hauptsächlich nach dem Kauf eines Tickets durch den Benutzer angewendet, Das Ticketsystem überträgt die Ticketinformationen auf sein Mobiltelefon. Mobiltelefone, die mit NFC-Funktionen ausgestattet sind, sind in der Lage, virtuelle Ticketinformationen in elektronische Tickets umzuwandeln. Bei der Kontrolle des Tickets, Sie können der Einfachheit halber direkt über das Telefon streichen.

Die Anwendung der Near Field Communication-Technologie im Transportwesen

Man kann sagen, dass der Transport die grundlegendste Funktion der Anwendungen der Nahfeldkommunikationstechnologie ist. Durch Berühren der Toröffnung des Kartenlesebereichs mit den NFC-Geräten, Sie können das Tor automatisch öffnen, Dies ist die Funktion der in das NFC-Gerät integrierten Stadtverkehrskarte zusätzlich zur Kartensimulation, um die Funktionen zu erreichen. In den tatsächlichen Fällen, obwohl die Shenzhen-Transportkarte in der heimischen Zelle mit 2,4G-Technologie ausgestattet ist, Hinsichtlich der technischen Umsetzung gibt es große Unterschiede zur NFC-Technologie, die Nutzungsweise ist jedoch dieselbe. Die Near Field Communication-Technologie kann sogar im Mikrozahlungsumfeld von U-Bahnen und Bussen eine entscheidende Rolle spielen.

4. Der SLösungen für die Near Field Communication Technologie

NFC bezeichnet einen von Nokia gemeinsam erfundenen Standard, Philips, und Sony, und ist unter ISO genormt 18092, ECMA 340, und ETSI TS 102 190. Was ist mehr, es ist mit der allgemein gültigen ISO kompatibel 14443 Tippe A, B, und Felica-Standard-Infrastrukturen für berührungslose intelligente Karten. Der Nahfeldkommunikationsstandard spezifiziert die Modulationsschemata, Codierung, Übertragungsgeschwindigkeit und Rahmenformate der Hochfrequenzschnittstellen für Nahfeldkommunikationsgeräte, sowie die Initialisierungsschemata und -bedingungen, die für Datenkonfliktkontrollen bei der Initialisierung aktiver und passiver Nahfeldkommunikationsmodelle erforderlich sind. Was ist mehr, Es definiert die Übertragungsprotokolle, die Protokollinitiierungen und Datenumwandlungsmittel umfassen.

Für Near Field Communication Services werden drei Betriebsmodi unterstützt.

Kartensimulationsmodell

• Die Mobilstation kann als normale kontaktlose Karte, beispielsweise für mobiles Bezahlen, simuliert werden, mobiles Ticketing, Identitätserkennung und so weiter.
• Anwendungsbeispiele: Berührungslose Mobilstationen können als Bankkarten simuliert werden, Zugangskarten, elektronische Tickets und so weiter. Dann interagieren die kontaktlosen Mobilstationen mit beliebigen anderen Endgeräten.

Lesermodell

• Die Mobilstation ist in der Lage, den Inhalt einer kontaktlosen Karte oder eines nicht kontaktlosen Tags, beispielsweise virtueller Lesezeichen, zu lesen, Werbung und so weiter.
• Anwendungsfälle: die elektronischen Plakate, bei dem eine kontaktlose Mobilstation mit einem im Plakat eingebetteten kontaktlosen Modul interagiert, und die Mobilstation liest aktiv die entsprechenden Daten innerhalb der Karte oder des Tags.

Peer-to-Peer-Kommunikationsmodus

Die beiden Mobilstationen sind in der Lage, Daten in unmittelbarer Nähe direkt zueinander zu übertragen, wie zum Beispiel das Synchronisieren von Zeitplänen, und Spiele, sowie das Teilen übermittelter Inhalte, usw.

Anwendungsfälle: Zwei kontaktlose Mobilstationen können Daten miteinander übertragen oder synchronisieren, wie zum Beispiel Bilder, Musik, Klingeltöne, usw.

Die Stärken und Nachteileks der Near Field Communication-Technologie

Die Stärken und Nachteile der Near Field Communication-Technologie

• Stärken: Im Vergleich zur herkömmlichen Zahlung per Proximity-Kommunikation, Die Zahlung mit der Near Field Communication-Technologie bietet die Vorteile einer hohen Sicherheit, schneller Verbindungsaufbau, usw. Sie können die Zahlung innerhalb einer Entfernung von weniger als verwenden 10 cm, Dadurch können gegenseitige Störungen zwischen Geräten vermieden werden. Was ist mehr, Die Zeit für den Verbindungsaufbau beträgt weniger als 0.1 Sekunden, Dies gewährleistet die Sicherheit der Benutzerzahlungen erheblich. Auch, es ist weniger kostspielig.
• Nachteil: Die Popularität von NFC erfordert die Unterstützung einer großen Anzahl von Hardwaregeräten, und der Einsatz einer großen Anzahl von Hardwaregeräten durch Mobiltelefonhersteller und Finanzinstitute setzt einen ausreichend großen Markt voraus. Zusätzlich, Auch bei dieser Zahlungsmethode gibt es Probleme. Zum Beispiel, dessen Standard verwendet wird, Was tun, wenn das Telefon des Benutzers verloren geht?, und wie Sie den Zahlungsbetrag festlegen.

Derzeit, Auch die beliebtere zweidimensionale Code-Technologie findet breite Anwendung und ist kostengünstig. Solange Sie ein Smartphone haben, Sie können die relevanten Informationen aus dem zweidimensionalen Code ablesen. Jedoch, Der Nachteil besteht darin, dass die Informationen nur in eine Richtung mit langsamer Lesegeschwindigkeit gelesen werden können. Zusätzlich, es erfordert ein genaues Scannen durch den Scanner, Außerdem ist eine hohe Position des Lesegeräts erforderlich, sodass der Scaneffekt nicht gut ist, wenn das Gerät an einem überfüllten Ort aufgestellt wird. Zum Beispiel, Das Scannen des QR-Codes dauert lange. Andererseits, mit den Funktionen einer schnellen Lesegeschwindigkeit, und geringe Anforderungen an Leseorte, Die Near Field Communication-Technologie eignet sich auch für Orte mit viel Verkehr. Auch, Es kann nicht nur die wechselseitige Informationsinteraktion lesen, sondern auch realisieren.

Die Sicherheit der NFC-Technologie

Die kabellose Proximity-Technologie der Near Field Communication funktioniert schnell, einfach zu bedienen und sicher, wobei die Sicherheit das wichtigste Merkmal der Zahlungsbranche ist.

Es ist bekannt, dass die Kontoinformationen der herkömmlichen Magnetstreifen-Bankkarte im Magnetstreifen gespeichert sind. Wenn die Bankkarte zur Durchführung einer Transaktion verwendet wird, Der Kassenautomat kann den Betrag abrechnen, die Kontoinformationen der Bankkarte und das von den Benutzern eingegebene Kontopasswort. Anschließend werden alle Transaktionsinformationen an die Bankserver übermittelt, um die Überprüfungen durchzuführen. Wenn die Verifizierung erfolgreich ist, schließt das Back-End der Bank den Abzug ab, und gibt schließlich die Transaktionsergebnisse zurück.

Aufgrund der guten Lesbarkeit und statischen Beschaffenheit des Magnetstreifens, Es ist einfach, direkt kopiert zu werden, Dies führt dazu, dass zwei Karten mit identischen Kontoinformationen erstellt werden, sodass die Karte des Benutzers von anderen durchgezogen werden kann, auch ohne dass die Karte seine Seite verlässt.

Bei Verwendung der NFC-Technologie, Der Near Field Communication-Chip ermöglicht eine dynamische Zwei-Wege-Authentifizierung mit dem POS. Die Daten für jede Transaktion werden dynamisch generiert und die Kontoinformationen werden verschlüsselt gespeichert und können nicht direkt gelesen werden. Dies löst mehrere Probleme.

• Die Informationen in der Near Field Communication werden nicht statisch gespeichert und können von einem Cracker nicht durch direktes Auslesen kopiert werden.
• Um Kontoinformationen zu erhalten, ist eine bidirektionale Authentifizierung beim POS erforderlich. Illegale Geräte verfügen nicht über diese Authentifizierungsschlüssel, Daher ist es nicht möglich, Kontoinformationen zu erhalten.
• Jede Transaktion wird von einem Zufallszahlengenerator im Near Field Communication-Chip erstellt, um einen temporären Schlüssel zu generieren. Die Kommunikationsdaten sind für diesen Zeitraum gültig, sodass auch bei Nahfeldkommunikation Interaktionsdaten erfasst werden können, Die Transaktion kann nicht kopiert werden. Es ist auch unmöglich, den Betrag einfach zu manipulieren, um eine Transaktion zu fälschen

Infolge, Die Sicherheit der Near Field Communication liegt nicht in der Unsichtbarkeit der Transaktionsdaten, sondern darin, dass NFC Energie auf die Chipkarte bringt, Dadurch kann der gesamte Transaktionsprozess dynamisch generiert werden und es ist nicht möglich, die Bankkarte durch einfaches Auslesen zu kopieren, und so letztlich Sicherheit erreichen.

Hier ein Beispiel für den Authentifizierungsprozess von Mifare, um eine weitere Erläuterung zu geben:

• Die Mifare-Karte B sendet eine Zufallszahl Rb;
• Der Leser A generiert eine Zufallszahl Ra und verschlüsselt Rb miteinander und gibt Token AB an die Karte zurück;
• Nachdem die Karte den TokenAB erhalten hat, Dekodieren Sie es und überprüfen Sie, ob die Zufallszahl Rb im ToakeAB mit der in Schritt übereinstimmt 1. Die Authentifizierung schlägt fehl, wenn sie nicht identisch ist.
• TokenBA; Karte B verschlüsselt den gerade gesendeten Ra und überträgt einen Wert TokenBA an das Lesegerät.
• Nachdem Leser A es erhalten hat, Es dekodiert und überprüft, ob die Zufallszahl in TokenBA mit der in Ra in Schritt übereinstimmt 2. Wenn es das Gleiche ist, Die bidirektionale Authentifizierung ist erfolgreich.

Wenn die Karte und das Lesegerät einen identischen Schlüssel haben, Sie können die Authentifizierung basierend auf den oben genannten fünf Stufen bestehen. Der Schlüssel wird bei der Authentifizierung nicht im Klartext übertragen, wodurch die Sicherheit deutlich erhöht wird.

Die oben genannten Informationen erläutern die Sicherheit der Near Field Communication-Karte nur aus der Sicht der Kartenkopie. Das Passwort des Benutzers sollte lediglich zur Gewährleistung der Transaktionssicherheit während des Bezahlvorgangs benötigt werden.

7. NFC VS Bluetooth

NFC, mit dem englischen vollständigen Namen Near Field Communication, wird allgemein als Nahfeldkommunikationstechnologie bezeichnet. Wie der Name schon sagt, Es handelt sich um ein Produkt der Nahkommunikation und einer drahtlosen Technologie, die von Philips initiiert und von Nokia gemeinsam entwickelt wurde, Sony und viele andere Unternehmen sowie Hersteller.

Bluetooth ist der Standard für drahtlose Datenkommunikationstechnologie im Nahbereich. Es ist in der Lage, drahtlose Daten und Ton von einem Punkt zum anderen über einen Radius von 10 Metern und mit einer Datenübertragungsbandbreite von bis zu 1 Mbit/s zu übertragen. Das Kommunikationsmedium bezieht sich auf die elektromagnetische Welle mit einer Frequenz zwischen 2,402 GHz und 2,480 GHz.

8. NFC vs. RFID

Der Unterschied zwischen Radiofrequenzidentifikation und Nahfeldkommunikation:

• Arbeitsfrequenz: Die Radiofrequenzidentifikation verfügt über drei Betriebsfrequenzen, die niederfrequent sind, Hochfrequenz (13.56MHz), und Ultrahochfrequenz. Die Nahfeldkommunikation hat nur eine Betriebsfrequenz, was sich auf 13,56 MHz bezieht.
• Betriebsabstand: Bei beiden handelt es sich um drahtlose Kommunikationstechnologien mit kurzer Reichweite, die Radiofrequenzidentifikation umfasst jedoch drei Betriebsfrequenzen, und der Arbeitsabstand beträgt einige Zentimeter bis mehrere zehn Meter. Theoretisch, Der Arbeitsabstand der Near Field Communication reicht von 0 Zu 20 cm. Jedoch, Die meisten Nahfeldkommunikationsgeräte nutzen spezielle Technologien zur Stromunterdrückung, was dazu führt, dass ihr Betriebsabstand nur im Bereich von liegt 0 Zu 10 cm.
• Betriebsmodell: Das Lesegerät und die kontaktlose Karte bei Radio Frequency Identification sind voneinander unabhängig und können daher nicht das Modell wechseln. Gleichzeitig, Near Field Communication ist in der Lage, sowohl Lese- und Schreibmodelle als auch Kartenmodi zu unterstützen, aber auch Betriebsmodelle zu wechseln.
• Peer-to-Peer-Kommunikation: Radio Frequency Identification kann keine Peer-to-Peer-Kommunikation unterstützen. Jedoch, Es kann schnell eine Peer-to-Peer-Kommunikation zwischen verschiedenen Bluetooth-Geräten einrichten. Auch, Mit der Near Field Communication-Technologie kann eine Peer-to-Peer-Kommunikation erreicht werden.
• Standardprotokoll: Das grundlegende Kommunikationsprotokoll der Nahfeldkommunikation kann vollständig mit dem Protokoll der Radiofrequenzidentifikation kompatibel sein. Daher, Die Near Field Communication-Technologie kann auch in den Anwendungsfeldern der Hochfrequenz-Radiofrequenzidentifikation eingesetzt werden.
• Anwendungsfelder: Aufgrund der Kompatibilität der Nahfeldkommunikationstechnologie mit der Hochfrequenz-Radiofrequenzidentifikation, Die Technologie der Nahfeldkommunikation kann vielfältig eingesetzt werden. Mit vielen Standards und Komplexität, Die Radiofrequenzidentifikation kann in speziellen Bereichen oder Branchen mit besonderen Anforderungen auf entsprechende technische Standards zurückgreifen.

9. NFC vs. WiFich

NFC steht für Near Field Communication, oder Near Field Communication-Technologie. Gemeinsam von Philips und Sony erfunden, NFC ist eine kontaktlos identifizierte und miteinander verbundene Technologie, die eine Nahfeldkommunikation zwischen zwei mobilen Geräten ermöglicht, Benutzerelektronik, Personalcomputer und intelligente Steuergeräte. Die Near Field Communication-Technologie bietet einen einfachen und berührungsbasierten Plan, mit dem Benutzer auf einfache und intuitive Weise Informationen austauschen und auf Inhalte sowie verschiedene Dienste zugreifen können.

W-lan bezieht sich auf eine Technologie, die das Terminal einschließlich Personalcomputern und Handheld-Geräten ermöglicht(z.B., PDAs, Handys), drahtlos miteinander verbunden werden sollen. Wi-Fi steht für einen Markennamen für drahtlose Netzwerk-Kommunikationstechnologien, das der WiFi Alliance gehört. Der Zweck besteht darin, die Interkonnektivität zwischen drahtlosen Netzwerkelementen gemäß IEEE zu verbessern 802.11 Standard. Momentan, Die Leute vermischen im Allgemeinen Wi-Fi mit IEEE 802.11 und denken sogar, dass Wi-Fi dem drahtlosen Internet entspricht.

10. TDie Geschichte der Entwicklung der Near Field Communication-Technologie

Philips Semiconductor und Sony planten die Entwicklung einer drahtlosen Kommunikationstechnologie, die mit der kontaktlosen Kartentechnologie kompatibel ist 2003. Philips entsandte ein Team von Mitgliedern nach Japan, um mit den Ingenieuren von Sony zusammenzuarbeiten 3 Monate, Anschließend führten sie gemeinsam eine drahtlose Kommunikationstechnologie ein, die mit der bestehenden ISO14443-Vereinbarung über kontaktlose Karten kompatibel war, welches NFC genannt wird (Near Field Communication).

Die Spezifikation definiert eine drahtlose Kommunikationsmethode zwischen zwei Nahfeldkommunikationsgeräten basierend auf 13.56 MHz-Frequenz. Wenn es um Nahfeldkommunikation geht, Es gibt keine Leser, Keine Karten, sondern nur die Near Field Communication-Geräte. Die Spezifikation definiert zwei Kommunikationsmodelle zwischen Nahfeldkommunikationsgeräten: den aktiven Modus und den passiven Modus. Was ist mehr, Es definiert die Wahl der beiden Modelle und Hochfrequenzfeld-Antikollisionsmethoden, Antikollisionsmethoden für Geräte, sowie definiert die unterschiedliche Baudraten-Kommunikationsrate der Kodierungsmethoden, Modulations- und Demodulationsverfahren und andere zugrunde liegende Kommunikationsmethoden und -protokolle. Einfach gesagt, Die Technologie löst die Frage, wie Datenströme ausgetauscht werden.

Die Spezifikation wurde schließlich der ISO-Normungsorganisation vorgelegt und von der Organisation als offizieller internationaler Standard genehmigt, welches ISO18092 genannt wird. Und später wurde darauf geachtet, mit ISO15693 kompatibel zu sein, um einen neuen globalen Nahfeldkommunikationsstandard IP2 zu entwickeln, der sich auf ISO bezieht 21481. In der Zwischenzeit, die ECMA (Europäischer Verband der Computerhersteller) Außerdem wurden Standards für die Nahfeldkommunikation veröffentlicht, Dazu gehören ECMA340 und ECMA352. Und die entsprechenden Standards beziehen sich auf ISO18092[2] und ISO21481. In der Tat, der Inhalt der 2 Die Standards sind weitgehend gleich, ECMA erhebt jedoch keine Gebühren für die Nutzung, und kann auch im Internet heruntergeladen werden. Jedoch, Der ISO-Standard muss aufgeladen werden. Glücklicherweise, Standardisierung voranzutreiben, beide ISO/IEC 18092:2013 sowie ISO/IEC 21481:2012 Versionen stehen zum kostenlosen elektronischen Download auf der offiziellen Website der International Standard Organization zur Verfügung.

Um das Wachstum der Near Field Communication-Branche zu beschleunigen, Philips, Sony und Nokia haben gemeinsam die Einrichtung des Near Field Communication Forum initiiert, Ziel war es, das Wachstum der industriellen Anwendung zu fördern und die zugehörige Medium-Layer-Spezifikation für Anwendungen auf Basis der Nahfeldkommunikation zu definieren, beispielsweise mehrere Datenkonvertierungs-Kommunikationsprotokolle (NDEF) sowie mehrere Tag-Spezifikationen für die Nahfeldkommunikation, die auf dem berührungslosen Tag basieren. Letzteres befasst sich hauptsächlich mit der Bedeutung der internen Datenstrukturen der Karte und der Erkennung eines mit dem Standard Near Field Communication Forum kompatiblen Tags, wie man spezifische Anwendungsdaten und andere damit verbundene Spezifikationen diversifiziert. Der Zweck besteht darin, die Verbindung zwischen verschiedenen NFC-Geräten zu ermöglichen. Zum Beispiel, Wie können verschiedene Mobiltelefone Daten ändern?, wie man identische elektronische Plakate erkennt, usw.