Near Field Communication
Near Field Communication (NFC) — это набор протоколов связи, который обеспечивает обмен данными между двумя электронными устройствами на расстоянии 4 см и менее[1]. NFC обеспечивает низкоскоростное соединение с простой процедурой настройки, которое может использоваться для инициализации («bootstrapping») других беспроводных подключений. Подобно другим технологиям бесконтактных карт, NFC основана на индуктивной связи между двумя катушками, расположенными в NFC-устройстве, например, в смартфоне. Обмен осуществляется на частоте 13,56 МГц (свободный ISM-диапазон) на скоростях от 106 до 848 кбит/с и соответствует стандарту ISO/IEC 18000-3.
NFC Forum занимается продвижением технологии, разработкой стандартов и сертификацией устройств[2][3]. Для защиты информации применяются алгоритмы шифрования, сопоставимые по уровню с используемыми в банковских картах[4].
Стандарты NFC
Стандарты NFC определяют протоколы связи и форматы обмена данными на базе существующих RFID-стандартов, в том числе ISO/IEC 14443 и FeliCa[5]. Применяются также ISO/IEC 18092[6] и стандарты, разработанные NFC Forum.
Кроме NFC Forum, группа GSMA определяет платформу для внедрения стандартов GSMA NFC в мобильные телефоны[7]. Усилия GSMA включают Trusted Services Manager[8][9], Single Wire Protocol, программы тестирования, сертификации и защищённые элементы[10]. Мобильные устройства с поддержкой NFC могут оснащаться прикладными программами для чтения электронных меток или осуществления платежей.
Платформо-независимая свободная NFC-библиотека libnfc доступна под лицензией GNU LGPL[11].
Основные и ожидаемые направления применения — бесконтактные платежи, обмен данными, упрощённая настройка сложных соединений вроде Wi-Fi[12].
Беспроводная зарядка по NFC (WLC)
Технология Near Field Communication (NFC) поддерживает не только передачу данных, но и беспроводную зарядку цифровых устройств. NFC Forum разработал стандарт NFC Wireless Charging (WLC), позволяющий заряжать устройства мощностью до 1 Вт на расстоянии до 2 см[13]. Это особенно актуально для небольших устройств — наушников, носимых гаджетов и IoT-техники[13].
В отличие от более известного стандарта Qi с максимальной мощностью 15 Вт и расстоянием до 4 см, NFC WLC обеспечивает меньшую мощность, но может работать с антеннами минимального размера (от 3×3 мм)[13][14]. Сертификация продукции проводится по программе Test Release 13.1 (TR13.1), что гарантирует совместимость устройств с WLC 2.0[13].
История
Технология NFC произошла от RFID, позволяющей обеспечивать питание и обмен данными между устройствами и метками посредством радиосигнала. Идея не получила широкого коммерческого распространения в рекламе и индустрии, будучи вытесненной QR-кодами и метками UHF RFID.
- 17 мая 1983 — выдан первый патент на изобретение, связанное с RFID, Чарльзу Уолтону.[15].
- 1997 — ранний прототип и патент на двустороннюю связь между игрушками персонажей «Звёздные войны» от Hasbro. Патент принадлежал Эндрю Уайту и Марку Борретту (Innovision Research and Technology)[16].
- 25 марта 2002 — Philips и Sony договорились о создании спецификации и технической платформы NFC[17].
- 8 декабря 2003 — NFC утверждён в качестве стандарта ISO/IEC, а затем и ECMA.
- 2004 — компании Nokia, Philips и Sony основали NFC Forum для разработки стандартов и продвижения технологии[18].
- 2006 — первые спецификации NFC-меток[19].
- 2010 — Samsung Nexus S: первый Android-смартфон с NFC; Nokia C7: первый смартфон с функцией NFC.
- 2014 — запуск платёжных сервисов Google Wallet, Softcard, Android Pay; начало коммерческого внедрения NFC в банкинге и ритейле.
В новых поколениях NFC сочетается с другими технологиями малой дальности (например, Bluetooth, Ultra-wideband).
Технические особенности
NFC работает на частоте 13,56 МГц по интерфейсу ISO/IEC 18000-3, скорости передачи от 106 до 424 кбит/с. Взаимодействие происходит между инициализатором (активное устройство) и пассивной или активной мишенью. Пассивные NFC-метки получают питание и модулируют сигнал, активные — генерируют своё поле, работая поочерёдно.
Теги NFC могут быть только для чтения или перезаписываемыми, хранить банковскую информацию, контактные данные, пароли и т. д. Стандартом определено 5 типов меток, отличающихся скоростью, ёмкостью, защищённостью и числом циклов записи[20].
Алгоритмы и реализации
Передача возможна с использованием манчестерского кодирования или модифицированного кода Миллера с различными уровнями модуляции, в зависимости от скорости.
Каждое активное NFC-устройство поддерживает режимы:
- Эмуляция бесконтактной карты — устройство выступает как smart-карта (система оплаты, билеты).
- Режим чтения/записи — устройство читает/записывает метки.
- P2P — обмен информацией между равноправными устройствами.
| Скорость (кбит/с) | Активное устройство | Пассивное устройство |
|---|---|---|
| 424 | Манчестерское, 10 % ASK | Манчестерское, 10 % ASK |
| 212 | Манчестерское, 10 % ASK | Манчестерское, 10 % ASK |
| 106 | Модиф. Миллер, 100 % ASK | Манчестерское, 10 % ASK |
Преимущества и недостатки
Преимущества:
- Простота настройки.
- Низкое энергопотребление.
- Поддержка защищённых и зашифрованных каналов связи.
- Возможность эмуляции банковских и транспортных карт.
Недостатки и ограничения:
- Малый радиус действия.
- Базовый NFC не защищён от перехвата и подделки данных[21].
- Возможны атаки типа relay, man-in-the-middle[22].
Рекомендуется применять высокоуровневые криптографические протоколы для критичных операций.
Примечания
- ↑ Фолкнер, Кэмерон Что такое NFC? Всё, что нужно знать. Tech Radar (9 мая 2017). Дата обращения: 30 ноября 2021. Архивировано 7 мая 2017 года.
- ↑ Форесман, Крис Near Field Communications: краткий технический обзор. Ars Technica (9 февраля 2011). Дата обращения: 3 сентября 2023.
- ↑ Главная – NFC Forum (амер. англ.). NFC Forum. Дата обращения: 1 января 2016. Архивировано 26 декабря 2015 года.
- ↑ О Форуме. NFC Forum. Дата обращения: 7 мая 2012. Архивировано 11 мая 2012 года.
- ↑ Technical Specifications. NFC Forum. Дата обращения: 11 декабря 2011. Архивировано 4 августа 2012 года.
- ↑ ISO/IEC 18092:2004 Информационные технологии — Телекоммуникации и обмен информацией между системами — Near Field Communication — Интерфейс и протокол (NFCIP-1). Международная организация по стандартизации (ISO). Дата обращения: 11 декабря 2011. Архивировано 12 января 2012 года.
- ↑ GSMA NFC Standards. Дата обращения: 23 февраля 2014. Архивировано 23 февраля 2014 года.
- ↑ The Role of the Trusted Service Manager in Mobile. NanoPDF (29 апреля 2018). Дата обращения: 24 марта 2021. Архивировано 22 января 2022 года.
- ↑ The Role of the Trusted Service Manager in Mobile Commerce. Digital Commerce. GSM Association (декабрь 2013). Дата обращения: 23 февраля 2014. Архивировано 1 марта 2014 года.
- ↑ Mobile NFC Infrastructure. Digital Commerce. GSM Association (30 июля 2012). Дата обращения: 23 февраля 2014. Архивировано 12 мая 2019 года.
- ↑ Public platform independent Near Field Communication (NFC) library (23 июня 2014). Дата обращения: 23 июня 2015. Архивировано 14 июля 2020 года.
- ↑ Что такое NFC? NFC Forum. Дата обращения: 14 июня 2011. Архивировано 13 июня 2011 года.
- ↑ 1 2 3 4 Wireless Charging with NFC, NFC Forum. Дата обращения: 20 апреля 2024.
- ↑ Why Your Next Winning Product Will Use NFC Wireless Charging. NFC Forum 2 (2023). Дата обращения: 24 июня 2025. Архивировано 25 июня 2025 года.
- ↑ , "Portable radio frequency emitting identifier", States4384288 United States 4384288, issued 17 мая 1983
- ↑ Apparatus for bidirectional data and unidirectional power transmission between master and slave units using inductive coupling (26 июня 1997). Дата обращения: 1 мая 2015. Архивировано 4 марта 2016 года.
- ↑ Philips and Sony announce strategic cooperation to define next generation near field radio-frequency communications. Sony Global (5 сентября 2002). Дата обращения: 17 сентября 2013. Архивировано 20 апреля 2013 года.
- ↑ Nokia, Philips and Sony established the Near Field Communication (NFC) Forum. NFC Forum (18 марта 2004). Дата обращения: 14 июня 2011. Архивировано 28 июня 2011 года.
- ↑ NFC Forum Unveils Technology Architecture And Announces Initial Specifications And Mandatory Tag Format Support (5 июня 2006). Архивировано 27 сентября 2011. Дата обращения: 14 июня 2011.
- ↑ The Building Blocks of Contactless, Core Specifications. nfc-forum.org (12 февраля 2024). Дата обращения: 12 февраля 2024.
- ↑ Ханке, Герхард П. Перехват данных в RFID (июль 2008). Дата обращения: 5 января 2016. Архивировано 4 марта 2016 года.
- ↑ Онумааду, Принсуилл; Аброшан, Хоссейн (сентябрь 2024). “Near-Field Communication (NFC): угрозы и решения в платежах”. Sensors. 24 (23): 7423. DOI:10.3390/s24237423. Проверьте дату в
|date=(справка на английском)
Литература
- Ортис, К. Энрике Введение в Near-Field Communication и API бесконтактной связи (июнь 2008). Дата обращения: 11 мая 2017. Архивировано 20 июня 2017 года.
- Каспер, Тимо; Карлуччо, Дарио; Паар, Кристоф (май 2007). “Embedded System для практического анализа безопасности бесконтактных карт” (PDF). In Соверон, Д.; Маркантонакис, К.; Билас, А.; Квискватер, Ж. Ж. Information Security Theory and Practices. Smart Cards, Mobile and Ubiquitous Computing Systems. WISTP 2007. Workshop in Information Security Theory and Practices 2007, Крит, Греция. Lecture Notes in Computer Science. 4462. Берлин/Гейдельберг: Springer. pp. 150—160. DOI:10.1007/978-3-540-72354-7_13. ISBN 978-3-540-72354-7. Дата обращения 22 октября 2024. Проверьте дату в
|date=(справка на английском)