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什么是近场通信(NFC)?
近场通信(NFC)是一种短距离无线连接技术,当设备接触在一起或距离在几厘米内时,利用磁场感应实现设备之间的通信。这包括信用卡认证、实现物理访问、传输小文件和启动更强大的无线连接。广义上说,它建立和扩展了现有的生态系统和围绕无线电频率ID标签的标准的工作(射频识别).
NFC扩展了RFID和非接触式功能,使现代智能手机具有更多的动态特性。现在所有的现代手机都支持NFC芯片和应用程序,如Apple Pay和谷歌Pay,以利用已经部署的数十亿RFID标签和终端。NFC使得在一部手机中加载多张卡进行支付、市政交通、建筑访问、打开车门和其他用途变得更加容易。NFC支持基于基本RFID功能的交互式应用程序,如自动配对蓝牙耳机和Wi-Fi连接。它还可以自动从海报或广告中调出数据或应用程序。
它最初的目的是用来在使用Android Beam的手机之间传输文件。现代服务,如谷歌Nearby Share,利用NFC在更快的网络(如蓝牙或Wi-Fi直接)上配置无线服务。
NFC仅限于短程通信,这对物理访问安全具有重要意义。用户必须在距离NFC终端3.5英寸(10厘米)以内才能进行支付或开门。另一个重要方面是,倾听和响应NFC请求的基本机制不需要电力。这使得它能够在缺少电池的物品中实现,比如信用卡。
NFC亦是蓝牙、超宽频带(超宽频)、Wi-Fi直通及QR码。它最显著的优点是它是建立连接的最简单的无线技术,这使得它适用于物联网设备. 然而,它并不擅长维持长距离或长时间的连接。
NFC是如何工作的?
NFC在无线标签阅读器、加密信用卡处理和点对点(P2P)的连通性,使各种应用成为可能。
NFC建立在射频识别标准和规范的工作之上,如ISO/IEC 14443和ISO/IEC 15963。它们利用了一种无线通信技术,这种技术使用的物理原理与大多数无线无线电不同。大多数无线电通过无线电波传输数据,而NFC通过磁场感应传输数据。NFC数据传输频率为13.56 MHz,相当于22米的波长。
通过感应耦合而不是无线电波传输数据的一个关键方面是,磁场的衰减速度要比无线电波快得多。这有助于防止人们窃听有关信用卡交易、门禁密码或其他机密信息的敏感对话。
第二个重要的NFC创新涉及加密信用卡处理非接触式支付.公开密匙加密允许卡为每笔交易生成一个新的身份验证码,而不会显示原始的卡细节或背面的三位数代码。这确保了即使有人窃听或黑客在繁忙的地铁上查询信用卡,他们也永远不会收集到原始的卡细节。
的NFC论坛,一个非营利性的行业协会,采用了这两个构建模块,并在ISO/IEC 18092标准的基础上增加了P2P连接。经典的RFID和信用卡用例包括一个主动读卡器,它查询被动标签或卡片,这是一种单向交互。NFC论坛介绍了一些规范,允许智能手机、耳机、路由器、家用电器和工业设备等功能更强大的设备发起或响应NFC查询。这开辟了广泛的互动和互联互通模式。在最小化的同时,简化信息交换也需要做大量工作安全漏洞. 例如,你可以轻触两部手机,用Android Beam交换联系方式,但不会不小心交换可能传播病毒的可执行代码。
智能手机厂商开始在此基础上构建一些基本的应用程序执行能力。在谷歌生态系统中,一个智能标签可能会启动一个运行在浏览器中的渐进式web应用程序。苹果最近推出了苹果应用剪辑(Apple App Clips),在该应用中,一个NFC标签或QR码可以启动具有基本功能的应用程序,比如在餐厅点餐或解锁摩托车租赁亭,而无需下载完整的应用程序。这些应用程序不能访问手机上的敏感数据。
NFC的例子
以下是一些NFC用例的例子:
- 移动支付,如Apple Pay、谷歌Pay;
- 交通卡支付;
- 在音乐会或剧院换票;
- 门或办公室的接入认证;
- 打开车门或出租摩托车;
- 地点或地点签到,在社交媒体上提醒朋友;
- 通过轻敲智能手机和耳机来实现设备配对;
- 将手机接入路由器或互联网网关,自动设置Wi-Fi连接;
- 通过智能手机连接散热器,配置其温度设置和时间表;和
- 通过智能手机或平板电脑连接到工业设备,以访问更复杂的控制面板。
NFC的好处
NFC在现实生活中有几个好处,包括以下几点:
- 提高支付处理器的操作效率;
- 确保支付比传统信用卡更安全;
- 允许用户从多个卡片动态选择;
- 难以从远处拦截NFC通信;
- 消费者支付商品时使用方便;
- 简化对后端信息的访问;和
- 与其他无线协议相比,允许简单地设置新连接。
NFC的局限性
NFC技术面临的挑战包括:
- 只有几英寸的非常短的范围排除了许多用例;
- 比其他协议慢;
- 限制需要智能手机上敏感数据的应用程序的可用性;
- 应用创新受到苹果和谷歌的限制和技术实施的阻碍;
- 不适合位置跟踪;和
- 不像二维码那么普遍,也不容易整合到售票应用中。
NFC与其他无线技术的区别
NFC补充了其他各种无线技术,包括RFID,EMV(欧洲支付,万事达和Visa),蓝牙,超宽带和QR码。它还在一些重要方面不同于这些技术。
NFC最适合用于交易认证、开门和配置其他无线连接。其他技术的最佳工作方式如下:
- RFID使用的阅读器可以远距离扫描简单的身份标签。因为它是单向的,所以它最适合读取收费标签、打开门、验证护照或在更主动的阅读器和更被动的标签之间扫描库存。
- EMV允许使用芯片和配备的支付终端进行信用卡交易。虽然它也可以验证交易,但它不如NFC那样动态和交互式,后者允许非接触式支付。
- 蓝牙提供了比NFC更大的连接范围,但安全性较差。它最适合连接外围设备,如耳机,到移动设备和电脑。
- 超宽频是一种新技术,使用脉冲模式以非常低的功率运行,以避免干扰其他无线技术。这使得它可以在不丢失准确性的情况下快速发送数据。UWB在短距离位置跟踪方面表现出色,这对于较新的使用案例很好,比如无线汽车入口。
- QR码需要用户用智能手机的拍照应用程序扫描图像来激活,而不是用NFC简单地点击一下即可激活。商家可以很容易地生成二维码,让顾客从打印的标签中检索促销活动、产品手册或网页。QR码不那么复杂,也更容易包含在电子邮件中,而不必依赖于与苹果或谷歌特定功能的集成。
在检测范围上,NFC只能识别设备是否相邻。蓝牙可以识别房间内的物体。超宽带可以在沙发垫之间找到一个埋在10厘米以内的遥控器。Apple AirTag拥有这三种无线电,可以使用各种连接、配置、跟踪和通知模式。