術(shù)語(yǔ)
MMI — Manual Machine Interface
MS — Mobile Station
NFC — Near Field Communication
SWP — Single Wire Protocol
UICC — Universal Integrated Circuit Card (ICC)
前言
移動(dòng)電子支付的概念已被熱炒了好幾年,主要內容包括現場(chǎng)支付和遠程支付,通常情況下,遠程支付均采用在線(xiàn)支付模式,這與網(wǎng)上支付從技術(shù)層面講沒(méi)有本質(zhì)的區別;而現場(chǎng)支付則有離線(xiàn)支付和在線(xiàn)支付兩種模式。
通常情況下,在線(xiàn)支付模式下,電子現金直接從后臺帳戶(hù)中扣減或增加;而離線(xiàn)支付模式下,電子現金往往儲存在支付前端,在移動(dòng)電子支付中,即儲存在手機中,依實(shí)現技術(shù)的不同,分別儲存在手機的:儲值卡、SIM卡、以及安全模塊等中。
RF技術(shù)使得離線(xiàn)電子支付很好地滿(mǎn)足了諸如交通等快速通關(guān)需求的場(chǎng)合,在越來(lái)越多的人們使用移動(dòng)通信工具時(shí),將RF技術(shù)整合到移動(dòng)通信技術(shù)中,將更大地滿(mǎn)足人們的便利性,并同時(shí)具備了在線(xiàn)支付的能力。本文討論的是兼具備離線(xiàn)和在線(xiàn)支付的移動(dòng)電子支付的技術(shù)演進(jìn)路線(xiàn)。
鑒于目前快速通關(guān)場(chǎng)合使用的RF技術(shù)大部門(mén)采用ISO/IEC 14443標準,使用13.56MHz頻段,移動(dòng)電子支付必須考慮到這個(gè)現狀。
正文
移動(dòng)電子支付最初的實(shí)現方式為“手機銀行”,這種方式通過(guò)WAP或短信方式與后臺實(shí)現在線(xiàn)支付,基于基本安全的需要,通過(guò)WAP安全或STK菜單(利用SIM卡實(shí)現安全)實(shí)現,這種支付形式無(wú)法實(shí)現快速通關(guān)的即時(shí)場(chǎng)合,且因WAP或短信通道的不穩定性導致無(wú)法獲得穩定的在線(xiàn)連接,另外安全需求沒(méi)有得到足夠重視,種種原因,未獲得廣泛使用。
為迎合市場(chǎng)對快速通關(guān)的需要,RF儲值卡(通常為Mifare卡)方式出現了。這種方式僅將儲值卡附加(粘貼)在手機的后面,使用儲值卡進(jìn)行小額消費滿(mǎn)足快速消費的要求,與普通RF儲值卡不同,這種儲值卡可以與手機號進(jìn)行綁定,迎合了電信運營(yíng)商的部分需求,例如,可以在電信營(yíng)業(yè)廳進(jìn)行充值,這種充值可以是現金(與普通儲值卡相同),也可以使用電信積分等方式進(jìn)行充值。從技術(shù)層面講,這種實(shí)現方式與普通儲值卡沒(méi)有任何不同。鑒于儲值卡的安全已經(jīng)受到質(zhì)疑,且電信運營(yíng)商的更多需求未得到滿(mǎn)足而未得到有力推廣。
基于移動(dòng)電子支付的廣闊前景,由各大電信運營(yíng)商,終端廠(chǎng)商(手機)以及SIM供應商共同成立了NFC論壇,并于2004年提交ISO/IEC18092作為NFC的基礎規范,這個(gè)規范明確了使用13.56MHz頻段作為移動(dòng)電子支付的頻段,并在通訊速率106Kbps的情況下兼容了ISO/IEC 14443 Type A。該標準在Passive communication mode的基礎上,增加了Activecommunication mode以實(shí)現RF Reader的應用需求。
但是,該標準未更多地考慮電信運營(yíng)商的需求,未將SIM卡納入規范中,且其需要在手機上加載NFC模塊導致現有手機無(wú)法支持,手機的更新?lián)Q代需要時(shí)間,而至今為止規范的不穩定性將導致部署時(shí)間進(jìn)一步推遲;除此之外,現有的交通快速通關(guān)有很多現實(shí)情況使用了ISO/IEC 14443 Type B,而該規范未能兼容之,將無(wú)法滿(mǎn)足全部的市場(chǎng)需求。
為解決與SIM卡的連接,以及符合現有的交通卡市場(chǎng)格局(ISO/IEC 14443 Type A/B),各種不同的實(shí)現技術(shù)展開(kāi)了競賽:
2.45GHz RF-SIM卡:
將2.45GHz RF技術(shù)集成到SIM卡中,RF天線(xiàn)可以直接封裝在SIM卡中,2.45GHz的終端設備須另外建設(例如,地鐵閘機、公交車(chē)載機等)。

此種實(shí)現方式的優(yōu)缺點(diǎn)如下:
優(yōu)點(diǎn):
1. 由于2.45GHz的RF天線(xiàn)可以集成在SIM中,且其載波可以穿越厚重的電池和手機后蓋,因此無(wú)須對現有手機做任何改造;
2. 由于RF集成在SIM中,可以利用移動(dòng)通信的現有通道實(shí)現在線(xiàn)支付;
3. 能夠滿(mǎn)足快速交易需求。
缺點(diǎn):
1. 終端設備無(wú)法與現有13.56MHz設備兼容,需要重新部署,形成雙模終端(2.45GHz和13.56MHz),形成事實(shí)上的兩套系統并行,并行帶來(lái)的系統改造不容忽視;
2. 2.45GHz技術(shù)屬于較遠距離通訊(大于10CM),在人員密集區發(fā)生誤操作的可能性增加;
3. 使用2.45GHz技術(shù)應用于近距離卡,沒(méi)有相應的標準支撐;
4. 由于2.45GHz技術(shù)屬于高頻,規模生產(chǎn)的技術(shù)指標一致性較難保證。

433.92MHz的RF-SIM卡:
這種技術(shù)與2.45GHz大致相同,將433.92MHzRF技術(shù)集成到SIM卡中,RF天線(xiàn)可以直接封裝在SIM卡中,與2.45GHzRF-SIM的不同在于,它將433.92MHz與13.56MHz的轉換設備同13.56MHz技術(shù)的天線(xiàn)集成在一起,粘貼在手機后蓋,這樣,POS終端設備無(wú)須作任何改造。
此種實(shí)現方式克服了一些2.45GHz RF-SIM卡的一些缺陷,但仍有些致命的問(wèn)題,優(yōu)缺點(diǎn)列舉如下:
優(yōu)點(diǎn):
1. 與2.45GHz相同,RF天線(xiàn)可以集成在SIM中。其載波可以穿越厚重的電池與粘貼在手機后蓋的頻率轉換器耦合工作,并進(jìn)一步與13.56MHz的POS終端耦合工作,無(wú)須對現有POS終端做任何改造;
2. 由于RF集成在SIM中,可以利用移動(dòng)通信的現有通道實(shí)現在線(xiàn)支付;
3. 能夠滿(mǎn)足快速交易需求。
缺點(diǎn):
1. 使用433.92MHz技術(shù)應用于近距離卡,沒(méi)有相應的標準支撐,不僅如此,從技術(shù)層面而言,其從未受到檢驗,即使在實(shí)驗室內,可以說(shuō),其目前僅停留在理論層面。
2. 頻率轉換器的使用是否能夠達到預期(例如:近距離,轉換效率在無(wú)源的情況下的穩定性),目前不確定。
3. 由于需要將頻率轉換器和天線(xiàn)集成并粘貼在手機上,其厚度和面積的需求將使得現有手機的適應面下降。
SIMpass?卡:
SIMpass?采用的技術(shù)比較簡(jiǎn)單,其核心內容為將現有的(U)SIM和交通卡等應用集成在一起,并提供安全通道以實(shí)現應用間的互操作,是典型的一卡多用方案。其不足在于產(chǎn)品形態(tài),由于SIM卡的尺寸限制及13.56MHz技術(shù)的載波無(wú)法穿越厚重的電池,導致天線(xiàn)必須通過(guò)有線(xiàn)連接跨越電池粘貼在手機后蓋,而穩定的連接技術(shù)仍有些工藝問(wèn)題待解決。

此種實(shí)現方式采用了成熟的技術(shù),但其產(chǎn)品形態(tài)的問(wèn)題阻礙著(zhù)其規模應用。優(yōu)缺點(diǎn)列舉如下:
優(yōu)點(diǎn):
1. 技術(shù)成熟,標準和規范統一;
2. 無(wú)須改造POS終端,且天線(xiàn)沒(méi)有其他附件,可以做得相當薄,因此,手機的適應面較寬?;跓o(wú)須改造任何設備,容易部署和推廣。
3. 應用間的安全通道使在線(xiàn)支付和離線(xiàn)支付均能夠得到安全保證,并符合現有的金融卡標準;
4. 能夠滿(mǎn)足快速交易需求。
缺點(diǎn):
1. 天線(xiàn)的連接點(diǎn)導致SIM卡的觸點(diǎn)高度發(fā)生變化以及連接線(xiàn)易折斷,導致接觸不良等情況。不過(guò),為解決該問(wèn)題,SIMpass提供了對應的解決方案:①、改進(jìn)連接工藝并強化連接線(xiàn)強度;②、對手機進(jìn)行簡(jiǎn)單改造(將天線(xiàn)引角繞過(guò)電池與粘貼在手機后蓋的天線(xiàn)連接),將連接技術(shù)集成在手機中,但這種簡(jiǎn)單的改造畢竟也需要手機廠(chǎng)商的配合,一定程度上增加了部署的難度;
NFC-SWP連接SIM方案:
為了克服ISO/IEC 18092未將SIM卡納入標準范圍內,ETSI(歐洲電信標準委員會(huì ))提出了將NFC與SIM卡連接的SWP方案,以迎合電信運營(yíng)商的需求。

此種實(shí)現方式有相對完整的產(chǎn)業(yè)鏈支持,其足夠影響標準的走向。優(yōu)缺點(diǎn)列舉如下:
優(yōu)點(diǎn):
1. 完整的產(chǎn)業(yè)鏈支持,包括手機廠(chǎng)商,(U)SIM卡供應商以及電信運營(yíng)商,其有足夠的能力影響電信標準的未來(lái),在現有的ETSI標準中,已加入了NFC與SIM卡以及與手機MMI/MS的互操作;
2. 其兼容ISO/IEC 14443 Type A部分,使得符合ISO/IEC 14443 Type A的POS終端無(wú)須進(jìn)行任何改造;
3. 由于其對標準制定的影響,其在線(xiàn)和離線(xiàn)交易的安全得到充分保證;
4. 能夠滿(mǎn)足快速交易需求。
缺點(diǎn):
1. 標準仍在完善和爭執中,導致運營(yíng)商無(wú)法快速部署。
2. 手機終端必須更換,增加NFC模塊等,致現有手機無(wú)法支持該功能;且由于NFC模塊和SIM等必須在有源情況下工作,限制了在無(wú)源情況下的使用;
3. 由于SWP為新技術(shù),對芯片提出更高的技術(shù)指標要求,需要高性能的芯片支持,而高性能及支持的芯片廠(chǎng)商較少,將限制該技術(shù)的推廣;
4. 未兼容ISO/IEC 14443 Type B部分,導致現有的ISO/IEC 14443 Type B系統面臨改造,限制了其兼容的市場(chǎng)面;
總結
各種實(shí)現移動(dòng)電子支付的技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn),而最終何種技術(shù)將能夠得到廣泛應用,仍然由市場(chǎng)決定,本文僅就技術(shù)層面列舉各種實(shí)現方法的優(yōu)缺點(diǎn),不當之處,敬請諒解。
為方便讀者,將各實(shí)現技術(shù)簡(jiǎn)要列表如下:

注:
?、?、儲值卡方案的POS終端支持與現有的快速通關(guān)卡等完全相同,這種方案僅產(chǎn)品形態(tài)改變,不影響其他。
?、?、需要對終端進(jìn)行改造以能夠接收2.45GMHz信號,實(shí)際上為2套(2.45GMHz和13.56MHz)系統并行。
?、?、由于需要將頻率轉換器與天線(xiàn)集成,其高度和尺寸可能限制現有手機的適應面。
?、?、POS終端是否完全支持需要看頻率轉換器的效果。
?、?、SIMpass?天線(xiàn)有線(xiàn)連接,可以通過(guò)對現有手機的簡(jiǎn)單改造實(shí)現;也可以直接使用使用有線(xiàn)連接,不需要改造手機。
?、?、符合ISO/IEC 14443 Type A的POS支持,而其他的不支持(例如:符合ISO/IEC 14443 Type B的POS終端)。
參考文獻:
1、 ISO/IEC 14443,Identification Cards — Contactless integrated circuit(s) cards — Proximity Cards,2000-04 ~ 2001-07。
2、 ISO/IEC 18092,Information technology — Telecommunications andinformation exchange between systems — Near Field Communication —Interface and Protocol(NFCIP-1),2004-04-01。
3、 ETSI TS 102 613v7.3.0,Smart Cards;UICC-Contactless Front-end(CLF)Interface;Part1:Physical and data link layer characteristics(Release 7),2008-09。http://www.etsi.org
4、 ETSI TS 102 622 v7.2.0,Smart Cards;UICC-ContactlessFront-end(CLF)Interface;Host Controller Interface(HCI)(Release7),2008-09。http://www.etsi.org
5、 《RF-SIM的機會(huì )》,http://www.ccidcom.com 2008-07-24 13:04:25 通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)。
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