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1 引言

近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)結合了近場(chǎng)通信技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)，實(shí)現了電子支付、身份認證、票務(wù)、數據交換、防偽、廣告等多種功能，是移動(dòng)通信領(lǐng)域的一種新型業(yè)務(wù)。近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)改變了用戶(hù)使用移動(dòng)電話(huà)的方式，使用戶(hù)的消費行為逐步走向電子化，建立了一種新型的用戶(hù)消費和業(yè)務(wù)模式。

2 業(yè)務(wù)特征

近場(chǎng)通信是 基于RFID技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。與RFID一樣，近場(chǎng)通信信息也是通過(guò)頻譜中無(wú)線(xiàn)頻率部分的電磁感應耦合方式傳遞，但兩者之間還是存 在很大的區別。近場(chǎng)通信的傳輸范圍比RFID小，RFID的傳輸范圍可以達到0~1m，但由于近場(chǎng)通信采取了獨特的信號衰減技術(shù)，相對于RFID來(lái)說(shuō)近場(chǎng) 通信具有成本低、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)。RFID更多的被應用在生產(chǎn)、物流、跟蹤、資產(chǎn)管理上，而近場(chǎng)通信則在門(mén)禁、公交、手機支付等領(lǐng)域內發(fā)揮著(zhù)巨大的 作用。

近場(chǎng)通信技術(shù)主要特征如下：

（1）用于近距離（10cm以?xún)龋┌踩ㄐ诺臒o(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。

（2）射頻頻率：13.56MHz。

（3）射頻兼容：ISO 14443，ISO 15693，Felica標準。

（4）數據傳輸速度：106kbit/s，212 kbit/s，424kbit/s。

從上述特征看出，近場(chǎng)通信技術(shù)主要基于13.56MHz頻率運行的射頻技術(shù)，典型操作距離只有幾厘米，運行距離范圍在10cm內，數據傳輸速度可以選擇106kbit/s，212kbit/s或424kbit/s，將來(lái)可提高至1Mbit/s左右。

近場(chǎng)通信技 術(shù)是由Nokia，Philips，Sony合作制定的標準，在ISO 18092，ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推動(dòng)標準化，同時(shí)也兼容應用廣泛的ISO 14443 Type-A，B以及Felica標準非接觸式智能卡的基礎架構。近場(chǎng)通信標準詳細規定近場(chǎng)通信設備的調制方案、編碼、傳輸速度與RF接口的幀格式，以及 主動(dòng)與被動(dòng)近場(chǎng)通信模式初始化過(guò)程中數據沖突控制所需的初始化方案和條件，此外還定義了傳輸協(xié)議，包括協(xié)議啟動(dòng)和數據交換方法等。

3 業(yè)務(wù)模式

近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)支持三種工作模式。

3.1 卡模擬模式

移動(dòng)臺可以模擬成為一張普通的非接觸卡，例如移動(dòng)支付、移動(dòng)票務(wù)、身份識別等。

應用舉例：非接觸式移動(dòng)臺模擬成為銀行卡、門(mén)禁卡、電子票等，非接觸式移動(dòng)臺與其它終端進(jìn)行交互。

3.2 閱讀器模式

移動(dòng)臺可以讀取一張非接觸卡或者一個(gè)非接觸標簽中的內容，例如虛擬書(shū)簽、廣告等。

應用舉例：如電子海報，在該應用中，非接觸式移動(dòng)臺與嵌入在海報內的非接觸模塊進(jìn)行交互，移動(dòng)臺主動(dòng)讀取卡片或標簽內的相應數據。

3.3 點(diǎn)對點(diǎn)通訊模式

兩個(gè)移動(dòng)臺可以近距離內互相直接傳遞數據，例如同步日程表、游戲、分享傳輸內容等。

應用舉例：兩部非接觸式移動(dòng)臺互傳或同步數據，例如圖片、音樂(lè )、鈴音等。

近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)在三種工作模式下的具體應用如表1所示。

表1 近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)在三種工作模式下的具體應用

近場(chǎng)通信移 動(dòng)臺支持多種業(yè)務(wù)應用，可以實(shí)現卡模擬、閱讀器、點(diǎn)對點(diǎn)通信的功能應用。將近場(chǎng)通信技術(shù)與數字蜂窩移動(dòng)通信系統相結合，再配合各種業(yè)務(wù)設備系統，近場(chǎng)通信 業(yè)務(wù)支持卡片管理、應用下載、應用管理、密鑰管理、證書(shū)管理等功能，并實(shí)現空中發(fā)卡、空中充值、線(xiàn)下小額支付、身份識別、標簽讀取和信息交換等應用。

4 業(yè)務(wù)框架

近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)整體框架采用GP的多應用框架，在SIM/UIM卡上安裝了多個(gè)應用，被分隔為若干個(gè)獨立的安全域，以保證多個(gè)應用相互之間的隔離以及獨立性，各個(gè)應用提供商管理各自的安全域以及應用、應用數據等。

近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)整體框架要求滿(mǎn)足由Global Platform組織制定的GP 2.1.1或GP 2.2規范。整個(gè)近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)框架包括三個(gè)部分：卡片發(fā)行商、應用提供商和用戶(hù)。

4.1 卡片發(fā)行商

負責卡片的 發(fā)行和管理功能，擁有卡片管理系統、密鑰管理系統和證書(shū)管理系統設備，其中僅在非對稱(chēng)密鑰情況下使用證書(shū)管理系統?？ㄆl(fā)行商對卡的資源和生命周期、密 鑰、證書(shū)進(jìn)行管理，對其他應用提供商的安全域進(jìn)行創(chuàng )建以及對管理員權限的管理，并與其他安全域交互應用數據?？ㄆl(fā)行商一般是運營(yíng)商，例如中國聯(lián)通。

4.2 應用提供商：

負責近場(chǎng)通 信業(yè)務(wù)應用的提供和管理功能，提供應用管理系統、密鑰管理系統、證書(shū)管理系統設備，其中僅在非對稱(chēng)密鑰情況下使用證書(shū)管理系統設備。應用提供商提供各種業(yè) 務(wù)應用，并對卡片的安全域進(jìn)行管理，對其安全域的應用密鑰、證書(shū)、數據等進(jìn)行控制，提供應用的安全下載功能。應用提供商可以是運營(yíng)商、銀行、公交公司、零 售商戶(hù)等。

4.3 用戶(hù)

負責近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)應用的下載、安裝和使用。用戶(hù)通過(guò)與卡片發(fā)行商和應用提供商交互，對移動(dòng)臺和SIM/UIM卡進(jìn)行操作，在安全域內下載及安裝新的應用后，使用提供的各種業(yè)務(wù)應用。

5 業(yè)務(wù)系統組成

5.1 用戶(hù)卡

（1）支持SWP協(xié)議

利用SIM卡上現在沒(méi)有被使用的C6管腳進(jìn)行SWP的通訊。用戶(hù)卡通過(guò)沒(méi)有被使用的C6管腳與近場(chǎng)通信芯片相連，以保證近場(chǎng)通信芯片與用戶(hù)卡之間進(jìn)行SWP的通訊，以支持非接觸交易，同時(shí)也必須能夠兼容ISO7816接口保證卡原有的移動(dòng)通訊業(yè)務(wù)的正常使用（見(jiàn)圖1）。

圖1 支持SWP協(xié)議

（2）支持多線(xiàn)程操作模式

用戶(hù)可以使用多個(gè)近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)，要求卡片上的多個(gè)應用應允許同時(shí)處于激活狀態(tài)。因此，SIM卡片的整體架構必須能夠支持多線(xiàn)程或者多任務(wù)操作。

（3）支持GP框架

為保證卡上交易應用的安全性以及交易應用的空中下載，要求按照Global Platform 2.1.1要求實(shí)現用戶(hù)卡的應用管理架構。

（4）支持Java卡標準

為保證行業(yè)應用提供商及可信任的第三方能夠獨立開(kāi)發(fā)交易應用，用戶(hù)卡應同時(shí)支持Java卡標準，以保證卡片及應用的互操作性，要求支持Javacard 2.2.1。

（5）支持BIP功能

為了使運營(yíng)商能夠提供更多元化的動(dòng)態(tài)服務(wù)，需要保證高速的數據傳輸，移動(dòng)臺與非接觸式用戶(hù)卡之間要滿(mǎn)足對BIP（Bearer Independent Protocol）功能的支持。

5.2 終端

移動(dòng)臺要求集成近場(chǎng)通信控制芯片及天線(xiàn)，支持單線(xiàn)協(xié)議，保證近場(chǎng)通信控制芯片與用戶(hù)卡之間的數據通信和處理。

（1）集成近場(chǎng)通信芯片及天線(xiàn)以支持SWP協(xié)議。

（2）將近場(chǎng)通信芯片與用戶(hù)卡的第六管腳相連，以保證近場(chǎng)通信芯片與用戶(hù)卡的通訊。

（3）支持HCI協(xié)議并實(shí)現手機主控芯片與近場(chǎng)通信芯片的通訊。

（4）實(shí)現BIP協(xié)議以支持用戶(hù)卡通過(guò)TCP/IP通道與遠端服務(wù)器進(jìn)行通訊。

5.3 業(yè)務(wù)管理平臺

業(yè)務(wù)管理平 臺由卡片發(fā)行商管理平臺和應用提供商管理平臺組成，卡片發(fā)行商管理平臺由卡片管理系統、應用管理系統（用于自有應用）、密鑰管理系統、證書(shū)管理系統組成。 應用提供方管理平臺由應用管理系統、密鑰管理系統、證書(shū)管理系統組成。其中，證書(shū)管理系統僅在非對稱(chēng)密鑰情況下使用，在對稱(chēng)密鑰情況下不使用。這些設備可 以合設在一個(gè)物理實(shí)體上，也可以各自成為一個(gè)單獨物理實(shí)體。

（1）卡片管理系統

卡片管理系統主要負責外部系統與卡片及卡片上應用通信的安全管理，同時(shí)也負責管理用戶(hù)數據及卡片基本數據，并且連接到應用管理系統為應用管理提供相應支持?？ㄆ芾硐到y由運營(yíng)商負責管理。

（2）應用管理系統

應用管理系統主要用于管理卡片上的安全域、運營(yíng)商自有應用以及第三方應用的上載、創(chuàng )建、刪除、更新等。運營(yíng)商、應用提供商（例如銀行等）或者是授權許可的服務(wù)提供商均可以建設管理自己的應用管理系統。

（3）密鑰管理系統

卡片管理系統及應用管理系統均具有內置的獨立密鑰管理模塊，負責卡片及應用初始密鑰的導入、存儲及生成。根據實(shí)際的需要，密鑰管理模塊也可以擴展為獨立的 密鑰管理系統。應用提供商建立私有的密鑰體系來(lái)負責應用的密鑰管理，供自有或可信任的第三方的應用管理系統使用。各個(gè)密鑰系統之間相互隔離，以便為卡片及 應用提供相互隔離的安全環(huán)境。

（4）證書(shū)管理系統

在使用非對稱(chēng)密鑰時(shí)需要證書(shū)管理功能。證書(shū)管理用于安全域、卡外實(shí)體（卡片發(fā)行商、應用提供商）的證書(shū)管理，包括證書(shū)的申請、注銷(xiāo)和其他生命周期管理。

證書(shū)管理系統保留卡中所有證書(shū)的備份，并且支持證書(shū)鏈的認證?？ǘ说淖C書(shū)被存儲在支持非對稱(chēng)安全信道協(xié)議“SCP10”的安全域中，通過(guò)APDU接口進(jìn)行STK方式或者其他方式調用。證書(shū)管理系統可以將卡片發(fā)行商或應用提供商發(fā)放的證書(shū)下載至卡相關(guān)安全域中。

6 近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)發(fā)展現狀

6.1 國外

NTT DoCoMo是日本最大的移動(dòng)運營(yíng)商，擁有5000多萬(wàn)用戶(hù)，占全國市場(chǎng)的56％，該公司2004年7月推出基于Sony公司的Felica技術(shù)的手機支 付業(yè)務(wù)。Felica是Sony公司推出的非接觸式智能卡，其主要優(yōu)勢是方便、快捷、無(wú)需插入讀寫(xiě)槽就能實(shí)現數據傳送等。使用這種手機支付業(yè)務(wù)，可以節約 付款時(shí)間20％~30％，大大提高了相關(guān)商戶(hù)的運營(yíng)效率，節省了客戶(hù)的支付時(shí)間，具有方便、安全、大容量等優(yōu)勢，僅用一年多的時(shí)間就發(fā)展用戶(hù)1000多萬(wàn) 人，簽約商戶(hù)28000家，自動(dòng)售貨機6000多臺，增長(cháng)速度十分驚人。這種手機支付業(yè)務(wù)用手機逐步替代人們在錢(qián)包中放置的所有物品，即現鈔、銀行卡、會(huì ) 員卡、積分卡、鑰匙、車(chē)船飛機票、影劇和旅游景點(diǎn)門(mén)票以及證件等。

使用近場(chǎng)通 信技術(shù)的下一代移動(dòng)電話(huà)應用系統最近在北美進(jìn)行了首次大規模測試，地點(diǎn)設在亞特蘭大體育館菲利浦斯球館(Philips Arena)。在這次試驗中，持有季票并擁有大通銀行Visa信用卡和辛格勒無(wú)線(xiàn)賬戶(hù)的球迷(大約有250位)可以在售物臺無(wú)接觸付費。通過(guò)內置飛利浦近 場(chǎng)通信芯片和ViVOtech軟件的諾基亞3220移動(dòng)電話(huà)，用戶(hù)可在接近POS終端的位置進(jìn)行安全支付和購物。ViVOtech公司在整個(gè)菲利普斯球館 中部署了156個(gè)非接觸式POS機閱讀器。

6.2 國內

2006年6月，諾基亞、廈門(mén)移動(dòng)、廈門(mén)易通卡公司、飛利浦公司共同在廈門(mén)啟動(dòng)中國首個(gè)近場(chǎng)通信手機支付現場(chǎng)試驗，使用具備近場(chǎng)通信功能的手機實(shí)現了廈門(mén)市任何一個(gè)廈門(mén)易通卡覆蓋的公交汽車(chē)、輪渡、餐廳、電影院、便利店等營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的手機支付。

2006年8月1日，諾基亞與銀聯(lián)商務(wù)公司在上海啟動(dòng)國內第二個(gè)近場(chǎng)通信測試，也是全球范圍首次進(jìn)行近場(chǎng)通信空中下載試驗。2007年底，中國銀聯(lián)支持近場(chǎng)通信技術(shù)的手機支付測試將在上海的浦東商業(yè)區展開(kāi)，包括八百伴和正大廣場(chǎng)的購物中心。

2007年3月13日開(kāi)始正式在上海推出近場(chǎng)通信技術(shù)移動(dòng)認證業(yè)務(wù)。這個(gè)業(yè)務(wù)由諾基亞公司和上海質(zhì)監、上海消防聯(lián)合實(shí)施。執法人員只需持定制防偽應用的近場(chǎng)通信手機，即可隨時(shí)隨地讀取煙花爆竹所貼電子標簽的全球惟一識別碼，并實(shí)時(shí)上傳至防偽服務(wù)器與數據庫校驗。

7 結束語(yǔ)

作為一種新 興的近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，近場(chǎng)通信技術(shù)應用在世界范圍內受到了廣泛關(guān)注。近場(chǎng)通信芯片裝在手機上，手機就可以實(shí)現小額電子支付和讀取其他近場(chǎng)通信設備或標 簽的信息。近場(chǎng)通信的短距離交互大大簡(jiǎn)化整個(gè)認證識別過(guò)程，使電子設備間互相訪(fǎng)問(wèn)更直接、更安全和更清楚。通過(guò)近場(chǎng)通信，電腦、數碼相機、手機、PDA等 多個(gè)設備之間可以很方便快捷地進(jìn)行無(wú)線(xiàn)連接，進(jìn)而實(shí)現數據交換和服務(wù)。目前，近場(chǎng)通信技術(shù)已成功地在手機支付、門(mén)禁、各種POS終端，以及各種自動(dòng)收費等 應用中找到了自己的用武之地，在未來(lái)的普及化應用指日可待。