near field communication что это
Где и как можно использовать NFC
Содержание
Содержание
Наряду с традиционными Bluetooth и Wi-Fi, технология NFC является весьма популярной в современных смартфонах. Для чего она требуется и в чем ее особенность? Разбираемся в этом материале.
Что такое NFC
Основная суть технологии NFC зашифрована в ее названии. NFC — это сокращение аббревиатуры Near Field Communication, т. е. «связь ближнего поля». У рядового пользователя могут возникнуть ассоциации со знакомым ИК-портом — они схожи малым радиусом связи. NFC работает на расстоянии не более 10 см, а максимальная скорость передачи данных составляет скромные по нынешним меркам 424 кбит/с.
Технология построена на индукции магнитного поля и позволяет быстро подключить устройства друг к другу, но для передачи крупных файлов лучше использовать Bluetooth или Wi-Fi. Реализуется NFC в устройствах достаточно просто: индукционная катушка генерирует электромагнитное поле в одном устройстве, а катушка во втором устройстве, находящаяся под воздействием поля первой, создает электрический ток, который в дальнейшем преобразовывается в сигнал.
Таким образом, устройства поочередно создают электромагнитные поля и обмениваются данными, реализуя активный режим работы. В пассивном режиме электромагнитное поле генерирует лишь одно из устройств. Например, так работают карточки.
Круг использования устройств с NFC огромен, и это вовсе не преувеличение. Технические ограничения интерфейса NFC делают бессмысленной передачу крупных файлов — скорость слишком мала, да и дистанция передачи мизерна. Но взамен мы получаем практически моментальное соединение устройств и возможность передать контакты, заметки и координаты на карте.
Бесконтактные платежи
NFC позволяет использовать современные смартфоны и смарт-часы вместо банковских карт и карт лояльности. Достаточно лишь скачать соответствующее приложение и привязать карту к сервису. Для оплаты потребуется поднести смартфон задней панелью к терминалу, подождать несколько секунд и, о чудо, операция завершена. Никаких бумажных денег или пластиковых карт. Кафе, рестораны, супермаркеты и различные магазины — список можно продолжать долго. Покупки становятся гораздо удобнее и занимают меньше времени.
Смартфоны и умные часы с NFC можно использовать вместо карт в банкоматах, даже если сама карта осталась дома. Если вы не используете гаджеты, банковские карты также удобнее не вставлять, а прикладывать к специальной отметке NFC. В этом случае меньше вероятность того, что вы уйдете, оставив карту внутри АТМ. Способ авторизации не влияет на дальнейшую работу с банкоматом. После того, как вы приложили карту или гаджет, откроется стандартное меню, с которым можно работать привычным способом. Минус в том, что далеко не все банкоматы идут с поддержкой технологии NFC.
Идентификация личности
Наряду с банковской картой, NFC можно использовать в качестве средства подтверждения личности. Так, смартфон может отображать данные электронного паспорта, водительского удостоверения, студенческого билета или пропуска на работу. Это удобно, поскольку смартфон всегда имеется под рукой, а документ можно оставить дома (если закон позволяет использовать его электронные версии). Телефон будет отображать не только номер документа, но и фотографию владельца или его подпись. А некоторые учебные заведения позволяют не только проходить в различные помещения, но и оплачивать питание или другие услуги при помощи документа в формате NFC.
В будущем планируется развивать это направление в сфере гостиничного и туристического бизнеса. С помощью NFC можно будет открыть дверь своего гостиничного номера, получить посадочный талон и зарегистрировать багаж в аэропорту.
Цифровой ключ
Этот пункт тесно связан с предыдущим. NFC может открывать дверные замки и множество других устройств, удостоверяя личность владельца устройства. Так, смартфон может выступить в качестве цифрового ключа для автомобиля. Учитывая, что NFC работает на расстоянии не более 10 см, его надежность при передаче зашифрованных данных, необходимых для доступа, достаточно высока. По крайней мере, перехватить сигнал NFC будет сложнее, чем получить данные с брелока автомобильной сигнализации. Можно использовать смартфон вместо пропуска в офис. Так, приложив устройство, можно будет войти на работу без специальной карты, данные которой сохранит приложение.
Прием и передача данных
Следующий очевидный вариант использования NFC — передача данных. Естественно не крупных файлов, а, например, ссылок на веб-страницы, координат и маршрутов на карте, контактов и ссылок на приложения. Впрочем, передача фотографий или видео не запрещена, просто она займет слишком много времени.
На некоторых рекламных плакатах или витринах в магазинах можно заметить логотип NFC. Если поднести к ним смартфон, на него будут переданы ссылки на сайт с описанием товара, скидочные купоны, рекламные предложения и другая информация.
Как правило, модуль NFC находится в задней части устройств и достаточно прислонить смартфоны друг к другу или к метке NFC, после чего запускается обмен данных в активном режиме. Плюс — высокая скорость соединения двух устройств, однако скорость передачи данных невысока, поэтому NFC не получил широкого распространения в этой роли.
NFC-метки
Использование NFC-чипов (меток) предоставляет множество вариантов реализации. Метки могут служить заменой штрих-кодов на товаре: прислонив смартфон, можно, скажем, узнать подробную информацию о продукте.
NFC позволяет задавать различные команды. Например, если положить на метку устройство в спальне, оно будет переходить в беззвучный режим и активировать будильник утром. В машине метка умеет включать карты и геолокацию, а также заводить двигатель. Дома — подсоединять гостей к домашнему Wi-Fi, минуя ввод длинного пароля вручную. Пофантазировав, можно придумать большое количество различных команд и запрограммировать устройство для любой ситуации.
Подключение других устройств
NFC поможет быстро подключить наушники, колонки и даже телевизор, чтобы, например, вывести на него видео. Каждый производитель, поддерживающий эту функцию, предлагает свой способ ее реализации.
Например, чтобы подключить телевизоры Sony к мобильному устройству, достаточно приложить гаджет к пульту дистанционного управления. В случае с LG надо коснуться смартфоном наклейки Tag On, а Samsung предлагает положить гаджет рядом с телевизором.
Подключить наушники или колонки еще проще. Для этого необходимо включить на них режим сопряжения, а затем поднести смартфон со включенным NFC. Он выведет информацию о новом найденном устройстве и предложит его подключить.
Беспроводная зарядка
И, наконец, новый стандарт NFC обеспечивает возможность беспроводной зарядки устройства. Она получила название WLC. Как и следовало ожидать, зарядка будет действовать на небольшом расстоянии и поначалу получит небольшую мощность — до 1 Вт. Из-за низкой мощности использовать NFC для зарядки смартфонов не получится. Однако впоследствии, когда мощность WLC вырастет по меньшей мере до 10 Вт, технологию будут использовать для подзарядки не только телефонов, но и планшетов. А для подзарядки умных часов или беспроводных наушников достаточно и нынешнего 1 Вт.
Плюсы и минусы технологии
Как мы убедились ранее, у технологии NFC имеется множество достоинств, но и недостатки также присутствуют.
Плюсы
Минусы
Технология NFC — яркий пример того, как современные идеи могут облегчить каждодневную рутину. Больше не нужно беспокоиться о том, что вы забыли дома кошелек с деньгами, пропуск, бонусную карту или проездной билет — они всегда под рукой и находятся в вашем смартфоне. А задав нужные команды, с помощью NFC можно автоматизировать бытовые и рабочие процессы.
Еще каких-то пару лет назад данная технология была уделом лишь флагманских смартфонов. Но количество устройств с поддержкой NFC неуклонно растет, и не за горами времена, когда на рынке не останется устройств без этой технологии, а мы уже не сможем представить себе жизнь без NFC.
Что такое NFC и как он работает. Освежим основы?
Здравствуйте, пользователи Хабра! Я представляю вашему вниманию перевод статьи «What is NFC and how does it work» под авторством Robert Triggs. Вроде, казалось бы, зачем автору оригинала писать на эту тему в 2019-м, а мне переводить на пороге 2020? Сегодня NFC обрело свою реальную жизнь и перестало быть гиковской технологией для брелоков-токенов. Теперь это и платежи, и отчасти умный дом и умное производство. А поэтому — почему бы не повторить пройденное, а для кого-то и новое?
NFC является приоритетно развивающейся беспроводной технологией, благодаря развитию систем онлайн-платежей, таких как Samsung Pay и Google Pay. Особенно, когда дело доходит до флагманских устройств и даже (смартфонов) среднего класса. Возможно вы слышали этот термин раньше, но что конкретно представляет собой NFC? В этой части мы разберём, что это такое, как оно работает и для чего его используют.
NFC расшифровывается как «Near Field Communication» («Коммуникация ближнего поля») и, как следует из названия, обеспечивает связь на коротком расстоянии между совместимыми устройствами. Для этого требуется как минимум одно устройство для передачи, а другое — для приема сигнала. Ряд устройств используют стандарт NFC и будет считаться пассивным или активным.
Пассивные устройства NFC включают в себя метки и другие небольшие передатчики, которые отправляют информацию на другие устройства NFC без необходимости использования собственного источника питания. Однако они не обрабатывают любую информацию, отправленную из других источников, и не подключаются к другим пассивным устройствам. Они часто используются для интерактивных знаков на стенах или, например, рекламных объявлений.
Активные устройства умеют отправлять или получать данные и обмениваться данными друг с другом, а также с пассивными устройствами. На данный момент именно смартфоны являются наиболее распространенной формой активного устройства NFC. Считыватели карт общественного транспорта и сенсорные платежные терминалы также являются хорошими примерами этой технологии.
Как работает NFC?
Теперь мы знаем, что такое NFC, но как это работает? Как и Bluetooth, Wi-Fi и другие беспроводные сигналы, NFC работает по принципу передачи информации по радиоволнам. Коммуникация ближнего поля — один из стандартов для беспроводной передачи данных. Это означает, что устройства должны соответствовать определенным спецификациям, чтобы правильно взаимодействовать друг с другом. Технология, используемая в NFC, основана на старых идеях RFID (радиочастотная идентификация), в которых для передачи информации использовалась электромагнитная индукция.
Это отмечает одно существенное различие между NFC и Bluetooth/WiFi. Первый может быть использован для индукции электричества в пассивные компоненты (в пассивный NFC), а также просто для отправки данных. Это означает, что пассивные устройства не требуют собственного источника питания. Вместо этого они получают питание от электромагнитного поля, создаваемого активным NFC, когда оно входит в зону действия. К сожалению, технология NFC не обеспечивает достаточной индуктивности для зарядки наших смартфонов, но беспроводная зарядка QI основана примерно на том же принципе.
Частота передачи данных по NFC составляет 13,56 мегагерц. Вы можете отправлять данные со скоростью 106, 212 или 424 кбит/с. Это достаточно быстро для диапазона передачи данных — от контактных данных до обмена изображениями и музыкой.
Чтобы определить, какой тип информации будет доступен для обмена между устройствами, стандарт NFC в настоящее время имеет три различных режима работы. Возможно, наиболее распространенное использование (NFC) в смартфонах — это режим одноранговой связи. Это позволяет двум устройствам с поддержкой NFC обмениваться различной информацией друг с другом. В этом режиме оба устройства переключаются между активным при отправке данных и пассивным при получении.
Режим чтения/записи является односторонней передачей данных. Активное устройство, возможно ваш смартфон, связывается с другим устройством для считывания информации с него. Рекламные теги NFC тоже используют этот режим.
Последний режим работы — эмуляция карты. Устройство NFC функционирует как интеллектуальная или бесконтактная кредитная карта для того чтобы производить платежи или подключаться к системам оплаты общественного транспорта.
Сравнение с Bluetooth
Итак, чем отличается NFC от других беспроводных технологий? Вы подумаете, что NFC несильно-то и нужен, учитывая, что Bluetooth сильнее распространён и удерживает лидерство на протяжении многих лет (и, к слову, превалирует в упомянутых выше системах умного дома и умного производства). Тем не менее, есть несколько важных технических различий между ними, которые дают NFC некоторые существенные преимущества в определенных обстоятельствах. Основной аргумент в пользу NFC заключается в том, что он требует гораздо меньшего энергопотребления, чем Bluetooth. Это делает NFC идеальным для пассивных устройств, таких как упомянутые ранее интерактивные метки, поскольку они работают без основного источника питания.
Однако это энергосбережение имеет ряд существенных недостатков. В частности, дальность передачи значительно меньше, чем у Bluetooth. В то время как NFC имеет рабочий диапазон в 10 см, всего несколько дюймов, Bluetooth передаёт данные на расстоянии чуть более 10 метров от источника. Еще одним недостатком является то, что NFC немного медленнее, чем Bluetooth. Он передает данные с максимальной скоростью всего 424 кбит/с по сравнению с 2,1 Мбит/с для Bluetooth 2.1 или около 1 Мбит/с для Bluetooth Low Energy.
Но у NFC есть одно главное преимущество: более быстрое подключение. Из-за использования индуктивной связи и отсутствия ручного сопряжения соединение между двумя устройствами занимает менее одной десятой секунды. В то время как современный Bluetooth соединяется довольно быстро, NFC все еще очень удобен для определенных сценариев. И пока мобильные платежи — его неоспоримая сфера применения.
Samsung Pay, Android Pay и Apple Pay используют технологию NFC — хотя Samsung Pay работает по другому принципу, в отличие от других. Пока Bluetooth работает лучше для соединения устройств для передачи/обменом файлов, подключения к колонкам и т.д., мы надеемся, что NFC всегда будет иметь место в этом мире благодаря быстроразвивающимся технологиям мобильных платежей.
Кстати, вопрос к Хабру — а вы используете NFC-токены в своих проектах? Каким образом?
Что такое NFC в смартфоне. Можно взломать и украсть деньги?
Смартфон заменил нам фотоаппарат и тетрис, а в последнее время ещё и кошелек. Если, конечно, девайс поддерживает NFC.
Разбираемся, что это за технология и как она работает. И главное: можно ли украсть через неё деньги прямо со смартфона?
Ответ на последний вопрос неутешительный, если что.
Что вообще такое NFC?
NFC (Near Field Communication) переводится как коммуникация ближнего поля. Эта технология позволяет обмениваться данными между устройствами, которые находятся на расстоянии до 10 см.
Одно из самых популярных применений NFC – оплата товаров и услуг.
Один раз зарегистрируйте карту в системе, затем поднесите смартфон или умные часы к терминалу, запустите соответствующее приложение, подтвердите операцию, к примеру, отпечатком пальца – и готово!
Согласитесь, сегодня забыть дома смартфон сложнее, чем кошелек. Кстати, некоторые платёжные системы позволяют так переводить средства со смартфона на смартфон.
Но на самом деле применений у NFC гораздо больше. Например, технологию используют, чтобы передавать файлы с устройства на устройство или воспроизводить музыку, положив смартфон на колонку.
А ещё можно получать данные с NFC-метки, если поднести её к смартфону. Или предоставлять NFC-чип с данными о владельце в качестве документа.
Чипы часто встраивают в паспорта, в том числе и российские. Если у вас смартфон с NFC, можете загрузить приложение вроде этого и просканировать свой загран.
Наконец, NFC-чипы используют как ключи для доступа к закрытым данным и в качестве проездных документов. И для бесконтактного запуска двигателя.
Кто первый внедрил NFC в телефонах?
Nokia 6131
Технологию NFC представили в 2004 году. Её создал консорциум из трёх компаний: NXP Semiconductors, Sony и Nokia.
А в 2006 году выпустили первый смартфон с NFC-чипом – раскладушку Nokia 6131.
Вот, кстати, страница телефона на официальном сайте, поностальгируйте. Скорость установки соединения со считывателем у неё, к слову, была такой же, как у iPhone – около 0,1 секунды.
Как работает NFC в смартфонах и не только?
NFC расширил стандарт бесконтактных карт ISO 14443. Он объединил в одно устройство интерфейс смарт-карты и считывателя.
Технология стала продолжением RFID. Но если у RFID радиус работы может достигать сотен метров, то радиус работы NFC ограничен примерно 10 см для обеспечения безопасности передачи данных.
Основа технологии — индукция магнитного поля. Если две рамочные антенны расположить в пределах ближнего поля друг друга, получится трансформатор с воздушным сердечником.
NFC работает на частоте 13,56 МГц. Чтобы передача данных произошла, нужны цель (например, терминал) и инициатор контакта (например, смартфон), который генерирует радиочастотное поле.
Пример пассивной NFC-метки с автозаписью контакта.
Режим работы NFC может быть активным и пассивным. В пассивном режиме инициатор обеспечивает создание поля, а цель модулирует его, становясь ретранслятором. Подобным образом функционируют NFC-метки и карточки-ключи.
В активном устройства взаимодействуют поочередно, создавая и отключая собственные поля – именно так, например, производится оплата через терминал со смартфона. Источник энергии нужен только устройству-инициатору.
Меткам и другим пассивным NFC собственная батарея не нужна. А вот смартфону, который выступает инициатором, необходима. Вот почему с разряженным iPhone оплата просто не сработает.
Обмен данными по NFC происходит в кодированном формате. В зависимости от скорости передачи данных могут использоваться разные коэффициенты модуляции. Если полученный сигнал не соответствует переданному, возникает противоречие, и операция не завершается.
Ограничения и особенности NFC в смартфонах
Смартфон с NFC может выдавать себя за платёжную карту или проездной для общественного транспорта. Но данные банковской карты при регистрации записываются не в память смартфона, а на отдельный чип. Он обеспечивает шифрование данных, контролирует процесс аутентификации и проведение платежных транзакций.
Также смартфон с NFC может работать в режиме считывания. Он сканирует NFC-метки и представляет информацию с них в удобочитаемом формате.
В РФ это не слишком распространено, а на Западе NFC-метки часто используют вместо штрихкодов в супермаркетах. Можно узнать, что это за продукт, где он изготовлен и каким сроком годности обладает. Рекламу по NFC-меткам тоже часто показывают.
Наконец, NFC в смартфоне может работать в режиме peer-to-peer. В таком случае два NFC-устройства обмениваются данными. Это удобно, к примеру, если вы хотите передать контакты или настройки Wi-Fi с гаджета на гаджет.
Скорость передачи данных при NFC-соединении — обычно в пределах 106-848 кБит/с. Немного, но для платежей, передачи контактов и настроек или прослушивания музыки более чем достаточно.
Обычно расположение NFC в смартфонах помечается специальным значком, чтобы не промахнуться и расположить устройство нужной стороной к терминалу или метке.
Как работает NFC в ваших банковских картах (Visa и MasterCard)
Платежные гиганты встроили NFC в карты. Это упрощает проведение платежей и делает их безопаснее.
Мы платим, просто приложив к терминалу карту или смартфон, который её имитирует. В настройках можно задать сумму, после которой терминал обязательно запросит PIN-код.
Разница между PayWave в Visa и Contactless в MasterCard (ранее её называли PayPass) минимальная. Просто одна технология принадлежит Visa, вторая — MasterCard, но работают они схожим образом.
Visa PayWave (и American Express ExpressPay, которую практически не встретишь в РФ) совместима с Contactless и наоборот.
А зачем нужны NFC-метки? Что с ними делать?
Типичная NFC-метка.
NFC-метки могут хранить важные данные вроде ключей доступа. Даже могут считаться именно ключами. Их также удобно использовать для хранения настроек.
Метки программируются со смартфона. Для этого можно использовать Trigger или другие подобные приложения.
К примеру, вы можете записать на NFC-метку настройки смартфона и активировать их автоматическое применение, как только метка будет в радиусе действия гаджета.
Пример: метка на кровати переключит ваш смартфон в режим «Не беспокоить» и уменьшит яркость экрана, а на работе – отключит все звуки, оставит только вибрацию.
Как работает NFC в iPhone (спойлер: на старых почти никак)
NFC впервые внедрили в iPhone 6. Это был крайне ограниченный в возможностях модуль, который позволял функционировать только нескольким видам платёжных систем, включая Apple Pay.
Однако полноценный NFC В iPhone появился лишь в 2018 году – вместе с iPhone Xs, iPhone Xs Max и iPhone XR. До этого Apple разрешала доступ к модулю только Apple Pay, а сторонние приложения оставались за бортом.
NFC-датчик в новых айфонах позволяет сканировать NFC-метки и выполнять сопряжение с устройствами без запуска приложения-ассистента. Разблокировать смартфон всё же придется.
Но есть и недостатки. Решение пока распознает только ссылки, сгенерированные в сервисе коротких URL-адресов Apple. К тому же после перезагрузки смартфона нужно хотя бы раз его разблокировать, чтобы получить доступ к функции.
А ещё NFC не распознаются в режиме «В самолете», при работающей камере и в процессе запуска Apple Pay Wallet. На Android таких ограничений нет.
Можно ли взломать NFC и украсть через него деньги?
NFC быстрее и безопаснее, чем Bluetooth. Но дыры в защите всё равно находят регулярно.
К примеру, в 2012 году специалисты MWR Labs продемонстрировали уязвимость, которая позволила передать по NFC вирус и получить контроль над устройством.
Разработчикам, которые использовали NFC в устройствах и приложениях, пришлось ограничить активность данных, принятых посредством NFC, чтобы противостоять хакерам.
Да, NFC можно подслушать. Перехватить антенной с расстояния в несколько метров. Причем устройство, которое работает от собственного источника питания, слушать проще, чем просто метку.
Проблема в том, что в стандарте NFC нет защиты от подслушивания. Упс.
Глушилки и прочие средства радиоэлектронной борьбы могут разрушать данные, которые передаются по NFC. Но это меньшее из зол, ведь информация просто не дойдет. А значит, к примеру, платеж не будет совершен.
Куда опаснее атака с использованием ретрансляции, или Relay attack. В этом случае хакер отправляет жертве запрос считывателя и пробрасывает её ответ дальше на считывающее устройство в режиме реального времени.
Таким образом, преступник имитирует владение картой жертвы. Но реализовать такое сложно, ведь время на ответ от запрашиваемого устройства очень невелико.
Наконец, мошенники могут воспользоваться «левым» терминалом и списать деньги с карты через него. Но, во-первых, существует лимит, во-вторых, все терминалы регистрируются в регулирующих органах, так что в никуда деньги не уйдут.
Так что людей с терминалами, которые прижимаются к вам в метро, всерьёз опасаться не стоит: воровать суммы до 1000 рублей таким способом нерентабельно, а больше лимиты не позволят.
Ворам проще вытащить смартфон или кошелек из кармана.