Технология NFC в смартфоне: что это и как работает?

Способы использования NFC

Пожалуй, один из самых распространенных способов использования NFC — это бесконтактные платежи. Пользователь может прикрепить банковскую карту к своему мобильному устройству, с помощью которого будет расплачиваться в будущем, например, если карта осталась дома. В данном случае возможность перехвата данных крайне мала из-за небольшого радиуса действия интерфейса, большую опасность представляет утерянный или украденный незаблокированный смартфон.

Для осуществления платежа через NFC потребуется:

1. Банковская карта с пометкой paypass.
2. Приложение соответствующего банка.
3. Найти в меню приложения пункт NFC.
4. Приложить карту к задней крышке телефона для считывания.
5. Запомнить пароль для проведения платежных операций, высланный в SMS-сообщении.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

Следующий метод использования технологии — обмен данными. С помощью программы Android Beam можно передавать различные файлы с одного мобильное устройство на другое. При этом скорость передачи очень мала, поэтому эта функция больше подходит для пересылки небольших текстовых сообщений и ссылок.

1. Активируйте NFC — поставьте галочку напротив этого пункта в меню «Беспроводные сети», разблокировать смартфон и включить экран.

Основные спецификации[ | ]

• Так же, как и в стандарте ISO 14443, в NFC связь поддерживается посредством индукции магнитного поля, где две рамочные антенны располагаются в пределах ближнего поля друг друга, эффективно формируя трансформатор с воздушным сердечником. Этот стандарт работает в пределах общественно доступных и нелицензируемых радиочастот

 — промышленные, научные и медицинские радиочастоты около 13,56 МГц, с шириной полосы пропускания почти 2 МГц;

• Рабочее расстояние с компактными стандартными антеннами: до 20 см;
• Поддерживаемые скорости передачи данных: 106, 212, 424, 848, 1695, 3390, 6780 кбод.^{[источник?]}
• Существуют два режима:
  • Пассивный режим связи: устройство инициатор обеспечивает несущее поле, а целевое устройство отвечает посредством модулирования имеющегося поля. В этом режиме целевое устройство может вытягивать свою рабочую мощность из предоставленной Инициатором электромагнитной области, таким образом делая целевое устройство ретранслятором.
  • Активный режим связи: и инициатор, и целевое устройство взаимодействуют путём поочередного создания своих собственных полей. Устройство дезактивирует своё радиочастотное поле в то время, как оно ожидает данных. В этом режиме у обоих устройств должно быть электропитание.

• Для передачи данных NFC использует два различных вида ирования. Если активное устройство передает данные со скоростью 106 кбод, тогда используется модифицированный Миллера со 100%-й модуляцией. Во всех других случаях используется манчестерское ирование с коэффициентом модуляции 10 %.
• Устройства NFC в состоянии одновременно и получать, и передавать данные. Таким образом, они могут контролировать радиочастотное поле и обнаруживать противоречия, если полученный сигнал не соответствует переданному.

Конструкция[ | ]

NFC — это беспроводная коротистанционная технология, которая работает на расстоянии не более 10 сантиметров. NFC работает на частоте 13,56 МГц. NFC всегда включает инициатор и цель; инициатор активно генерирует радиочастотное поле, которое может влиять на пассивную цель. Также возможна NFC-связь между двумя устройствами при условии, что оба устройства включены.

Благодаря компактным размерам и низкому потреблению энергии NFC можно использовать в небольших устройствах. В смартфонах антенна часто крепится на задней стороне гаджета, под крышкой. Чтобы у пользователей не возникало вопроса, как именно прикладывать гаджет для передачи данных (особенно такая проблема характерна для планшетов из-за их большого размера и маленького радиуса действия технологии), местонахождение чипа часто помечается специальной наклейкой на корпусе.[4]

NFC и Bluetooth — технологии связи малого радиуса действия, которые были недавно интегрированы в мобильные телефоны. Существенное преимущество NFC над Bluetooth — более короткое время установки соединения. Вместо выполнения инструкций по согласованию для идентифицирования Bluetooth-устройства связь между двумя устройствами NFC устанавливается сразу (менее чем за одну десятую секунды).

Чтобы избежать сложного процесса согласования, NFC может использоваться для установки соединений в беспроводных технологиях, таких как Bluetooth.[источник не указан 306 дней]
Максимальная скорость передачи данных NFC (424 кбод) меньше, чем Bluetooth (24 Мбод).[источник не указан 306 дней]
У NFC меньший радиус действия (менее 20 см), который обеспечивает бо́льшую степень безопасности и делает NFC подходящей для переполненных пространств, где установление соответствия между сигналом и передавшим его физическим устройством (и как следствие, его пользователем) могло бы иначе оказаться невозможным.

[источник не указан 306 дней]
В отличие от Bluetooth, NFC совместима с существующими RFID-структурами.[источник не указан 306 дней]
NFC может также работать, когда одно из устройств не снабжено источником питания (например, телефон, который может быть выключен, бесконтактная кредитная смарт-карта, smart poster и т. п.).[источник не указан 306 дней]

Области применения[ | ]

Наклейки TecTiles со встроенной NFC-меткой

Технология NFC в 2019-2020 году главным образом нацеливается на использование в мобильных телефонах и планшетах. Существует три основных области применения NFC:

• эмуляция карт: устройство NFC ведет себя как существующая бесконтактная карта;
• режим считывания: устройство NFC является активным и считывает пассивную RFID-метку, например для интерактивнойрекламы;
• режим P2P: два устройства NFC вместе связываются и обмениваются информацией.

Возможно множество применений, таких как:

• Мобильная покупка в общественном транспорте — расширение существующей бесконтактной инфраструктуры. ^[5]
• Мобильные платежи — устройство действует как платёжная карта. ^[6]
• NFC-метка – это ультратонкий чип, в который может быть заложена любая информация.Информация с метки считывается любым устройством с NFC-модулем.
• Микрочип имплантат. Благодаря своему крохотному размеру он может располагаться на любой поверхности, может быть даже имплантирован под кожу человека.
• Спаривание Bluetooth — для соединения устройств Bluetooth 2.1 и выше, поддерживающих NFC, достаточно сблизить их и принять соединение. Процессы поиска устройства и авторизации заменены простым «прикосновением» мобильных телефонов.

Программа лицензированияпатента для NFC в настоящее время (2018 год) разрабатывается в Via Licensing Corporation — независимый филиал Dolby Laboratories.

Стандартизация и промышленные проекты[ | ]

Стандарты[ | ]

NFC была одобрена как ISO/IEC стандарт 8 декабря2003 года и позже как стандарт Ecma International.

NFC — технология с открытой платформой, стандартизированная в ECMA-340 и ISO/IEC 18092. Эти стандарты определяют схемы модуляции, ирование, скорости передачи и радиочастотную структуру интерфейса устройств NFC, а также схемы инициализации и условия, требуемые для контроля над конфликтными ситуациями во время инициализации — и для пассивных, и для активных режимов NFC. Кроме того, они также определяют протокол передачи, включая протокол активации и способ обмена данными. Радиоинтерфейс для NFC стандартизирован в:

• ISO/IEC 18092 / ECMA-340 : Near Field Communication Interface and Protocol-1 (NFCIP-1)^[7]
• ГОСТ Р ИСО/МЭК 18092-2015 Информационные технологии. Телекоммуникации и обмен информацией между системами. Коммуникация в ближнем поле. Интерфейс и протокол (NFCIP-1)
• ISO/IEC 21481 / ECMA-352 : Near Field Communication Interface and Protocol-2 (NFCIP-2)^[8]

NFC объединяет множество ранее существовавших стандартов, включая ISO 14443, ISO 15693. Таким образом, телефоны, снабженные NFC, способны к взаимодействию с существующей ранее инфраструктурой считывателей. Особенно в «режиме эмуляции карты» устройство NFC должно, по крайней мере, передать уникальный идентификационный номер существующему ранее считывателю.

Кроме того, NFC Forum определил общий формат данных, названный NDEF, который может использоваться, чтобы сохранить и передавать различные виды элементов данных, в пределах от любого MIME-typed объекта к ультракоротким RTD-документам, таким как URL.
NDEF концептуально очень подобен MIME. Это — сжатый двоичный формат так называемых «записей», в которых каждая запись может держать различный класс объекта. В соответствии с соглашением тип первого отчета определяет контекст всего сообщения.

NFC Forum[ | ]

NFC Forum является некоммерческой ассоциацией, основанной 18 марта 2004 года компаниями NXP Semiconductors, Sony и Nokia, чтобы продвинуть использование NFC в бытовой электронике, мобильных устройствах и персональных компьютерах. NFC Forum призван содействовать реализации и стандартизации технологии NFC, чтобы гарантировать способность к взаимодействию между устройствами и услугами. В сентябре 2007 насчитывалось более чем 130 членов NFC Forum.

В октябре 2010 г. к международной организации NFC Forum присоединилась компания i-Free, став, таким образом, первой российской компанией, вступившей в NFCForum.[9] Среди проектов на базе NFC, реализованных i-Free — построение опытной зоны NFC-решений. Тестовые испытания этого проекта успешно прошли в Санкт-Петербурге.[10]

В марте 2011 к NFC Forum в качестве ведущего участника (Principal Member) присоединился Google. Это вторая по старшинству роль в NFC Forum. Она позволяет проводить тестирование оборудования на соответствие стандартов NFC Forum в собственных лабораториях, не раскрывая коммерческую тайну производимого оборудования.

GSMA[ | ]

GSM Association (GSMA) является глобальной торговой ассоциацией, представляющей 700 операторов мобильной связи в 218 странах мира.

Они подали две инициативы:

• Mobile NFC initiative: четырнадцать операторов мобильных сетей, которые вместе представляют 40 % глобального рынка мобильной связи, поддерживающих NFC и сотрудничают, чтобы развивать приложения для NFC. Вот они: Bouygues Télécom, China Mobile, AT{amp}amp;T, KPN, Mobilkom Austria, Orange, SFR, SK Telecom, Telefonica Móviles España, Telenor, TeliaSonera, Telecom Italia Mobile (TIM), Vodafone and 3 (telecommunications).^[11]

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

13 февраля 2007 они издали техническое описание NFC, чтобы дать точку зрения операторов мобильной связи на экосистему NFC.[12]

• Pay buy mobile initiative стремится определить общий глобальный подход к использованию технологии Near Field Communications (NFC), чтобы связать мобильные устройства с платежными и бесконтактными системами.^[13][14] До настоящего времени^{[когда?]} 30 операторов мобильной связи присоединились к этой инициативе.

StoLPaN[ | ]

StoLPaN (‘Store Logistics and Payment with NFC’) является европейским консорциумом, поддерживаемым программой European Commission’s и Information Society Technologies. StoLPaN будет исследовать пока ещё не использованный потенциал с целью согласования новых видов локальных беспроводных интерфейсов, NFC и мобильной связи.

Другие стандарты, которые вовлечены в NFC, включают:

• ETSI / SCP (Платформа Смарт-карт), чтобы установить связь между SIM-картой и набором микросхем NFC.
• GlobalPlatform (англ.)русск., чтобы определить многоприкладную архитектуру защищенной микросхемы.
• EMVCo для воздействий на платежные приложения EMV.

Аспекты безопасности[ | ]

На конференции EuSecWest по вопросам безопасности, прошедшей 19—20 сентября 2012 года, компанией MWR Labs был представлен эксплойт0day, показавший уязвимость технологии NFC в мобильных устройствах. Специалистам по безопасности удалось передать через NFC-соединение вредоносный файл и получить полный контроль над принимающим устройством.

Хотя радиус связи NFC ограничен несколькими сантиметрами, NFC сама по себе не гарантирует безопасности соединений. В 2006, Ernst Haselsteiner и Klemens Breitfuß описали различные возможные типы атак.[17]

Подслушивание[ | ]

Радиочастотный сигнал беспроводной передачи данных может быть перехвачен антеннами. Расстояние, с которого атакующий в состоянии подслушать радиочастотный сигнал, зависит от многочисленных параметров, но в любом случае — это всего несколько метров.[18] Кроме того, на подслушивание чрезвычайно влияет режим связи.

Стандарт NFC сам по себе не предлагает защиты против подслушивания. По идее, стек протоколов должен использовать криптоалгоритмы поверх NFC для защиты данных.

Разрушение данных относительно легко осуществить средствами радиоэлектронной борьбы (РЭБ), то есть глушилками RFID. Нет способа предотвратить такое нападение, однако единственным его результатом будет невозможность установить связь.

Несанкционированная модификация данных внутри сообщения атакующим устройством нереализуема на практике в связи с невозможностью предсказать амплитуду и сдвиг фазы наведенного сигнала на приемном устройстве. RFID-приемник чувствителен к внезапной смене амплитуды и фазы несущего сигнала.

Поскольку NFC-устройства обычно также обеспечивают функциональность ISO 14443, описанная Relay attack также выполнима и для NFC.[19][20] Для этого нападения злоумышленник должен от жертве запрос считывателя и её ответ в режиме реального времени передать дальше на считывающее устройство. Это делается для того, чтобы выполнить задачу, симулирующую владение смарт-картой жертвы.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

Однако на практике такая атака довольно затруднительна в связи с жёсткими ограничениями по времени на ответ запрашиваемого устройства[источник не указан 1740 дней]. В некоторых случаях речь может идти о микросекундных допусках (например, при выполнении обязательной процедуры антиколлизии), также ввиду маленького расстояния взаимодействия атаки с использованием ретрансляторов очень проблематичны.