手機(jī)支付的兩種方式――NFC與RFID

摘　要：本文介紹了手機(jī)支付的背景和現(xiàn)狀。手機(jī)支付有兩種方式——NFC和RFID，本文詳細(xì)介紹了這兩種支付方式的基本Ô­理和應(yīng)用情況，以及各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景，同時(shí)也介紹了手機(jī)支付的幾種運(yùn)營(yíng)模式。

關(guān)鍵詞：手機(jī)支付;RFID;NFC

1 背景

手機(jī)支付也被稱作移動(dòng)支付，是一種允許移動(dòng)用戶使用其移動(dòng)終端對(duì)所消費(fèi)的商品或服務(wù)進(jìn)行賬務(wù)支付的服務(wù)方式。包括手機(jī)訂購(gòu)、手機(jī)繳費(fèi)、手機(jī)銀行、刷手機(jī)消費(fèi)等業(yè)務(wù)。以手機(jī)支付來(lái)代替各種卡，不僅能夠解決掉浮游在各種卡上面的資金，使之在銀行卡上不僅能夠得到一定的利息收入，而且更加方便消費(fèi)者。各種銀行與手機(jī)運(yùn)營(yíng)商合作，去中介化，使銀行的資金流直接進(jìn)入端消費(fèi)，消費(fèi)的信息流直接進(jìn)入銀行的信息系統(tǒng)，使之處理信息更有效率。在利潤(rùn)分配上，端消費(fèi)的廠家可以給予銀行一定的返點(diǎn)，有利于銀行間的良性競(jìng)爭(zhēng)，從而實(shí)現(xiàn)共贏。

隨著3G技術(shù)的發(fā)展，大量新興行業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，手機(jī)支付在更廣范圍內(nèi)得到應(yīng)用。市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)Springboard　Research近日預(yù)測(cè)今年手機(jī)支付將是À­動(dòng)中國(guó)企業(yè)IT市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要因素之一。Springboard稱，中國(guó)企業(yè)IT市場(chǎng)在虎年將呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)，其中無(wú)現(xiàn)金支付技術(shù)的興起將是IT趨勢(shì)最主要影響因素。Springboard援引中國(guó)工信部的數(shù)據(jù)稱，截至2009年底，中國(guó)擁有約1500萬(wàn)3G用戶，為采用手機(jī)支付等增值服務(wù)提供了大量的用戶基礎(chǔ)。隨著手機(jī)上網(wǎng)日益普及，手機(jī)支付的市場(chǎng)潛力確實(shí)不容小覷。有專家也預(yù)言2010年將成為手機(jī)支付的爆發(fā)元年。

通過(guò)手機(jī)短信接入方式支付，是中國(guó)最早的手機(jī)支付，這種方式從2001年運(yùn)營(yíng)商就開始推廣，很多手機(jī)用戶都體驗(yàn)過(guò)。比如，我們?cè)诰W(wǎng)上購(gòu)買電腦殺毒軟件，其中就有手機(jī)支付方式，輸入手機(jī)號(hào)碼后確認(rèn)付款后，手機(jī)會(huì)收到一個(gè)短信密碼驗(yàn)證，輸入后就完成交易。目前這種支付方式還是使用最為廣泛。但是這種方式只能是小額支付，大金額的支付運(yùn)營(yíng)商并不支持，而且功能也比較簡(jiǎn)單。

第二階段手機(jī)支付方式是手機(jī)WAP網(wǎng)站，購(gòu)物后通過(guò)手機(jī)來(lái)支付。很多WAP上的商家通過(guò)自己的支付方式與手機(jī)用戶完成交易。但是這種方式發(fā)展也比較緩慢，主要制約因素是當(dāng)時(shí)2G通信網(wǎng)絡(luò)比較慢，用戶會(huì)失去耐心。

第三階段則是最近一兩年發(fā)展起來(lái)的遠(yuǎn)程支付和近端交易。遠(yuǎn)程支付的典型應(yīng)用則是通過(guò)手機(jī)里面的交易平臺(tái)完成遠(yuǎn)程交易轉(zhuǎn)賬或付款。近端交易的典型應(yīng)用則是刷卡手機(jī)，各大運(yùn)營(yíng)商都在推廣。

中國(guó)移動(dòng)支付業(yè)務(wù)始于2001年，但是發(fā)展過(guò)程一直不溫不火。2004年下半年以來(lái)，若干主要的第三方移動(dòng)支付運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)有放量增長(zhǎng)的趨勢(shì)，使得移動(dòng)支付業(yè)務(wù)的地域覆蓋范圍越來(lái)越廣，產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)也越來(lái)越積極地尋求合作機(jī)會(huì)。從2004年下半年開始，移動(dòng)支付進(jìn)入地域快速擴(kuò)張的階段。2005年，移動(dòng)支付用戶數(shù)達(dá)到1560萬(wàn)人，同比增長(zhǎng)134%，占移動(dòng)通信用戶總數(shù)的4%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到3.4億元;2007年，由于產(chǎn)業(yè)鏈的成熟、用戶消費(fèi)習(xí)慣的形成和基礎(chǔ)設(shè)施的完備，移動(dòng)支付業(yè)務(wù)將進(jìn)入產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長(zhǎng)的拐點(diǎn)。

2 中國(guó)手機(jī)支付現(xiàn)狀

與歐美、日、韓相比，中國(guó)的移動(dòng)支付起步較晚，發(fā)展相對(duì)滯后。2000年，中國(guó)移動(dòng)開始了移動(dòng)支付的試驗(yàn)性應(yīng)用。通過(guò)把客戶的手機(jī)號(hào)碼與銀行卡等支付賬戶進(jìn)行綁定，以短信服務(wù)、語(yǔ)音、WAP、USSD (Unstructured Supplementary Service Data，非結(jié)構(gòu)補(bǔ)化充業(yè)務(wù)數(shù)據(jù))、K-JAVA等方式，為客戶提供移動(dòng)支付服務(wù)?？蛻羰褂檬謾C(jī)錢包可以管理自己指定的銀行卡賬戶或小額中間賬戶，并從賬戶中進(jìn)行扣費(fèi)。通過(guò)一定時(shí)期的實(shí)際運(yùn)營(yíng)，隨著用戶對(duì)交易效率、交易成本、安全性、網(wǎng)絡(luò)覆蓋等要求的提高，現(xiàn)有基于GSM的移動(dòng)支付系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中逐漸顯露出局限性。

(1)支持業(yè)務(wù)有限，在日常生活中其便利性難以體現(xiàn)。目前中國(guó)的移動(dòng)支付業(yè)務(wù)所支持的業(yè)務(wù)極其有限，僅支持彩票類、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字產(chǎn)品類(購(gòu)買游戲點(diǎn)卡、IP卡、MP3下載)、日常繳費(fèi)類(支付話費(fèi)、水、電、氣等費(fèi)用)、手機(jī)投保等業(yè)務(wù)。

(2)操作煩瑣，使用不方便，交易時(shí)間長(zhǎng)，隱私性差。在支付過(guò)程中，支付系統(tǒng)與用戶之間的信息(用戶手機(jī)號(hào)、銀行帳號(hào)、商戶代碼、業(yè)務(wù)碼等)交換，必須由人工錄入(短信、語(yǔ)音等方式)。用戶還必須記住各種操作的命令字。因此，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，其操作相對(duì)于銀行卡煩瑣，延長(zhǎng)了交易時(shí)間。由于用戶必須將其手機(jī)號(hào)提供給收款方，因此，作為用戶隱私的手機(jī)號(hào)無(wú)法被保密。另外，開通手機(jī)錢包的用戶還必須更換新STK卡，這也給將電話薄存在SIM卡上的用戶在開通移動(dòng)支付業(yè)務(wù)時(shí)造成了一定的不便。

(3)速率低，聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)在線能力有限，安全性差，效率低、成本高。基于GSM網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)支付系統(tǒng)通常采用短信平臺(tái)、USSD和GSM撥號(hào)等方式進(jìn)行通訊。短信平臺(tái)方式由于基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交易，而且受通訊模式的限制，短信量大時(shí)響應(yīng)速度慢，非常容易出現(xiàn)超時(shí)和丟失數(shù)據(jù)包的現(xiàn)象，使得用戶在高峰期內(nèi)無(wú)法正常辦理業(yè)務(wù)。另外，受短信每次傳輸數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的技術(shù)限制，大數(shù)據(jù)包將被分批傳送，一旦其中一個(gè)短信受阻，將導(dǎo)致產(chǎn)生信息傳送不完整的風(fēng)險(xiǎn)，從而安全性受限。USSD和GSM撥號(hào)方式均屬于CSD電路交換方式，雖然較短信方式可靠、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、交互能力好，但存在獨(dú)占信道、撥號(hào)連接時(shí)間長(zhǎng)、速率低等缺點(diǎn)，同時(shí)需要專用的數(shù)據(jù)通道支持，因此，嚴(yán)重影響了連網(wǎng)能力，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線。既便是在非通話態(tài)時(shí)，USSD使用FACCH信令信道，數(shù)據(jù)傳輸速率也僅約為1kbps。

因此，促進(jìn)中國(guó)移動(dòng)支付發(fā)展的關(guān)鍵之一就是對(duì)移動(dòng)支付系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，增加其業(yè)務(wù)種類、改善業(yè)務(wù)承載的通信方式、簡(jiǎn)化用戶的終端操作、更好的保護(hù)用戶隱私。目前，手機(jī)支付有兩種方式，NFC和RFID，其中RFID主要應(yīng)用為RFID-SIM卡。

3 技術(shù)原­理

3.1 NFC手機(jī)支付

NFC英文全稱Near Field Communication，近距離無(wú)線通信。是由飛利浦公司發(fā)起，由諾基亞、索尼等著名廠商聯(lián)合主推的一項(xiàng)無(wú)線技術(shù)。NFC由非接觸式射頻識(shí)別(RFID)及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來(lái),在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)交換。這項(xiàng)技術(shù)最初只是RFID技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的簡(jiǎn)單合并，現(xiàn)在已¾­演變成一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，發(fā)展態(tài)勢(shì)相當(dāng)迅速。

NFC芯片裝在手機(jī)上，手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)小額電子支付和讀取其他NFC設(shè)備或標(biāo)簽的信息。NFC的短距離交互大大簡(jiǎn)化整個(gè)認(rèn)證識(shí)別過(guò)程，使電子設(shè)備間互相訪問(wèn)更直接、更安全和更清楚。通過(guò)NFC，電腦、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、PDA等多個(gè)設(shè)備之間可以很方便快捷地進(jìn)行無(wú)線連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和服務(wù)。

支持NFC的設(shè)備可以在主動(dòng)或被動(dòng)模式下交換數(shù)據(jù)。在被動(dòng)模式下，啟動(dòng)NFC通信的設(shè)備，也稱為NFC發(fā)起設(shè)備(主設(shè)備)，在整個(gè)通信過(guò)程中提供射頻場(chǎng)(RF-field)，它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺(tái)設(shè)備。另一臺(tái)設(shè)備稱為NFC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備)，不必產(chǎn)生射頻場(chǎng)，而使用負(fù)載調(diào)制(load modulation)技術(shù)，即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。此通信機(jī)制與基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接觸式智能卡兼容，因此，NFC發(fā)起設(shè)備在被動(dòng)模式下，可以用相同的連接和初始化過(guò)程檢測(cè)非接觸式智能卡或NFC目標(biāo)設(shè)備，并與之建立聯(lián)系。

圖1　NFC主動(dòng)通信模式

在主動(dòng)模式下，每臺(tái)設(shè)備要向另一臺(tái)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，都必須產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng)。如圖1所示，發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備都要產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng)，以便進(jìn)行通信。這是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)模式，可以獲得非?？焖俚倪B接設(shè)置。

圖2　NFC被動(dòng)通信模式

如圖2所示，移動(dòng)設(shè)備主要以被動(dòng)模式操作，可以大幅降低功耗，并延長(zhǎng)電池壽命。在一個(gè)應(yīng)用會(huì)話過(guò)程中，NFC設(shè)備可以在發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備之間切換自己的角色。利用這項(xiàng)功能，電池電量較低的設(shè)備可以要求以被動(dòng)模式充當(dāng)目標(biāo)設(shè)備，而不是發(fā)起設(shè)備。

NXP公司和索尼公司發(fā)明了NFC技術(shù)，Ecma International公司首次采用它做為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)(NFCIP-1或ECMA-340)，并提交給國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)/國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)，成為ISO/IEC 18092標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也得到了歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)Э會(huì)的承認(rèn)，從此后已¾­有多個(gè)半導(dǎo)體公司開始生產(chǎn)兼容性和互操作芯片。

這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)類似于智能卡中所采用的NFC技術(shù)，并與其兼容，其內(nèi)部芯片能夠使消費(fèi)者通過(guò)銷售點(diǎn)(POS)終端閱讀器進(jìn)行支付。在某些工作模式下NFC的功能類似于射頻識(shí)別(RFID)。NXP公司的MIFARE和索尼公司的FeliCa產(chǎn)品就采用了已¾­制定的智能卡標(biāo)準(zhǔn)。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一個(gè)13.56MHz的工作頻率，這是一個(gè)免許可國(guó)際通用頻帶，是美國(guó)ISM帶15/18頻帶之一。數(shù)據(jù)傳輸速率為106、212或424kbps，取決于通訊范圍，在20cm或大約8英寸時(shí)傳輸速率最大，實(shí)際通訊范圍只有幾英寸或不大于10cm，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了多種工作模式。