手機支付的兩種方式――NFC與RFID

摘　要：本文介紹了手機支付的背景和現(xiàn)狀。手機支付有兩種方式——NFC和RFID，本文詳細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)勢和發(fā)展前景，同時也介紹了手機支付的幾種運營模式。

關(guān)鍵詞：手機支付;RFID;NFC

1 背景

手機支付也被稱作移動支付，是一種允許移動用戶使用其移動終端對所消費的商品或服務(wù)進行賬務(wù)支付的服務(wù)方式。包括手機訂購、手機繳費、手機銀行、刷手機消費等業(yè)務(wù)。以手機支付來代替各種卡，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，而且更加方便消費者。各種銀行與手機運營商合作，去中介化，使銀行的資金流直接進入端消費，消費的信息流直接進入銀行的信息系統(tǒng)，使之處理信息更有效率。在利潤分配上，端消費的廠家可以給予銀行一定的返點，有利于銀行間的良性競爭，從而實現(xiàn)共贏。

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

通過手機短信接入方式支付，是中國最早的手機支付，這種方式從2001年運營商就開始推廣，很多手機用戶都體驗過。比如，我們在網(wǎng)上購買電腦殺毒軟件，其中就有手機支付方式，輸入手機號碼后確認付款后，手機會收到一個短信密碼驗證，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，大金額的支付運營商并不支持，而且功能也比較簡單。

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

第三階段則是最近一兩年發(fā)展起來的遠程支付和近端交易。遠程支付的典型應(yīng)用則是通過手機里面的交易平臺完成遠程交易轉(zhuǎn)賬或付款。近端交易的典型應(yīng)用則是刷卡手機，各大運營商都在推廣。

中國移動支付業(yè)務(wù)始于2001年，但是發(fā)展過程一直不溫不火。2004年下半年以來，若干主要的第三方移動支付運營商的業(yè)務(wù)有放量增長的趨勢，使得移動支付業(yè)務(wù)的地域覆蓋范圍越來越廣，產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)也越來越積極地尋求合作機會。從2004年下半年開始，移動支付進入地域快速擴張的階段。2005年，移動支付用戶數(shù)達到1560萬人，同比增長134%，占移動通信用戶總數(shù)的4%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到3.4億元;2007年，由于產(chǎn)業(yè)鏈的成熟、用戶消費習(xí)慣的形成和基礎(chǔ)設(shè)施的完備，移動支付業(yè)務(wù)將進入產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖僭鲩L的拐點。

2 中國手機支付現(xiàn)狀

與歐美、日、韓相比，中國的移動支付起步較晚，發(fā)展相對滯后。2000年，中國移動開始了移動支付的試驗性應(yīng)用。通過把客戶的手機號碼與銀行卡等支付賬戶進行綁定，以短信服務(wù)、語音、WAP、USSD (Unstructured Supplementary Service Data，非結(jié)構(gòu)補化充業(yè)務(wù)數(shù)據(jù))、K-JAVA等方式，為客戶提供移動支付服務(wù)。客戶使用手機錢包可以管理自己指定的銀行卡賬戶或小額中間賬戶，并從賬戶中進行扣費。通過一定時期的實際運營，隨著用戶對交易效率、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的移動支付系統(tǒng)在實際應(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)。目前中國的移動支付業(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(購買游戲點卡、IP卡、MP3下載)、日常繳費類(支付話費、水、電、氣等費用)、手機投保等業(yè)務(wù)。

(2)操作煩瑣，使用不方便，交易時間長，隱私性差。在支付過程中，支付系統(tǒng)與用戶之間的信息(用戶手機號、銀行帳號、商戶代碼、業(yè)務(wù)碼等)交換，必須由人工錄入(短信、語音等方式)。用戶還必須記住各種操作的命令字。因此，對于用戶來說，其操作相對于銀行卡煩瑣，延長了交易時間。由于用戶必須將其手機號提供給收款方，因此，作為用戶隱私的手機號無法被保密。另外，開通手機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支付業(yè)務(wù)時造成了一定的不便。

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

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

3 技術(shù)原­理

3.1 NFC手機支付

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

NFC芯片裝在手機上，手機就可以實現(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化整個認證識別過程，使電子設(shè)備間互相訪問更直接、更安全和更清楚。通過NFC，電腦、數(shù)碼相機、手機、PDA等多個設(shè)備之間可以很方便快捷地進行無線連接，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和服務(wù)。

支持NFC的設(shè)備可以在主動或被動模式下交換數(shù)據(jù)。在被動模式下，啟動NFC通信的設(shè)備，也稱為NFC發(fā)起設(shè)備(主設(shè)備)，在整個通信過程中提供射頻場(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)送到另一臺設(shè)備。另一臺設(shè)備稱為NFC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備)，不必產(chǎn)生射頻場，而使用負載調(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)備在被動模式下，可以用相同的連接和初始化過程檢測非接觸式智能卡或NFC目標(biāo)設(shè)備，并與之建立聯(lián)系。

圖1　NFC主動通信模式

在主動模式下，每臺設(shè)備要向另一臺設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時，都必須產(chǎn)生自己的射頻場。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，以便進行通信。這是對等網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)模式，可以獲得非常快速的連接設(shè)置。

圖2　NFC被動通信模式

如圖2所示，移動設(shè)備主要以被動模式操作，可以大幅降低功耗，并延長電池壽命。在一個應(yīng)用會話過程中，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。利用這項功能，電池電量較低的設(shè)備可以要求以被動模式充當(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標(biāo)準(zhǔn)(NFCIP-1或ECMA-340)，并提交給國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)/國際電工委員會(IEC)，成為ISO/IEC 18092標(biāo)準(zhǔn)，同時也得到了歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)Э會的承認，從此后已¾­有多個半導(dǎo)體公司開始生產(chǎn)兼容性和互操作芯片。

這個標(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)部芯片能夠使消費者通過銷售點(POS)終端閱讀器進行支付。在某些工作模式下NFC的功能類似于射頻識別(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13.56MHz的工作頻率，這是一個免許可國際通用頻帶，是美國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英寸時傳輸速率最大，實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。