雙頻手機(jī)支付設(shè)計(jì)方案

目前，基于手機(jī)移動(dòng)終端作為IC卡模式按照應(yīng)用場景可分為兩種：金融應(yīng)用和非金融應(yīng)用(圖1)。

金融應(yīng)用場景是以銀聯(lián)認(rèn)證的SIM卡內(nèi)支付應(yīng)用為主體，與銀聯(lián)或銀行POS機(jī)具配合實(shí)現(xiàn)金融支付功能。主要包括PBOC/qPBOC借貸記應(yīng)用、PBOC電子錢包/存折應(yīng)用、電子現(xiàn)金應(yīng)用等。

非金融應(yīng)用場景是指非銀聯(lián)認(rèn)證或兼容的SIM卡內(nèi)應(yīng)用，與非銀聯(lián)POS機(jī)具配合實(shí)現(xiàn)的電子貨幣支付、積分、ID識(shí)別、安全管控等功能。主要包括公共交通應(yīng)用、行業(yè)應(yīng)用、小區(qū)域(企業(yè)、校園一卡通)應(yīng)用、安全識(shí)別應(yīng)用等。

移動(dòng)支付市場需求及面臨主要問題

中國是一個(gè)擁有巨大潛力的手機(jī)移動(dòng)支付市場。目前已有超過5億的手機(jī)用戶、1.5億信用卡用戶，以及數(shù)量龐大的一卡通用戶。隨著3G時(shí)代的演進(jìn)，這些用戶將從傳統(tǒng)的現(xiàn)金或信用卡支付轉(zhuǎn)向全新的非接觸式手機(jī)移動(dòng)支付。巨大的市場需求給運(yùn)營商、卡片開發(fā)商、手機(jī)廠商、芯片供應(yīng)商等手機(jī)支付產(chǎn)業(yè)鏈上的眾多廠商帶來了壓力，也帶來了新的機(jī)遇。目前基于手機(jī)的移動(dòng)支付在世界范圍內(nèi)持續(xù)升溫，如購買飲料、購買車票等等。基于手機(jī)的移動(dòng)支付應(yīng)用受到移動(dòng)運(yùn)營商、服務(wù)提供商的高度重視。手機(jī)支付具有自身的優(yōu)勢：它具有龐大的潛在用戶群體以及中國信用卡普及率低；手機(jī)的便攜性為開展各種手機(jī)支付業(yè)務(wù)提供了基礎(chǔ)，并且操作簡單快捷；同時(shí)，借助移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)支付可隨時(shí)、隨地進(jìn)行，跨越了時(shí)間和地域的限制。

目前的移動(dòng)支付業(yè)務(wù)按支付的空間和時(shí)間特點(diǎn)，可分為非現(xiàn)場的非實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程支付和現(xiàn)場的實(shí)時(shí)支付(圖2)。非現(xiàn)場的非實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程支付是目前常用的支付方式，這種方式一般通過短信方式發(fā)起交易請(qǐng)求，從支付的速度來看，具有明顯的時(shí)間延遲，快時(shí)需幾秒鐘，慢時(shí)甚至需幾分鐘。目前在國內(nèi)開展的手機(jī)話費(fèi)、購物、手機(jī)銀行等均屬此類非現(xiàn)場的非實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程支付。

由于明顯的時(shí)間延遲，非現(xiàn)場的非實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程支付已無法滿足公共汽車票、軌道交通、出租車費(fèi)等城市一卡通應(yīng)用領(lǐng)域。在這種情況下，需要現(xiàn)場的實(shí)時(shí)支付交易，即可通過手機(jī)和支付機(jī)具之間通過非接觸通訊方式快速完成支付交易，這樣完成一次交易只需幾百毫秒。

雙頻手機(jī)支付解決方案

市場上迫切需要一種符合這種特征的移動(dòng)支付產(chǎn)品：同時(shí)支持13.56M和2.4G、能夠?qū)崿F(xiàn)高安全性、可擴(kuò)展性和低成本部署。因此，雙頻手機(jī)移動(dòng)支付方案應(yīng)運(yùn)而生，并在眾多技術(shù)中脫穎而出，成為電信和金融運(yùn)營商易于開展業(yè)務(wù)的最佳技術(shù)選擇。

雙頻手機(jī)支付解決方案是由上海華虹集成電路有限責(zé)任公司完全自主研發(fā)，結(jié)合中國國情與國際先進(jìn)技術(shù)而形成的非接觸式手機(jī)支付方案，同時(shí)支持基于13.56M SWP技術(shù)非接觸式移動(dòng)支付和2.4G非接觸式移動(dòng)支付。

華虹雙頻SIM卡技術(shù)解決方案包含了硬件線路、SWP/HCI協(xié)議棧和應(yīng)用COS開發(fā)的多接口優(yōu)先關(guān)系。

雙頻SIM卡構(gòu)成和線路

雙頻SIM卡在外在物理形態(tài)上和普通SIM卡類似，不同之處在于它在卡體內(nèi)部封裝了支持多個(gè)功能實(shí)體的芯片。

支付芯片(安全主控芯片)提供支付功能、其它增值服務(wù)功能和射頻芯片的控制功能，同時(shí)提供SIM卡芯片和用戶終端的物理通道以及提供電信功能。

2.4G射頻芯片受支付芯片控制，可實(shí)現(xiàn)射頻功能，基礎(chǔ)射頻協(xié)議，提供雙頻SIM卡讀寫器的射頻通信通道。

SHC1228芯片可提供雙ISO7816接口功能，或提供ISO7816加SPI接口功能。豐富的接口資源使SHC1228可適應(yīng)多種安全控制芯片和射頻模塊，極大地拓展了SIM卡的功能，為移動(dòng)運(yùn)營商和開拓除通信以外的增值業(yè)務(wù)提供了新的載體，大幅增加了卡片開發(fā)商對(duì)各種非接觸式手機(jī)移動(dòng)支付方案選擇的靈活性(圖3)。其應(yīng)用的優(yōu)勢非常明顯，包括：

1.符合最新國際標(biāo)準(zhǔn)。采用單線通信協(xié)議SWP，支持最新的eNFC移動(dòng)支付架構(gòu)。該方案在歐洲和國內(nèi)都已進(jìn)行了試商用，成為行業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可的解決方案。

2.支持雙頻移動(dòng)支付解決方案。兼具13.56M和2.4G的優(yōu)點(diǎn)，有非常廣泛的適用性。

3.高安全性。支持DES/3DES，RSA1024，提供多種安全保護(hù)機(jī)制，保證了其極強(qiáng)的安全防偽能力。支持多種主流加密鑒權(quán)算法，以提高智能卡安全等級(jí)；認(rèn)證：EAL4+。

4.靈活性和適應(yīng)性較強(qiáng)?？筛鶕?jù)不同應(yīng)用定義各存儲(chǔ)扇區(qū)的密碼和訪問條件，以便互不影響地分別滿足不同場合、不同用途的要求?？梢詫?shí)現(xiàn)公交交通、小額支付、手機(jī)銀行、商品消費(fèi)等行業(yè)應(yīng)用分別獨(dú)立存儲(chǔ)及安全管理。

5.性能兼容強(qiáng)。與大多數(shù)國內(nèi)外主流品牌手機(jī)進(jìn)行完整業(yè)務(wù)應(yīng)用測試，并與多家金融、票務(wù)終端POS機(jī)聯(lián)調(diào)，其性能表現(xiàn)優(yōu)良。

雙頻方案的電路連接如圖4所示。SHC1228與手機(jī)終端的連接：SHC1228通過7816連接手機(jī)基帶芯片，實(shí)現(xiàn)電信應(yīng)用；通過SWP連接手機(jī)CLF芯片，實(shí)現(xiàn)13.56M通道非接觸式移動(dòng)支付應(yīng)用。SHC1228與RF芯片的連接：SHC1228與2.4G RF采用串行接口連接。2.4G RF發(fā)送接收器同過外部中斷喚醒SHC1228。

SWP/HCI協(xié)議棧

華虹雙頻解決方案提供了SWP/HCI協(xié)議棧，使卡片廠商能夠節(jié)省時(shí)間和研發(fā)成本。

SWP(Single Wire Protocol，單線協(xié)議)是基于C6引腳的單線連接方案，屬于物理層協(xié)議。簡單來說，就是用一根數(shù)據(jù)線溝通用戶卡與NFC芯片，再通過NFC芯片與外部聯(lián)接。

在SWP方案中，接口界面包括三根線：VCC(C1)、GND(C5)和SWP(C6)，其中SWP信號(hào)線上基于電壓和負(fù)載調(diào)制原理實(shí)現(xiàn)了全雙工通訊，這樣可以實(shí)現(xiàn)用戶卡在ISO 7816界面定義下同時(shí)支持7816和SWP兩個(gè)接口。

HCI(Host Controller Interface，主機(jī)控制器接口)協(xié)議屬于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。HCI協(xié)議中定義了Host(主機(jī))之間的接口，包含：不同主機(jī)通過在Gate(門)間建立Pipe(管道)來交換命令、響應(yīng)和事件；定義了一套HCP(Host Controller Protocol，主機(jī)控制器協(xié)議)報(bào)文機(jī)制；定義了一套HCP路由機(jī)制，負(fù)責(zé)報(bào)文在不同主機(jī)間的傳遞，并且在必要的時(shí)候?qū)?bào)文進(jìn)行分片處理(圖5)。

多接口優(yōu)先級(jí)關(guān)系

雙頻方案具有傳統(tǒng)7816電信接口、SWP接口和2.4G射頻接口，COS開發(fā)過程中需要正確處理優(yōu)先級(jí)關(guān)系。

當(dāng)同時(shí)發(fā)生電信應(yīng)用和2.4G應(yīng)用時(shí)，以7816電信應(yīng)用為優(yōu)先，但2.4G應(yīng)用不受影響。當(dāng)同時(shí)發(fā)生電信應(yīng)用和SWP (13.56M)應(yīng)用時(shí)，以7816電信應(yīng)用為優(yōu)先，但13.56M應(yīng)用不受影響。

可支持的應(yīng)用

雙頻方案接合了13.56M和2.45G技術(shù)的優(yōu)勢和特點(diǎn)，可融合多種應(yīng)用，各個(gè)應(yīng)用之間相互隔離。這些應(yīng)用的具體功能包括：校/企一卡通應(yīng)用、身份識(shí)別、手機(jī)網(wǎng)銀、電子錢包、Bank Card應(yīng)用、公交一卡通應(yīng)用、優(yōu)惠券功能、無線通信功能。