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NFC-Visitenkartentechnologie

Die Technik hinter den Kulissen

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Nahfeldkommunikation

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Nahfeldkommunikation (NFC) ist eine Menge von Kommunikationsprotokolle das ermöglicht Kommunikation zwischen zwei elektronischen Geräten über eine Entfernung von 4 cm (11⁄2 in) oder weniger.[1] NFC bietet eine Verbindung mit geringer Geschwindigkeit durch eine einfache Einrichtung, die verwendet werden kann, um bootstrap leistungsfähigere drahtlose Verbindungen.[2]

NFC-Geräte können als elektronische Ausweispapiere und Keycards.[2] Sie werden verwendet in kontaktloses Bezahlen Systeme und ermöglichen mobile Bezahlung Ersetzen oder Ergänzen von Systemen wie Kreditkarten und elektronisches Ticket Chipkarten. Diese werden manchmal als NFC/CTLS oder CTLS NFC, mit kontaktlos abgekürzt als CTLS. NFC kann verwendet werden, um kleine Dateien wie Kontakte auszutauschen und schnelle Verbindungen aufzubauen, um größere Medien wie Fotos, Videos und andere Dateien auszutauschen.[3]

 
Der Secure Element Chip, ein NFC-Chip, der Daten wie den Secure Element Identifier (SEID) für sichere Transaktionen enthält. Dieser Chip ist häufig in Smartphones und anderen NFC-Geräten zu finden.

Übersicht[bearbeiten]

Die Nahfeldkommunikation (NFC) beschreibt eine Technologie, die für den kontaktlosen Austausch von Daten über kurze Entfernungen genutzt werden kann. Zwei NFC-fähige Geräte werden über einen Punkt-zu-Punkt-Kontakt über eine Entfernung von 0 bis 2 cm verbunden. Über diese Verbindung können Daten (wie Prozessdaten, Wartungs- und Serviceinformationen) zwischen den Geräten ausgetauscht werden. Diese Schnittstelle kann auch zur Parametrierung der Komponente verwendet werden.

NFC-fähige tragbare Geräte können ausgestattet werden mit Anwendungssoftwareum beispielsweise elektronische Etiketten zu lesen oder Zahlungen vorzunehmen, wenn sie mit einem NFC-kompatiblen System verbunden sind. Diese sind auf NFC-Protokolle standardisiert und ersetzen die von früheren Systemen verwendeten proprietären Technologien.

Wie andere "Näherungskarte"Die NFC-Technologie basiert auf induktive Kopplung zwischen zwei sogenannten Antennen auf NFC-fähigen Geräten - zum Beispiel einem Smartphone und einem Drucker -, die in eine oder beide Richtungen kommunizieren und eine Frequenz von 13,56 MHz im weltweit verfügbaren unlizenzierten Frequenzbereich nutzen. Radiofrequenz ISM-Band unter Verwendung der ISO/IEC 18000-3 Luftschnittstellenstandard mit Datenraten von 106 bis 424 kbit/s.

Jedes aktive NFC-Gerät kann in einem oder mehreren von drei Modi arbeiten:

NFC-Kartenemulation
Ermöglicht es, dass NFC-fähige Geräte wie Smartphones wie Smartcards funktionieren, so dass Benutzer Transaktionen wie Zahlungen oder Ticketing durchführen können. Siehe Hostkarten-Emulation
NFC-Leser/Schreiber
Ermöglicht es NFC-fähigen Geräten, Informationen zu lesen, die auf kostengünstigen NFC-Tags gespeichert sind, die in Etiketten oder Smartpostern eingebettet sind.
NFC Peer-to-Peer
Ermöglicht es zwei NFC-fähigen Geräten, miteinander zu kommunizieren und Informationen in einer ad hoc Mode.

NFC-Tags sind passive Datenspeicher, die von einem NFC-Gerät gelesen und unter Umständen auch beschrieben werden können. Sie enthalten in der Regel Daten (ab 2015 zwischen 96 und 8.192 Byte) und sind bei normaler Verwendung schreibgeschützt, können aber auch wiederbeschreibbar sein. Zu den Anwendungen gehören die sichere Speicherung persönlicher Daten (z.B. debit oder kreditkarte Informationen, Treueprogramm Daten, persönliche Identifikationsnummern (PINs), Kontakte). NFC-Etiketten können von ihren Herstellern individuell kodiert werden oder die Industriespezifikationen verwenden.

Die Standards wurden vom NFC-Forum bereitgestellt.[4] Das Forum war für die Förderung der Technologie und die Festlegung von Standards verantwortlich und zertifiziert die Konformität der Geräte. Sichere Kommunikation ist durch die Anwendung von Verschlüsselungsalgorithmen möglich, wie es bei Kreditkarten der Fall ist.[5] und ob sie die Kriterien für die Einstufung als Personal Area Network.[6]

Die NFC-Standards umfassen Kommunikationsprotokolle und Datenaustauschformate und basieren auf bestehenden Radiofrequenz-Identifikation (RFID) Standards einschließlich ISO/IEC 14443 und FeliCa.[7] Zu den Standards gehören ISO/IEC 18092[8] und die vom NFC-Forum definierten. Neben dem NFC-Forum hat auch das GSMA Gruppe eine Plattform für die Einführung der GSMA NFC Standards definiert[9] in mobilen Endgeräten. Zu den Bemühungen der GSMA gehört der Trusted Services Manager,[10][11] Ein-Draht-Protokoll, Tests/Zertifizierung und sicheres Element.[12]

Ein Patentlizenzierungsprogramm für NFC wird von France Brevets, einem 2011 gegründeten Patentfonds, entwickelt. Dieses Programm wurde von der Via Licensing Corporation entwickelt, einer unabhängigen Tochtergesellschaft von Dolby Laboratorienund wurde im Mai 2012 gekündigt.[13] Eine plattformunabhängige frei und quelloffen NFC-Bibliothek, libnfcist verfügbar unter dem GNU Lesser General Public License.[14][15]

Zu den aktuellen und erwarteten Anwendungen gehören kontaktlose Transaktionen, Datenaustausch und die vereinfachte Einrichtung komplexerer Kommunikationsvorgänge wie z.B. Wi-Fi.[16] Wenn eines der angeschlossenen Geräte über eine Internetverbindung verfügt, kann das andere außerdem Daten mit Online-Diensten austauschen.[Zitierweise erforderlich]

Geschichte[bearbeiten]

NFC ist verwurzelt in Radiofrequenz-Identifikation Technologie (bekannt als RFID), die es kompatibler Hardware ermöglicht, ein ansonsten stromloses und passives elektronisches Etikett über Funkwellen sowohl mit Strom zu versorgen als auch mit ihm zu kommunizieren. Dies wird zur Identifizierung, Authentifizierung und Verfolgung verwendet. Ähnliche Ideen in der Werbung und bei industriellen Anwendungen waren im Allgemeinen kommerziell nicht erfolgreich und wurden von Technologien wie QR-Codes, Barcodes und UHF RFID-Etiketten.[Zitierweise erforderlich]

  • 17. Mai 1983 - Das erste Patent, das mit der Abkürzung "RFID" wurde gewährt für Charles Walton.[17]
  • 1997 - Frühe Form patentiert und erstmals verwendet in Krieg der Sterne Charakterspielzeug für Hasbro. Das Patent wurde ursprünglich von Andrew White und Marc Borrett von Innovision Research and Technology gehalten (Patent WO9723060). Das Gerät ermöglichte die Datenkommunikation zwischen zwei Geräten in unmittelbarer Nähe.[18]
  • März 25, 2002 - Philips und Sony einigten sich darauf, eine Technologiespezifikation zu erstellen und einen technischen Entwurf zu entwerfen.[19] Philips Halbleiter beantragte die sechs grundlegenden Patente für NFC, die von den österreichischen und französischen Ingenieuren Franz Amtmann und Philippe Maugars erfunden wurden, die den Europäischer Erfinderpreis im Jahr 2015.[20]
  • 8. Dezember 2003 - NFC wurde als ein ISO/IEC Standard und später als ECMA Standard.
  • 2004 - Nokia, Philips und Sony gründen das NFC-Forum[21]
  • 2004 - Nokia bringt NFC-Shell-Add-on für Nokia 5140 und später Nokia 3220 Modelle, die im Jahr 2005 ausgeliefert werden sollen.[22][23]
  • 2005 - Experimente mit Mobiltelefonen im Transportwesen, mit Bezahlung im Mai in Hanau (Nokia) und auch die Validierung an Bord im Oktober in Schön mit Orange und Bezahlung in Geschäften im Oktober in Caen (Samsung) mit erstem Empfang von "Fly Tag" Informationen[24][25][26]
  • 2006 - Erste Spezifikationen für NFC-Tags[27]
  • 2006 - Spezifikation für "SmartPoster"-Datensätze[28]
  • 2007 - Innovisions NFC-Tags werden im ersten Verbrauchertest in Großbritannien verwendet, im Nokia 6131 Mobilteil.[29]
  • 2008 – AirTag das nach eigenen Angaben erste NFC-SDK auf den Markt gebracht.[30]
  • 2009 - Im Januar veröffentlicht das NFC-Forum Peer-to-Peer-Standards zur Übertragung von Kontakten, URLs, Bluetooth einleiten, etc.[31]
  • 2009 - NFC wird zum ersten Mal bei Transporten von China Unicom und Yucheng Transportation Card in den Straßenbahnen und Bussen von Chongqing am 19. Januar 2009,[32] dann zum ersten Mal in einem U-Bahn-Netz implementiert, von China Unicom in Peking am 31. Dezember 2010.[33]
  • 2010 - Innovision veröffentlicht eine Reihe von Designs und Patenten für kostengünstige Mobiltelefone und andere Geräte für den Massenmarkt.[34]
  • 2010 – Nokia C7: Erstes NFC-fähiges Smartphone veröffentlicht.[35] Die NFC-Funktion wurde Anfang 2011 durch ein Software-Update aktiviert.[36]
  • 2010 – Samsung Nexus S: Erste Android NFC-Telefon gezeigt[37][38]
  • Mai 21, 2010 - Nizza, Frankreich startet mit "Cityzi" das Projekt "Nice City of contactless mobile", das erste in Europa, das den Einwohnern NFC-Bankkarten und -Mobiltelefone (wie den Samsung Player One S5230) zur Verfügung stellt, sowie ein "Dienstleistungsbouquet", das die Bereiche Transport (Straßenbahn und Bus), Tourismus und Dienstleistungen für Studenten umfasst[39][40][41]
  • 2011 - Google I/O "How to NFC" demonstriert NFC zum Starten eines Spiels und zum Teilen eines Kontakts, einer URL, einer App oder eines Videos.[42]
  • 2011 - Die NFC-Unterstützung wird Teil des Symbian Handy-Betriebssystem mit der Veröffentlichung der Version Symbian Anna.[43]
  • 2011 – Forschung in Motion Geräte sind die ersten, die von MasterCard Weltweit für ihre PayPass Service[44]
  • 2012 - Britische Restaurantkette ESSEN. und Alles Überall (Orange Mobile Network Operator), Partner für die erste landesweite NFC-fähige Smartposter-Kampagne in Großbritannien. Eine spezielle Handy-App wird ausgelöst, wenn das NFC-fähige Mobiltelefon mit dem Smartposter in Kontakt kommt.[45]
  • 2012 - Sony führt NFC-"Smart Tags" ein, mit denen Sie Modi und Profile auf einem Sony-Smartphone aus nächster Nähe ändern können und die im Lieferumfang des Sony Xperia P Smartphone, das im selben Jahr veröffentlicht wurde.[46]
  • 2013 - Samsung und VISA geben ihre Partnerschaft zur Entwicklung mobiler Zahlungen bekannt.
  • 2013 – IBM In dem Bemühen, Betrug und Sicherheitsverstöße einzudämmen, entwickeln Wissenschaftler eine NFC-basierte Sicherheitstechnologie für die mobile Authentifizierung. Diese Technologie funktioniert nach ähnlichen Prinzipien wie Zwei-Faktor-Authentifizierung Sicherheit.[47]
  • Oktober 2014 - Dinube wird das erste kartenlose Zahlungsnetzwerk [48][49] NFC-Kontaktlos-Zahlungen nativ auf einem mobilen Gerät einzuführen, d.h. es ist weder eine externe Hülle noch ein NFC-'Aufkleber' oder eine Karte erforderlich. Basierend auf Hostkarten-Emulation mit eigenem Anwendungskennzeichen (AID),[50] Kontaktloses Bezahlen war verfügbar auf Android KitKat aufwärts und die kommerzielle Veröffentlichung begann im Juni 2015.[51]
  • 2014 – AT&T, Verizon und T-Mobile veröffentlicht Softcard (ehemals ISIS mobile Geldbörse). Es läuft auf NFC-fähigen Android-Telefonen und iPhone 4 und iPhone 5 wenn ein externes NFC-Gehäuse angebracht ist. Die Technologie wurde gekauft von Google und der Dienst endete am 31. März 2015.
  • November 2015 - Swatch und Visa Inc. kündigten eine Partnerschaft an, um NFC-Finanztransaktionen mit der "Swatch Bellamy"-Armbanduhr zu ermöglichen. Das System ist derzeit in Asien online, durch eine Partnerschaft mit China UnionPay und Bank of Communications. Die Partnerschaft wird die Technologie in die USA, nach Brasilien und in die Schweiz bringen.[52]
  • November 2015 - Google's Android Pay Funktion, ein direkter Konkurrent von Apple Pay, wurde eingeführt und die Einführung in den USA hat begonnen.[53]

Gestaltung[bearbeiten]

NFC ist eine Reihe von drahtlosen Technologien mit kurzer Reichweite, die normalerweise einen Abstand von 10 cm oder weniger erfordern. NFC arbeitet mit 13,56 MHz auf ISO/IEC 18000-3 Luftschnittstelle und mit Raten von 106 kbit/s bis 424 kbit/s. Bei NFC gibt es immer einen Initiator und ein Ziel; der Initiator erzeugt aktiv ein RF Feld, das ein passives Ziel mit Strom versorgen kann. Dadurch können NFC-Ziele sehr einfache Formfaktoren annehmen, wie z.B. stromlose Anhänger, Aufkleber, Schlüsselanhänger oder Karten. NFC-Peer-to-Peer-Kommunikation ist möglich, sofern beide Geräte mit Strom versorgt werden.[54]

NFC-Tags enthalten Daten und sind normalerweise schreibgeschützt, können aber auch beschreibbar sein. Sie können von ihren Herstellern individuell kodiert werden oder die Spezifikationen des NFC-Forums verwenden. Die Tags können unter anderem persönliche Daten wie Debit- und Kreditkarteninformationen, Treueprogrammdaten, PINs und Netzwerkkontakte sicher speichern. Das NFC-Forum definiert vier Arten von Tags, die unterschiedliche Kommunikationsgeschwindigkeiten und Fähigkeiten in Bezug auf Konfigurierbarkeit, Speicher und Sicherheit bieten, Datenspeicherung und Schreibausdauer. Tags bieten derzeit zwischen 96 und 8.192 Byte Speicherplatz.

Wie bei Näherungskarte Technologie, NFC verwendet induktive Kopplung zwischen zwei nahegelegenen Schleifenantennen bildet effektiv einen Luftkern Transformator. Denn die Entfernungen sind winzig im Vergleich zu den Wellenlänge von elektromagnetische Strahlung (Radiowellen) dieser Frequenz (etwa 22 Meter), wird die Interaktion wie folgt beschrieben Nahfeld. Nur eine alternierende Magnetfeld ist, so dass fast keine Leistung in Form von Energie abgestrahlt wird. Radiowellen (das sind elektromagnetische Wellen, die ebenfalls eine schwingende elektrisches Feld); das verhindert im Wesentlichen Interferenzen zwischen solchen Geräten und jeglicher Funkkommunikation auf der gleichen Frequenz oder mit anderen NFC-Geräten weit außerhalb der vorgesehenen Reichweite. Sie arbeiten innerhalb der weltweit verfügbaren und nicht lizenzierten Radiofrequenz ISM-Band von 13,56 MHz. Der größte Teil der HF-Energie ist in der für dieses Band zugewiesenen Bandbreite von ±7 kHz konzentriert, aber die Emission ist spektrale Breite kann bis zu 1,8 MHz breit sein[55] um hohe Datenraten zu unterstützen.

Die Reichweite mit kompakten Standardantennen und realistischen Leistungspegeln kann bis zu 20 cm betragen (in der Praxis übersteigt die Reichweite jedoch nie 10 cm). Beachten Sie, dass die Pickup-Antenne in einem solchen Fall gelöscht werden kann. Wirbelstrom durch nahegelegene metallische Oberflächen beeinträchtigt werden, können die Etiketten einen Mindestabstand zu solchen Oberflächen erfordern.[56]

Der Standard ISO/IEC 18092 unterstützt Datenraten von 106, 212 oder 424 kbit/s.

Die Kommunikation findet zwischen einem aktiven "Initiator"-Gerät und einem Zielgerät statt, bei dem es sich um ein Gerät handeln kann:

Passiv
Das Initiatorgerät liefert ein Trägerfeld und das Zielgerät fungiert als Transponderkommuniziert, indem es das einfallende Feld moduliert. In diesem Modus kann das Zielgerät seine Betriebsenergie aus dem vom Initiator erzeugten Magnetfeld beziehen.
Aktiv
Sowohl Initiator als auch Zielgerät kommunizieren, indem sie abwechselnd ihre eigenen Felder erzeugen. Ein Gerät hört auf zu senden, um Daten vom anderen zu empfangen. Dieser Modus erfordert, dass beide Geräte über eine Stromversorgung verfügen.
Geschwindigkeit (kbit/s)Aktives GerätPassives Gerät
424Mann, 10% ASKMann, 10% ASK
212Mann, 10% ASKMann, 10% ASK
106Modifizierte Miller, 100% ASKMann, 10% ASK

NFC verwendet zwei verschiedene Kodierungen um Daten zu übertragen. Wenn ein aktives Gerät Daten mit 106 kbit/s überträgt, wird eine modifizierte Miller Kodierung mit 100% Modulation verwendet wird. In allen anderen Fällen Manchester Kodierung wird mit einem Modulationsverhältnis von 10% verwendet.

Normen[bearbeiten]

 
Übersicht über den NFC-Protokollstapel

Die NFC-Standards umfassen Kommunikationsprotokolle und Datenaustauschformate und basieren auf bestehenden RFID-Standards, darunter ISO/IEC 14443 und FeliCa.[7] Zu den Standards gehören ISO/IEC 18092[8] und die vom NFC-Forum definierten.

ISO/IEC[bearbeiten]

NFC ist in ECMA-340 und ISO/IEC 18092 standardisiert. Diese Standards spezifizieren die Modulationsschemata, die Kodierung, die Übertragungsgeschwindigkeiten und das Rahmenformat der RF-Schnittstelle von NFC-Geräten sowie die Initialisierungsschemata und die Bedingungen, die für die Datenkollisionskontrolle während der Initialisierung sowohl für den passiven als auch den aktiven NFC-Modus erforderlich sind. Sie definieren auch die Transportprotokolleinschließlich Protokollaktivierung und Datenaustauschmethoden. Die Luftschnittstelle für NFC ist standardisiert in:

  • ISO/IEC 18092 / ECMA-340-Nahfeldkommunikationsschnittstelle und Protokoll-1 (NFCIP-1)[57]
  • ISO/IEC 21481 / ECMA-352-Nahfeldkommunikationsschnittstelle und Protokoll-2 (NFCIP-2)[58]

NFC umfasst eine Vielzahl von bestehenden Standards, darunter ISO/IEC 14443 Typ A und Typ B, und FeliCa. NFC-fähige Telefone funktionieren auf einer grundlegenden Ebene mit vorhandenen Lesegeräten. Im "Kartenemulationsmodus" sollte ein NFC-Gerät mindestens eine eindeutige ID-Nummer an ein Lesegerät übertragen. Darüber hinaus hat das NFC-Forum ein gemeinsames Datenformat namens NFC-Datenaustauschformat (NDEF), die Gegenstände aller Art speichern und transportieren kann. MIME-Gegenstand zu ultrakurzen FTE-Dokumenten,[59] wie zum Beispiel URLs. Das NFC-Forum hat die Einfaches NDEF-Austauschprotokoll (SNEP) in die Spezifikation aufgenommen, die das Senden und Empfangen von Nachrichten zwischen zwei NFC-Geräten ermöglicht.[60]

GSMA[bearbeiten]

Die GSM-Verband (GSMA) ist ein Handelsverband, der fast 800 Mobilfunkbetreiber und mehr als 200 Produkt- und Dienstleistungsunternehmen in 219 Ländern vertritt. Viele seiner Mitglieder haben NFC-Tests durchgeführt und bereiten Dienste für die kommerzielle Einführung vor.[61]

GSM ist an mehreren Initiativen beteiligt:

  • Standards: Die GSMA entwickelt Zertifizierungs- und Teststandards, um die weltweite Interoperabilität von NFC-Diensten sicherzustellen.[61]
  • Pay-Buy-Mobile Initiative: Ziel ist es, einen gemeinsamen globalen Ansatz für die Nutzung der NFC-Technologie zu definieren, um mobile Geräte mit Zahlungs- und kontaktlosen Systemen zu verbinden.[62][63]
  • Am 17. November 2010 haben AT&T, Verizon und T-Mobile nach zweijährigen Gesprächen eine Joint Venture um eine Plattform zu entwickeln, über die Verkaufsstelle Zahlungen über NFC in Mobiltelefonen durchgeführt werden können. Ursprünglich bekannt als Isis Mobile Wallet und später als SoftcardDas Projekt sollte die breite Einführung der NFC-Technologie einleiten, so dass die NFC-fähigen Handys ihrer Kunden in den USA ähnlich wie Kreditkarten funktionieren. Nach einer Vereinbarung mit - und IP Nach dem Kauf durch Google wurde das Softcard-Zahlungssystem im März 2015 eingestellt und sein früherer Konkurrent unterstützt, Google Wallet.[64]

StoLPaN[bearbeiten]

StoLPaN (Store Logistics and Payment with NFC) ist ein europaweites Konsortium, das von der Die Europäische Kommission's Technologien der Informationsgesellschaft Programm. StoLPaN wird das Potenzial der lokalen drahtlosen Mobilkommunikation NFC untersuchen.[65]

NFC-Forum[bearbeiten]

Das NFC Forum ist ein gemeinnütziger Industrieverband, der am 18. März 2004 von NXP Halbleiter, Sony und Nokia um die Nutzung der drahtlosen NFC-Interaktion in Unterhaltungselektronik, mobilen Geräten und PCs voranzutreiben. Zu den Standards gehören die vier verschiedenen Tag-Typen, die unterschiedliche Kommunikationsgeschwindigkeiten und Fähigkeiten in Bezug auf Flexibilität, Speicher, Sicherheit, Datenspeicherung und Schreibdauer bieten. Das NFC-Forum fördert die Implementierung und Standardisierung der NFC-Technologie, um die Interoperabilität zwischen Geräten und Diensten zu gewährleisten. Im Januar 2020 hatte das NFC Forum über 120 Mitgliedsunternehmen.[66]

NFC Forum fördert NFC und zertifiziert die Konformität von Geräten[5] und ob es in eine Personal Area Network.[5]

Andere Standardisierungsgremien[bearbeiten]

GSMA hat eine Plattform für die Einführung von GSMA NFC-Standards definiert[9] in mobilen Endgeräten. Zu den Bemühungen der GSMA gehören,[67] Ein-Draht-Protokoll, Prüfung und Zertifizierung und sicheres Element.[12] Die GSMA-Standards für den Einsatz von NFC-Protokollen (unter der Leitung von NFC-Forum) auf mobilen Endgeräten sind weder exklusiv noch allgemein akzeptiert. Zum Beispiel ist Googles Einsatz von Hostkarten-Emulation auf Android KitKat ermöglicht die Softwaresteuerung eines Universalradios. Bei dieser HCE-Implementierung[68] das NFC-Protokoll wird ohne die GSMA-Standards verwendet.

Andere Standardisierungsgremien, die sich mit NFC befassen, sind:

  • ETSI / SCP (Smart Card Platform), um die Schnittstelle zwischen der SIM-Karte und dem NFC-Chipsatz festzulegen.
  • EMVCo für die Auswirkungen auf die EMV-Zahlungsanwendungen

Anwendungen[bearbeiten]

 
N-Mark Logo für NFC-fähige Geräte

NFC ermöglicht die ein- und zweiseitige Kommunikation zwischen Endgeräten und eignet sich für viele Anwendungen.

Handel[bearbeiten]

NFC-Geräte können in kontaktlosen Zahlungssystemen verwendet werden, ähnlich wie bei Kreditkarten und elektronisches Ticket Chipkarten und ermöglichen es, dass mobile Zahlungen diese Systeme ersetzen/ergänzen.

Unter Android 4.4 hat Google die Plattformunterstützung für sichere NFC-basierte Transaktionen durch Hostkarten-Emulation (HCE), für Zahlungen, Kundenbindungsprogramme, Kartenzugang, Fahrkarten und andere kundenspezifische Dienste. Mit HCE kann jede Android 4.4-App eine NFC-Smartcard emulieren, so dass Benutzer mit ihrem Gerät Transaktionen einleiten können. Apps können einen neuen Lesemodus verwenden, um als Lesegerät für HCE-Karten und andere NFC-basierte Transaktionen zu fungieren.

Am 9. September 2014, Apfel kündigte die Unterstützung für NFC-gestützte Transaktionen als Teil von Apple Pay.[69] Mit der Einführung von iOS 11 erlauben Apple-Geräte Drittentwicklern, Daten von NFC-Tags zu lesen.[70]

Bootstrapping anderer Verbindungen[bearbeiten]

NFC bietet eine Verbindung mit geringer Geschwindigkeit und einfacher Einrichtung, die verwendet werden kann, um bootstrap fähiger drahtlose Verbindungen.[2] Zum Beispiel, Android Beam Software verwendet NFC, um das Pairing zu ermöglichen und eine Verbindung herzustellen. Bluetooth Verbindung, wenn Sie eine Dateiübertragung durchführen, und deaktivieren Sie dann Bluetooth auf beiden Geräten nach Abschluss.[71] Nokia, Samsung, BlackBerry und Sony[72] haben die NFC-Technologie genutzt, um Bluetooth-Headsets, Media-Player und Lautsprecher mit einem Fingertipp zu koppeln.[73] Das gleiche Prinzip kann auf die Konfiguration von Wi-Fi-Netzwerken angewendet werden. Samsung Galaxy Geräte haben eine Funktion namens S-Träger-eine Erweiterung von Android Beam, die NFC (zum Teilen) verwendet MAC-Adresse und IP-Adressen) und verwendet dann Wi-Fi Direkt um Dateien und Dokumente auszutauschen. Der Vorteil von Wi-Fi Direct gegenüber Bluetooth besteht darin, dass es viel schnellere Datenübertragungen mit bis zu 300 Mbit/s ermöglicht.[54]

Soziale Netzwerke[bearbeiten]

NFC kann verwendet werden für soziale Vernetzungzum Teilen von Kontakten, Textnachrichten und Foren, Links zu Fotos, Videos oder Dateien[3] und die Teilnahme am Mehrspieler-Modus Handyspiele.[74]

Identitäts- und Zugangstoken[bearbeiten]

NFC-fähige Geräte können als elektronische Ausweispapiere in Reisepässen und Personalausweisen gefunden, und Keycards für die Verwendung in Fahrkarten, Transitkarten, Login-Karten, Autoschlüssel und Zugangspässe .[2] Die kurze Reichweite von NFC und die Unterstützung von Verschlüsselung machen es geeigneter als weniger private RFID-Systeme.

Smartphone-Automatisierung und NFC-Tags[bearbeiten]

NFC-fähige Smartphones können gekoppelt werden mit NFC-Tags oder Aufkleber, die von NFC-Apps programmiert werden können. Diese Programme können eine Änderung der Telefoneinstellungen, das Senden von SMS, das Starten von Apps oder die Ausführung von Befehlen ermöglichen.

Solche Apps sind nicht von einem Unternehmen oder Hersteller abhängig, sondern können mit einem NFC-fähigen Smartphone und einem NFC-Tag sofort genutzt werden.[75]

Das NFC Forum veröffentlichte die Definition des Signatur-Datensatztyps (RTD) 2.0 im Jahr 2015, um Integrität und Authentizität für NFC-Tags hinzuzufügen. Diese Spezifikation ermöglicht es einem NFC-Gerät, Tag-Daten zu verifizieren und den Tag-Autor zu identifizieren.[76]

Spielen[bearbeiten]

Siehe auch: Liste der NFC-Plattformen für Spiele

NFC wurde eingesetzt in Videospiele beginnend mit Skylanders: Spyro's Abenteuer.[77] Es handelt sich dabei um anpassbare Figuren, die persönliche Daten enthalten, so dass keine zwei Figuren genau gleich sind. Nintendos Wii U war das erste System, das über die NFC-Technologie verfügte und sofort einsatzbereit war. GamePad. Es wurde später in das Nintendo 3DS Bereich (in den New Nintendo 3DS/XL integriert und in einem separat erhältlichen Lesegerät, das die Infrarot zur Kommunikation mit älteren Konsolen der 3DS-Familie). Die amiibo Eine Reihe von Zubehörteilen nutzt die NFC-Technologie zum Entsperren von Funktionen.

Sport[bearbeiten]

Adidas Telstar 18 ist ein Fußball, der einen NFC-Chip enthält.[78] Der Chip ermöglicht die Interaktion mit dem Ball über ein Smartphone.[79]

Bluetooth-Vergleich[bearbeiten]

AspektNFCBluetoothBluetooth Low Energy
Tag benötigt StromNeinJaJa
Kosten der MarkierungUS$0.10US$5.00
RFID kompatibelISO 18000-3Aktiv
StandardisierungsgremiumISO/IECBluetooth SIG
Netzwerk StandardISO 13157 usw.war IEEE 802.15.1; jetzt durch SIG-Spezifikationen
Netzwerk TypPunkt-zu-PunktWPAN
KryptographieNicht mit RFIDVerfügbar
Reichweite< 20 cm≈100 m (Klasse 1)≈50 m
Frequenz13,56 MHz2,4-2,5 GHz
Bitrate424 kbit/s2,1 Mbit/s1 Mbit/s
Einrichtungszeit< 0.1 s< 6 s< 0.006 s
Stromverbrauch< 15 mA (lesen)Variiert je nach Klasse< 15 mA (Lesen und Senden)

NFC und Bluetooth sind beides Kommunikationstechnologien mit relativ kurzer Reichweite, die auf Handys. NFC arbeitet langsamer als Bluetooth und hat eine viel geringere Reichweite, verbraucht aber viel weniger Strom und erfordert keine Kopplung.[80]

NFC ist schneller eingerichtet als Standard-Bluetooth, hat aber eine geringere Übertragungsrate als Bluetooth low energy. Mit NFC müssen Sie keine manuellen Konfigurationen vornehmen, um Geräte zu identifizieren. Die Verbindung zwischen zwei NFC-Geräten wird automatisch in weniger als 0,1 Sekunde hergestellt. Die maximale Datenübertragungsrate von NFC (424 kbit/s) ist langsamer als die von Bluetooth V2.1 (2,1 Mbit/s).

Die maximale Arbeitsdistanz von NFC von weniger als 20 cm verringert die Wahrscheinlichkeit eines unerwünschten Abfangens. Dadurch eignet sich NFC besonders für belebte Bereiche, in denen die Zuordnung eines Signals zu seinem Sender (und damit zu seinem Benutzer) schwierig ist.[81]

NFC ist mit bestehenden passiven RFID-Infrastrukturen (13,56 MHz ISO/IEC 18000-3) kompatibel. Es benötigt vergleichsweise wenig Strom, ähnlich wie das Bluetooth V4.0 Low-Energy-Protokoll. Wenn NFC mit einem nicht mit Strom versorgten Gerät funktioniert (z.B. mit einem Telefon, das ausgeschaltet werden kann, einer kontaktlosen Smart Card, einem Smart Poster), ist der Stromverbrauch von NFC jedoch höher als der von Bluetooth V4.0 Low Energy, da die Beleuchtung des passiven Tags zusätzlichen Strom benötigt.[80]

Geräte[bearbeiten]

Hauptartikel: Liste der NFC-fähigen mobilen Geräte

Im Jahr 2011 brachten die Hersteller von Mobiltelefonen mehr als 40 NFC-fähige Handys mit dem Android mobiles Betriebssystem. BlackBerry Geräte unterstützen NFC mit BlackBerry Tag auf Geräten mit BlackBerry OS 7.0 und höher.[82]

MasterCard hat weitere NFC-Unterstützung für PayPass für die Plattformen Android und BlackBerry hinzugefügt, so dass PayPass-Nutzer mit ihren Android- oder BlackBerry-Smartphones Zahlungen vornehmen können.[83] Eine Partnerschaft zwischen Samsung und Visum ein ' hinzugefügt.payWave' Anwendung auf dem Galaxy S4 Smartphone.[84]

Im Jahr 2012, Microsoft hat die native NFC-Funktionalität in ihr Mobile OS mit Windows Phone 8sowie die Windows 8 Betriebssystem. Microsoft bietet in Windows Phone 8 den "Wallet Hub" für NFC-Zahlungen und kann mehrere NFC-Zahlungsdienste in eine einzige Anwendung integrieren.[85]

Im Jahr 2014, iPhone 6 wurde freigelassen von Apfel um NFC zu unterstützen.[86] und seit September 2019 in iOS 13 Apple ermöglicht jetzt das Auslesen und Beschriften von NFC-Tags mit einer NFC-App.[Zitierweise erforderlich]

Einsätze[bearbeiten]

Hauptartikel: Liste der Anwendungen der Nahfeldkommunikation

Im April 2011 waren bereits Hunderte von NFC-Tests durchgeführt worden. Einige Unternehmen sind dazu übergegangen, ihre Dienste in einem oder mehreren Ländern in vollem Umfang einzusetzen. Zu den länderübergreifenden Implementierungen gehören Orangedie Einführung der NFC-Technologie bei Banken, Einzelhändlern, Verkehrsbetrieben und Dienstleistern in mehreren europäischen Ländern,[41] und Airtel Afrika und Oberthur Technologien die in 15 Ländern in ganz Afrika eingesetzt wird.[87]

  • China Telecom (Chinas drittgrößter Mobilfunkbetreiber) hat im November 2013 mit der Einführung von NFC begonnen. Das Unternehmen hat mehrere Banken unter Vertrag genommen, um ihre Zahlungsanwendungen auf seinen SIM-Karten verfügbar zu machen. China Telecom erklärte, dass die Geldbörse Coupons, Mitgliedskarten, Tankkarten und Bordkarten unterstützen würde. Das Unternehmen plante, bis 2014 40 NFC-Telefonmodelle und 30 Mio. NFC-SIMs auf den Markt zu bringen.
  • Softcard (ehemals Isis Mobile Wallet), ein Joint Venture von Verizon Wireless, AT&T und T-Mobile, konzentriert sich auf Zahlungen in Geschäften unter Verwendung der NFC-Technologie. Nach Pilotversuchen in einigen Regionen startete das Unternehmen in den USA.
  • Vodafone hat in Spanien in Zusammenarbeit mit Visa den NFC-basierten mobilen Zahlungsdienst Vodafone SmartPass eingeführt. Er ermöglicht Verbrauchern mit einem NFC-fähigen SIM-Karte in einem mobilen Gerät, um mit ihrem SmartPass-Guthaben an jeder Kasse kontaktlos zu bezahlen.
  • OTIein israelisches Unternehmen, das kontaktlose Chipkartentechnologie auf Mikroprozessorbasis entwirft und entwickelt, hat einen Vertrag über die Lieferung von NFC-Lesegeräten an einen seiner Vertriebspartner in den USA abgeschlossen. Der Partner war verpflichtet, über einen Zeitraum von 3 Jahren NFC-Lesegeräte von OTI im Wert von $10MM zu kaufen.
  • Rogers Kommunikation hat im April 2014 die virtuelle Geldbörse Suretap eingeführt, mit der Sie in Kanada Zahlungen mit Ihrem Telefon vornehmen können. Suretap-Nutzer können Geschenkkarten und Prepaid MasterCards von nationalen Einzelhändlern aufladen.[88]
  • Sri Lankadie erste Mitarbeiter-Chipkarte mit NFC.
  • Stand: 13. Dezember 2013 Tim Hortons TimmyME BlackBerry 10 Die Anwendung ermöglichte es den Nutzern, ihre Prepaid-Tim-Card mit der App zu verknüpfen, so dass die Zahlung durch Antippen des NFC-fähigen Geräts an einem Standard-Kontaktlos-Terminal erfolgen konnte.[89]
  • Google Wallet ermöglicht es den Verbrauchern, Kreditkarten- und Kundenkarteninformationen in einer virtuellen Geldbörse zu speichern und dann ein NFC-fähiges Gerät an Terminals zu verwenden, die auch MasterCard PayPass Transaktionen.[90]
  • Deutschland,[91] Österreich,[92] Finnland,[93] Neuseeland,[94] Italien,[95] Iran,[96] Türkei[97] und Griechenland[98] testet NFC-Ticketsysteme für den öffentlichen Nahverkehr. Die litauische Hauptstadt Vilnius die Papiertickets für öffentliche Verkehrsmittel vollständig durch ISO/IEC 14443 Typ A Karten am 1. Juli 2013.[99]
  • Die australische Bankmecu und der Kartenaussteller Cuscal haben einen Test mit NFC-Zahlungsstickern abgeschlossen, der es Verbrauchern ermöglicht, an Visa payWave-Terminals kontaktlos zu bezahlen, indem sie einen Smartsticker auf ihr Telefon kleben.
  • Indien hat NFC-basierte Transaktionen an den Kassen für den Kartenverkauf eingeführt.[100]
  • Eine Partnerschaft zwischen Google und der Equity Bank in Kenia führte NFC-Zahlungssysteme für den öffentlichen Nahverkehr in der Hauptstadt Nairobi unter dem Branding BebaPay.
  • Im Januar 2019 begann der Versuch mit NFC-fähigen Android Mobiltelefone zum Bezahlen von Fahrpreisen in öffentlichen Verkehrsmitteln Victoria, Australien.[101]

Kritik[bearbeiten]

Schwachstellen[bearbeiten]

Obwohl die Reichweite von NFC auf wenige Zentimeter begrenzt ist, ist das Standard-NFC nicht gegen Lauschangriff und können anfällig für Datenänderungen sein. Anwendungen können höhere Schichten verwenden kryptographische Protokolle um einen sicheren Kanal aufzubauen.

Das RF-Signal für die drahtlose Datenübertragung kann mit Antennen aufgefangen werden. Die Entfernung, aus der ein Angreifer das RF-Signal abhören kann, hängt von mehreren Parametern ab, beträgt aber in der Regel weniger als 10 Meter.[102] Außerdem wird das Abhören stark durch den Kommunikationsmodus beeinflusst. Ein passives Gerät, das kein eigenes HF-Feld erzeugt, ist viel schwieriger abzuhören als ein aktives Gerät. Ein Angreifer kann ein aktives Gerät in der Regel innerhalb von 10 m und ein passives Gerät innerhalb von 1 m abhören.[103]

Da NFC-Geräte in der Regel über ISO/IEC 14443 Protokolle, Relais-Angriffe sind machbar.[104][105][Seite benötigt] Bei diesem Angriff leitet der Angreifer die Anfrage des Lesegeräts an das Opfer weiter und gibt seine Antwort in Echtzeit an das Lesegerät weiter, indem er vorgibt, der Besitzer der Smartcard des Opfers zu sein. Dies ist vergleichbar mit einem Man-in-the-Middle-Angriff.[104] Eine libnfc Codebeispiel demonstriert einen Relay-Angriff mit zwei handelsüblichen NFC-Geräten. Dieser Angriff kann mit nur zwei NFC-fähigen Mobiltelefonen durchgeführt werden.[106]

Da NFC für die Datenübertragung Funkwellen verwendet, besteht die Möglichkeit einer Vielzahl von Sicherheitsangriffen, wie z.B. Abhören, Datenverfälschung, Datenänderung und Betrugsangriffe (Man in the Middle).

Beschränkungen[bearbeiten]

NFC und seine Basistechnologie, auf der der Standard aufbaut, RFID, wurden kritisiert[von wem?] für seine fehlende Unterstützung für große Entfernungen bis zu maximal 20 cm.

Künftige Überlegungen[bearbeiten]

Ultrabreitband (UWB), eine weitere Funktechnologie, die aufgrund der größeren Entfernungen bei der Datenübertragung als mögliche zukünftige Alternative zur NFC-Technologie gepriesen wird, sowie Bluetooth und andere drahtlose Technologien.[107]

Siehe auch[bearbeiten]

Anmerkungen[bearbeiten]

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Referenzen[bearbeiten]

Externe Links[bearbeiten]

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