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進行賬務支付的服務方式。包括手機訂購、手機繳費、手機銀行、刷手機消費等業(yè)務。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)應運而生，手機支付在更廣范圍內(nèi)得到應用。市場分析機構(gòu)Springboard　Research近日預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)務有放量增長的趨勢，使得移動支付業(yè)務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、用戶消費習慣的形成和基礎(chǔ)設(shè)施的完備，移動支付業(yè)務將進入產(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、語音、WAP、USSD (Unstructured Supplementary Service Data，非結(jié)構(gòu)補化充業(yè)務數(shù)據(jù))、K-JAVA等方式，為客戶提供移動支付服務。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)在實際應用中逐漸顯露出局限性。

(1)支持業(yè)務有限，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)務所支持的業(yè)務極其有限，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。

(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。基于GSM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。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，將導致產(chǎn)生信息傳送不完整的風險，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)務種類、改善業(yè)務承載的通信方式、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)合感應式讀卡器、感應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。

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)通信的標準模式，可以獲得非?？焖俚倪B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。在一個應用會話過程中，NFC設(shè)備可以在發(fā)起設(shè)備和目標設(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目標設(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準(NFCIP-1或ECMA-340)，并提交給國際標準化組織(ISO)/國際電工委員會(IEC)，成為ISO/IEC 18092標準，同時也得到了歐洲電信標準Э會的承認，從此后已¾­有多個半導體公司開始生產(chǎn)兼容性和互操作芯片。

這個標準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制定的智能卡標準。

該標準規(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，該標準規(guī)定了多種工作模式。