雙頻手機支付設(shè)計方案

目前，基于手機移動終端作為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機具配合實現(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機具配合實現(xiàn)的電子貨幣支付、積分、ID識別、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、安全識別應(yīng)用等。

移動支付市場需求及面臨主要問題

中國是一個擁有巨大潛力的手機移動支付市場。目前已有超過5億的手機用戶、1.5億信用卡用戶，以及數(shù)量龐大的一卡通用戶。隨著3G時代的演進，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移動支付。巨大的市場需求給運營商、卡片開發(fā)商、手機廠商、芯片供應(yīng)商等手機支付產(chǎn)業(yè)鏈上的眾多廠商帶來了壓力，也帶來了新的機遇。目前基于手機的移動支付在世界范圍內(nèi)持續(xù)升溫，如購買飲料、購買車票等等。基于手機的移動支付應(yīng)用受到移動運營商、服務(wù)提供商的高度重視。手機支付具有自身的優(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；手機的便攜性為開展各種手機支付業(yè)務(wù)提供了基礎(chǔ)，并且操作簡單快捷；同時，借助移動通信網(wǎng)絡(luò)，手機支付可隨時、隨地進行，跨越了時間和地域的限制。

目前的移動支付業(yè)務(wù)按支付的空間和時間特點，可分為非現(xiàn)場的非實時遠(yuǎn)程支付和現(xiàn)場的實時支付(圖2)。非現(xiàn)場的非實時遠(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)起交易請求，從支付的速度來看，具有明顯的時間延遲，快時需幾秒鐘，慢時甚至需幾分鐘。目前在國內(nèi)開展的手機話費、購物、手機銀行等均屬此類非現(xiàn)場的非實時遠(yuǎn)程支付。

由于明顯的時間延遲，非現(xiàn)場的非實時遠(yuǎn)程支付已無法滿足公共汽車票、軌道交通、出租車費等城市一卡通應(yīng)用領(lǐng)域。在這種情況下，需要現(xiàn)場的實時支付交易，即可通過手機和支付機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。

雙頻手機支付解決方案

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

雙頻手機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技術(shù)而形成的非接觸式手機支付方案，同時支持基于13.56M SWP技術(shù)非接觸式移動支付和2.4G非接觸式移動支付。

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)部封裝了支持多個功能實體的芯片。

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，為移動運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)商對各種非接觸式手機移動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移動支付架構(gòu)。該方案在歐洲和國內(nèi)都已進行了試商用，成為行業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可的解決方案。

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

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

4.靈活性和適應(yīng)性較強?？筛鶕?jù)不同應(yīng)用定義各存儲扇區(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?？梢詫崿F(xiàn)公交交通、小額支付、手機銀行、商品消費等行業(yè)應(yīng)用分別獨立存儲及安全管理。

5.性能兼容強。與大多數(shù)國內(nèi)外主流品牌手機進行完整業(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與手機終端的連接：SHC1228通過7816連接手機基帶芯片，實現(xiàn)電信應(yīng)用；通過SWP連接手機CLF芯片，實現(xiàn)13.56M通道非接觸式移動支付應(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信號線上基于電壓和負(fù)載調(diào)制原理實現(xiàn)了全雙工通訊，這樣可以實現(xiàn)用戶卡在ISO 7816界面定義下同時支持7816和SWP兩個接口。

HCI(Host Controller Interface，主機控制器接口)協(xié)議屬于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。HCI協(xié)議中定義了Host(主機)之間的接口，包含：不同主機通過在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，主機控制器協(xié)議)報文機制；定義了一套HCP路由機制，負(fù)責(zé)報文在不同主機間的傳遞，并且在必要的時候?qū)笪倪M行分片處理(圖5)。

多接口優(yōu)先級關(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)先級關(guān)系。

當(dāng)同時發(fā)生電信應(yīng)用和2.4G應(yīng)用時，以7816電信應(yīng)用為優(yōu)先，但2.4G應(yīng)用不受影響。當(dāng)同時發(fā)生電信應(yīng)用和SWP (13.56M)應(yīng)用時，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，可融合多種應(yīng)用，各個應(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、身份識別、手機網(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。