1 引言

近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)結(jié)合了近場(chǎng)通信技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電子支付、身份認(rèn)證、票務(wù)、數(shù)據(jù)交換、防偽、廣告等多種功能，是移動(dòng)通信領(lǐng)域的一種新型業(yè)務(wù)。近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)改變了用戶(hù)使用移動(dòng)電話(huà)的方式，使用戶(hù)的消費(fèi)行為逐步走向電子化，建立了一種新型的用戶(hù)消費(fèi)和業(yè)務(wù)模式。

2 業(yè)務(wù)特征

近場(chǎng)通信是 基于RFID技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。與RFID一樣，近場(chǎng)通信信息也是通過(guò)頻譜中無(wú)線(xiàn)頻率部分的電磁感應(yīng)耦合方式傳遞，但兩者之間還是存 在很大的區(qū)別。近場(chǎng)通信的傳輸范圍比RFID小，RFID的傳輸范圍可以達(dá)到0~1m，但由于近場(chǎng)通信采取了獨(dú)特的信號(hào)衰減技術(shù)，相對(duì)于RFID來(lái)說(shuō)近場(chǎng) 通信具有成本低、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)。RFID更多的被應(yīng)用在生產(chǎn)、物流、跟蹤、資產(chǎn)管理上，而近場(chǎng)通信則在門(mén)禁、公交、手機(jī)支付等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著巨大的 作用。

近場(chǎng)通信技術(shù)主要特征如下：

（1）用于近距離（10cm以?xún)?nèi)）安全通信的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。

（2）射頻頻率：13.56MHz。

（3）射頻兼容：ISO 14443，ISO 15693，F(xiàn)elica標(biāo)準(zhǔn)。

（4）數(shù)據(jù)傳輸速度：106kbit/s，212 kbit/s，424kbit/s。

從上述特征看出，近場(chǎng)通信技術(shù)主要基于13.56MHz頻率運(yùn)行的射頻技術(shù)，典型操作距離只有幾厘米，運(yùn)行距離范圍在10cm內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸速度可以選擇106kbit/s，212kbit/s或424kbit/s，將來(lái)可提高至1Mbit/s左右。

近場(chǎng)通信技 術(shù)是由Nokia，Philips，Sony合作制定的標(biāo)準(zhǔn)，在ISO 18092，ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也兼容應(yīng)用廣泛的ISO 14443 Type-A，B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡的基礎(chǔ)架構(gòu)。近場(chǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定近場(chǎng)通信設(shè)備的調(diào)制方案、編碼、傳輸速度與RF接口的幀格式，以及 主動(dòng)與被動(dòng)近場(chǎng)通信模式初始化過(guò)程中數(shù)據(jù)沖突控制所需的初始化方案和條件，此外還定義了傳輸協(xié)議，包括協(xié)議啟動(dòng)和數(shù)據(jù)交換方法等。

3 業(yè)務(wù)模式

近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)支持三種工作模式。

3.1 卡模擬模式

移動(dòng)臺(tái)可以模擬成為一張普通的非接觸卡，例如移動(dòng)支付、移動(dòng)票務(wù)、身份識(shí)別等。

應(yīng)用舉例：非接觸式移動(dòng)臺(tái)模擬成為銀行卡、門(mén)禁卡、電子票等，非接觸式移動(dòng)臺(tái)與其它終端進(jìn)行交互。

3.2 閱讀器模式

移動(dòng)臺(tái)可以讀取一張非接觸卡或者一個(gè)非接觸標(biāo)簽中的內(nèi)容，例如虛擬書(shū)簽、廣告等。

應(yīng)用舉例：如電子海報(bào)，在該應(yīng)用中，非接觸式移動(dòng)臺(tái)與嵌入在海報(bào)內(nèi)的非接觸模塊進(jìn)行交互，移動(dòng)臺(tái)主動(dòng)讀取卡片或標(biāo)簽內(nèi)的相應(yīng)數(shù)據(jù)。

3.3 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊模式

兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)可以近距離內(nèi)互相直接傳遞數(shù)據(jù)，例如同步日程表、游戲、分享傳輸內(nèi)容等。

應(yīng)用舉例：兩部非接觸式移動(dòng)臺(tái)互傳或同步數(shù)據(jù)，例如圖片、音樂(lè)、鈴音等。

近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)在三種工作模式下的具體應(yīng)用如表1所示。

表1 近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)在三種工作模式下的具體應(yīng)用

近場(chǎng)通信移 動(dòng)臺(tái)支持多種業(yè)務(wù)應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)卡模擬、閱讀器、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的功能應(yīng)用。將近場(chǎng)通信技術(shù)與數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)相結(jié)合，再配合各種業(yè)務(wù)設(shè)備系統(tǒng)，近場(chǎng)通信 業(yè)務(wù)支持卡片管理、應(yīng)用下載、應(yīng)用管理、密鑰管理、證書(shū)管理等功能，并實(shí)現(xiàn)空中發(fā)卡、空中充值、線(xiàn)下小額支付、身份識(shí)別、標(biāo)簽讀取和信息交換等應(yīng)用。

4 業(yè)務(wù)框架

近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)整體框架采用GP的多應(yīng)用框架，在SIM/UIM卡上安裝了多個(gè)應(yīng)用，被分隔為若干個(gè)獨(dú)立的安全域，以保證多個(gè)應(yīng)用相互之間的隔離以及獨(dú)立性，各個(gè)應(yīng)用提供商管理各自的安全域以及應(yīng)用、應(yīng)用數(shù)據(jù)等。

近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)整體框架要求滿(mǎn)足由Global Platform組織制定的GP 2.1.1或GP 2.2規(guī)范。整個(gè)近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)框架包括三個(gè)部分：卡片發(fā)行商、應(yīng)用提供商和用戶(hù)。

4.1 卡片發(fā)行商

負(fù)責(zé)卡片的 發(fā)行和管理功能，擁有卡片管理系統(tǒng)、密鑰管理系統(tǒng)和證書(shū)管理系統(tǒng)設(shè)備，其中僅在非對(duì)稱(chēng)密鑰情況下使用證書(shū)管理系統(tǒng)?？ㄆl(fā)行商對(duì)卡的資源和生命周期、密 鑰、證書(shū)進(jìn)行管理，對(duì)其他應(yīng)用提供商的安全域進(jìn)行創(chuàng)建以及對(duì)管理員權(quán)限的管理，并與其他安全域交互應(yīng)用數(shù)據(jù)?？ㄆl(fā)行商一般是運(yùn)營(yíng)商，例如中國(guó)聯(lián)通。

4.2 應(yīng)用提供商：

負(fù)責(zé)近場(chǎng)通 信業(yè)務(wù)應(yīng)用的提供和管理功能，提供應(yīng)用管理系統(tǒng)、密鑰管理系統(tǒng)、證書(shū)管理系統(tǒng)設(shè)備，其中僅在非對(duì)稱(chēng)密鑰情況下使用證書(shū)管理系統(tǒng)設(shè)備。應(yīng)用提供商提供各種業(yè) 務(wù)應(yīng)用，并對(duì)卡片的安全域進(jìn)行管理，對(duì)其安全域的應(yīng)用密鑰、證書(shū)、數(shù)據(jù)等進(jìn)行控制，提供應(yīng)用的安全下載功能。應(yīng)用提供商可以是運(yùn)營(yíng)商、銀行、公交公司、零 售商戶(hù)等。

4.3 用戶(hù)

負(fù)責(zé)近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)應(yīng)用的下載、安裝和使用。用戶(hù)通過(guò)與卡片發(fā)行商和應(yīng)用提供商交互，對(duì)移動(dòng)臺(tái)和SIM/UIM卡進(jìn)行操作，在安全域內(nèi)下載及安裝新的應(yīng)用后，使用提供的各種業(yè)務(wù)應(yīng)用。

5 業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成

5.1 用戶(hù)卡

（1）支持SWP協(xié)議

利用SIM卡上現(xiàn)在沒(méi)有被使用的C6管腳進(jìn)行SWP的通訊。用戶(hù)卡通過(guò)沒(méi)有被使用的C6管腳與近場(chǎng)通信芯片相連，以保證近場(chǎng)通信芯片與用戶(hù)卡之間進(jìn)行SWP的通訊，以支持非接觸交易，同時(shí)也必須能夠兼容ISO7816接口保證卡原有的移動(dòng)通訊業(yè)務(wù)的正常使用（見(jiàn)圖1）。

圖1 支持SWP協(xié)議

（2）支持多線(xiàn)程操作模式

用戶(hù)可以使用多個(gè)近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)，要求卡片上的多個(gè)應(yīng)用應(yīng)允許同時(shí)處于激活狀態(tài)。因此，SIM卡片的整體架構(gòu)必須能夠支持多線(xiàn)程或者多任務(wù)操作。

（3）支持GP框架

為保證卡上交易應(yīng)用的安全性以及交易應(yīng)用的空中下載，要求按照Global Platform 2.1.1要求實(shí)現(xiàn)用戶(hù)卡的應(yīng)用管理架構(gòu)。

（4）支持Java卡標(biāo)準(zhǔn)

為保證行業(yè)應(yīng)用提供商及可信任的第三方能夠獨(dú)立開(kāi)發(fā)交易應(yīng)用，用戶(hù)卡應(yīng)同時(shí)支持Java卡標(biāo)準(zhǔn)，以保證卡片及應(yīng)用的互操作性，要求支持Javacard 2.2.1。

（5）支持BIP功能

為了使運(yùn)營(yíng)商能夠提供更多元化的動(dòng)態(tài)服務(wù)，需要保證高速的數(shù)據(jù)傳輸，移動(dòng)臺(tái)與非接觸式用戶(hù)卡之間要滿(mǎn)足對(duì)BIP（Bearer Independent Protocol）功能的支持。

5.2 終端

移動(dòng)臺(tái)要求集成近場(chǎng)通信控制芯片及天線(xiàn)，支持單線(xiàn)協(xié)議，保證近場(chǎng)通信控制芯片與用戶(hù)卡之間的數(shù)據(jù)通信和處理。

（1）集成近場(chǎng)通信芯片及天線(xiàn)以支持SWP協(xié)議。

（2）將近場(chǎng)通信芯片與用戶(hù)卡的第六管腳相連，以保證近場(chǎng)通信芯片與用戶(hù)卡的通訊。

（3）支持HCI協(xié)議并實(shí)現(xiàn)手機(jī)主控芯片與近場(chǎng)通信芯片的通訊。

（4）實(shí)現(xiàn)BIP協(xié)議以支持用戶(hù)卡通過(guò)TCP/IP通道與遠(yuǎn)端服務(wù)器進(jìn)行通訊。

5.3 業(yè)務(wù)管理平臺(tái)

業(yè)務(wù)管理平 臺(tái)由卡片發(fā)行商管理平臺(tái)和應(yīng)用提供商管理平臺(tái)組成，卡片發(fā)行商管理平臺(tái)由卡片管理系統(tǒng)、應(yīng)用管理系統(tǒng)（用于自有應(yīng)用）、密鑰管理系統(tǒng)、證書(shū)管理系統(tǒng)組成。 應(yīng)用提供方管理平臺(tái)由應(yīng)用管理系統(tǒng)、密鑰管理系統(tǒng)、證書(shū)管理系統(tǒng)組成。其中，證書(shū)管理系統(tǒng)僅在非對(duì)稱(chēng)密鑰情況下使用，在對(duì)稱(chēng)密鑰情況下不使用。這些設(shè)備可 以合設(shè)在一個(gè)物理實(shí)體上，也可以各自成為一個(gè)單獨(dú)物理實(shí)體。

（1）卡片管理系統(tǒng)

卡片管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)外部系統(tǒng)與卡片及卡片上應(yīng)用通信的安全管理，同時(shí)也負(fù)責(zé)管理用戶(hù)數(shù)據(jù)及卡片基本數(shù)據(jù)，并且連接到應(yīng)用管理系統(tǒng)為應(yīng)用管理提供相應(yīng)支持。卡片管理系統(tǒng)由運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)管理。

（2）應(yīng)用管理系統(tǒng)

應(yīng)用管理系統(tǒng)主要用于管理卡片上的安全域、運(yùn)營(yíng)商自有應(yīng)用以及第三方應(yīng)用的上載、創(chuàng)建、刪除、更新等。運(yùn)營(yíng)商、應(yīng)用提供商（例如銀行等）或者是授權(quán)許可的服務(wù)提供商均可以建設(shè)管理自己的應(yīng)用管理系統(tǒng)。

（3）密鑰管理系統(tǒng)

卡片管理系統(tǒng)及應(yīng)用管理系統(tǒng)均具有內(nèi)置的獨(dú)立密鑰管理模塊，負(fù)責(zé)卡片及應(yīng)用初始密鑰的導(dǎo)入、存儲(chǔ)及生成。根據(jù)實(shí)際的需要，密鑰管理模塊也可以擴(kuò)展為獨(dú)立的 密鑰管理系統(tǒng)。應(yīng)用提供商建立私有的密鑰體系來(lái)負(fù)責(zé)應(yīng)用的密鑰管理，供自有或可信任的第三方的應(yīng)用管理系統(tǒng)使用。各個(gè)密鑰系統(tǒng)之間相互隔離，以便為卡片及 應(yīng)用提供相互隔離的安全環(huán)境。

（4）證書(shū)管理系統(tǒng)

在使用非對(duì)稱(chēng)密鑰時(shí)需要證書(shū)管理功能。證書(shū)管理用于安全域、卡外實(shí)體（卡片發(fā)行商、應(yīng)用提供商）的證書(shū)管理，包括證書(shū)的申請(qǐng)、注銷(xiāo)和其他生命周期管理。

證書(shū)管理系統(tǒng)保留卡中所有證書(shū)的備份，并且支持證書(shū)鏈的認(rèn)證?？ǘ说淖C書(shū)被存儲(chǔ)在支持非對(duì)稱(chēng)安全信道協(xié)議“SCP10”的安全域中，通過(guò)APDU接口進(jìn)行STK方式或者其他方式調(diào)用。證書(shū)管理系統(tǒng)可以將卡片發(fā)行商或應(yīng)用提供商發(fā)放的證書(shū)下載至卡相關(guān)安全域中。

6 近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀

6.1 國(guó)外

NTT DoCoMo是日本最大的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商，擁有5000多萬(wàn)用戶(hù)，占全國(guó)市場(chǎng)的56％，該公司2004年7月推出基于Sony公司的Felica技術(shù)的手機(jī)支 付業(yè)務(wù)。Felica是Sony公司推出的非接觸式智能卡，其主要優(yōu)勢(shì)是方便、快捷、無(wú)需插入讀寫(xiě)槽就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送等。使用這種手機(jī)支付業(yè)務(wù)，可以節(jié)約 付款時(shí)間20％~30％，大大提高了相關(guān)商戶(hù)的運(yùn)營(yíng)效率，節(jié)省了客戶(hù)的支付時(shí)間，具有方便、安全、大容量等優(yōu)勢(shì)，僅用一年多的時(shí)間就發(fā)展用戶(hù)1000多萬(wàn) 人，簽約商戶(hù)28000家，自動(dòng)售貨機(jī)6000多臺(tái)，增長(zhǎng)速度十分驚人。這種手機(jī)支付業(yè)務(wù)用手機(jī)逐步替代人們?cè)阱X(qián)包中放置的所有物品，即現(xiàn)鈔、銀行卡、會(huì) 員卡、積分卡、鑰匙、車(chē)船飛機(jī)票、影劇和旅游景點(diǎn)門(mén)票以及證件等。

使用近場(chǎng)通 信技術(shù)的下一代移動(dòng)電話(huà)應(yīng)用系統(tǒng)最近在北美進(jìn)行了首次大規(guī)模測(cè)試，地點(diǎn)設(shè)在亞特蘭大體育館菲利浦斯球館(Philips Arena)。在這次試驗(yàn)中，持有季票并擁有大通銀行Visa信用卡和辛格勒無(wú)線(xiàn)賬戶(hù)的球迷(大約有250位)可以在售物臺(tái)無(wú)接觸付費(fèi)。通過(guò)內(nèi)置飛利浦近 場(chǎng)通信芯片和ViVOtech軟件的諾基亞3220移動(dòng)電話(huà)，用戶(hù)可在接近POS終端的位置進(jìn)行安全支付和購(gòu)物。ViVOtech公司在整個(gè)菲利普斯球館 中部署了156個(gè)非接觸式POS機(jī)閱讀器。

6.2 國(guó)內(nèi)

2006年6月，諾基亞、廈門(mén)移動(dòng)、廈門(mén)易通卡公司、飛利浦公司共同在廈門(mén)啟動(dòng)中國(guó)首個(gè)近場(chǎng)通信手機(jī)支付現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，使用具備近場(chǎng)通信功能的手機(jī)實(shí)現(xiàn)了廈門(mén)市任何一個(gè)廈門(mén)易通卡覆蓋的公交汽車(chē)、輪渡、餐廳、電影院、便利店等營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的手機(jī)支付。

2006年8月1日，諾基亞與銀聯(lián)商務(wù)公司在上海啟動(dòng)國(guó)內(nèi)第二個(gè)近場(chǎng)通信測(cè)試，也是全球范圍首次進(jìn)行近場(chǎng)通信空中下載試驗(yàn)。2007年底，中國(guó)銀聯(lián)支持近場(chǎng)通信技術(shù)的手機(jī)支付測(cè)試將在上海的浦東商業(yè)區(qū)展開(kāi)，包括八百伴和正大廣場(chǎng)的購(gòu)物中心。

2007年3月13日開(kāi)始正式在上海推出近場(chǎng)通信技術(shù)移動(dòng)認(rèn)證業(yè)務(wù)。這個(gè)業(yè)務(wù)由諾基亞公司和上海質(zhì)監(jiān)、上海消防聯(lián)合實(shí)施。執(zhí)法人員只需持定制防偽應(yīng)用的近場(chǎng)通信手機(jī)，即可隨時(shí)隨地讀取煙花爆竹所貼電子標(biāo)簽的全球惟一識(shí)別碼，并實(shí)時(shí)上傳至防偽服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)校驗(yàn)。

7 結(jié)束語(yǔ)

作為一種新 興的近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，近場(chǎng)通信技術(shù)應(yīng)用在世界范圍內(nèi)受到了廣泛關(guān)注。近場(chǎng)通信芯片裝在手機(jī)上，手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)小額電子支付和讀取其他近場(chǎng)通信設(shè)備或標(biāo) 簽的信息。近場(chǎng)通信的短距離交互大大簡(jiǎn)化整個(gè)認(rèn)證識(shí)別過(guò)程，使電子設(shè)備間互相訪(fǎng)問(wèn)更直接、更安全和更清楚。通過(guò)近場(chǎng)通信，電腦、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、PDA等 多個(gè)設(shè)備之間可以很方便快捷地進(jìn)行無(wú)線(xiàn)連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和服務(wù)。目前，近場(chǎng)通信技術(shù)已成功地在手機(jī)支付、門(mén)禁、各種POS終端，以及各種自動(dòng)收費(fèi)等 應(yīng)用中找到了自己的用武之地，在未來(lái)的普及化應(yīng)用指日可待。