关于近场通信你需要知道的一切

NFC(近场通信)很可能出现在您下一部智能手机(或者下下一部)中,而且它将不仅仅用于移动支付。

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上周,智能手机制造商、无线运营商和信用卡公司都宣称了他们对近场通信的喜爱。我们也同样充满热情:NFC 拥有巨大的潜力。很快,我们就能通过手机完成支付、解锁房屋、摆脱对繁琐 Wi-Fi 密码的担忧,以及无需交通卡就能乘坐地铁。下面将为您一一介绍。

什么是 NFC?

NFC 是一种短距离、低功耗的设备间通信协议。其中一个设备(发起者)利用磁感应产生一个无线电波场,目标设备可以检测并访问该场,从而无线传输少量数据,距离相对较短(在 NFC 的情况下,距离必须小于 4 英寸)。如果这听起来和 RFID(例如 EZ-Pass 和 FasTrak 等无线收费设备使用的技术)非常相似,那可能是因为 NFC 基本上是 RFID 的一种演进形式。区别在于 RFID 是一条单行道:您的 EZ-Pass 发射器将 4.25 美元的通行费发送到收费站的接收器,交易到此为止。但至关重要的是,NFC 是双向的,允许您的 NFC 设备发送和接收信息。

与 Wi-Fi 或蓝牙等其他无线协议相比,NFC 的速度非常慢,最高数据传输速度仅为 0.424 Mbps,不到蓝牙的四分之一。但 NFC 相对于蓝牙有几个关键优势:它功耗极低,仅为 15 mA(对于当今的大型智能手机电池来说几乎可以忽略不计),它具有更大的安全性潜力(稍后详述),并且完全省去了蓝牙复杂的“配对”过程。蓝牙需要配置;NFC 完全无需费力,只需轻触即可。

您能用 NFC 做什么?

NFC 论坛(推动 NFC 的主要公司协会)提出的三个主要概念是“共享、配对和交易”。

交易是这三者中最显而易见的一个,也是我们可能会首先看到的应用。配备 NFC 芯片的智能手机可以非常方便地配置为信用卡或借记卡。只需将手机靠近支持 NFC 的支付终端,咔哒一声,钱就花出去了,消费主义得以维系,皆大欢喜。但这仅仅是 NFC 在交易方面能力的开始。

您钱包里的其他物品也逃不过 NFC 的“接管”,这肯定会激怒曾经坚不可摧的钱包行业。NFC 可以很好地用于公共交通卡、图书馆卡、酒店门卡和办公楼门禁卡。即使是政府颁发的身份证件,如驾驶执照和护照,也可以通过 NFC 进行替换或增强,尽管在此方面的安全担忧可能会将此类应用推迟到未来。但关键是,这一切都是可能的,而且相对容易。甚至钥匙有一天也可能成为过去,被手机的轻触锁所取代。

由于技术限制,“共享”功能稍微复杂一些。主要用途类似于现在二维码(您手机摄像头可以扫描的方形条形码标签),只是无需打开应用并拍照。启用了 NFC 的设备(如智能手机)可以与另一个启用了 NFC 的设备或无源标签进行交互。该标签基本上就是一个嵌入了某种数据的小芯片,用于传输数据——可能它印在广告上,并提供一个用于获取更多信息的 URL。这些无源标签也不需要电力,而是依靠您的手机产生的射频场供电,因此您只需将手机轻触标签,就可以将少量数据——通常是一个 URL——传输到您的手机上。

NFC 论坛的 Debbie Arnold 说:“标签读取的概念对我来说真的很令人兴奋”,因为这些无源、无电的标签非常便宜,可以嵌入到各种地方。将手机轻触电器上的标签以获取其保修信息,或者轻触香烟包装以获取一些政府提供的令人触目惊心的吸烟者肺部图像。你知道,为了好玩。

凭借其低于 0.5 Mbps 的速度,您将无法通过智能手机传输高清视频,因此文件共享将仅限于照片、文档和 URL 等较小项目(在我们的云连接环境中,这些通常就足够了)。但如果您确实想发送视频等较大文件,NFC 也可以提供帮助——作为通往更密集无线协议的桥梁。

“配对”概念就在这里发挥作用了。将手机轻触另一部手机,即可即时配置蓝牙或 Wi-Fi 连接,无需密码。或者将手机轻触您的新路由器,再也不用担心写着您故意设置的复杂 Wi-Fi 密码的那张小纸条了(您发誓您的室友把它贴在冰箱上了)。或者将一部手机轻触另一部手机,即可即时交换联系信息,即使没有可用的 3G 连接。

Google Nexus S
Google

为什么小工具制造商、银行家、商家和无线运营商对它如此热衷?

NFC 具有一些非常惊人的可能性,但从谷歌到维萨,从麦当劳到 T-Mobile 的每一家公司都在赞扬它的原因,都与您能否记住路由器的密码无关。在他们看来,NFC 总是被美元符号所包围,直接广告和实时客户数据的想法让他们的大脑垂涎三尺(这是一种严重的疾病)。用支持 NFC 的手机支付购买费用,获得优惠券。将手机轻触支持 NFC 的电影海报,即可获得特定场次的特别优惠,例如周二下午 1 点放映的《Gnomeo and Juliet: The Squeakquel》(这将在不久的将来发生,显然)。使用 NFC 的移动支付功能,您很可能会收到优惠券、促销、样品或其他各种数字奖励。

但这并不能解释为什么商务人士对 NFC 如此兴奋。答案是:这都与广告有关。

当谷歌即将离任的 CEO 埃里克·施密特(Eric Schmidt)最近在世界移动通信大会(Mobile World Congress)上发表演讲时,他几乎抑制不住自己的兴奋之情。我们知道,谷歌的业务就是广告和客户数据。当您进行 NFC 购买时,您的手机不仅仅是传输您的银行号码进行支付。它还可以传输您的购买习惯和人口统计信息。这听起来很可怕,但绝大多数情况下,当您购买应用、从亚马逊购买任何东西或在谷歌上搜索产品时,这类信息就已经存在并被使用了。NFC 只是有潜力即时、实时地提供这些数据,这对营销人员、零售商以及其他关心您更喜欢 Five Guys 而不是 Shake Shack 的人来说非常有价值。您可能不会收到优惠券,而是会收到广告——高度针对您最近一次购买的广告。

当然,您的个人数据不太可能在您不知情的情况下被提供给商家——至少谷歌是这样,他们有提供此类广告退出选项的历史。但确实有可能。

为什么是现在?

在 MWC 上,施密特表示,“NFC 已经存在了很长时间,但一切才刚刚开始成熟,”这在很大程度上是正确的。用于数据传输的磁感应已经存在了很多年,通过磁感应进行的移动支付在日本甚至已经成为事实上的标准。Mobile FeliCa(Felicity Card)在日本得到了广泛应用,被集成到 DoCoMo 和索尼的手机中,但据 NFC 论坛发言人 Debbie Arnold 称,Mobile FeliCa 等系统“更像是 NFC 的前身”。Mobile FeliCa 是一种单向传输卡,是 RFID 的一种简化形式,不需要供电。“在 NFC 准备好之前,没有人愿意推出产品,”Arnold 说,而现在似乎已经准备好了。

2010 年底,NFC 论坛完成了第一批技术规范,并宣布了设备的认证流程。Debbie Arnold 指出,该计划“为制造商提供了一种确认其设备符合 NFC 论坛规范的方法,并有助于确保互操作性”。直到去年才进行了测试和试点,这反过来促使银行、移动运营商和硬件制造商纷纷加入,开始真正构建 NFC 的网络。

基础设施呢?

人们普遍认为,将 NFC 引入智能手机将需要大规模的基础设施改造,但这可能并非如此。NFC 作为 RFID 的一种演进形式,实际上与现有的 RFID 终端兼容,这些终端由 Visa 和 MasterCard 等公司分发,并且在各种企业中都有存在,从国际性的(麦当劳)到本地的(我童年时常去的 Wawa 三明治店)。对于您普通的无线支付,不需要任何花哨的新硬件。

NFC 论坛

当然,那些希望利用 NFC 的更多广告友好型双向功能的企业需要安装新的 NFC 供电设备。如果麦当劳想知道您一顿饭通常吃多少块麦乐鸡,他们就必须安装一个双向 NFC 终端。但真正想要这类数据的公司通常不是您街角的小店,而更可能愿意支付 NFC 升级费用。街角小店仍然可以升级到更便宜的 RFID 读卡器,它们可以在同一系统中使用。您可以通过寻找图示左侧的“N-Mark”来找到支持 NFC 的设备,它会提示您可以开始进行 NFC 操作。

在手机硬件方面,您可以期待在下一代智能手机中看到 NFC——基本上是即将上市的下一批手机。谷歌在最新发布的 Android(2.3 版 Gingerbread)中内置了一些相当完善的 NFC 功能,NFC 论坛将索尼、诺基亚、LG、摩托罗拉、高通和 RIM(黑莓)等知名公司列为主要成员。仅在上周,我们就收到了来自谷歌、RIM维萨的重要承诺,而且肯定还会有更多。目前,只有谷歌的 Nexus S 拥有 NFC 芯片(而且目前相当无用),但未来的 Android、BlackBerry,很可能还有 iOS 设备都将配备 NFC 功能:关于配备 NFC 功能的 iPhone 5 的传言最近开始浮出水面。

根据一项非常近期的泄露,黑莓正在与美国银行合作,最早在今年春天提供 NFC 改造服务,他们的解决方案非常巧妙:BoA 不必等待新手机,只需为几款黑莓型号提供一个支持 NFC 的替换电池盖,并附带一个允许移动支付的软件更新。这对于缺少可更换电池盖(或,嗯,可更换电池)的 iPhone 和一些 Android 设备不起作用,但一个支持 NFC 的手机壳可以实现同样的功能。

这,嗯,安全吗?

啊,安全问题。NFC 本质上令人担忧,因为它能促进非常敏感的数据像魔术一样通过空气传输,而这些数据理论上是可以被窃取的。NFC 协议本身对数据窃取几乎没有任何实际保护措施——NFC 论坛强调的保护措施只是协议物理特性的逻辑延伸。例如,那个 4 英寸的传输区域理论上使得没有巧妙的计划就很难大规模窃取数据。您还可以选择在不使用时关闭 NFC,如果每次都记得这样做,这可以阻止一些盗版行为。但这还不够;这就像只是因为扒手很难靠近而声明钱包一般安全。

NFC 标准将任何高级保护,如加密或密码保护,留给使用者自己。您必须相信您的银行会加密您的银行信息,您必须相信谷歌、苹果或 RIM 会加密您的账户信息,您必须相信您的数字锁匠会加密您新的未来派虚拟房屋钥匙,等等。任何一家公司嵌入加密或密码都相对容易,但他们仍然必须去做。据 NFC 论坛的 Debbie Arnold 说,“应用程序也可以提供适合其应用程序的安全措施”,例如加密和密码保护,而且“这些安全要求可以根据特定应用程序进行定制”。

尽管如此,使用ISO 14443 协议的销售点(POS)安全性已经成为一项标准,被主要的信用卡公司与 RFID 技术一起使用,NFC 也不会改变这一点。对于 NFC 新提供的更高级的安全功能(如加密),是为了避免窃听,NFC 论坛表示这取决于开发人员。NFC 论坛的第三方解决方案并不完全令人满意——我们更希望从一开始就在技术中嵌入加密标准。

只要有足够的软件加密,信号破坏比窃听的可能性要大得多。RFID 干扰器也可以破坏 NFC 芯片的通信能力,并且没有真正的方法可以抵御这种攻击。当然,除了非常烦人的恶作剧,没有真正的理由去干扰信号。

我与美联储(Federal Reserve)进行了沟通,了解 NFC 是否包含在《公平信用账单法》(Truth in Lending Act)中,该法案保护客户免于支付因信用卡被盗或未经授权而产生的超过 50 美元的账单。尽管 NFC 未在立法中被具体提及(考虑到它的新颖性是可以理解的),但我与之交谈的联邦储备代表指出,有几项条款无需太大扩展即可适用于 NFC。“我不明白为什么它不受‘电子资金转账条例’的管辖,”该代表告诉我。“它仍然是电子转账,而且像磁性转账这样的其他无线技术已经包含在内了。” 这些“磁性转账”指的是某些信用卡中的 RFID 芯片,这些芯片已经在使用中——而且由于 NFC 本质上是 RFID 的一种演进(且仍然是磁性)版本,因此 NFC 也将被涵盖似乎是毋庸置疑的。

它会成功吗?

NFC 具有巨大的潜力,并且得到了银行、硬件制造商和零售店的支持,它很可能会很快普及。它是否会被顺利接受,很大程度上取决于其实施方式——从我们简短的观察来看,Android 的 NFC 功能显得有些晦涩和复杂,而 NFC 需要超级简单才能让公众理解和使用。但如果做得好,钱包塞满和忘记密码的日子可能就快结束了。

 

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丹·诺索维茨是一位自由撰稿人和编辑,曾为《大众科学》、《The Awl》、《Gizmodo》、《Fast Company》、《BuzzFeed》等媒体撰稿。他拥有麦吉尔大学本科学位,目前居住在布鲁克林,因为他留着胡子戴着眼镜,这就是法律规定。你可以在 Twitter 上关注他。

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