Русские темы WordPress

Коммуникация ближнего поля




Я недавно размышлял об исследовательской части своей дипломной работы. Сначала хотел внедрять QR-коды, потом RFID-метки. И вот на днях в блоге компании Samsung на Хабре я столкнулся с интересной информацией о NFC-технологии. Тема поистине интересная; много всего было разработано, интегрировано и еще планируется реализовать в мобильных (и не только) устройствах.

Итак, Near Field Communication, она же NFC («коммуникация ближнего поля») — технология беспроводной высокочастотной связи малого радиуса действия, которая дает возможность обмена данными между устройствами, находящимися на расстоянии не более 20 сантиметров. Рабочая частота NFC находится в не требующем лицензирования диапазоне, выделенном для промышленного, медицинского и другого специального оборудования, и составляет 13,56 МГц. Скорость передачи данных по сегодняшним меркам невысока: максимум 424 Кб/с при расстоянии между устройствами до 4 см. По мере удаления до предельных 20 см этот параметр снижается до 212 и 106 Кб/с. Технология NFC — простое расширение стандарта бесконтактных карт, которая объединяет интерфейс смарткарты и считывателя в единое устройство. Любые гаджеты, работающие по технологии NFC могут поддерживать связь как с существующими смарткартами и считывателями, так и с другими устройствами, поддерживающими NFC. Таким образом, достигается абсолютная совместимость с существующей инфраструктурой бесконтактных карт, которая уже давно используется в наших автобусах, метро и платежных системах.

 

Что день грядущий нам готовит?

В настоящее время технология NFC главным образом нацелена на использование в мобильных телефонах. Существуют три основных области ее применения: эмуляция карт (устройство NFC ведет себя как реальная бесконтактная карта), режим считывания (устройство с NFC на борту является активным и считывает пассивную RFID метку, например для интерактивной рекламы), режим P2P (два устройства NFC связываются и обмениваются информацией друг с другом.

 

NFC технология может дать всем нам очень много «вкусностей» и ощутимо упростить некоторые каждодневные задачи, на которые в обычном режиме уходит много времени. Больше не будет необходимости выворачивать карманы в поисках мелочи на проездной в автобусе или отстаивать длинные очереди за билетиком на электричку: мобильная покупка билетов в общественном транспорте избавит от этой головной боли. Помимо этого, устройство с поддержкой NFC сможет заменить и платежные карты: провел мобильником по считывателю – оплатил покупки. Понятие «электронная доска объявлений» прочно войдет в обиход: мобильный телефон будет использоваться для чтения RFID меток с уличных досок для объявлений, чтобы на ходу получать информацию о новом суши-баре или сдающейся в аренду однушке.

 

NFC будет «спариваться» с Bluetooth: в будущем для соединения устройств Bluetooth 2.1, поддерживающих NFC, будет достаточно приблизить их друг к другу и принять соединение. То есть, процесс активации Bluetooth с обеих сторон, поиска, ожидания, соединения и авторизации будет заменён простым «прикосновением» мобильных телефонов.

 

 

Если смотреть в еще более отдаленное будущее (по крайней мере, в реалиях нашей матушки-России), NFC одарит нас такими технологическими благами, как электронная покупка билетов (авиабилеты, билеты на концерт, и т.д.), электронные деньги, карты путешественника, удостоверения личности, мобильная торговля, и, спасение для тех, кто любит терять или забывать дома ключи – их электронные аналоги: ключи от машины, ключи от дома/офиса, ключи от гостиничного номера и т. д. Помимо всего прочего, NFC можно будет использовать для конфигурирования и инициализации других беспроводных соединений, таких как Bluetooth, Wi-Fi или Ultra-wideband.

Программа лицензирования патента для NFC в настоящее время разрабатывается в Via Licensing Corporation — это независимый филиал Dolby Laboratories.

 

Отцы-основатели.

 

 

NFC Forum. Является некоммерческой ассоциацией, основанной компаниями Samsung, Sony, NXP Semiconductors, Nokia, Philips и Microsoft, чтобы продвинуть использование NFC в бытовой электронике, мобильных устройствах и персональных компьютерах. NFC Forum будет содействовать реализации и стандартизации технологии NFC, чтобы обеспечить продуктивное взаимодействие между устройствами и услугами. В марте 2011 к NFC Forum в качестве ведущего участника присоединился Google. Это вторая по старшинству роль в NFC Forum. Она позволяет принимать участие в голосовании относительно маркетинга, стандартов и технологий, связанных с внедрением NFC в будущем, а также проводить тестирование оборудования на соответствие стандартов NFC Forum в собственных лабораториях, не раскрывая коммерческую тайну производимого оборудования. Таким образом, Google получила такие же права, как CSR и Intel. Однако, статус Google в NFC Forum не столь высок, как у компаний Microsoft, Nokia и Samsung, которые являются полноправными инициаторами проекта.

GSMA. Ассоциация GSM является глобальной торговой ассоциацией, представляющей 700 операторов мобильной связи в 218 странах мира. К настоящему моменту они подали две инициативы:

Mobile NFC Initiative. Четырнадцать операторов мобильных сетей, которые вместе представляют 40% глобального рынка мобильной связи. Все они активно поддерживают технологию NFC и сотрудничают друг с другом, чтобы развивать приложения для NFC. Среди них: Bouygues Télécom, China Mobile, AT&T, KPN, Mobilkom Austria, Orange, SFR, SK Telecom, Telefonica Móviles España, Telenor, TeliaSonera, Telecom Italia Mobile (TIM), Vodafone и другие. 13 февраля 2007 года, они издали техническое описание NFC, чтобы дать точку зрения операторов мобильной связи на экосистему технологии.

Pay Buy Mobile Initiative. Стремится определить общий глобальный подход к использованию технологии NFC, чтобы связать мобильные устройства с платежными и бесконтактными системами. До настоящего времени, 30 операторов мобильной связи присоединились к этой инициативе.

StoLPaN. Store Logistics and Payment with NFC является европейским консорциумом, поддерживаемым программой European Commissions и Information Society Technologies. StoLPaN будет исследовать пока еще неохваченный потенциал с целью согласования новых видов локальных беспроводных интерфейсов, NFC и мобильной связи.

NFC vs. Bluetooth & Wi-Fi

В качестве канала передачи данных NFC не конкурент таким беспроводным технологиям, как Bluetooth или Wi-Fi, однако она способна их отлично дополнить. Идеологи NFC Forum называют это «гармонизацией». Например, при соприкосновении двух устройств NFC за доли секунды автоматически установит соединение между ними, после чего можно задействовать для передачи информации более быстрый канал. Простое прикосновение к принтеру с функциями NFC и Wi-Fi Direct позволит отправить документ на печать, а легкое касание Wi-Fi-роутера – мгновенно настроить смартфон для работы в домашней или офисной беспроводной сети. Для того чтобы воспроизвести фильм с телефона на большом экране, достаточно будет положить аппарат рядом с телевизором, выбрать нужный контент и включить просмотр через Wi-Fi/UPnP.

 

Максимальная скорость передачи данных NFC – 424 кбит/сек. Это значительно меньше, чем Bluetooth (2.1 мбит/сек). Pадиус действия у NFC значительно меньше, чем у «Голубого Зуба» (около 20 см против 10 метров). Большой минус, скажете вы? Отнюдь: это обеспечивает большую степень безопасности и делает NFC более подходящей, к примеру, для переполненных пространств, где корреляция сигнала с передавшим его физическим устройством могла бы иначе оказаться попросту невозможной. В отличие от Bluetooth, NFC совместима с существующим RFID структурами. Очень большой плюс технологии NFC: обмен данными будет работать, даже когда одно из устройств не снабжено источником питания (например, телефон, который может быть выключен, бесконтактная кредитная смарт-карта и т. д.).

Существуют и другие стандарты связи, которые, так или иначе, вовлечены в NFC. Среди них:

ETSI / SCP – платформа смарт-карт, необходимая для установки связи между SIM-картой и набором микросхем NFC;
Single Wire Protocol – стандарт ETSI на протокол обмена данными между SIM-картой и микросхемами физического уровня NFC;
GlobalPlatform – призвана определять многоприкладную архитектуру защищенной микросхемы;
EMVCo – воздействует на платежные приложения EMV.

 

NFC опасности.

 

Хотя радиус связи NFC ограничен несколькими сантиметрами, это вовсе не гарантирует полной безопасности соединений. В 2006 году Ernst Haselsteiner и Klemens Breitfuß описали различные типы возможных атак.

Подслушивание. Радиочастотный сигнал беспроводной передачи данных может быть перехвачен антеннами. Расстояние, с которого атакующий в состоянии подслушать радиочастотный сигнал, зависит от многих параметров, но в любом случае — это всего несколько метров. Кроме того, на подслушивание чрезвычайно влияет режим связи. Очевидно, что пассивное устройство, которое не создает собственное радиочастотное поле, будет намного тяжелее подслушать, чем активное устройство. Стандарт NFC сам по себе не предлагает защиты против подслушивания. По идее, стек протоколов должен использовать криптоалгоритмы поверх NFC для защиты данных.

Модификация данных. Разрушение данных относительно легко осуществить средствами радиоэлектронной борьбы (РЭБ), то есть глушилками RFID. Нет способа предотвратить такое нападение, однако, единственным его результатом будет невозможность установить связь. Влезть в данные внутри сообщения атакующим устройством на практике нереально.

Атака с использованием ретрансляции. Для подобного нападения злоумышленник должен отправить жертве запрос считывателя и её ответ в режиме реального времени передать дальше на считывающее устройство. Это делается для того, чтобы выполнить задачу, симулирующую владение смарт-картой жертвы.Однако на практике такая атака довольно затруднительна в связи с жёсткими ограничениями по времени на ответ запрашиваемого устройства. В некоторых случаях речь может идти о микросекундных допусках (например, при выполнении обязательной процедуры антиколлизии).

Лед тронулся!

В заключении хотелось бы сказать пару слов о реализации технологии NFC в мире и России, в частности.
Следует признать, что тема перспектив развития NFC муссируется уже не первый год, и попытки использования ее на практике предпринимались неоднократно. Но, в большинстве случаев, дальше образцово-показательных тестовых систем дело не заходило. Хотя есть и приятные исключения из правил.

Так, например, Япония еще в далеком 2007 году начала внедрять NFC на местных автозаправочных станциях и в сети ресторанов быстрого питания McDonald's. В Штатах очень популярны купоны скидок и акции для постоянных покупателей. Несмотря на такие «оазисы высоких технологий», еще недавно казалось, что до широкого распространения технологии еще далеко.

 

Тем не менее, уже очевидно, что на мировом рынке NFC в ближайшее время грядут серьезные перемены. Поддержка NFC уже включена в Android 2.3, а в новых телефонах от Google, Samsung, LG стоят чипы NFC, которые еще не разблокированы. Microsoft также планирует добавить в телефоны на базе Windows Phone 7 датчик ближней радиосвязи, а компания RIM сообщила о планах выпуска телефонов BlackBerry с NFC в течение года. Многие ожидают, что в этом или в 2012 году появится iPhone с поддержкой NFC, в этом убеждают, в частности, патентные заявки Apple. Однако, яблочная компания пока еще осторожничает, присматриваясь к потенциалу новой технологии и прикидывая возможности ее интеграции в свою экосистему. Аналогично поступили и в HTC: первое устройство от них с поддержкой NFC появится лишь в третьем квартале этого года. В компании считают, что за это время увеличится и количество мест, где можно будет воспользоваться преимуществами NFC, и улучшится поддержка этой технологии в ОС от Android.

Область применения NFC-модулей не ограничится одними мобильными телефонами. Технология будет уместна в ноутбуках, планшетах и стационарных бытовых устройствах. Так, компания Lenovo уже объявила о намерении встраивать NFC-адаптеры во все лэптопы своей бизнес-серии ThinkPad.

Не так давно Samsung и платёжная система Visa объявили о совместном проекте с целью оснастить Лондон достаточным количеством NFC-терминалов к 2012 году, когда в Великобритании откроются Олимпийские игры. Всего в Лондоне будет введено в эксплуатацию свыше 60 тыс. терминалов, с помощью которых можно будет осуществлять различные платёжи. Более того, Samsung выпустит специальный «олимпийский» телефон, оснащённый NFC-модулем. Само собой, любой другой телефон с NFC также будет работать.

В России за раскрутку технологии NFC, среди прочих компаний, отвечает i-Free – один из лидеров рынка дополнительных мобильных услуг и контента России и стран СНГ – также член NFC форума. Вы, наверное, знаете о планах введения универсальной карты для жителей России – она будет поддерживать NFC.

Уже сейчас, благодаря реализации проекта компании «Аэроэкспресс», билеты на электропоезда от вокзалов до аэропортов Москвы можно приобрести с помощью мобильного телефона, обладающего NFC функциональностью. NFC сервис внедряется как надстройка к существующей автоматизированной системе продажи и контроля билетов «Аэроэкспресс».

Российский оператор сотовой связи «МТС» еще осенью прошлого года предоставил возможность обладателям 300 специальных SIM-карт (в их число входят сотрудники компании и работники метро) опробовать систему оплаты проезда в московском метрополитене, используя технологию NFC.

В Санкт-Петербурге тоже не сидят без дела: в июне «Билайн» совместно с Петербургским метрополитеном развернули свой проект – оплата проезда с помощью мобильного телефона по технологии NFC.

По оценке аналитиков IMS Research, в 2015 году будет выпущено 1,8 миллиарда сотовых телефонов.

Видео-демонстрация технологии NFC в действии: