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        基于藍牙技術(shù)的手機支付系統(tǒng)設(shè)想

        2013-10-29 14:22:15劉明星
        中國新通信 2013年7期
        關(guān)鍵詞:SIM卡藍牙射頻

        劉明星

        【摘要】移動通信發(fā)展迅猛,小小手機大大作為。手機可以幫人類做越來越多的事情,消費者的支付也可以用手機來實現(xiàn)。藍牙成為手機的標準配置,但用戶使用藍牙的場合卻并不多,為了更好的利用藍牙,本文介紹一種通過藍牙手機實現(xiàn)支付的想法。

        【關(guān)鍵詞】手機移動支付藍牙POS機銀聯(lián)NFC

        一、移動支付

        手機支付也稱為移動支付,用戶通過移動終端(通常是手機)完成對所消費的商品或服務進行賬務支付的一種方式。繼卡類支付、網(wǎng)絡支付后,手機支付成為一種新的趨勢,面對巨大的需求,支付體系尚未完善,電信運營商、金融機構(gòu)(銀行/銀聯(lián))都想在技術(shù)標準上占主導地位。

        1.1移動支付主要技術(shù)方案

        國內(nèi)移動支付領(lǐng)域標準之爭主要是工作在13.56MHz頻段的中國銀聯(lián)NFC方案和工作在2.4GHz頻段的中國移動方案。兩大陣營分別以支付體系的兩個重要環(huán)節(jié)為代表,在2012年6月中國移動通信集團公司與中國銀聯(lián)就支付標準達成協(xié)議,確定采用13.56MHz方案,據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析,移動支付的國家標準將采取基于NFC技術(shù)的13.56MHz方案。除了以上兩種支付方案,還有eNFC、SIMpass、RF-SIM等不同廠商主導的支付手段。

        NFC技術(shù)方案:移動終端內(nèi)置一個支持該技術(shù)的專用芯片用于支付,該方案工作于13.56MHz頻段,用戶需要更換手機才能實現(xiàn);

        eNFC技術(shù)方案:將移動支付應用和底層安全及射頻模塊進行分離,將移動支付應用集成在SIM卡上,支付安全和射頻模塊放在手機專用芯片上,SIM卡通過管腳與芯片進行通信,該方案工作于13.56MHz頻段,用戶需要更換手機才能實現(xiàn);

        SIMpass技術(shù)方案:一中基于雙界面SIM卡的移動支付實現(xiàn)方案,將射頻功能部分集成于雙界面SIM卡中,射頻部分有額外天線從SIM卡頂端向外延伸,該方案工作于13.56MHz頻段,用戶需要更換SIM卡,不需更換手機。

        RF-SIM技術(shù)方案采用將射頻單元(包括射頻模塊、天線)直接集成到有源SIM卡上的方式,該方案工作在2.4GHz頻段,用戶需要更換SIM卡,不需更換手機。

        1.2移動支付發(fā)展現(xiàn)狀

        2012年6月中國移動和中國銀聯(lián)簽署合作協(xié)議,業(yè)內(nèi)人士預測銀聯(lián)主導的13.56MHz的NFC方案將成為移動支付國家標準并實現(xiàn)與國際接軌。NFC技術(shù)方案支持多種應用模式,除移動支付外還可擴展多種非支付類應用功能。面對豐富的應用功能,消費者是否需要呢?答案是否定的,消費者希望找到一種利用現(xiàn)有資源代替銀行卡(或信用卡)的方式來實現(xiàn)更加便捷的支付,作為一個普通消費者,不會為了實現(xiàn)移動支付而花費額外的代價來更換手機或者升級SIM卡,除非有人買單。作為利益方的運營商和金融機構(gòu)更不愿意為龐大的用戶群體買單,在沒有人升級移動終端設(shè)備時,技術(shù)的優(yōu)勢根本無法體現(xiàn)。

        另外,在智能手機領(lǐng)域有絕對話語權(quán)的蘋果公司在其新一代手機IPHONE5中并未內(nèi)置NFC通信模塊,使得NFC技術(shù)方案的推廣變得更加困難。在IPHONE中蘋果公司使用了一種新的NaNo-SIM卡,這種SIM卡較之以往的標準SIM卡和micro-SIM卡更小更薄,使得借助SIM卡來實現(xiàn)手機支付的廠商獲得前所未有的的改造難度。

        消費者手中的銀行卡只是金融體系里的一個身份識別標志而已,是否能夠在持卡人手中找到另外一種能夠識別用戶身份的工具,這種工具具備標示身份并能夠與支付終端(POS機)相互通信。筆者認為,支持藍牙功能的手機就能夠?qū)崿F(xiàn),但目前使用的POS機并沒有內(nèi)置藍牙模塊,無法與藍牙手機直接通信,先期可以通過技術(shù)手段為POS機增加藍牙模塊來實現(xiàn),后期開發(fā)新的支持藍牙通信的支付終端替換。

        二、系統(tǒng)架構(gòu)及實現(xiàn)方式

        目前消費者手中的手機基本都內(nèi)置了藍牙通信模塊,能夠?qū)崿F(xiàn)兩個藍牙設(shè)備之間的信息傳遞,以下的篇幅分別介紹藍牙技術(shù)和藍牙支付方式設(shè)想及系統(tǒng)架構(gòu)。

        2.1藍牙技術(shù)簡介

        藍牙是由英文“Bluetooth”直譯而來,是一種低功耗、短距離無線通信技術(shù)。

        1994年,愛立信公司嘗試開發(fā)一種低功耗、低成本的無線接口技術(shù),試圖替代移動設(shè)備及其附件之間的線纜。1998年5月,愛立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾,在聯(lián)合開展短程無線通信技術(shù)的標準化活動時提出了藍牙技術(shù),其宗旨是提供一種短距離、低成本的無線傳輸應用技術(shù)。這五家廠商還成立了藍牙特別興趣小組(SIG),以使藍牙技術(shù)能夠成為未來的無線通信標準。1999年下半年,微軟、摩托羅拉、3COM、朗訊與SIG的五家公司共同發(fā)起成立了藍牙技術(shù)推廣組織,從而在全球范圍內(nèi)掀起了一股“藍牙”熱潮。

        藍牙技術(shù)從誕生至今,每個新版本的發(fā)布都在原有的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化改進,性能也得到了提升:

        V1.1:傳輸速率約在748~810kb/s,但容易受到同頻率產(chǎn)品干擾。

        V1.2:在原有傳輸速率的基礎(chǔ)上,增加了能夠抗干擾的跳頻功能。

        V2.1:改善了裝置配對流程,短距離的配對方面,具備了在兩個支持藍牙的手機之間互相進行配對與通訊傳輸?shù)腘FC(Near Field Communication)機制。

        V3.0:更新的核心是“Generic Alternate MAC/PHY”(AMP),這是一種全新的交替射頻技術(shù),允許藍牙協(xié)議棧針對任一任務動態(tài)地選擇正確射頻。傳輸速率更高,功耗更低。

        V4.0:包括三個子規(guī)范,即傳統(tǒng)藍牙技術(shù)、高速藍牙和新的藍牙低功耗技術(shù)。改進之處主要體現(xiàn)在三個方面,電池續(xù)航時間、節(jié)能和設(shè)備種類上。有效傳輸距離也有所提升,最大可以到60米。

        2.2系統(tǒng)設(shè)計

        系統(tǒng)設(shè)計思路為,手機做為移動支付介質(zhì)與接入PSTN的支付終端(POS機)通過藍牙通信完成支付。

        系統(tǒng)設(shè)計如下:

        系統(tǒng)的核心為藍牙手機和支持藍牙通信的POS設(shè)備(或ATM柜員機),最大的難題是為現(xiàn)有的POS機上增加藍牙模塊并實現(xiàn)通信。系統(tǒng)中手機與POS設(shè)備通過藍牙通信實現(xiàn)支付,POS設(shè)備(或ATM柜員機)可通過移動通信網(wǎng)或直接接入PSTN并最終與商業(yè)銀行通信。

        支付流程如下:

        下圖中MS為用戶手中處于開機狀態(tài)下的藍牙手機,POS機具有藍牙通信功能并處于待機狀態(tài)下。

        在原有的通信體系中手機可以通過PSTN與商業(yè)銀行的POS刷卡設(shè)備間接通信,通過引入藍牙將實現(xiàn)手機與商業(yè)銀行的POS設(shè)備直接通信,節(jié)省整個網(wǎng)絡的通信時間及流量損耗。

        2.3系統(tǒng)中需要解決的問題

        系統(tǒng)中需要解決問題有兩個:為POS設(shè)備安裝藍牙模塊并實現(xiàn)與手機的通信;實現(xiàn)用戶手機與銀行賬戶的綁定。

        為現(xiàn)有的POS設(shè)備內(nèi)置藍牙通信模塊難度較大,最簡易的實現(xiàn)方式是在POS機原有電路基礎(chǔ)上增加一條USB線纜,將內(nèi)置通信及身份識別軟件的藍牙模塊通過USB線纜與POS設(shè)備相連,如下圖所示。或者在開發(fā)新的POS設(shè)備中內(nèi)置藍牙通信通信,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)識別與交換。

        用戶手機與銀行賬戶的綁定實現(xiàn)相對容易,可以在開戶時將手機用戶的IMEI(International Mobile Equipment Identification Number)與IMSI(International Mobile Subscriber Identification Number)與銀行賬戶綁定;還可以在商業(yè)銀行網(wǎng)上銀行客戶端(或網(wǎng)站)開通銀行賬戶與用戶手機的綁定功能,用戶IMEI可以從手機上查到,IMSI可以從運營商處獲得。

        在手機向POS設(shè)備發(fā)送的支付請求信息中包含用戶信息(IMEI或IMSI),POS設(shè)備收到手機的支付請求后能提取出用戶信息。

        三、藍牙支付的優(yōu)勢和劣勢

        3.1藍牙與NFC支付方式的比較

        表1中將藍牙技術(shù)和NFC技術(shù)主要特點進行比較:

        從使用頻率資源的豐富性和調(diào)制方式的先進性來看,藍牙技術(shù)優(yōu)勢明顯;從通信距離和傳輸速率來看,藍牙也具有優(yōu)勢;從設(shè)備改造或?qū)崿F(xiàn)來看,藍牙技術(shù)不需要更換手機,僅此一項就能節(jié)省很大一筆開支。NFC有眾多知名廠商的支持,技術(shù)成熟標準完善,從產(chǎn)業(yè)推廣上來看,優(yōu)勢明顯。

        3.2藍牙支付系統(tǒng)存在的問題

        雖然以藍牙技術(shù)為基礎(chǔ)的支付方式有明顯優(yōu)勢,但也僅僅是一個理論上的概念,技術(shù)成熟度和應用無從談起。

        從硬件來看:POS設(shè)備對藍牙的支持能力,目前所用的POS刷卡機均為嵌入式設(shè)備,系統(tǒng)類型大致分為三類:DOS系統(tǒng)、linux系統(tǒng)、WinCE系統(tǒng),對硬件兼容性WinCE最佳、linux次之、DOS最差,硬件驅(qū)動實現(xiàn)來看,DOS最難、linux較易、WinCE容易。

        從軟件來看:按照系統(tǒng)的通信流程來看,需要支付的交易雙方多次握手才能達成交易。如果消費者在交易中如果使用的是智能手機,開發(fā)相關(guān)的交易軟件能夠縮短交易時間。針對智能手機開發(fā)相應的支付軟件,實現(xiàn)持卡人身份認證,優(yōu)化交易流程。

        從安全來看:目前藍牙設(shè)備數(shù)量眾多,如何在眾多設(shè)備中找到正確的支付終端(藍牙POS機),如何識別非法裝置也是存在的難題之一。

        從推廣來看:中國銀聯(lián)不遺余力的推廣國際主流的NFC技術(shù),商業(yè)銀行為用戶提供基于IMEI、IMSI的身份綁定服務,勢必也會獲得來自銀聯(lián)的壓力。

        四、總結(jié)

        從消費者的立場來說,銀聯(lián)主導的NFC方案的推廣難度不亞于當年中國移動推廣中國自主產(chǎn)權(quán)的3G標準TD-SCDMA;從銀聯(lián)的立場來說,NFC方案與國際接軌,有眾多廠商支持,技術(shù)成熟、標準完善,便于今后日益增加的跨國結(jié)算。

        事實上,能否成為標準并未是衡量技術(shù)好壞的唯一標準,非標準技術(shù)也并非沒有生存空間,在市場經(jīng)濟的今天,產(chǎn)業(yè)規(guī)模和經(jīng)濟效益決定技術(shù)的推廣前景。如果NFC基礎(chǔ)成為國家標準,那是否會出現(xiàn)移動通信的3G時代,設(shè)備廠商和運營商受制于高通CDMA專利的情形呢?

        參考文獻

        [1]鄧珊.中興通訊移動支付解決方案[DB/OL]

        [2]錢志宏,楊帆,周求湛.藍牙技術(shù)原理、開發(fā)與應用.北京航空航天大學出版社2006.3

        [3]藍牙技術(shù)簡介[DB/OL]

        [4] NFC[DB/OL]

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