胡治宇 利莉 景德鎮(zhèn)學院

NFC技術在手機支付平臺設計中的應用研究

胡治宇 利莉 景德鎮(zhèn)學院

NFC是一種短距離高頻的無線電通信技術，崛起于最近幾年并被廣泛運用于各大領域。此技術主要融合了非接觸式射頻技術和互聯互通技術，發(fā)展成為了能在無線環(huán)境下通過使用移動終端從而實行近場支付的一種新型系統，目前NFC手機支付這種全新的支付方式已經進入了商業(yè)應用領域。本文首先簡要介紹了NFC技術的概念及其工作模式，然后分析了NFC技術的手機支付平臺方案設計，最后深入研究了手機支付平臺設計中NFC技術的運用。

NFC技術 手機支付平臺 設計

所謂的NFC技術本質上就是近距離通信。近些年來，NFC技術與智能手機的完美融合，有效簡化了交易程序，給移動支付帶來了極大的便利，使得具有NFC功能的移動終端被廣泛普及。NFC技術具有距離近、能耗低以及啟動時間短等特點。隨著NFC移動支付的不斷進步、發(fā)展，NFC移動支付手機有可能會取代銀行卡，成為用戶個人的電子錢包。隨著網絡的普及和NFC技術的發(fā)展，近場移動支付開始成為最主要的支付方式，因此本文深入研究了NFC技術在手機支付平臺設計中的應用。

1 NFC技術的概念

所謂的NFC技術，實質是就是近場通信，是由非接觸式射頻識別和互聯互通技術整合演變而來的，在單一芯片上結合感應式讀卡器、感應式卡片、點對點的功能，能在短距離內與兼容設備進行識別和數據交換。目前這項技術被廣泛應用于，如：機場用手機驗證登機、大樓的門禁鑰匙、交通一卡通、信用卡、水電支付等日常生活的方方面面，可見其是未來移動支付的發(fā)展趨勢。手機近場支付是通過移動手機方便、便捷、安全地完成交易的一種新型支付方式。

2 NFC技術的主要工作模式

一般情況下，NFC的工作主要是發(fā)生在啟動設備和目標設備之間，任意一個NFC設備都可以充當啟動設備和目標設備兩個中的一個。NFC技術有三個工作模式，其一是卡模擬模式，其二是讀卡器模式，其三是點對點通信模式。

2.1 卡模擬模式

卡模擬模式主要是在非接觸式移動支付上應用，比如交通、商場、電子票務。用戶可將智能手機貼近讀卡終端，然后輸入支付密碼，就可完成支付交易。在卡模擬模式中NFC設備工作的原理是電磁感應耦合，完成數據傳輸任務。這便使得在不改變現有設備的情況下就能夠使用NFC手機完成非接觸的交易支付，其實就相當于一張采用RFID技術的IC卡，因此，卡模擬模式主要的應用領域也與傳統的IC卡應用領域一致，例如零售刷卡支付、門票、交通卡等。這種模式還有一優(yōu)點，就是卡片通過非接觸讀卡器的RF域來提供供電，也就是說手機沒電也可以進行支付。

2.2 讀卡器模式

讀卡器模式中NFC主動啟動無線通信，讀取或修改NFC標簽中的數據信息。與卡模擬模式區(qū)別在于其支付應用中充當發(fā)起終端，且必須有電才能工作。其主要應用包括從NFC海報信息中讀取信息以獲取相關內容，海報中嵌入NFC標簽，在上面寫入有關海報的信息，通過設備讀取NFC標簽中的信息，從而方便進行下一步操作。

2.3 點對點通信模式

點對點模式就是網絡中兩個平等節(jié)點間的無線數據交換，也就是說兩臺具有NFC功能的設備鏈接，在不需要服務器介入的情況下，以點對點的方式進行彼此間數據的直接傳輸，比如：下載音樂、傳輸圖片、同步設備地址庫等。點對點模式數據傳輸距離短、傳輸創(chuàng)建速度較快、傳輸速度也快、功耗低等特點，通過NFC，多個設備如數碼相機、計算機、手機和PDA之間都可以交換資料或服務。典型應用有藍牙連接、交換手機名片。

3 NFC技術的手機支付平臺方案設計

3.1 具體方案簡述

立足于原有的NFC手機終端研究，可以探索出一種前所未有的手機支付方法。在已形成的WIM卡之上實現SIM卡智能工具包的使用，有效實現NFC手機支付體系和無線公開密鑰安全體系的完美融合。憑借這種前所未有的應用模式，廣大用戶們在使用手機進行支付的時候，不但可以通過SIM卡智能工具包進行自身所需的下載及瀏覽，還可以對應用軟件進行加密與升級，進而獲取更加優(yōu)質的金融服務。除此之外，還可以利用NFC技術下的電子錢包功能實現低額支付。在運營商、銀聯以及第三方認證平臺所構建的移動支付渠道中，第三方認證平臺其核心工作是確保交易的安全性，而運營商則主要是通過運用軟件的獨特優(yōu)勢，構建理想的支付平臺并且進行大力宣傳，使其可以快速普及。銀聯是憑借平臺的主要特征和銀行完成對接，支付平臺能夠快速實現業(yè)務申請并管理好賬戶信息。

圖1 系統功能模塊劃分圖

3.2 系統信息安全管理設計

在系統的信息安全管理方面，有很多地方都需要科學的規(guī)劃設計。一方面，無線公開密鑰系統（WPKI）的設計方面，在全新的移動支付處理方案當中，靈活運用無限公開密鑰來處理安全問題。和公鑰基礎設施一樣，無線公開密鑰也是在公鑰技術基礎上建立起來的一種綜合安全平臺。在設計無線公開密鑰系統方案的過程之中，主要設計了兩個截然不同的部分，其一是移動終端初始化，其二是電子商務認證中心。對于CA系統的設計，該系統所運用的是二級CA的結構，運用離線的方法，僅簽發(fā)二級CA證書。

對于NFC手機終端的初始化設計，移動終端的無線公開密鑰初始化，是實現無線公開密鑰的關鍵部分。在無線公開密鑰系統的功能設計上，該方案的無線公開密鑰系統主要有九種不同的作用，分別是對證書的管理、申請、簽發(fā)、存檔、廢除、恢復、更新、發(fā)放，還有CRL的管理。

比方說，為了能夠讓支付的安全程度得到有效的保障，可以選擇使用數字簽名技術以及RSA加密算法。前者能夠加強信息傳輸的保密性、數據交換的完整性、發(fā)送信息的不可否認性、交易者身份的確定性等。

后者為一種非對稱加解密算法，也是被研究得最廣泛的公鑰算法，從提出到現在已經有20年的歲月了，經歷了許多實際的打磨和檢驗，逐漸被人民群眾所接受，被普遍認為是現階段最為理想的公鑰方案之一。同時RSA算法也普遍用在數字簽名的整個過程中，將RSA算法及數字簽名技術完美地融合在一起，為系統的安全運行保駕護航。

3.3 關鍵數據的存儲設計以及業(yè)務流程設計

對許多直觀重要的數據進行科學存儲，主要目的是為了保障整個支付系統的正常穩(wěn)定運行。比方說，專用的解密私鑰、數字簽名密鑰以及終端用戶的身份核對信息等等。

而業(yè)務流程的設計，主要是為了對存在于系統中的關鍵業(yè)務流程進行詳細的描述，歸納總結后可以分為以下幾點，分別為注銷業(yè)務、補辦業(yè)務、周期清算、支付、充值賬戶以及申請業(yè)務等等。

4 手機支付平臺設計中NFC技術的運用

在NFC技術出現之前，社會上普遍使用的都是遠程移動支付，縱觀這兩種技術會發(fā)現許多明顯的差異，實施支付業(yè)務所運用的網絡支持設備以及終端設備的作用皆截然不同，這兩種支付方式的原理以及過程也存在顯著的差異。

4.1 支付的過程與安全監(jiān)管

在遠距離的移動支付過程當中，廣大消費者們運用遠程的方式實施移動支付時，支付的請求以及個人信息的核對會通過移動網絡進行快速傳輸。在整個支付的過程之中，移動運營商的地位一直都是處在銀行系統的前面。在NFC移動支付的過程之中，NFC技術運用了雙向的連接以及識別，NFC手機既可以當做讀卡器來使用，也可以當做被讀設備來使用。

此外，NFC基礎下的安全監(jiān)管模式，與運營商、銀行主體怎樣獲取發(fā)卡資質的問題息息相關。這不單單需要運營商和銀行這二者之間展開通力合作，還需要制定相應的政策，給予一定的扶持及保障。

4.2 商業(yè)模式

近些年來，隨著我國經濟發(fā)展水平的飛速提升，幾個具有代表性的運營商均接連拿到了對應的支付許可證，我國的NFC支付時代也從此拉開序幕。不過要想在短時間之內讓這種支付方式覆蓋全國，離不開各方利益主體的協調配合及標準統一，還需要盡快地找到成熟科學的商業(yè)模式。

在商業(yè)模式當中，首先要做的便是理清各角色的分工。首先是移動運營商，其擁有著多應用IC卡芯片的管理權以及所有權，并且控制著主控密鑰，此外還具備應用加載、管理以及刪除的權責，就相應當于一幢大樓的房主。接著是業(yè)務運營商，其在獲得了前者（移動運營商）的批準授權之后，主要是負責商戶的溝通與引入，芯片運用的管理以及分配，將準確的客戶關系管理數據提供給移動運營上和廣大被引入的商戶，類似于大樓的物業(yè)管理。再者是銀聯，是網絡錢包交易的結算方，其核心工作是資金的結算以及POS的合理布置，就像是大樓四周環(huán)境的建設者。值得一提的是，銀聯只是負責銀行卡以及部分電子錢包的清算，向公交、石化等一些特殊領域，其并不會參與其中。最后是銀行，主要是負責發(fā)行電子錢包還有一些別的應用，類似于大樓的租客。移動運營商和業(yè)務運營商作為大樓的所有者和管理者，所要做的工作僅僅是收取“租客們”的租金，至于“租客們”在房屋內所做的具體交易，他們則不便于多問。

至于在收益模式方面，占用空間的使用費用的收取，既可以按次收取，也可以包月或者是一年收取一次。根據發(fā)卡的具體數量以及應用所占用的空間大小，向各大商戶們收取租金。而應用空間當中交易傭金的收取，則應當根據原有的實體卡交易體系分配方式進行合理分配，這個部門的利潤是行業(yè)應用內容所產生的，和業(yè)務運營商、移動運營商這倆者并沒有任何關系。就比方說，在一個大型商場之中，一個店面僅需按年繳納租金即可，至于每日每月的銷售量多少則和商場無關。而功能費就是最后用戶運用此業(yè)務所需要支付的費用，通常是一個月收取一次，為了擴大使用的人群基數，某些基本應用不收取費用。而流量費用和通信費用則是依照已設定的標準進行收取。

綜上所述，在移動互聯網飛速發(fā)展的情況下，NFC手機支付必將成為未來發(fā)展的趨勢和未來移動支付的主流方式。我國的各大企業(yè)已經在逐漸意識到了其中潛在的商機，均在努力地通過合作以實現強有力的發(fā)展。NFC手機支付的發(fā)展速度迅猛，隨著市場的日趨成熟，此方面的應用定會逐漸覆蓋城市的各個角落。在不遠的未來，NFC技術定會成為人們生活中不可或缺的一部分，特別是在手機支付領域值得期待。

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課題項目

江西省教育廳科學技術研究項目《基于NFC技術的手機近場支付平臺的研究》項目編號：151283。

胡治宇（1983年3月），性別：男，漢族，安徽省黃山市人，學歷：碩士，職稱講師，單位：景德鎮(zhèn)學院，研究方向：軟件工程，影視多媒體。