Near Field Communication

Логотип NFC
NFC мобильный телефон, взаимодействующий с 'электронной доской'

Near field communication, NFC («коммуникация ближнего поля», «ближняя бесконтактная связь») — технология беспроводной передачи данных малого радиуса действия, которая дает возможность обмена данными между устройствами, находящимися на расстоянии около 10 сантиметров[1]; анонсирована в 2004 г.

Эта технология — простое расширение стандарта бесконтактных карт (ISO 14443), которое объединяет интерфейс смарт-карты и считывателя в единое устройство. Устройство NFC может поддерживать связь и с существующими смарт-картами, и со считывателями стандарта ISO 14443, и с другими устройствами NFC и, таким образом, — совместимо с существующей инфраструктурой бесконтактных карт, уже использующейся в общественном транспорте и платежных системах. NFC нацелена прежде всего на использование в цифровых мобильных устройствах[en].

Основные спецификации[ | код]

Скорость Активное устройство Пассивное устройство
424 кбод манчестерское, 10 % АМн манчестерское, 10 % АМн
212 кбод манчестерское, 10 % АМн манчестерское, 10 % АМн
106 кбод модифицированный код Миллера, 100 % АМн манчестерское, 10 % АМн

Конструкция[ | код]

NFC — это беспроводная короткодистанционная технология, которая работает на расстоянии не более 10 сантиметров. NFC работает на частоте 13,56 МГц. NFC всегда включает инициатор и цель; инициатор активно генерирует радиочастотное поле, которое может влиять на пассивную цель. Также возможна NFC-связь между двумя устройствами при условии, что оба устройства включены.

Благодаря компактным размерам и низкому потреблению энергии NFC можно использовать в небольших устройствах. В смартфонах антенна часто крепится на задней стороне гаджета, под крышкой. Чтобы у пользователей не возникало вопроса, как именно прикладывать гаджет для передачи данных (особенно такая проблема характерна для планшетов из-за их большого размера и маленького радиуса действия технологии), местонахождение чипа часто помечается специальной наклейкой на корпусе.[2]

Сравнение с аналогами[ | код]

NFC Bluetooth
Тип сети точка-точка точка-многоточка
Радиус действия < 0,2 м 10 м
Скорость 424 кбод 24 Мбод
Время установления соединения < 0,1 с 6 с
Совместимость с RFID Да Нет

NFC и Bluetooth — технологии связи малого радиуса действия, которые были недавно интегрированы в мобильные телефоны. Существенное преимущество NFC над Bluetooth — более короткое время установки соединения. Вместо выполнения инструкций по согласованию для идентифицирования Bluetooth-устройства связь между двумя устройствами NFC устанавливается сразу (менее чем за одну десятую секунды). Чтобы избежать сложного процесса согласования, NFC может использоваться для установки соединений в беспроводных технологиях, таких как Bluetooth. Максимальная скорость передачи данных NFC (424 кбод) меньше, чем Bluetooth (24 Мбод). У NFC меньший радиус действия (менее 20 см), который обеспечивает бо́льшую степень безопасности и делает NFC подходящей для переполненных пространств, где установление соответствия между сигналом и передавшим его физическим устройством (и как следствие, его пользователем) могло бы иначе оказаться невозможным. В отличие от Bluetooth, NFC совместима с существующими RFID-структурами. NFC может также работать, когда одно из устройств не снабжено источником питания (например, телефон, который может быть выключен, бесконтактная кредитная смарт-карта, smart poster и т. п.).

Области применения[ | код]

Наклейки TecTiles со встроенной NFC-меткой

Технология NFC в настоящее время [когда?] главным образом нацеливается на использование в мобильных телефонах и планшетах. Существует три основных области применения NFC:

Возможно множество применений, таких как:

Другие применения в будущем могут включать:

Программа лицензирования патента для NFC в настоящее время [когда?] разрабатывается в Via Licensing Corporation — независимый филиал Dolby Laboratories.

Стандартизация и промышленные проекты[ | код]

Стандарты[ | код]

NFC была одобрена как ISO/IEC стандарт 8 декабря 2003 года и позже как стандарт Ecma International.

NFC — технология с открытой платформой, стандартизированная в ECMA-340 и ISO/IEC 18092. Эти стандарты определяют схемы модуляции, кодирование, скорости передачи и радиочастотную структуру интерфейса устройств NFC, а также схемы инициализации и условия, требуемые для контроля над конфликтными ситуациями во время инициализации — и для пассивных, и для активных режимов NFC. Кроме того, они также определяют протокол передачи, включая протокол активации и способ обмена данными. Радиоинтерфейс для NFC стандартизирован в:

NFC объединяет множество ранее существовавших стандартов, включая ISO 14443, ISO 15693. Таким образом, телефоны, снабженные NFC, способны к взаимодействию с существующей ранее инфраструктурой считывателей. Особенно в «режиме эмуляции карты» устройство NFC должно, по крайней мере, передать уникальный идентификационный номер существующему ранее считывателю.

Кроме того, NFC Forum определил общий формат данных, названный NDEF, который может использоваться, чтобы сохранить и передавать различные виды элементов данных, в пределах от любого MIME-typed объекта к ультракоротким RTD-документам, таким как URL. NDEF концептуально очень подобен MIME. Это — сжатый двоичный формат так называемых «записей», в которых каждая запись может держать различный класс объекта. В соответствии с соглашением тип первого отчета определяет контекст всего сообщения.

NFC Forum[ | код]

NFC Forum является некоммерческой ассоциацией, основанной 18 марта, 2004 компаниями NXP Semiconductors, Sony и Nokia, чтобы продвинуть использование NFC в бытовой электронике, мобильных устройствах и персональных компьютерах. NFC Forum будет содействовать реализации и стандартизации технологии NFC, чтобы гарантировать способность к взаимодействию между устройствами и услугами. В сентябре 2007 насчитывается более чем 130 членов NFC Forum.

В октябре 2010 г. к международной организации NFC Forum присоединилась компания i-Free, став, таким образом, первой российской компанией, вступившей в NFCForum.[7] Среди проектов на базе NFC, реализованных i-Free — построение опытной зоны NFC-решений. Тестовые испытания этого проекта успешно прошли в Санкт-Петербурге.[8]

В марте 2011 к NFC Forum в качестве ведущего участника (Principal Member) присоединился Google. Это вторая по старшинству роль в NFC Forum. Она позволяет проводить тестирование оборудования на соответствие стандартов NFC Forum в собственных лабораториях, не раскрывая коммерческую тайну производимого оборудования.

GSMA[ | код]

GSM Association (GSMA) является глобальной торговой ассоциацией, представляющей 700 операторов мобильной связи в 218 странах мира.

Они подали две инициативы:

13 февраля 2007 они издали техническое описание NFC, чтобы дать точку зрения операторов мобильной связи на экосистему NFC.[10]

Пример использования в смартфоне стандарта передачи NFC — Windows Phone 8

StoLPaN[ | код]

StoLPaN (‘Store Logistics and Payment with NFC’) является европейским консорциумом, поддерживаемым программой European Commission’s и Information Society Technologies. StoLPaN будет исследовать пока ещё не использованный потенциал с целью согласования новых видов локальных беспроводных интерфейсов, NFC и мобильной связи.

Другие стандарты[ | код]

Другие стандарты, которые вовлечены в NFC, включают:

Аспекты безопасности[ | код]

Атака с использованием эксплойта[ | код]

На конференции EuSecWest по вопросам безопасности, прошедшей 19—20 сентября 2012 года, компанией MWR Labs был представлен эксплойт 0day, показавший уязвимость технологии NFC в мобильных устройствах. Специалистам по безопасности удалось передать через NFC-соединение вредоносный файл и получить полный контроль над принимающим устройством. Таким образом конфиденциальные данные и денежные средства «жертвы» оказались под угрозой. Для предотвращения захвата контроля необходимо внесение доработок разработчиками устройств с целью ограничения активности данных, принятых посредством NFC.[13][14]

Хотя радиус связи NFC ограничен несколькими сантиметрами, NFC сама по себе не гарантирует безопасности соединений. В 2006, Ernst Haselsteiner и Klemens Breitfuß описали различные возможные типы атак.[15]

Подслушивание[ | код]

Радиочастотный сигнал беспроводной передачи данных может быть перехвачен антеннами. Расстояние, с которого атакующий в состоянии подслушать радиочастотный сигнал, зависит от многочисленных параметров, но в любом случае — это всего несколько метров[16]. Кроме того, на подслушивание чрезвычайно влияет режим связи. Устройство без собственного источника питания, которое производит очень слабый радиосигнал, намного тяжелее подслушать, чем устройство с источником питания.

Стандарт NFC сам по себе не предлагает защиты против подслушивания. По идее, стек протоколов должен использовать криптоалгоритмы поверх NFC для защиты данных.

Модификация данных[ | код]

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.

Несанкционированная модификация данных внутри сообщения атакующим устройством нереализуема на практике в связи с невозможностью предсказать амплитуду и сдвиг фазы наведенного сигнала на приемном устройстве. RFID-приемник чувствителен к внезапной смене амплитуды и фазы несущего сигнала.

Атака с использованием ретрансляции (Relay attack)[ | код]

Поскольку NFC-устройства обычно также обеспечивают функциональность ISO 14443, описанная Relay attack также выполнима и для NFC.[17][18] Для этого нападения злоумышленник должен от 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[источник не указан 1273 дня]. В некоторых случаях речь может идти о микросекундных допусках (например, при выполнении обязательной процедуры антиколлизии), также ввиду маленького расстояния взаимодействия атаки с использованием ретрансляторов очень проблематичны.

См. также[ | код]

Примечания[ | код]

  1. Ortiz 2008.
  2. Технология NFC в смартфоне: что это и как работает? | AndroidLime. androidlime.ru. Проверено 24 декабря 2016.
  3. Во всех коммерческих автобусах можно оплатить проезд с помощью NFC-смартфона, February 2017
  4. Google Wallet, June 2011
  5. Ecma International: Standard ECMA-340, Near Field Communication Interface and Protocol (NFCIP-1), December 2004
  6. Ecma International: Standard ECMA-352, Near Field Communication Interface and Protocol −2 (NFCIP-2), December 2003
  7. Компания i-Free стала участником международной организации NFC Forum | Компания i-Free
  8. Компании NXP Semiconductors и i-Free представили сервисы на базе технологии NFC | Компания i-Free
  9. Mobiles hope to be 'smart wallet', BBC News Online, 21 November 2006
  10. GSMA Publishes White Paper On Near Field Communications (NFC) Архивировано 10 июня 2008 года., GSM Association, 13 February 2007
  11. GSM Association Aims For Global Point Of Sale Purchases by Mobile Phone (недоступная ссылка), GSM Association, 13 February 2007
  12. Momentum Builds Around GSMA’s Pay-Buy Mobile Project Архивировано 28 августа 2007 года., GSM Association, 25 April 2007
  13. Анонс на официальной сайте MWR Labs о вопросах безопасности (англ.)  (Проверено 9 октября 2012)
  14. Новость на сайте CyberSecurity  (Проверено 9 октября 2012)
  15. Ernst Haselsteiner, Klemens Breitfuß: Security in near field communication (NFC)PDF, Philips Semiconductors, Printed handout of Workshop on RFID Security RFIDSec 06, July 2006
  16. Gerhard P. Hancke Eavesdropping Attacks on High-Frequency RFID Tokens. 4th Workshop on RFID Security (RFIDsec’08), pp 100—113, July 2008
  17. Gerhard P. Hancke: A practical relay attack on ISO 14443 proximity cards, February 2005.
  18. Timo Kasper et al. 2007

Ссылки[ | код]