安全支付之源全面剖析手機的NFC功能

NFC并非什么新鮮的技術，早在2010年就已出現在了手機領域，只是在很長一個時期它始終處于可有可無的尷尬境遇。如今，越來越多的中高端手機都將它作為了標配，而NFC又能為這些手機帶來哪些能力？

NFC（Near Field Communication，近場通信）是一種短距離的高頻無線通信技術（圖1），允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸，在10cm內的距離里交換數據。當手機內置了NFC硬件模塊之后，它就能有機會實現以下三種功能。

點對點模式

P2P Mode

我們可以將這個模式理解為雙向數據分享，也就是兩個NFC終端互相交換數據，它主要用于作為藍牙和無線連接的初始驗證。

進入NFC的設置界面，我們通常可以看到一個名為“Android Beam”的選項（圖2），它可讓我們對幾乎任何東西進行分享，無論是聯系人、圖片還網頁鏈接。以圖片為例，同時打開兩部手機的NFC和Android Beam功能，如果你想分享相冊里的圖片，只需點擊分享按鈕選擇“Beam”按鈕（圖3），然后將兩部手機“背對背”（NFC模塊靠近）放在一起，屏幕上就會彈出一個類似“觸摸以傳輸”的提示，然后對面的手機就能自動接收到這張圖片了。

在這個過程中，圖片的傳輸實際上是通過藍牙進行的，而Android Beam只是省卻了“打開藍牙→搜索設備→找到并配對”的繁瑣流程。

此外，如今很多智能手環、藍牙音箱也都支持NFC。只是，這些設備的NFC模塊僅保留了點對點模式這一種功能，其用途也很單一：打開手機的NFC，將手機位于背部的NFC單元靠近這些設備的NFC識別區域就能瞬間完成配對過程（圖5）。

讀卡器模式

Reader/Writer Mode

顧名思義，智能手機NFC模塊的讀卡器模式，就是可以像讀卡器一般，讀取電子標簽的相關信息、實現NFC手機之間的數據交換或讀取其他IC卡內的數據。

初級應用：NFC標簽

還記得NFC標簽嗎？曾經，以小米和魅族為代表的手機品牌，以及無數不知名的企業都推出過數量和功能不一的NFC標簽產品。以魅族NFC標簽為例，就是包含了睡眠、會議、駕車、Wi-Fi、名片以及自定義六枚標簽套裝（圖6）。

這種NFC標簽的原理就是將內置芯片的感應線圈封裝在一個標簽中，并對其進行一定的功能設定，當手機通過NFC對其進行接觸時便能夠直接讀取出這種功能設定，并完成特定的操作。比如，將設定靜音模式的會議標簽貼在會議室門口，開會前每個人都用手機的NFC和它接觸一下，你的手機就會自動激活靜音模式，省去了自行設定的繁瑣。

可惜，NFC標簽的功能還是太過單一，至少對于普通用戶而言趣味性遠大于實用性。所以，最近兩年NFC標簽已經逐漸淡出了市場。

好消息是，手機NFC的讀卡器模式不僅限于讀取這種標簽，通過這個模式還能實現更多實用功能。

高級應用：讀取IC卡

手機的NFC讀卡器模式的另一個本領，就是可以讀取部分IC卡中的信息。以北京市的公交一卡通為例，它就屬于可被NFC讀取的IC卡之一。只需在手機上安裝“北京一卡通”官方APP（http：//www.bmac.com.cn/），打開手機NFC功能并將一卡通與手機背部接觸后（圖7），該APP就能識別出卡號、余額等信息，而我們則可選擇通過微信進行云端充值，免去了線下的排隊之苦（圖8）。

可惜，由于各個城市的公交一卡通“各自為政”，所以現在還沒有任何方法可以“通吃”所有的一卡通產品，支付方式也存在僅支持微信、僅支持QQ或僅支持支付寶或多種支付組合的方式。需要注意的是，無論是哪一種支付方式，在支付成功后都需要再次將公交卡貼近手機的NFC感應區，否則支付的錢將無法寫入到公交卡里！

如今的銀行卡都已經升級到了IC卡（芯片卡），但只有支持非接觸式（交易時卡放在POS機上而無需插入POS機內）的銀行IC卡信息才有機會被手機的NFC讀取。

想讀取銀行IC卡的信息，需要在手機上安裝相應的金融類APP，比如各大銀行的客戶端、支付寶等等。以北京銀行的IC卡為例，將卡片靠近手機背部的NFC模塊，就能通過這些APP讀取到最近的10條交易日志（圖9），并可直接選擇對其進行轉賬等操作。

卡模擬模式

Card Emulation

對Android手機而言，只要配備了NFC，就一定支持前面介紹過的點對點和讀卡器模式，但是否支持卡模擬模式就不一定了。因為手機要想支持這一功能，需要NFC包含完整的CLF（非接前端模塊）、射頻天線和SE（安全區域）三大部分，而是否支持完整的卡模擬模式，也將決定一款手機的NFC在金融方面的潛力。

讓手機變身公交卡

支持NFC的手機有兩種變身公交卡的方式，其一是去營業廳辦理更換支持公交卡功能的NFC-SIM卡并且開通NFC功能（圖10），在手機的NFC設置中將安全芯片對應的選項設置在卡1，再將默認付款應用改為運營商錢包（圖11）。需要注意的是，并非所有NFC手機都支持NFC-SIM卡，因為它需要NFC-SWP功能的支持。

這個方法適合沒有內置SE的NFC手機，NFC-SWP功能的主要作用，就是讓NFC-SIM卡模擬SE安全芯片，從而實現扮演公交卡的目的。

如果你的NFC手機內置SE，那么恭喜你，只要你購買的手機品牌有足夠的影響力，那它無需更換NFC-SIM卡也能模擬公交卡，而這種方式又被稱為“異形公交卡”。

以小米手機5為例，在小米MI Pay中可以購買包括北京市政交通一卡通、上海公共交通卡、武漢通、蘇州市民卡、廣東嶺南通在內的異形公交卡（圖12），其原理就是將虛擬的公交卡號寫入到NFC的SE安全芯片里，使用上與實體公交卡一樣，可以享受當地的優惠政策，刷卡時只要把手機背部的NFC區域對準閘機一掃即可。需要注意的是，這種異形公交卡不支持退卡（圖13）！如果手機丟失或換新機了，你的異形卡也就白買了。

手機扮演銀行卡

同理，只要手機NFC包含SE，且支持NFC-HCE或NFC-eSE功能，你還能將銀行卡寫入到手機NFC的SE安全芯片中（圖14），今后你的手機就變成了各種銀行卡，輕松實現云閃付（圖15）。

但是，NFC的SE安全芯片只是硬件基礎，它能否支持異形公交卡和模擬銀行卡，需要手機廠商自己開發支付類APP（如Apple Pay、MI Pay、華為錢包等等），然后由手機廠商去和當地交通卡發行方以及銀行談合作。以華為Mate 9為例，雖然它也支持異形公交卡，但暫時僅支持上海本地，其他地區還有待開通。

總之，雖然NFC不是什么新鮮的技術，而且如今支持這一功能的手機也越來越多，但真正能將NFC功能充分挖掘出來的卻僅占少數品牌和產品。NFC硬件是否配備SE，是否支持SWP、HCE、eSE功能，以及手機廠商的影響力都是值得我們考量的地方。