手机支付的两种方式――NFC与RFID

摘　要：本文介绍了手机支付的背景和现状。手机支付有两种方式——NFC和RFID，本文详细介绍了这两种支付方式的基本Ô­理和应用情况，以及各自的技术优势和发展前景，同时也介绍了手机支付的几种运营模式。

关键词：手机支付;RFID;NFC

1 背景

手机支付也被称作移动支付，是一种允许移动用户使用其移动终端对所消费的商品或服务进行账务支付的服务方式。包括手机订购、手机缴费、手机银行、刷手机消费等业务。以手机支付来代替各种卡，不仅能够解决掉浮游在各种卡上面的资金，使之在银行卡上不仅能够得到一定的利息收入，而且更加方便消费者。各种银行与手机运营商合作，去中介化，使银行的资金流直接进入端消费，消费的信息流直接进入银行的信息系统，使之处理信息更有效率。在利润分配上，端消费的厂家可以给予银行一定的返点，有利于银行间的良性竞争，从而实现共赢。

随着3G技术的发展，大量新兴行业应运而生，手机支付在更广范围内得到应用。市场分析机构Springboard　Research近日预测今年手机支付将是À­动中国企业IT市场增长的主要因素之一。Springboard称，中国企业IT市场在虎年将呈现多样化趋势，其中无现金支付技术的兴起将是IT趋势最主要影响因素。Springboard援引中国工信部的数据称，截至2009年底，中国拥有约1500万3G用户，为采用手机支付等增值服务提供了大量的用户基础。随着手机上网日益普及，手机支付的市场潜力确实不容小觑。有专家也预言2010年将成为手机支付的爆发元年。

通过手机短信接入方式支付，是中国最早的手机支付，这种方式从2001年运营商就开始推广，很多手机用户都体验过。比如，我们在网上购买电脑杀毒软件，其中就有手机支付方式，输入手机号码后确认付款后，手机会收到一个短信密码验证，输入后就完成交易。目前这种支付方式还是使用最为广泛。但是这种方式只能是小额支付，大金额的支付运营商并不支持，而且功能也比较简单。

第二阶段手机支付方式是手机WAP网站，购物后通过手机来支付。很多WAP上的商家通过自己的支付方式与手机用户完成交易。但是这种方式发展也比较缓慢，主要制约因素是当时2G通信网络比较慢，用户会失去耐心。

第三阶段则是最近一两年发展起来的远程支付和近端交易。远程支付的典型应用则是通过手机里面的交易平台完成远程交易转账或付款。近端交易的典型应用则是刷卡手机，各大运营商都在推广。

中国移动支付业务始于2001年，但是发展过程一直不温不火。2004年下半年以来，若干主要的第三方移动支付运营商的业务有放量增长的趋势，使得移动支付业务的地域覆盖范围越来越广，产业链其他环节也越来越积极地寻求合作机会。从2004年下半年开始，移动支付进入地域快速扩张的阶段。2005年，移动支付用户数达到1560万人，同比增长134%，占移动通信用户总数的4%，产业规模达到3.4亿元;2007年，由于产业链的成熟、用户消费习惯的形成和基础设施的完备，移动支付业务将进入产业规模快速增长的拐点。

2 中国手机支付现状

与欧美、日、韩相比，中国的移动支付起步较晚，发展相对滞后。2000年，中国移动开始了移动支付的试验性应用。通过把客户的手机号码与银行卡等支付账户进行绑定，以短信服务、语音、WAP、USSD (Unstructured Supplementary Service Data，非结构补化充业务数据)、K-JAVA等方式，为客户提供移动支付服务。客户使用手机钱包可以管理自己指定的银行卡账户或小额中间账户，并从账户中进行扣费。通过一定时期的实际运营，随着用户对交易效率、交易成本、安全性、网络覆盖等要求的提高，现有基于GSM的移动支付系统在实际应用中逐渐显露出局限性。

(1)支持业务有限，在日常生活中其便利性难以体现。目前中国的移动支付业务所支持的业务极其有限，仅支持彩票类、互联网数字产品类(购买游戏点卡、IP卡、MP3下载)、日常缴费类(支付话费、水、电、气等费用)、手机投保等业务。

(2)操作烦琐，使用不方便，交易时间长，隐私性差。在支付过程中，支付系统与用户之间的信息(用户手机号、银行帐号、商户代码、业务码等)交换，必须由人工录入(短信、语音等方式)。用户还必须记住各种操作的命令字。因此，对于用户来说，其操作相对于银行卡烦琐，延长了交易时间。由于用户必须将其手机号提供给收款方，因此，作为用户隐私的手机号无法被保密。另外，开通手机钱包的用户还必须更换新STK卡，这也给将电话薄存在SIM卡上的用户在开通移动支付业务时造成了一定的不便。

(3)速率低，联网、实时在线能力有限，安全性差，效率低、成本高。基于GSM网络的移动支付系统通常采用短信平台、USSD和GSM拨号等方式进行通讯。短信平台方式由于基于存储转发的机制，无法实现实时交易，而且受通讯模式的限制，短信量大时响应速度慢，非常容易出现超时和丢失数据包的现象，使得用户在高峰期内无法正常办理业务。另外，受短信每次传输数据长度的技术限制，大数据包将被分批传送，一旦其中一个短信受阻，将导致产生信息传送不完整的风险，从而安全性受限。USSD和GSM拨号方式均属于CSD电路交换方式，虽然较短信方式可靠、实时性强、交互能力好，但存在独占信道、拨号连接时间长、速率低等缺点，同时需要专用的数据通道支持，因此，严重影响了连网能力，无法实现实时在线。既便是在非通话态时，USSD使用FACCH信令信道，数据传输速率也仅约为1kbps。

因此，促进中国移动支付发展的关键之一就是对移动支付系统进行改造升级，增加其业务种类、改善业务承载的通信方式、简化用户的终端操作、更好的保护用户隐私。目前，手机支付有两种方式，NFC和RFID，其中RFID主要应用为RFID-SIM卡。

3 技术原­理

3.1 NFC手机支付

NFC英文全称Near Field Communication，近距离无线通信。是由飞利浦公司发起，由诺基亚、索尼等著名厂商联合主推的一项无线技术。NFC由非接触式射频识别(RFID)及互联互通技术整合演变而来,在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。这项技术最初只是RFID技术和网络技术的简单合并，现在已¾­演变成一种短距离无线通信技术，发展态势相当迅速。

NFC芯片装在手机上，手机就可以实现小额电子支付和读取其他NFC设备或标签的信息。NFC的短距离交互大大简化整个认证识别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚。通过NFC，电脑、数码相机、手机、PDA等多个设备之间可以很方便快捷地进行无线连接，进而实现数据交换和服务。

支持NFC的设备可以在主动或被动模式下交换数据。在被动模式下，启动NFC通信的设备，也称为NFC发起设备(主设备)，在整个通信过程中提供射频场(RF-field)，它可以选择106kbps、212kbps或424kbps其中一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台设备称为NFC目标设备(从设备)，不必产生射频场，而使用负载调制(load modulation)技术，即可以相同的速度将数据传回发起设备。此通信机制与基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接触式智能卡兼容，因此，NFC发起设备在被动模式下，可以用相同的连接和初始化过程检测非接触式智能卡或NFC目标设备，并与之建立联系。

图1　NFC主动通信模式

在主动模式下，每台设备要向另一台设备发送数据时，都必须产生自己的射频场。如图1所示，发起设备和目标设备都要产生自己的射频场，以便进行通信。这是对等网络通信的标准模式，可以获得非常快速的连接设置。

图2　NFC被动通信模式

如图2所示，移动设备主要以被动模式操作，可以大幅降低功耗，并延长电池寿命。在一个应用会话过程中，NFC设备可以在发起设备和目标设备之间切换自己的角色。利用这项功能，电池电量较低的设备可以要求以被动模式充当目标设备，而不是发起设备。

NXP公司和索尼公司发明了NFC技术，Ecma International公司首次采用它做为一项标准(NFCIP-1或ECMA-340)，并提交给国际标准化组织(ISO)/国际电工委员会(IEC)，成为ISO/IEC 18092标准，同时也得到了欧洲电信标准Э会的承认，从此后已¾­有多个半导体公司开始生产兼容性和互操作芯片。

这个标准类似于智能卡中所采用的NFC技术，并与其兼容，其内部芯片能够使消费者通过销售点(POS)终端阅读器进行支付。在某些工作模式下NFC的功能类似于射频识别(RFID)。NXP公司的MIFARE和索尼公司的FeliCa产品就采用了已¾­制定的智能卡标准。

该标准规定了一个13.56MHz的工作频率，这是一个免许可国际通用频带，是美国ISM带15/18频带之一。数据传输速率为106、212或424kbps，取决于通讯范围，在20cm或大约8英寸时传输速率最大，实际通讯范围只有几英寸或不大于10cm，该标准规定了多种工作模式。