胡治宇 利莉 景德镇学院

NFC技术在手机支付平台设计中的应用研究

胡治宇 利莉 景德镇学院

NFC是一种短距离高频的无线电通信技术，崛起于最近几年并被广泛运用于各大领域。此技术主要融合了非接触式射频技术和互联互通技术，发展成为了能在无线环境下通过使用移动终端从而实行近场支付的一种新型系统，目前NFC手机支付这种全新的支付方式已经进入了商业应用领域。本文首先简要介绍了NFC技术的概念及其工作模式，然后分析了NFC技术的手机支付平台方案设计，最后深入研究了手机支付平台设计中NFC技术的运用。

NFC技术 手机支付平台 设计

所谓的NFC技术本质上就是近距离通信。近些年来，NFC技术与智能手机的完美融合，有效简化了交易程序，给移动支付带来了极大的便利，使得具有NFC功能的移动终端被广泛普及。NFC技术具有距离近、能耗低以及启动时间短等特点。随着NFC移动支付的不断进步、发展，NFC移动支付手机有可能会取代银行卡，成为用户个人的电子钱包。随着网络的普及和NFC技术的发展，近场移动支付开始成为最主要的支付方式，因此本文深入研究了NFC技术在手机支付平台设计中的应用。

1 NFC技术的概念

所谓的NFC技术，实质是就是近场通信，是由非接触式射频识别和互联互通技术整合演变而来的，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片、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。目前这项技术被广泛应用于，如：机场用手机验证登机、大楼的门禁钥匙、交通一卡通、信用卡、水电支付等日常生活的方方面面，可见其是未来移动支付的发展趋势。手机近场支付是通过移动手机方便、便捷、安全地完成交易的一种新型支付方式。

2 NFC技术的主要工作模式

一般情况下，NFC的工作主要是发生在启动设备和目标设备之间，任意一个NFC设备都可以充当启动设备和目标设备两个中的一个。NFC技术有三个工作模式，其一是卡模拟模式，其二是读卡器模式，其三是点对点通信模式。

2.1 卡模拟模式

卡模拟模式主要是在非接触式移动支付上应用，比如交通、商场、电子票务。用户可将智能手机贴近读卡终端，然后输入支付密码，就可完成支付交易。在卡模拟模式中NFC设备工作的原理是电磁感应耦合，完成数据传输任务。这便使得在不改变现有设备的情况下就能够使用NFC手机完成非接触的交易支付，其实就相当于一张采用RFID技术的IC卡，因此，卡模拟模式主要的应用领域也与传统的IC卡应用领域一致，例如零售刷卡支付、门票、交通卡等。这种模式还有一优点，就是卡片通过非接触读卡器的RF域来提供供电，也就是说手机没电也可以进行支付。

2.2 读卡器模式

读卡器模式中NFC主动启动无线通信，读取或修改NFC标签中的数据信息。与卡模拟模式区别在于其支付应用中充当发起终端，且必须有电才能工作。其主要应用包括从NFC海报信息中读取信息以获取相关内容，海报中嵌入NFC标签，在上面写入有关海报的信息，通过设备读取NFC标签中的信息，从而方便进行下一步操作。

2.3 点对点通信模式

点对点模式就是网络中两个平等节点间的无线数据交换，也就是说两台具有NFC功能的设备链接，在不需要服务器介入的情况下，以点对点的方式进行彼此间数据的直接传输，比如：下载音乐、传输图片、同步设备地址库等。点对点模式数据传输距离短、传输创建速度较快、传输速度也快、功耗低等特点，通过NFC，多个设备如数码相机、计算机、手机和PDA之间都可以交换资料或服务。典型应用有蓝牙连接、交换手机名片。

3 NFC技术的手机支付平台方案设计

3.1 具体方案简述

立足于原有的NFC手机终端研究，可以探索出一种前所未有的手机支付方法。在已形成的WIM卡之上实现SIM卡智能工具包的使用，有效实现NFC手机支付体系和无线公开密钥安全体系的完美融合。凭借这种前所未有的应用模式，广大用户们在使用手机进行支付的时候，不但可以通过SIM卡智能工具包进行自身所需的下载及浏览，还可以对应用软件进行加密与升级，进而获取更加优质的金融服务。除此之外，还可以利用NFC技术下的电子钱包功能实现低额支付。在运营商、银联以及第三方认证平台所构建的移动支付渠道中，第三方认证平台其核心工作是确保交易的安全性，而运营商则主要是通过运用软件的独特优势，构建理想的支付平台并且进行大力宣传，使其可以快速普及。银联是凭借平台的主要特征和银行完成对接，支付平台能够快速实现业务申请并管理好账户信息。

图1 系统功能模块划分图

3.2 系统信息安全管理设计

在系统的信息安全管理方面，有很多地方都需要科学的规划设计。一方面，无线公开密钥系统（WPKI）的设计方面，在全新的移动支付处理方案当中，灵活运用无限公开密钥来处理安全问题。和公钥基础设施一样，无线公开密钥也是在公钥技术基础上建立起来的一种综合安全平台。在设计无线公开密钥系统方案的过程之中，主要设计了两个截然不同的部分，其一是移动终端初始化，其二是电子商务认证中心。对于CA系统的设计，该系统所运用的是二级CA的结构，运用离线的方法，仅签发二级CA证书。

对于NFC手机终端的初始化设计，移动终端的无线公开密钥初始化，是实现无线公开密钥的关键部分。在无线公开密钥系统的功能设计上，该方案的无线公开密钥系统主要有九种不同的作用，分别是对证书的管理、申请、签发、存档、废除、恢复、更新、发放，还有CRL的管理。

比方说，为了能够让支付的安全程度得到有效的保障，可以选择使用数字签名技术以及RSA加密算法。前者能够加强信息传输的保密性、数据交换的完整性、发送信息的不可否认性、交易者身份的确定性等。

后者为一种非对称加解密算法，也是被研究得最广泛的公钥算法，从提出到现在已经有20年的岁月了，经历了许多实际的打磨和检验，逐渐被人民群众所接受，被普遍认为是现阶段最为理想的公钥方案之一。同时RSA算法也普遍用在数字签名的整个过程中，将RSA算法及数字签名技术完美地融合在一起，为系统的安全运行保驾护航。

3.3 关键数据的存储设计以及业务流程设计

对许多直观重要的数据进行科学存储，主要目的是为了保障整个支付系统的正常稳定运行。比方说，专用的解密私钥、数字签名密钥以及终端用户的身份核对信息等等。

而业务流程的设计，主要是为了对存在于系统中的关键业务流程进行详细的描述，归纳总结后可以分为以下几点，分别为注销业务、补办业务、周期清算、支付、充值账户以及申请业务等等。

4 手机支付平台设计中NFC技术的运用

在NFC技术出现之前，社会上普遍使用的都是远程移动支付，纵观这两种技术会发现许多明显的差异，实施支付业务所运用的网络支持设备以及终端设备的作用皆截然不同，这两种支付方式的原理以及过程也存在显著的差异。

4.1 支付的过程与安全监管

在远距离的移动支付过程当中，广大消费者们运用远程的方式实施移动支付时，支付的请求以及个人信息的核对会通过移动网络进行快速传输。在整个支付的过程之中，移动运营商的地位一直都是处在银行系统的前面。在NFC移动支付的过程之中，NFC技术运用了双向的连接以及识别，NFC手机既可以当做读卡器来使用，也可以当做被读设备来使用。

此外，NFC基础下的安全监管模式，与运营商、银行主体怎样获取发卡资质的问题息息相关。这不单单需要运营商和银行这二者之间展开通力合作，还需要制定相应的政策，给予一定的扶持及保障。

4.2 商业模式

近些年来，随着我国经济发展水平的飞速提升，几个具有代表性的运营商均接连拿到了对应的支付许可证，我国的NFC支付时代也从此拉开序幕。不过要想在短时间之内让这种支付方式覆盖全国，离不开各方利益主体的协调配合及标准统一，还需要尽快地找到成熟科学的商业模式。

在商业模式当中，首先要做的便是理清各角色的分工。首先是移动运营商，其拥有着多应用IC卡芯片的管理权以及所有权，并且控制着主控密钥，此外还具备应用加载、管理以及删除的权责，就相应当于一幢大楼的房主。接着是业务运营商，其在获得了前者（移动运营商）的批准授权之后，主要是负责商户的沟通与引入，芯片运用的管理以及分配，将准确的客户关系管理数据提供给移动运营上和广大被引入的商户，类似于大楼的物业管理。再者是银联，是网络钱包交易的结算方，其核心工作是资金的结算以及POS的合理布置，就像是大楼四周环境的建设者。值得一提的是，银联只是负责银行卡以及部分电子钱包的清算，向公交、石化等一些特殊领域，其并不会参与其中。最后是银行，主要是负责发行电子钱包还有一些别的应用，类似于大楼的租客。移动运营商和业务运营商作为大楼的所有者和管理者，所要做的工作仅仅是收取“租客们”的租金，至于“租客们”在房屋内所做的具体交易，他们则不便于多问。

至于在收益模式方面，占用空间的使用费用的收取，既可以按次收取，也可以包月或者是一年收取一次。根据发卡的具体数量以及应用所占用的空间大小，向各大商户们收取租金。而应用空间当中交易佣金的收取，则应当根据原有的实体卡交易体系分配方式进行合理分配，这个部门的利润是行业应用内容所产生的，和业务运营商、移动运营商这俩者并没有任何关系。就比方说，在一个大型商场之中，一个店面仅需按年缴纳租金即可，至于每日每月的销售量多少则和商场无关。而功能费就是最后用户运用此业务所需要支付的费用，通常是一个月收取一次，为了扩大使用的人群基数，某些基本应用不收取费用。而流量费用和通信费用则是依照已设定的标准进行收取。

综上所述，在移动互联网飞速发展的情况下，NFC手机支付必将成为未来发展的趋势和未来移动支付的主流方式。我国的各大企业已经在逐渐意识到了其中潜在的商机，均在努力地通过合作以实现强有力的发展。NFC手机支付的发展速度迅猛，随着市场的日趋成熟，此方面的应用定会逐渐覆盖城市的各个角落。在不远的未来，NFC技术定会成为人们生活中不可或缺的一部分，特别是在手机支付领域值得期待。

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课题项目

江西省教育厅科学技术研究项目《基于NFC技术的手机近场支付平台的研究》项目编号：151283。

胡治宇（1983年3月），性别：男，汉族，安徽省黄山市人，学历：硕士，职称讲师，单位：景德镇学院，研究方向：软件工程，影视多媒体。