安全支付之源全面剖析手机的NFC功能

NFC并非什么新鲜的技术，早在2010年就已出现在了手机领域，只是在很长一个时期它始终处于可有可无的尴尬境遇。如今，越来越多的中高端手机都将它作为了标配，而NFC又能为这些手机带来哪些能力？

NFC（Near Field Communication，近场通信）是一种短距离的高频无线通信技术（图1），允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输，在10cm内的距离里交换数据。当手机内置了NFC硬件模块之后，它就能有机会实现以下三种功能。

点对点模式

P2P Mode

我们可以将这个模式理解为双向数据分享，也就是两个NFC终端互相交换数据，它主要用于作为蓝牙和无线连接的初始验证。

进入NFC的设置界面，我们通常可以看到一个名为“Android Beam”的选项（图2），它可让我们对几乎任何东西进行分享，无论是联系人、图片还网页链接。以图片为例，同时打开两部手机的NFC和Android Beam功能，如果你想分享相册里的图片，只需点击分享按钮选择“Beam”按钮（图3），然后将两部手机“背对背”（NFC模块靠近）放在一起，屏幕上就会弹出一个类似“触摸以传输”的提示，然后对面的手机就能自动接收到这张图片了。

在这个过程中，图片的传输实际上是通过蓝牙进行的，而Android Beam只是省却了“打开蓝牙→搜索设备→找到并配对”的繁琐流程。

此外，如今很多智能手环、蓝牙音箱也都支持NFC。只是，这些设备的NFC模块仅保留了点对点模式这一种功能，其用途也很单一：打开手机的NFC，将手机位于背部的NFC单元靠近这些设备的NFC识别区域就能瞬间完成配对过程（图5）。

读卡器模式

Reader/Writer Mode

顾名思义，智能手机NFC模块的读卡器模式，就是可以像读卡器一般，读取电子标签的相关信息、实现NFC手机之间的数据交换或读取其他IC卡内的数据。

初级应用：NFC标签

还记得NFC标签吗？曾经，以小米和魅族为代表的手机品牌，以及无数不知名的企业都推出过数量和功能不一的NFC标签产品。以魅族NFC标签为例，就是包含了睡眠、会议、驾车、Wi-Fi、名片以及自定义六枚标签套装（图6）。

这种NFC标签的原理就是将内置芯片的感应线圈封装在一个标签中，并对其进行一定的功能设定，当手机通过NFC对其进行接触时便能够直接读取出这种功能设定，并完成特定的操作。比如，将设定静音模式的会议标签贴在会议室门口，开会前每个人都用手机的NFC和它接触一下，你的手机就会自动激活静音模式，省去了自行设定的繁琐。

可惜，NFC标签的功能还是太过单一，至少对于普通用户而言趣味性远大于实用性。所以，最近两年NFC标签已经逐渐淡出了市场。

好消息是，手机NFC的读卡器模式不仅限于读取这种标签，通过这个模式还能实现更多实用功能。

高级应用：读取IC卡

手机的NFC读卡器模式的另一个本领，就是可以读取部分IC卡中的信息。以北京市的公交一卡通为例，它就属于可被NFC读取的IC卡之一。只需在手机上安装“北京一卡通”官方APP（http：//www.bmac.com.cn/），打开手机NFC功能并将一卡通与手机背部接触后（图7），该APP就能识别出卡号、余额等信息，而我们则可选择通过微信进行云端充值，免去了线下的排队之苦（图8）。

可惜，由于各个城市的公交一卡通“各自为政”，所以现在还没有任何方法可以“通吃”所有的一卡通产品，支付方式也存在仅支持微信、仅支持QQ或仅支持支付宝或多种支付组合的方式。需要注意的是，无论是哪一种支付方式，在支付成功后都需要再次将公交卡贴近手机的NFC感应区，否则支付的钱将无法写入到公交卡里！

如今的银行卡都已经升级到了IC卡（芯片卡），但只有支持非接触式（交易时卡放在POS机上而无需插入POS机内）的银行IC卡信息才有机会被手机的NFC读取。

想读取银行IC卡的信息，需要在手机上安装相应的金融类APP，比如各大银行的客户端、支付宝等等。以北京银行的IC卡为例，将卡片靠近手机背部的NFC模块，就能通过这些APP读取到最近的10条交易日志（图9），并可直接选择对其进行转账等操作。

卡模拟模式

Card Emulation

对Android手机而言，只要配备了NFC，就一定支持前面介绍过的点对点和读卡器模式，但是否支持卡模拟模式就不一定了。因为手机要想支持这一功能，需要NFC包含完整的CLF（非接前端模块）、射频天线和SE（安全区域）三大部分，而是否支持完整的卡模拟模式，也将决定一款手机的NFC在金融方面的潜力。

让手机变身公交卡

支持NFC的手机有两种变身公交卡的方式，其一是去营业厅办理更换支持公交卡功能的NFC-SIM卡并且开通NFC功能（图10），在手机的NFC设置中将安全芯片对应的选项设置在卡1，再将默认付款应用改为运营商钱包（图11）。需要注意的是，并非所有NFC手机都支持NFC-SIM卡，因为它需要NFC-SWP功能的支持。

这个方法适合没有内置SE的NFC手机，NFC-SWP功能的主要作用，就是让NFC-SIM卡模拟SE安全芯片，从而实现扮演公交卡的目的。

如果你的NFC手机内置SE，那么恭喜你，只要你购买的手机品牌有足够的影响力，那它无需更换NFC-SIM卡也能模拟公交卡，而这种方式又被称为“异形公交卡”。

以小米手机5为例，在小米MI Pay中可以购买包括北京市政交通一卡通、上海公共交通卡、武汉通、苏州市民卡、广东岭南通在内的异形公交卡（图12），其原理就是将虚拟的公交卡号写入到NFC的SE安全芯片里，使用上与实体公交卡一样，可以享受当地的优惠政策，刷卡时只要把手机背部的NFC区域对准闸机一扫即可。需要注意的是，这种异形公交卡不支持退卡（图13）！如果手机丢失或换新机了，你的异形卡也就白买了。

手机扮演银行卡

同理，只要手机NFC包含SE，且支持NFC-HCE或NFC-eSE功能，你还能将银行卡写入到手机NFC的SE安全芯片中（图14），今后你的手机就变成了各种银行卡，轻松实现云闪付（图15）。

但是，NFC的SE安全芯片只是硬件基础，它能否支持异形公交卡和模拟银行卡，需要手机厂商自己开发支付类APP（如Apple Pay、MI Pay、华为钱包等等），然后由手机厂商去和当地交通卡发行方以及银行谈合作。以华为Mate 9为例，虽然它也支持异形公交卡，但暂时仅支持上海本地，其他地区还有待开通。

总之，虽然NFC不是什么新鲜的技术，而且如今支持这一功能的手机也越来越多，但真正能将NFC功能充分挖掘出来的却仅占少数品牌和产品。NFC硬件是否配备SE，是否支持SWP、HCE、eSE功能，以及手机厂商的影响力都是值得我们考量的地方。