NFC的工作模式

NFC有3种工作模式：读卡器模式、点对点模式（P2P）、卡模拟模式。

在读卡器模式中，NFC设备产生射频场从外部采用相同标准的NFC标签中读写数据。

在点对点模式中，NFC可以与其他的NFC设备通信，进行点对点的数据传输。

在卡模拟模式中，读卡器是主动设备，产生射频场;NFC设备为被动设备，模拟一张符合NFC标准的非接触式卡片与读卡器进行交互。

NFC的使用方式

• 卡模式（Card emulation）：

这个模式其实就是相当于一张采用RFID技术的IC卡。可以替代大量的IC卡（包括信用卡）场合商场刷卡、公交卡、门禁管制，车票，门票等等。优点就是卡片通过非接触读卡器的 RF 域来供电，即便是寄主设备（如手机）没电也可以工作。

• 点对点模式（P2P mode）：

这个模式和红外线差不多，可用于数据交换，只是传输距离较短，传输创建速度较快，传输速度也快些，功耗低（蓝牙也类似）。将两个具备NFC功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如下载音乐、交换图片或者同步设备地址薄。因此通过NFC，多个设备如数码相机、PDA、计算机和手机之间都可以交换资料或者服务。

NFC终端构成

NFC终端主要包括：安全模块(Secure Element,SE)、非接触性前端CLF(也叫NFC控制器)、射频天线(Antenna)三个主要部件。在CLF中提供了识读接口、P2P接口、卡模拟接口，分别对应上面所说的三种工作模式。

1、安全模块SE：

主要功能是实现应用和数据的安全存储，对外提供安全运算服务，它是卡模拟的核心。安全模块还通过非接前端与外部读写设备进行通信，实现数据存储及交易过程的安全性。

2、非接触性前端：

也称为NFC控制器，其功能包括射频信号的调制解调，非接触通信的协议处理。非接触前端一方面连接射频天线，实现13.56MHz信号的发送与接收，另一方面与安全模块通信。

3、射频天线：

集成在终端内部，与非接前端相连，实现13.56MHz射频信号的发送与接收。

NFC的三种实现方案

NFC的实现方案中，一般非接触性前端、天线都集成在手机终端中，而安全模块可根据情况存放在不同的位置。根据安全模块存放的位置不同，NFC可分为不同的实现方案。

基于安全模块(SE)的卡模拟有NFC全终端，还有NFC-SIM卡和NFC-SD卡方案。这两种方案也很好理解，一种是将安全模块置于SIM卡中，一种是将安全模块放置在SD卡中。根据目前趋势判断，NFC手机会越来越多，NFC-SIM,SD卡会越来越少。

1、NFC全终端方案（SE在手机内）：

是指将安全模块集成到手机终端的NFC方案，支持多安全域、多应用安全模块架构以及相应的管理技术，可在安全模块上划分不同的安全域以承载来自不同应用提供者的不同安全要求的各类应用，而且能保证各应用之间数据独立与数据安全。谷歌钱包就是基于NFC全终端方案的一个典型业务。

• 优点：NFC全终端方案优势是其标准成熟，得到众多终端厂商的认可与支持。此方案中由于安全模块与手机集成，有效避免了机卡接口和机卡兼容性的问题。
• 缺点：是安全芯片无法与手机终端分离，业务初始化、个人化、业务更新和管理不方便，用户更新手机时，所有业务需要重新转移到新手机，成本高，流程长。

备注：该方案的主要推动方是手机厂商。

2、eNFC技术方案（SE在SIM卡内）：

是使用SIM/UIM卡作为安全模块的NFC技术方案，又被称为SWP(单线通信协议)方案或NFC-SIM方案。用SIM/UIM卡作为安全模块，存储用户支付账户、密钥等敏感数据，运行支付应用，手机中的NFC控制器通过SWP(Single Wire Protocol)协议与SIM/UIM卡通信。

• 优点：由于SIM/UIM卡是移动用户必不可少的身份识别模块，用户对SIM卡作为安全模块较容易接受，同时卡片和应用的发行及服务可以借助电信运营商的受理渠道，容易进行业务的推广。此外，SIM卡与终端分离，用户更换手机不会影响移动支付业务的继续使用，灵活性更高。由于eNFC方案的诸多优势，国内外的电信运营商多选用eNFC方案，因此eNFC是业界认为最可能的移动近场支付技术方向。
• 缺点：但是eNFC方案还面临诸多困难，如专利、规范等，更重要的是，支持eNFC的手机终端很少，eNFC的产业链不成熟，该技术的商用还有较大障碍，目前还没有比较典型的商用案例。

备注：该方案的主要推动商是运营商。

3、NFC-SD技术方案（SE在SD卡内）：

是使用移动终端智能SD卡作为安全模块的NFC技术。其方案与eNFC方案类似，智能SD卡与NFC控制器芯片之间也采用SWP协议连接，可实现卡模拟、读卡器和点对点通信三种工作模式。采用NFC-SD方案服务提供商(Service Provider，SP)可以自行发行SD卡，这样就能独立于电信运营商发展NFC业务，因此金融机构做主导时更愿意采用这种方式。

• 优点：和eNFC类似，主要推动方一般是金融机构。
• 缺点：但是SD卡方案需要支持SWP-SD方案的手机支持，而市面上相关款式的机型太少。另外一张SD卡一般只能支持一个SP的服务，如果用户希望能使用多种服务的话，还必须在不同的SD卡中间切换，切换过程繁琐且成本偏高。尽管NFC-SD方案被中国银联定为其移动现场支付标准，但NFC-SD卡方案被证明是比较难于实施的。

备注：该方案的主要推动商是银联等金融机构。

NFC一直难以推广的原因

采用全终端解决方案和eNFC技术方案，尽管解决了多应用的服务的问题，但是SE的控制权却被手机制造商和移动运营商层层掌控，第三方的SP要部署的自己的服务，必须和SE的发行者们沟通，而这已经被证明是复杂和耗时的。

而如果采用NFC-SD方案，尽管服务提供商可以自己控制SE，但是这种方案得不到手机厂商和移动运营商的支持，而且对于用户来讲，要使用多种服务就必须切换SD卡。这些因素都限制了NFC技术在移动支付领域的应用。而通过以上分析我们不难得出，问题的核心就在于通向“手机钱包”的一扇门-SE的控制权上。

结论：手机厂商、运营商、金融机构，各家都有自己的小算盘，互相掣肘，各玩各的。

为什么有的NFC手机读不了公交，有的又能读

为什么有读卡兼容的问题？因为历史遗留问题，导致NFC兼容性有很大的问题。一个完整的NFC产品包含三个部分

1、NFC硬件。2、统一的系统接口支持。3、APP。

这个结构和蓝牙产品差不多，只是NFC一般用于支付，所以APP要带支付接口。

在现在的NFC手机中，这三个部分都存在不同的方案，各家互相兼容的状况有差异，尤其是硬件部分最甚。

前面说过，NFC硬件部分由CLF（非接触性前端模块）、射频天线、SE（安全区域）构成。

如果只是读公交卡和充值，CLF+天线就够了

如果想要把手机APP做成电子公交卡（支持空中发卡和空中圈存），就必须要有SE部分。

回到读卡兼容的问题，出在CLF的NFC芯片上。目前国内主流的手机NFC芯片供应商有恩智浦、博通、联发科、三星等（按销量排序），三星手机用的就是三星的NFC芯片。

各家芯片公司在NFC的公开标准上，都有自己的实现方式，比如有些兼容更老的标准，有些选用了标准内的不同方法。

结论：所以如果不能读卡，基本上可以确认是不同公司的芯片之间实现方法不同，所造成的兼容问题。

HCE是什么

说到这里就必须要提一下HCE，2013年10月31日，Google发布了最新的Android4.4系统，这其中提到了一个NFC的新技术，即HCE(Host Card Emulation)。自诞生之初，HCE就引起了极大的关注，不仅仅在于这项令人耳目一新的新技术本身，更在于它让业界的所有人看到了一种脱离安全载体(SE)而部署NFC的可能性。HCE技术对第三方的服务提供商(SP)意义重大，它使得SP们可以将自己的服务在更短时间内以更低的开发成本推向市场，而用户也可以更方便的使用多个SP提供的服务。

HCE：

即基于主机的卡模拟。简单的理解就是区别于上述三种的不需要提供SE的NFC支付方案，只需要在手机中运行的一个应用或云端的服务器完成SE的功能，此时NFC芯片接收到的数据由操作系统或发送至手机中的应用，或通过移动网络发送至云端的服务器来完成交互。

HCE技术地提出无疑解决了很多NFC产业链上的利益纠葛，但是安全性与技术规范性问题也一直制约着它的发展。目前，很多国外银行都开始支持和试点，但真正商用的案例少之又少，国内更是没有。HCE技术对于NFC产业是一次变革，同时也是机遇和挑战。

当使用安全模块(SE)来提供卡模拟时，安全模块通过NFC芯片中的非接触前端与外部读写设备进行通信，数据的存储和处理都在安全模块中。用户将手机放入NFC终端的识别范围，NFC控制器将从外部读写器接收到的所有数据直接转发到手机内部的安全模块，由安全模块处理，然后再通过NFC控制器将相应数据发送给外部读写终端，整个事务过程中手机上的应用程序完全没有参与其中。待事务过程完成后手机端的Android应用程序可以查询安全模块的事务状态然后通知客户。图1描述了这个过程。

使用基于主机的卡模拟时(HCE)，NFC控制器从外部读写终端接收到的数据将直接被发送到主机系统上，而不是安全模块。图2描述了这个过程。

有关联的技术

蓝牙

是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换，大家基本上都用就不多写了。

• 优点：距离远，传输速度较快，721 kbit/s
• 缺点：安全级别低，设备间配对麻烦

目前出现的一种的互动方式，用NFC配对，用蓝牙传输数据

IC卡

也叫集成电路卡，它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基中，做成卡片形式。卡与读写器之间的接触进行通讯

目前用在二代身份证，公交卡，银行的电子钱包等方面。RFID技术的射频识别IC卡不需要接触也可以读写。

比老式的磁卡先进（磁卡通过卡上磁条的磁场变化来存储信息，老式银行卡一般是磁卡）

• 优点：相比磁卡容量大，安全性高，不容易被复制，擦写修改读取数据都需要密码，使用寿命长，可以万次重复读写，具有防静电、防磁、防机械损坏。
• 缺点：制造成本高

和NFC设备之间也可以兼容

苹果6的NFC是什么实现方案

苹果6的NFC应该采用的是全终端方案，指纹识别+NFC支付。

后记

不得不说苹果放弃了ibeacon的支付模式，而采用的NFC是选了一条正确的道路。如果不是苹果的参与，NFC势必还处于一种雷声大雨点小的尴尬状态，而不是现在汹涌勃发的市场状态。

当初研究ibeacon的时候，发现这个东西的支付方式突破了传统消费观念，要打破这些惯性太难，只能说厨子不是那种喜欢打破常规的人。

但也不是说ibeacon不好，它最大的作用就是进行室内定位和广告推送，而且成本并不高，充满了想象力的。当初也打算围绕这个方向来进行创业的，多的就不提了。

ps：这篇文章明显和我其他文章风格不同，一方面是摘抄较多，一方面是专业知识比较枯燥（果然严肃起来就是不一样）。写这篇文的目的是因为我自己对NFC很有兴趣，但是只有模糊的知识，想要搞清楚什么是NFC。而网上对于NFC的解释，大多太过专业，通过这次的整理，大致清楚了很多。不过对于文科生来说还是非常复杂。