NFC技术在公共交通中的实践应用

    苟红俊

    

    摘要：三大电信运营商同时获得央行支付牌照，这意味着，“刷手机”支付时代即将到来。中国移动的手机支付标准采用13.56MHz的银联标准，三大电信运营商的手机支付标准与银行达成共识。文章研究了NFC技术在公交领域实现空中开卡和空中充值的便捷性，分析了NFC在今后一两年内将会爆炸式发展的结论。

    关键词：NFC：移动支付；空中开卡；空中充值

    1 引言

    自NFC技术诞生以来，2011年中国移动电子商务创新产品基地在技术上采用银联13.56MHz标准的手机支付标准，这标志着运营商和银行将联合推动手机支付技术标准化，2013年12月，中国移动依托NFC技术推出手机钱包业务取名“和包”。2015年我国金融IC卡发卡量突破lO亿张，中国人民银行将全面应用金融IC卡，这又给NFC支付打了一针强心剂。由于金融IC卡与NFC在受理环境上具有极高兼容性，金融IC卡普及带来的POS机全面更新，也给手机等设备应用NFC进行支付铺平了道路。

    2 NFC技术应用场景

    NFC（近距离无线通讯技术）是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，能在短距离与兼容设备进行识别和数据交换，其工作频率为13.56MHz。NFC可以给我们带来的应用是非常丰富的，总得来说可以分为三类：

    第一类是电子卡的应用，可以把银行卡、公交卡、会员卡这些实体的卡片转换成电子卡片，把手机当成智能卡片，有了这样电子卡的集成功能，无论坐公交、买东西，还是打考勤、办会员只需轻松的刷一下手机就可搞定。

    第二类是读取信息的应用，也就是把NFC当成一个读卡器，通过读取NFC标签获取信息，可以用于物流管理、商品溯源、会议签到等等。大家可能会说这些功能二维码也都有，那么NFC的特色在哪里，和二维码相比，NFC在使用上更加便捷，使用过二维码的可能都有感知，二维码使用时需要非常精准的对照标签，而且需要等待比较长的时间，但是使用NFC，只需要在一定距离范围内碰一下就可以，不需要那么精准的内容，而且在获取信息的速度上也比二维码快上几倍。今天会场入口就放了NFC的签到，还设置了抽奖环节。参会代表只需要带着你们现在所拿到的牌子就可以去报道，通过签到还可看到参会的信息，还可以参加抽奖。

    第三类是交互的应用，可以进行点对点信息的传输和文件的分享。只要你们把手中的NFC功能打开，两个手机碰一下，就可以轻松的完成名片交换，这样再也不会出现名片没带的尴尬。

    NFC的应用将使我们的生活成为一机在手，出行无忧。随着各省市公交事业的发展，公交一卡通的使用给市民提供了快速便捷的服务，但充值成为一卡通运营中的难点。充值点多，运营成本高，充值点少，市民不便捷。本文基于移动发行的移动公交一卡通卡片，可以承载公交等行业应用，并能使用移动和包账户实时完成公交一卡通的充值，用户还可实现手机刷卡乘车，既提升公交信息化水平，解决空中难、充值难、减少缴费网点、减轻人工成本、降低假钞、解决排队等候等各类服务问题。

    3 和包NFC公交整体架构

    和包NFC公交整体架构如图1所示。

    NFC卡属于CPU卡范畴，NFC不仅可以实现普通的公交一卡通功能，还可以很好地解决普通公交卡的开户和充值问题。公交一卡通即是通过运营商和包空中发行卡片承载公交应用，也可以采用空中发行一卡通卡片承载公交应用即可通过刷手机方式替代原有公交卡片刷卡方式，实现一机在手，刷遍公交。

    根据运营商业务发展不同阶段需求，公交应用可以通过移动双界面卡、NFC等模式卡片形态承载，由于受到用户NFC终端普及成熟度的限制，移动公交应用解决方案需要满足不同卡片形态的要求。

    对于运营商公交应用中，需要建设运营商公交业务处理平台，满足运营商公交合作各项业务处理功能，对于NFC模式下的运营商公交应用，还需开发运营商和包公交应用客户端，配合完成相关业务。

    3.1 移动平台

    移动平台多应用下载管理平台和密钥管理系统集中管理卡应用下载、空中开卡、空中充值、查询、消费记录、删除等交易的统计分析，为卡应用运营提供数据依据，支持省内卡应用的接入及管理。

    3.2 公交平台

    公交系统负责用户操作鉴权、应用个人化生成、充值指令的生成、辅助安全域信息管理等。

    3.3 卡商发卡系统

    卡商在卡片出厂后，在卡片中预置公交保护密钥，此保护密钥是根据公交或移动提供的密钥码单根据卡片的SEID离散生成，从而保证一卡一密。同时，此保护密钥仅为公交应用使用。通过此保护密钥为卡片的应用密钥、卡片的交易密钥等的写入提供安全保护能力。

    在发卡时，加密提供商为每个发卡人员提供一个读卡器和密钥母卡协同发卡。由于公交NFC应用发卡采用的是空中的方式，以往的发卡流程不能满足需要，需要加密提供商提供密钥导入到加密机中的能力，公交系统通过API的方式访问。

    3.4 手机NFC终端/NFC卡

    针对嘉峪关公交卡的NFC卡已按照标准规范进行了预制公交应用，并支9APP应用及的数据交互功能。

    3.5 NFC卡侧

    公交卡侧辅助安全域（SSD）负责存储公交卡通讯密钥和DAP验证密钥（DAP验证密钥为可选项）。在卡应用与外界进行交易时，可以借助SSD的安全通讯功能，保护交互数据安全。

    卡应用通过射频接口实现公交卡用户刷卡支付乘坐公交。

    3.6 空中开户

    通过NFC公交应用客户端、省移动公交业务处理平台、公交平台实现NFC公交客户端写卡请求、操作、生成公交应用开户信息，通过手机和包客户端应用集中展示应用管理功能，与客户端插件配合完成应用个人化等操作。

    3.7 NFC空中充值

    NFC空中充值是指用户在NFC手机客户端上利用移动4G网络将和包支付帐户或通过第三方支付通道实现银行帐户的钱向公交一卡通帐户充值，对于业务平台与卡片之间，可使用统一报文结构实现交互。NFC公交业务处理模块根据具体应用需求，完成与应用平台的业务处理，并与支付平台进行对接，完成扣款、冲正等工作。客户端提供用户鉴权、余额查询、交易记录查询等用户交互界面，通过手机和包客户端消息透传接口与卡应用公交系统交互完成相应功能。

    4 结语

    随着“互联网+”公共交通NFC支付技术深化应用，尤其是基于手机的NFC支付，相对轰轰烈烈的二维码支付而言，NFC在支付便捷与安全方面都具有无可替代的优势，文章重点以NFC技术在公共交通中实践应用为切入点，相信通过NFC技术在公共交通应用下逐步会升级至城市一卡通或市民卡，最终实现一卡多用，便民支付。一是将城市一卡通与线下POS打通的应用场景与技术载体己经形成。二是基于手机的NFC支付的体量大，所涉及的商业领域正在不断向生活中的衣食住行方面拓展。三是移动支付的人群正以一个非常高的速度在增长，已经不再依赖于现金或卡为支付载体。四是基于NFC支付技术的金融交易方式在全球受到关注，或将成为新的一种金融支付载体。五是中国移动支付正以惊人的速度在增长，消费者对于购物交易方式已经发生深刻改变。六是基于智能手机的NFC支付技术目前正成为市场关注的焦点，其应用领域、范围正在进一步拓展，相信近两年会全面普及。