基于RFID专用读写模块和IC卡的手机支付新方案
    

摘要:本文首先研究了移动支付业务需求、业务模式、技术背景与实现方式,然后描述了将RFID技术与移动通信技术相结合实现移动支付业务的技术方案,最后针对国内移动支付的发展现状,详细介绍了基于RFID专用读写模块和IC卡的手机移动支付新方案。

1 引言

随着移动通信设备的普及,小灵通、手机等成为了日常生活中必不可少的随身物品,在作为随身物品的移动通信设备上实现小额的移动支付功能,将大大方便和改变人们的生活。本文将着重研究如何将RFID(无线射频识别)技术与移动通信技术相结合的方案,以更好地实现移动支付业务。

2 移动支付业务需求与技术背景

2.1 业务需求

目前,中国银行卡发卡量累计超过7.6 亿张,移动通信用户超过4 亿,这为中国移动支付产业的发展提供了无限的商业潜力。虽然移动支付的深层次应用在中国还处于市场培育期,但随着一些试验性服务和产品的推出,移动支付已经逐渐被人们接受,并拥有了广泛的用户基础。

目前,移动支付的业务模式主要有4 种:手机代缴费、手机钱包、手机银行和手机信用平台。其中手机钱包是最具灵活性的一种业务,其所涉及的消费面可能也是最大的,是一种典型的近距离‘刷卡消费’的应用。手机钱包支持的具体服务包括查交手机话费、个人账务查询、购买彩票、订报、购买IP 卡、捐款、投保、公共事业交费等多项业务,从长远来说,手机钱包应当成为小额支付的一种主体方式。

2.2 技术背景

手机钱包业务的实现方式分为2 种:一是通过短信、WAP等远程控制完成支付;二是通过近距离通信技术完成支付。目前市面上已经推出的移动支付业务,基本上是以前者为主,随着RFID技术的广泛使用,以RFID技术为基础的IC 卡工程在中国得到了广泛实施,如上海的交通一卡通已经发卡近2 000 万张,在交通行业的14 个不同领域得到了广泛应用,构成了典型和完善的小额支付应用体系。随着中国银行卡系统向EMV2000 标准(EMV为Europay、MasterCard 及VISA三大国际组织就付款系统所制定的IC 卡相关规范,主要任务是维护EMV 付款IC 卡标准,并确保该标准在世界的互通性和可用性,目前最新的标准是EMV2000)迁移工作的实施,现有的磁条形银行卡都将被IC 卡所取代,因此,以RFID 技术为基础的IC 卡必将成为小额钱包和银行卡的主体模式。

国际上,日本NTT DoCoMo 是推行手机钱包业务较为成功的运营商之一。该公司2004 年7 月推出手机钱包业务后,很快就拥有了300 多万用户。NTT DoCoMo 采用的是索尼公司的FeliCa IC 芯片技术,FeliCa IC 芯片是一种类似于中国国内目前广为采用的ISO14443 标准的非接触式的RFID技术。与其他的通信方式(如WAP、短信等)相比,近距离通信的移动支付业务的最方便之处在于用户不必输入繁琐的文字信息或者浏览手机寻找相应消息,很多情况下只要直接刷一下手机即可,不仅方便了用户而且节省了时间。此外,在手机处于关机状态下依然能够完成支付。

最近,围绕基于RFID 技术的移动支付,中国国内的各大移动通信运营商、移动通信终端产品开发商等都纷纷推出各自的方案,比较典型的有:Philip、Sony、Nokia 等厂家提出的基于手机的NFC(近距离天线通信)方案、eNFC 芯片供货商Inside 公司提出的eNFC 方案以及双界面卡方案等3 种。另外,针对中国国内移动支付的发展现状,中国电信与上海复旦微电子股份有限公司紧密合作联合推出了以RFID 专用读写模块+IC 卡为基础的新的手机移动支付方案,即第4 种方案。

下面是对这4 种方案的分析比较,从中可以看出第4 种方案具有明显的优势

(1)基于手机的NFC 方案

特点:NFC 功能芯片、天线独立于手机其他基本功能及SIM卡;可以在手机断电的情况下继续使用非接触功能;支持ISO14443 Type A/B 规范。
优势:天线的工作稳定,兼容性好;技术相对比较成熟,在全球有很多试点和商用案例。缺点:对于运营商来说,很难对非定制手机进行控制,无法引导该行业从而获得利润分成。
商用:2004 年开始,日本NTT DoCoMo 销售内嵌有FeliCa卡芯片的手机,采用NFC 技术提供扣款、订票等20 种小额支付应用。日本KDDI 和Vodafone 也随后宣布支持Sony 的FeliCa 卡芯片。2005 年11 月,Vodafone 在Sharp 手机上推出了VodafoneLive 的非接触业务,应用涉及小额支付、应用下载等。

(2)手机和智能卡(SIM)融合的实现方案即eNFC 技术

特点:分离应用层和底层功能,把非接触应用放在SIM卡中,把非接触功能芯片放在手机中以解决兼容性问题,支持ISO14443 Type A/B 规范。
优势:分离应用和芯片功能,有良好的兼容性支持多家SIM卡和手机间的操作。公开的规范和技术,只需要SIM卡增加一个管脚,不会和今后的USB 技术冲突,用户更换手机的时候,可以携带现有的交易数据。
缺点:手机和智能卡(SIM)融合的协议还没有完全标准化与公开化。
商用:巴黎公交及地铁系统非接触应用,利用I-mode 服务器和SIM卡上的应用菜单可购买公交地铁票,利用eNFC 非接触应用扣款消费、乘坐公交和地铁。产业价值链合作方有:法国电信运营商Bouygues、手机终端厂家NEC、eNFC 芯片供应商Inside 公司、SIM卡厂家雅仕拓、法国巴黎地铁公司。

(3)双界面智能卡的实现方式

特点:SIM卡支持非接触式应用;具有并行处理能力,接听/拨打电话、接收/发送短信时不影响非接触式操作,支持ISO14443 Type A/B 规范。
优势:只使用一张芯片,手机改动小。
缺点:安全性、可靠性有待提高。
商用:目前无商用案例。

(4)基于RFID专用读写模块+IC卡的实现方式

特点:支持非接触式应用,支持ISO 14443 Type A/B 规范。
优势:利用现有成熟的技术及自主芯片开发,具有自主知识产权,掌握核心技术,安全、稳定、可靠,非常适合在国内公交和门禁行业商用推广。IC 卡作为一种独立的方式出现,不需要对现有非接触式应用系统(读卡器和后台系统)进行改造,大大降低了商用门槛。一方面,以非接触IC 卡为技术核心的一卡通技术在中国得到了广泛的应用,典型和成熟的应用行业如公交一卡通、校园一卡通等,刷卡消费在小额消费市场广为接受,并且已经形成了事实上的利益关系。另一方面,在中国的现行制度规定下,除了银行及其相关单位之外,其他单位要发行带金卡在制度上具有很大的障碍。由于这种模式的IC卡是独立的形态,可以与原有的IC卡保持一致,同时还可采用原有的发卡流程和管理流程,更容易得到应用行业的认同,从而达成业务合作的目标。这样,既能够保证移动支付业务的实施,又能够兼顾已发卡方(如公交系统已经发的IC 卡)的利益关系,同时针对新发卡(如商业银行的IC卡)还可以直接采用银行卡,以规避政策风险。
缺点:新的方案还需要进一步检验和优化。
商用:中国电信正在与浙江杭州公交总公司紧密合作采用该方案进行商用试点,目前产业链已经形成,合作方有:中国电信杭州分公司(移动通信运营商)、杭州市公交总公司(行业应用方)、天津环球智能卡有限公司(公交非接触式应用系统集成商)、英华达(小灵通手机厂商)、Inside 公司和复旦微电子有限公司(非接触式芯片提供商)、雅仕拓(小灵通SIM卡供应商)等。

3 RFID 专用读写模块+IC卡的移动支付方案

3.1 体系结构

移动通信终端+RFID 读写模块+IC 卡的移动支付模式的体系结构如图1 所示。

在该结构中,IC 卡是独立的,该卡既可以接受RFID 读写模块的操作,又可以接受商户终端的操作。RFID 读写模块主要作用是查询IC 卡上的余额,将来期望能够扩展到充值操作,而商户终端的操作主要是消费类操作。IC 卡的独立性保证了IC 卡发行方的利益和积极性。RFID读写模块将保持与移动终端相对的独立性,实现如下功能:

· 对外接口。该模块提供UART(通用异步收发通信器)、SPI(串行外设接口)等接口方式,实现与移动终端的连接,将来将进一步提供USB(通用串行总线)、SDIO(安全数字输入/输出)等接口方式。
· IC 卡操作。模块中包含符合ISO 14443 标准的IC 卡读写功能以及MCU(微控制器)处理功能,完整实现了对IC卡的各种操作功能。
· 安全特性。模块本身还自带安全处理功能,实现了对IC卡的安全、可靠操作。
· 工作模式。模块具有读写模式、低功耗模式以及断电模式,分别适应于不同的需要。
· 天线。天线被内置在移动终端中。

3.2 技术指标

在移动通信终端+RFID 读写模块+IC 卡的移动支付模式下,各部分相应的技术指标描述如下:

· 可以根据需要和所选定手机的具体情况定制IC 卡,定制的IC 卡满足如下的技术指标:外部商户终端对IC 卡的操作距离>2 cm;IC 符合ISO 14443 Type A/B 的标准。
· RFID 读写模块具有如下的技术指标:工作频率为13.56 MHz; 读写模块与IC 卡之间的通信速率为106 kbit/s;供电电压范围是3.3~5 V;工作时的功耗<450 mW;对外部IC 卡的读写距离>2 cm;典型交易流程时间<100 ms;通信速率为38 400 bit/s,其他可选;标准支持:ISO 14443 Type A/ B。

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    收录时间:2014年06月21日 02:43:46 来源:一卡通世界 作者:匿名
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