náhled|Mobilní telefon Nokia vybavený NFC technologií Near field communication (NFC, česky blízkopolní komunikace) je modulární technologie rádiové bezdrátové komunikace mezi elektronickými zařízeními na velmi krátkou vzdálenost (do 4 cm) s přiblížením přístrojů. Tuto architekturu definuje sada standardů ISO. Současné a předpokládané využití této technologie je především ve výměně klíčových dat při bezkontaktních finančních transakcích a ve zjednodušené konfiguraci spojení rádiových zařízení, jako např. Wi-Fi. S využitím této technologie se počítá ve vzájemné komunikaci jak dvou aktivních přístrojů (např. příslušně vybavených mobilních telefonů), tak aktivních zařízení s pasivními zařízeními (s tzv. tagem/štítkem, pasivním nenapájeným NFC zařízením) jako čtečka s bezkontaktní platební kartou.
Technologie NFC je popisována standardy, které zahrnují několik komunikačních protokolů a formátů popisujících přenášená data. Je založena na standardech RFID zahrnující ISO/IEC 14443 a FeliCa. Tyto standardy jsou součástí normy ISO/IEC 18092 definovaném neziskovou organizací NFC Forum, jež byla založena v roce 2004 firmami Nokia, Philips a Sony. Tato organizace čítá přes 170 členů, prosazuje NFC a certifikuje zařízení na shodu s uvedenou normou.
Případy užití Technologie NFC umožňuje také oboucestnou komunikaci mezi koncovými zařízeními. Předchozí systémy postavené na pouhém čtení bezkontaktních čipů RFID umožňovaly pouze jednocestnou komunikaci. Nenapájené NFC „tagy“ (bezkontaktní platební karty a identifikační prvky, zvané "čipy", např. pro kontrolu vstupu) mohou být čtené i aktivními NFC zařízeními, takže systém NFC může postupně nahradit tyto jednostranné systémy a také souběžný provoz.
Hlavní výhoda oproti dosavadní bezkontaktní identifikaci, zejména pomocí RFID (platební karty, kontroly vstupu, ochrana navázání komunikace) spočívá v odstranění nutnosti zvláštních identifikačních prvků, jako karty, klíčenky a podobně, které může nahradit jediný, společný, propojení s komunikací bezdrátovými systémy na delší vzdálenost, jako GSM (a navazující standardy digitální komunikace), Wi-Fi a Bluetooth.
Platební systémy Pro platební systémy využívající debetní či kreditní karty a čipové karty (tzv. Smartcards) může znamenat použití technologie NFC alternativu či kompletní náhradu. Pro příklad můžeme uvést Google Wallet, který umožňuje zákazníkům uložit si informace o platební kartě resp. perspektivně o více platebních kartách. Poté při jakékoli platbě u terminálu MasterCard PayPass mohou využít svůj mobilní telefon podporující NFC pro platební transakce. Current participating retailers include: Macy's, American Eagle, and Subway. Německo, Rakousko a Itálie již vyzkoušely a zavedly NFC jako způsob prodeje jízdenek pro veřejnou dopravu. Čína již běžně využívá NFC v autobusech veřejné dopravy a Indie zavádí pokladny podporující NFC transakce.
Kontakty lidí s bluetooth a Wi-Fi připojení Další možností využití technologie NFC jsou situace, při níž se setkávají skupiny lidí. V těchto situacích může technologie NFC zjednodušit sdílení kontaktů, fotografií, videí nebo souborů.
Díky velmi jednoduché a rychlé konfiguraci NFC, byť o nízkých přenosových rychlostech, může být využito k navázání a konfiguraci ostatních, složitějších bezdrátových připojení, jako je párování zařízení pro připojení Bluetooth, kdy se pro párování užije technologie NFC, zatímco pro přenos dat bude následně použita technologie Bluetooth. Podobně lze nakonfigurovat připojení Wi-Fi, ačkoliv pro tyto případy existuje technologie Wi-Fi Protected Setup, která rovněž umožňuje velmi jednoduchou konfiguraci Wi-Fi připojení.
Identifikace NFC Forum má zájem o to, aby se potenciální NFC zařízení užívala jako elektronické identifikační karty a klíčenky, běžně nazývané „čip“, dosud používané pro kontrolu vstupu. Vzhledem k tomu, že NFC podporuje šifrování, je její použití výhodnější než méně zabezpečené systémy RFID.
Historie Počátky technologie NFC se datují do doby vzniku technologie RFID. RFID umožňuje čtečce, aby vysílala rádiové vlny k pasivnímu, elektronickému tagu, pro identifikaci, autentizaci a sledování.
1983 – první patent byl asociován se zkratkou RFID, který byl přidělen Charlesu Waltonovi. 2004 – firmy Nokia, Philips a Sony založily neziskovou organizaci NFC Forum 2006 – Byly vytvořeny počáteční specifikace pro NFC tagy. 2006 – Byly vytvořeny specifikace k záznamům „SmartPoster“. 2006 – Prvním telefonem podporujícím NFC byla Nokia 6131. 2009 – V lednu roku 2009 byly NFC fórem vytvořeny standardy pro přenos kontaktů, URL, iniciaci Bluetooth a další. 2010 – Samsung Nexus S: prezentován první Android telefon podporující NFC 2011 – Relace „How to NFC“ na Google I/O demonstruje NFC k zahajování her a sdílení kontaktů, URL, aplikací, videí atd. 2011 – Podpora NFC se stává součástí operačního systému Symbian ve verzi Symbian Anna. 2011 – RIM 2011 je první firmou, jejíž zařízení jsou firmou MasterCard WorldWide certifikovány pro funkci MasterCard Paypass. 2012 – V březnu roku 2012 řetězec britských restaurací EAT a firma Everything Everywhere (partner mobilního operátora Orange Mobile) vytvořili první celonárodní kampaň k NFC ve Velké Británii pomocí SmartPosterů. 2012 – Sony uvádí „Smart Tags“, které používají technologii NFC pro změnu režimů a profilů na smartphonech Sony. Tato technologie byla již použita u zařízení Sony Xperia P, vydaném v tomto roce. 2013 – Samsung a Visa oznámili partnerství pro rozvoj plateb mobilním telefonem. 2013 – Vědci z IBM v Curychu ve snaze zamezit podvodům a narušení bezpečnosti přichází s novou technologií mobilní autentizace založené na technologii NFC. 2014 – Apple představil Apple Pay pro placení plateb mobilním telefonem na základě technologie NFC na jejich nových zařízeních iPhone 6 a iPhone 6+. září 2015 – Google představil Android Pay, konkurenta ke službě Apple Pay. Zavedení služby začalo v USA. listopad 2015 – Společnost Swatch a Visa Inc. oznámily partnerství, jehož cílem je umožnit finanční transakce pomocí náramkových hodinek „Swatch Bellamy“ s využitím NFC. leden 2019 – Evropský parlament a Rada Evropské unie připravili nařízení 2019/1157 o posílení zabezpečení průkazů totožnosti, podle kterého musí všechny nové občanské průkazy obsahovat čip s biometrickými údaji s podporou bezkontaktní dostupnosti. Tento krok nastartoval širší přijetí NFC v rámci identifikačních a bezpečnostních systémů. červen 2023 – NFC Forum zveřejnilo plán technologického rozvoje NFC až do roku 2028, který zahrnuje zvýšení dosahu a rychlosti přenosu, podporu vyšší úrovně zabezpečení a nové možnosti interakce, například u automobilů a chytrých domácností.
Technické specifikace NFC je sada bezdrátových technologií krátkého dosahu, pracující obvykle na vzdálenostech do 4 cm. Na nejnižší vrstvě je NFC definováno skupinou standardů bezkontaktních karet, mezi které patří standardy bezkontaktních čipových karet ISO/IEC 14443, JIS X 6319 pod názvem FeliCa a ISO/IEC 15693. První dva zmíněné standardy (ISO/IEC 14443 a JIS X 6319) operují na frekvenci 13,56 MHz na ISO/IEC rádiovém rozhraní a s obvyklými přenosovými rychlostmi od 106 kbit/s do 424 kbit/s. Výjimkou je standard ISO/IEC 15693, jehož použitelná vzdálenost dosahuje oproti dvěma předchozím standardům vzdálenostem výrazně větším, a to až do vzdálenosti 1,5 metru. S touto vzdáleností však musíme počítat s razantním poklesem přenosových rychlostí, jedná se o rychlosti do 26 kbit/s. Rozšíření standardu pro potřeby technologie NFC je specifikováno pomocí standardů NFCIP, které rozšiřují standard ISO/IEC 14443 o další technické specifikace, jenž definuje komunikaci mezi dvěma NFC zařízeními, a je znám jako ISO/IEC 18092.
Fyzická a linková vrstva NFC
ISO/IEC 14443 Bezkontaktní čipové karty, na nichž je založena technologie NFC, jsou popsány standardem ISO/IEC 14443. Veškeré NFC transakce, jako jsou libovolné přenosy dat mezi účastníky přenosu, jsou realizovány pomocí přenosu energie skrze elektromagnetickou indukci mezi dvěma smyčkovými anténami čipové karty a NFC čtečky (mezi stěžejní komponenty NFC čtečky patří mikrokontrolér a magnetická smyčková anténa pracující na frekvenci 13,56 MHz). V rámci tohoto standardu se běžně užívají pojmy PICC (Proximity Integrated Circuit Card) a PCD (Proximity Coupling Device), které představují zmíněné komponenty v rámci NFC transakce, a to PICC ve formě čipové karty (obsahující čip a smyčkovou anténu) a PCD ve formě NFC čtečky. Společně se standardem ISO/IEC 14443 existují i některé vzájemně kompatibilní standardy, z nichž nejznámější jsou MIFARE, Calypso a FeliCa.
Čipové karty, které se pro tyto podmínky používají, mohou nabývat rozměrů definovanými standardem pro rozměry identifikačních karet a jejich fyzickým vlastnostem, standardem ISO/IEC 7810, jehož nejpoužívanějším rozměrem je formát ID-1. Rozměry tohoto formátu používá většina identifikačních a platebních karet.
Standard ISO/IEC 14443, na němž staví bezkontaktní karty, definuje především základní elementy v komunikaci, základní požadavky, fyzické vlastnosti, maximální vysílací výkony a protokoly pro iniciaci komunikace, antikolizní protokoly a přenosové protokoly. Základní shrnutí tohoto standardu je v níže uvedené tabulce, která popisuje jednotlivé části tohoto standardu.
Část standardu Popis standardu Část 1 – Fyzikální charakteristiky bezkontaktních čipových karet Definuje fyzikální charakteristiky bezkontaktních čipových karet a jejich požadavky na ně. Část 2 – Vysílací výkony a signálové rozhraní Definuje vysílací výkony, způsob napájení čipu z radiofrekvenčního magnetického pole, signalizační rozhraní, jejich signalizační schémata a typy modulací k oběma typům PICC (pro oba směry komunikace, a to jak pro aktivní a pasivní typ PICC) Část 3 – Inicializační a antikolizní protokoly Definuje inicializační a antikolizní protokoly pro oba typy PICC, společně s antikolizními příkazy, odpověďmi, datovými rámci a časováním. Část 4 – Protokoly pro přenos Určuje, které protokoly jsou určeny pro vysokoúrovňový přenos dat. Všechny tyto protokoly v rámci této části standardu jsou volitelné.
Standard ISO/IEC 14443 definuje dva typy komunikačních rozhraní, a to typ A a typ B. Jako dodatek k nim existuje rozhraní typu F z Japonského standardu JIS X 6319.
Rozhraní typu A používá ve směru čtečky (PCD) ke kartě (PICC) ASK modulaci se 100% hloubkou, jehož data jsou zakódována pomocí modifikovaného Millerova kódování. V opačném směru komunikace se používá OOK modulace s daty zakódovanými pomocí Manchester kódování. V tomto typu rozhraní se pole vypíná po dobu krátkých intervalů, kdy čtečka přenáší data.
Rozhraní typu B používá ve směru čtečky (PCD) ke kartě (PICC) ASK modulaci s 10% hloubkou, jehož data jsou zakódována pomocí kódování NRZ-L. Komunikace v opačném směru používá BPSK modulaci s daty zakódovanými pomocí NRZ-L.
NFCIP Rozšířením standardu ISO/IEC 14443 je standard NFCIP-1, který z něj vychází, ale rovněž jej rozšiřuje o komunikační režimy zařízení, transportní protokoly a protokoly pro přenos dat. Komunikační režimy jsou rozděleny na pasivní a aktivní režim. Tento standard je podmnožinou skupiny standardů NFCIP, do kterého rovněž patří i standard NFCIP-2.
V pasivním komunikačním režimu zařízení iniciující komunikaci poskytuje nosné pole, které je cílovým zařízením modulováno (čímž tímto odpovídá iniciátorovi komunikace). V tomto režimu může cílové zařízení získat energii z elektromagnetického pole iniciujícího zařízení, což pak činí z cílového zařízení, tzv. transpondér. V aktivním komunikačním režimu iniciátor a cílové zařízení komunikují alternativně mezi sebou generováním vlastních magnetických polí. Zařízení deaktivuje své pole zatímco čeká na data. V tomto režimu jsou obě zařízení napájena vlastními zdroji.