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Cerca de un campo de comunicación

El chip Secure Element , un chip NFC que contiene datos como el identificador Secure Element (SEID) para transacciones seguras. Este chip se encuentra comúnmente en teléfonos inteligentes y otros dispositivos NFC.

La comunicación de campo cercano ( NFC ) es un conjunto de protocolos de comunicación que permite la comunicación entre dos dispositivos electrónicos a una distancia de 4 centímetros (1,6 pulgadas) o menos. [1] NFC ofrece una conexión de baja velocidad a través de una configuración simple que se puede utilizar para iniciar conexiones inalámbricas capaces. [2] Al igual que otras tecnologías de tarjetas de proximidad , NFC se basa en el acoplamiento inductivo entre dos bobinas electromagnéticas presentes en un dispositivo habilitado para NFC, como un teléfono inteligente . La comunicación NFC en una o ambas direcciones utiliza una frecuencia de 13,56 MHz en la banda ISM de radiofrecuencia sin licencia disponible a nivel mundial , que cumple con el estándar de interfaz aérea ISO/IEC 18000-3 a velocidades de datos que oscilan entre 106 y 848 kbit/s.

El Foro NFC ha ayudado a definir y promover la tecnología, estableciendo estándares para certificar el cumplimiento de los dispositivos. [3] [4] Las comunicaciones seguras están disponibles aplicando algoritmos de cifrado como se hace con las tarjetas de crédito [5] y si cumplen con los criterios para ser consideradas una red de área personal . [6]

Estándares NFC

Los estándares NFC cubren protocolos de comunicaciones y formatos de intercambio de datos y se basan en estándares existentes de identificación por radiofrecuencia (RFID), incluidos ISO/IEC 14443 y FeliCa . [7] Los estándares incluyen ISO/IEC 18092 [8] y los definidos por el NFC Forum. Además del Foro NFC, el grupo GSMA definió una plataforma para la implementación de los estándares GSMA NFC [9] en teléfonos móviles. Los esfuerzos de GSMA incluyen Trusted Services Manager, [10] [11] Single Wire Protocol , pruebas/certificación y elemento seguro. [12] Los dispositivos portátiles habilitados para NFC pueden equiparse con software de aplicación , por ejemplo, para leer etiquetas electrónicas o realizar pagos cuando están conectados a un sistema compatible con NFC. Estos están estandarizados para los protocolos NFC, reemplazando las tecnologías patentadas utilizadas por sistemas anteriores.

France Brevets, un fondo de patentes creado en 2011, está implementando un programa de licencia de patentes para NFC. Este programa estaba siendo desarrollado por Via Licensing Corporation, una subsidiaria independiente de Dolby Laboratories , y finalizó en mayo de 2012. [13] Una plataforma- La biblioteca NFC independiente , gratuita y de código abierto , libnfc , está disponible bajo la Licencia pública general reducida GNU . [14] [15]

Las aplicaciones actuales y previstas incluyen transacciones sin contacto, intercambio de datos y configuración simplificada de comunicaciones más complejas como Wi-Fi . [16] Además, cuando uno de los dispositivos conectados tiene conectividad a Internet, el otro puede intercambiar datos con servicios en línea. [ cita necesaria ]

Historia

NFC tiene sus raíces en la tecnología de identificación por radiofrecuencia (conocida como RFID) que permite que el hardware compatible suministre energía y se comunique con una etiqueta electrónica pasiva y que de otro modo no estaría alimentada mediante ondas de radio. Esto se utiliza para identificación, autenticación y seguimiento . Ideas similares en publicidad y aplicaciones industriales generalmente no tuvieron éxito comercial, siendo superadas por tecnologías como códigos QR , códigos de barras y etiquetas RFID UHF . [ cita necesaria ]

La banda ultraancha (UWB), otra tecnología de radio, ha sido aclamada como una futura posible alternativa a la tecnología NFC debido a las mayores distancias de transmisión de datos, así como a Bluetooth y la tecnología inalámbrica. [54]

Diseño

NFC es un conjunto de tecnologías inalámbricas de corto alcance que normalmente requieren una separación de 10 cm o menos. NFC funciona a 13,56  MHz en la interfaz aérea ISO/IEC 18000-3 y a velocidades que oscilan entre 106 kbit/s y 424 kbit/s. NFC siempre implica un iniciador y un objetivo; el iniciador genera activamente un campo de RF que puede alimentar un objetivo pasivo. Esto permite que los objetivos NFC adopten factores de forma muy simples, como etiquetas, adhesivos, llaveros o tarjetas sin alimentación. La comunicación NFC entre pares es posible, siempre que ambos dispositivos estén encendidos. [55]

Las etiquetas NFC contienen datos y normalmente son de solo lectura, pero se pueden escribir. Pueden ser codificados de forma personalizada por sus fabricantes o utilizar las especificaciones del Foro NFC. Las etiquetas pueden almacenar de forma segura datos personales como información de tarjetas de débito y crédito, datos de programas de fidelización, PIN y contactos de redes, entre otra información. El Foro NFC define cinco tipos de etiquetas que proporcionan diferentes velocidades y capacidades de comunicación en términos de configurabilidad, memoria, seguridad, retención de datos y resistencia a la escritura. [56]

Al igual que con la tecnología de tarjetas de proximidad , NFC utiliza un acoplamiento inductivo entre dos antenas de cuadro cercanas formando efectivamente un transformador de núcleo de aire . Debido a que las distancias involucradas son pequeñas en comparación con la longitud de onda de la radiación electromagnética (ondas de radio) de esa frecuencia (unos 22 metros), la interacción se describe como campo cercano . Un campo magnético alterno es el principal factor de acoplamiento y casi no se irradia energía en forma de ondas de radio (que son ondas electromagnéticas, que también involucran un campo eléctrico oscilante ); que minimiza la interferencia entre dichos dispositivos y cualquier comunicación de radio en la misma frecuencia o con otros dispositivos NFC mucho más allá de su alcance previsto. NFC opera dentro de la banda ISM de radiofrecuencia disponible a nivel mundial y sin licencia de 13,56 MHz. La mayor parte de la energía de RF se concentra en el ancho de banda de ±7 kHz asignado para esa banda, pero el ancho espectral de la emisión puede llegar a 1,8 MHz [57] para soportar altas velocidades de datos.

La distancia de trabajo con antenas estándar compactas y niveles de potencia realistas podría ser de hasta unos 20 cm (pero en la práctica, las distancias de trabajo nunca superan los 10 cm). Tenga en cuenta que debido a que la antena captadora puede apagarse en una corriente parásita por superficies metálicas cercanas, las etiquetas pueden requerir una separación mínima de dichas superficies. [58]

El estándar ISO/IEC 18092 admite velocidades de datos de 106, 212 o 424 kbit/s .

La comunicación tiene lugar entre un dispositivo "iniciador" activo y un dispositivo de destino que puede ser:

Pasivo
El dispositivo iniciador proporciona un campo portador y el dispositivo objetivo, que actúa como transpondedor , se comunica modulando el campo incidente. En este modo, el dispositivo objetivo puede obtener su energía operativa del campo magnético proporcionado por el iniciador.
Activo
Tanto el dispositivo iniciador como el dispositivo objetivo se comunican generando alternativamente sus propios campos. Un dispositivo deja de transmitir para recibir datos del otro. Este modo requiere que ambos dispositivos incluyan fuentes de alimentación.

NFC emplea dos codificaciones diferentes para transferir datos. Si un dispositivo activo transfiere datos a 106 kbit/s, se utiliza una codificación Miller modificada con 100 por ciento de modulación . En todos los demás casos se utiliza la codificación Manchester con una relación de modulación del 10 por ciento.

Cada dispositivo NFC activo puede funcionar en uno o más de tres modos:

Emulación de tarjeta NFC
Permite que los dispositivos habilitados para NFC, como los teléfonos inteligentes, actúen como tarjetas inteligentes, permitiendo a los usuarios realizar transacciones como pagos o emisión de billetes. Ver Emulación de tarjeta de host
Lector/escritor NFC
Permite que los dispositivos habilitados para NFC lean información almacenada en etiquetas NFC económicas incrustadas en etiquetas o carteles inteligentes.
NFC de igual a igual
Permite que dos dispositivos habilitados para NFC se comuniquen entre sí para intercambiar información de forma ad hoc .

Las etiquetas NFC son almacenes de datos pasivos que un dispositivo NFC puede leer y, en algunas circunstancias, escribir en ellos. Por lo general, contienen datos (a partir de 2015, entre 96 y 8192 bytes) y son de solo lectura en uso normal, pero pueden reescribirse. Las aplicaciones incluyen almacenamiento seguro de datos personales (por ejemplo, información de tarjetas de débito o crédito , datos de programas de fidelización , números de identificación personal (PIN), contactos). Las etiquetas NFC pueden ser codificadas de forma personalizada por sus fabricantes o utilizar las especificaciones de la industria.

Seguridad

Aunque el alcance de NFC está limitado a unos pocos centímetros, el NFC estándar no está protegido contra escuchas ilegales y puede ser vulnerable a modificaciones de datos. Las aplicaciones pueden utilizar protocolos criptográficos de capa superior para establecer un canal seguro.

La señal de RF para la transferencia inalámbrica de datos se puede captar mediante antenas. La distancia desde la cual un atacante puede escuchar la señal de RF depende de múltiples parámetros, pero normalmente es inferior a 10 metros. [59] Además, las escuchas se ven muy afectadas por el modo de comunicación. Un dispositivo pasivo que no genera su propio campo de RF es mucho más difícil de escuchar que un dispositivo activo. Por lo general, un atacante puede escuchar a escondidas a menos de 10 m de un dispositivo activo y a 1 m de dispositivos pasivos. [60]

Debido a que los dispositivos NFC generalmente incluyen protocolos ISO/IEC 14443 , los ataques de retransmisión son factibles. [61] [62] [ página necesaria ] Para este ataque, el adversario envía la solicitud del lector a la víctima y transmite su respuesta al lector en tiempo real, haciéndose pasar por el propietario de la tarjeta inteligente de la víctima. Esto es similar a un ataque de intermediario . [61] Un ejemplo de código libnfc demuestra un ataque de retransmisión utilizando dos dispositivos NFC comerciales. Este ataque se puede implementar utilizando sólo dos teléfonos móviles habilitados para NFC. [63]

Estándares

Descripción general de la pila del protocolo NFC

Los estándares NFC cubren protocolos de comunicaciones y formatos de intercambio de datos, y se basan en estándares RFID existentes, incluidos ISO/IEC 14443 y FeliCa . [7] Los estándares incluyen ISO/IEC 18092 [8] y los definidos por el NFC Forum.

ISO/CEI

NFC está estandarizado en ECMA-340 e ISO/IEC 18092. Estos estándares especifican los esquemas de modulación, codificación, velocidades de transferencia y formato de trama de la interfaz RF de los dispositivos NFC, así como los esquemas de inicialización y las condiciones necesarias para el control de colisiones de datos durante la inicialización. para modos NFC pasivos y activos. También definen el protocolo de transporte , incluida la activación del protocolo y los métodos de intercambio de datos. La interfaz aérea para NFC está estandarizada en:

NFC incorpora una variedad de estándares existentes, incluidos ISO/IEC 14443 Tipo A y Tipo B, y FeliCa (también llamado simplemente F o NFC-F). Los teléfonos habilitados para NFC funcionan a un nivel básico con lectores existentes. En el "modo de emulación de tarjeta", un dispositivo NFC debe transmitir, como mínimo, un número de identificación único a un lector. Además, NFC Forum definió un formato de datos común llamado Formato de intercambio de datos NFC (NDEF) que puede almacenar y transportar elementos que van desde cualquier objeto de tipo MIME hasta documentos RTD ultracortos, [66] como URL . El Foro NFC agregó el Protocolo de intercambio simple NDEF (SNEP) a la especificación que permite enviar y recibir mensajes entre dos dispositivos NFC. [67]

GSMA

La GSM Association (GSMA) es una asociación comercial que representa a casi 800 operadores de telefonía móvil y más de 200 empresas de productos y servicios en 219 países. Muchos de sus miembros han dirigido pruebas de NFC y están preparando servicios para su lanzamiento comercial. [68]

GSM participa en varias iniciativas:

StoLPaN

StoLPaN (Logística de Tiendas y Pagos con NFC) es un consorcio paneuropeo respaldado por el programa de Tecnologías de la Sociedad de la Información de la Comisión Europea . StoLPaN examinará el potencial de la comunicación móvil inalámbrica local NFC. [72]

Foro NFC

Logotipo del Foro NFC

NFC Forum es una asociación industrial sin fines de lucro formada el 18 de marzo de 2004 por NXP Semiconductors , Sony y Nokia para promover el uso de la interacción inalámbrica NFC en electrónica de consumo, dispositivos móviles y PC. Sus especificaciones incluyen cinco tipos distintos de etiquetas que proporcionan diferentes velocidades de comunicación y capacidades que cubren flexibilidad, memoria, seguridad, retención de datos y resistencia a la escritura. NFC Forum promueve la implementación y estandarización de la tecnología NFC para garantizar la interoperabilidad entre dispositivos y servicios. En enero de 2020, el Foro NFC contaba con más de 120 empresas miembros. [73]

NFC Forum promueve NFC y certifica el cumplimiento del dispositivo [5] y si encaja en una red de área personal . [5]

Otros organismos de normalización

GSMA definió una plataforma para la implementación de los estándares GSMA NFC [9] en teléfonos móviles. Los esfuerzos de GSMA incluyen, [74] Protocolo de cable único , pruebas y certificación y elemento seguro. [12] Los estándares GSMA que rodean el despliegue de protocolos NFC (regido por NFC Forum ) en teléfonos móviles no son exclusivos ni universalmente aceptados. Por ejemplo, la implementación de Google de Host Card Emulation en Android KitKat permite el control por software de una radio universal. En esta implementación de HCE [75], el protocolo NFC se aprovecha sin los estándares GSMA.

Otros organismos de normalización involucrados en NFC incluyen:

Aplicaciones

Logotipo N-Mark para dispositivos habilitados para NFC

NFC permite la comunicación unidireccional y bidireccional entre puntos finales, adecuada para muchas aplicaciones.

Los dispositivos NFC pueden actuar como documentos de identidad electrónicos y tarjetas de acceso . [2] Se utilizan en sistemas de pago sin contacto y permiten que el pago móvil sustituya o complemente sistemas como las tarjetas de crédito y las tarjetas inteligentes con billetes electrónicos . A veces se les llama NFC/CTLS o CTLS NFC , y sin contacto se abrevia como CTLS . NFC se puede utilizar para compartir archivos pequeños, como contactos, y para iniciar conexiones rápidas para compartir medios más grandes, como fotos, vídeos y otros archivos. [76]

Comercio

Los dispositivos NFC se pueden utilizar en sistemas de pago sin contacto, similares a los utilizados en tarjetas de crédito y tarjetas inteligentes de billetes electrónicos , y permiten que el pago móvil reemplace o complemente estos sistemas.

En Android 4.4, Google introdujo soporte de plataforma para transacciones seguras basadas en NFC a través de Host Card Emulation (HCE), para pagos, programas de fidelización, acceso a tarjetas, pases de tránsito y otros servicios personalizados. HCE permite que cualquier aplicación de Android 4.4 emule una tarjeta inteligente NFC, lo que permite a los usuarios iniciar transacciones con su dispositivo. Las aplicaciones pueden utilizar un nuevo modo de lectura para actuar como lectores de tarjetas HCE y otras transacciones basadas en NFC.

El 9 de septiembre de 2014, Apple anunció soporte para transacciones basadas en NFC como parte de Apple Pay . [77] Con la introducción de iOS 11, los dispositivos Apple permiten a desarrolladores externos leer datos de etiquetas NFC. [78]

A partir de 2022, hay cinco aplicaciones NFC importantes disponibles en el Reino Unido: Apple Pay, Google Pay, Samsung Pay, Barclays Contactless Mobile y Fitbit Pay. El Resumen de los mercados de pagos del Reino Unido 2021 de UK Finance analizó Apple Pay, Google Pay y Samsung Pay y encontró que 17,3 millones de adultos del Reino Unido se habían registrado para pagos móviles (un aumento del 75% respecto al año anterior) y de ellos, el 84% había realizado un pago móvil. [79]

Iniciando otras conexiones

NFC ofrece una conexión de baja velocidad con una configuración sencilla que se puede utilizar para iniciar conexiones inalámbricas más capaces . [2] Por ejemplo, el software Android Beam utiliza NFC para habilitar el emparejamiento y establecer una conexión Bluetooth al realizar una transferencia de archivos y luego deshabilitar Bluetooth en ambos dispositivos al finalizar. [80] Nokia, Samsung, BlackBerry y Sony [81] han utilizado la tecnología NFC para emparejar auriculares, reproductores multimedia y altavoces Bluetooth con un solo toque. [82] El mismo principio se puede aplicar a la configuración de redes Wi-Fi. Los dispositivos Samsung Galaxy tienen una función llamada S-Beam , una extensión de Android Beam que usa NFC (para compartir direcciones MAC y direcciones IP ) y luego usa Wi-Fi Direct para compartir archivos y documentos. La ventaja de utilizar Wi-Fi Direct sobre Bluetooth es que permite transferencias de datos mucho más rápidas, de hasta 300 Mbit/s. [55]

Redes sociales

NFC se puede utilizar para redes sociales , para compartir contactos, mensajes de texto y foros, enlaces a fotos, vídeos o archivos [76] y para entrar en juegos móviles multijugador . [83]

Tokens de identidad y acceso

Los dispositivos habilitados para NFC pueden actuar como documentos de identidad electrónicos que se encuentran en pasaportes y tarjetas de identificación, y tarjetas de acceso para su uso en tarjetas de tarifas , pases de tránsito , tarjetas de inicio de sesión , llaves de automóviles e insignias de acceso . [2] El corto alcance y el soporte de cifrado de NFC lo hacen más adecuado que los sistemas RFID menos privados.

Automatización de teléfonos inteligentes y etiquetas NFC

Los teléfonos inteligentes equipados con NFC se pueden emparejar con etiquetas o adhesivos NFC que se pueden programar mediante aplicaciones NFC. Estos programas pueden permitir cambiar la configuración del teléfono, enviar mensajes de texto, iniciar aplicaciones o ejecutar comandos.

Estas aplicaciones no dependen de una empresa o fabricante, sino que pueden utilizarse inmediatamente con un teléfono inteligente equipado con NFC y una etiqueta NFC. [84]

El Foro NFC publicó la Definición del tipo de registro de firma (RTD) 2.0 en 2015 para agregar integridad y autenticidad a las etiquetas NFC. Esta especificación permite que un dispositivo NFC verifique los datos de la etiqueta e identifique al autor de la etiqueta. [85]

Juego de azar

NFC se ha utilizado en videojuegos comenzando con Skylanders: Spyro's Adventure . [86] Estas son figuras personalizables que contienen datos personales con cada figura, por lo que no hay dos figuras exactamente iguales. El Wii U GamePad de Nintendo fue el primer sistema de consola que incluyó tecnología NFC de fábrica. Más tarde se incluyó en la gama Nintendo 3DS (que se integra en New Nintendo 3DS/XL y en un lector vendido por separado que utiliza infrarrojos para comunicarse con consolas de la familia 3DS más antiguas) y en la gama Nintendo Switch (que se construye dentro del Joy-Con adecuado). controlador y directamente en Nintendo Switch Lite). La gama de accesorios amiibo utiliza tecnología NFC para desbloquear funciones.

Deportes

Adidas Telstar 18 es un balón de fútbol que contiene un chip NFC en su interior. [87] El chip permite a los usuarios interactuar con la pelota utilizando un teléfono inteligente. [88]

Comparación de Bluetooth

NFC y Bluetooth son tecnologías de comunicación de relativamente corto alcance disponibles en teléfonos móviles . NFC funciona a velocidades más lentas que Bluetooth y tiene un alcance mucho más corto, pero consume mucha menos energía y no requiere emparejamiento. [89]

NFC se configura más rápidamente que el Bluetooth estándar, pero tiene una tasa de transferencia más baja que el Bluetooth de bajo consumo . Con NFC, en lugar de realizar configuraciones manuales para identificar dispositivos, la conexión entre dos dispositivos NFC se establece automáticamente en menos de 0,1 segundo. La velocidad máxima de transferencia de datos de NFC (424 kbit/s) es más lenta que la de Bluetooth V2.1 (2,1 Mbit/s).

La distancia máxima de trabajo de NFC de menos de 20 cm reduce la probabilidad de interceptaciones no deseadas, lo que lo hace particularmente adecuado para áreas concurridas que complican la correlación de una señal con su dispositivo físico transmisor (y, por extensión, su usuario). [90]

NFC es compatible con infraestructuras RFID pasivas (13,56 MHz ISO/IEC 18000-3) existentes. Requiere energía comparativamente baja, similar al protocolo de baja energía Bluetooth V4.0. Sin embargo, cuando NFC funciona con un dispositivo sin alimentación (por ejemplo, en un teléfono que puede estar apagado, una tarjeta de crédito inteligente sin contacto, un cartel inteligente), el consumo de energía de NFC es mayor que el de Bluetooth V4.0 Low Energy, ya que al iluminar el La etiqueta pasiva necesita potencia adicional. [89]

Dispositivos

En 2011, los proveedores de teléfonos lanzaron más de 40 teléfonos habilitados para NFC con el sistema operativo móvil Android . Los dispositivos BlackBerry admiten NFC mediante BlackBerry Tag en dispositivos que ejecutan BlackBerry OS 7.0 y superior. [91]

MasterCard agregó soporte NFC adicional para PayPass para las plataformas Android y BlackBerry, permitiendo a los usuarios de PayPass realizar pagos utilizando sus teléfonos inteligentes Android o BlackBerry. [92] Una asociación entre Samsung y Visa agregó una aplicación ' payWave ' en el teléfono inteligente Galaxy S4. [93]

En 2012, Microsoft agregó la funcionalidad NFC nativa en su sistema operativo móvil con Windows Phone 8 , así como en el sistema operativo Windows 8 . Microsoft proporciona el "centro de billetera" en Windows Phone 8 para pagos NFC y puede integrar múltiples servicios de pago NFC en una sola aplicación. [94]

En 2014, Apple lanzó el iPhone 6 con soporte NFC. [95] y desde septiembre de 2019 en iOS 13, Apple ahora permite leer y etiquetar etiquetas NFC mediante una aplicación NFC. [ cita necesaria ]

Implementaciones

Hasta abril de 2011 se habían realizado cientos de pruebas de NFC. Algunas empresas pasaron a implementar servicios a gran escala, abarcando uno o más países. Los despliegues en varios países incluyen el despliegue de la tecnología NFC de Orange en bancos, minoristas, proveedores de transporte y servicios en varios países europeos, [41] y el despliegue de Airtel Africa y Oberthur Technologies en 15 países de África. [96]

Ver también

Notas

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Referencias

enlaces externos

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