基于NFC技術實現手機充值市民卡的關鍵技術研究與前景展望

許金雷

【摘 要】在手機客戶端上開發市民卡充值模塊，利用NFC進場通信技術，把NFC手機模擬成市民卡充值POS，實現機卡交互能力，達到NFC手機為南寧市民卡（IC卡）充值的目標。

【關鍵詞】NFC支付技術；掃碼支付；市民卡

【中圖分類號】TN929.53 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）09-0045-02

1 概述

1.1 業務背景

市民卡是一種個人社會事務和享受公共服務的集成電路IC卡，具有信息存儲、身份識別、電子憑證、信息查詢和電子支付等功能，應用于政府國內公關管理和城市公用事業服務等方面，如在交通服務（公共汽/電車、出租車、公/水路客運、軌道交通等刷卡消費）、公共服務（醫療衛生、水、電、煤氣、通信費，以及圖書館、公園、體育場館、文化設施等領域繳費服務）、小額支付（商場及加油站、超市、便利店、餐飲、娛樂、汽車服務等領域刷卡消費）等應用實現一卡通用。目前，用戶辦理普通市民卡只能到指定的市民卡網點排隊辦理，賬戶余額不足時也只能到指定的市民卡網點排隊充值，這種單一的下線充值模式已不能滿足互聯網時代人們的生活需求。

針對這一問題，可研究把NFC手機模擬成市民卡充值讀卡器（POS機），利用電子賬戶為市民卡充值。需根據市民卡側的密鑰進行NFC終端手機和市民卡的兼容性適配開發。用戶將市民卡貼在NFC手機的背部（讀卡區），打開手機客戶端，點擊充值功能，完成普通市民卡的在線充值。

1.2 NFC技術簡介

NFC（Near Field Communication）即近距離無線通信技術，是一種非接觸式識別和互聯技術，可以在移動設備、消費類電子產品、PC和智能控件工具間進行近距離無線通信。在手機中嵌入一塊NFC芯片（相當于一個非接觸智能卡的功能）可實現手機的移動支付。NFC技術主要基于13.56 MHz的頻率運行，可兼容銀聯POS、公交POS的頻率。

1.3 NFC技術實現手機充值市民卡的可行性

市民卡采用基于13.56 MHz近距離通信技術標準，其CPU卡可刷卡乘地鐵、公交、出租車，商超、電影院購物消費等。NFC屬于CPU卡范疇，在讀卡器模式下，NFC手機作為讀卡器主動發出自己的射頻場去識別和讀/寫IC卡，可很好地解決市民卡的充值問題。

1.4 技術優勢

？譹？訛手機已是人們日常生活中不可或缺的必需品，而NFC模塊也是大多數手機的標配，把NFC手機模擬成市民卡充值讀卡器（POS機），使用手機就能隨時隨地給自己的市民卡充值，極大地方便了出行。？譺？訛把手機變成市民卡充值機，對市民卡公司而言，既可有效解決線下充值網點較少，用戶充值麻煩的問題，又可提升市民卡活躍率。？譻？訛通過調用NFC模式中的讀卡器功能，在Android系統的NFC手機上開發客戶端，配合SE的硬件安全認證和NFC手機POS平臺通信，實現NFC手機對市民卡電子錢包賬戶的圈存充值交易、交易撤銷等交易功能。具有安全性、開放性、可移植性、兼容性和可擴展性。？譼？訛后臺可通過硬件及安全認證完成“POS終端”認證授信，保障交易安全。該種手機支付認證方式，把多個復雜的系統很好地結合起來，最終展示給用戶的只是客戶端的便捷應用，這就不同于一般單一產品。

2 系統概要設計

2.1 系統結構

系統實現邏輯結構，如圖1所示。

以翼支付平臺為例，以“POS終端”方式接入市民卡平臺，通過調用NFC模式中的讀卡器功能，翼支付客戶端功能模塊配合SE的硬件安全認證和NFC手機POS平臺通信，實現NFC手機對市民卡電子錢包賬戶的查詢、圈存充值交易、交易撤銷等交易功能。

2.2 市民卡充值SDK技術規范

SDK為市民卡公司提供的客戶端本地功能組件，SDK或APK提供外接接口用以接收數據并且操作NFC芯片，同時返回執行結果給調用方，SDK以lib-Project形式打包到客戶端市民卡充值應用的APK中，SDK負責提供業務處理，并保證最大兼容性與最小變更性。SDK只適用于NFC手機上使用客戶端實現市民卡充值業務。

為保證業務的最大兼容性，SDK的調用接口分為以下3個部分實現：驗卡、卡圈存和圈存確認。驗卡是圈存的第一步流程，是指SDK取的卡片特殊數據并且通過與服務器間交互驗證卡片信息的過程，校驗卡片是否正確及獲取卡片余額的過程，驗卡通過即可走圈存流程，驗卡不通過直接告知用戶卡片狀態異常。卡圈存是在客戶端扣款完成后調用SDK進行卡圈存（含寫卡指令請求）請求、寫卡處理及返回寫卡結果等一系列流程的包裝的入口。上傳交易處理結果及卡片圈存后返回的數據，無需接入方調用無需入參，由SDK執行完圈存后自動執行。

2.2 后臺交互技術實現

后臺數據交互為客戶端充值平臺與市民卡平臺通過VPN連接實現數據的安全交互，用于保障市民卡充值中交易過程中的安全性及完整性。數據來源于前端SDK上送至客戶端充值平臺，由客戶端充值平臺進行解析處理后使用RSA證書進行處理后上送至市民卡平臺進行處理。

2.3 充值對賬處理

客戶端充值平臺與市民卡平臺建立每日對賬機制，及時針對差異進行調整。由市民卡公司開設FTP服務器，提供FTP用戶名/密碼給客戶端充值平臺，客戶端充值平臺每日獲取對賬文件進行差異處理。

3 NFC技術的市場危機

2018年1月16日，上海地鐵宣布，自1月20日起，上海地鐵全網將試行掃碼支付進站。這是繼2017年10月上海磁懸浮線支持掃碼之后，上海軌道交通移動支付的又一次進展。這意味著公共交通領域這個NFC支付最后的堡壘已經被攻破。

不僅如此，深圳地鐵、北京地鐵也在與微信聯合開發掃碼乘車，推進刷碼進站方案。早在2017年11月16日，廣州地鐵集團與騰訊公司聯合宣布，全國首個地鐵乘車碼在廣州正式上線試運行，乘客可以通過微信小程序中的“廣州地鐵乘車碼”，將二維碼靠近地鐵站的閃客峰云閘機，即可掃碼入閘乘坐廣州地鐵。據騰訊稱，目前乘車碼已在廣州、青島、駐馬店、佛山、合肥、濟南、淄博、萊蕪、呼和浩特、常德、汕尾等多地上線。馬化騰曾在地鐵與公交親自演示刷碼乘車。

相比二維碼掃碼，NFC技術更先進，安全性更有保障，還有蘋果、三星等頂級手機廠商支持，為何越來越沒有活路呢？硬件成本是制約NFC發展的因素嗎？最簡單的二維碼支付只需要一個打印的二維碼，但NFC既需要修改POS終端，也需要手機支持，這是否阻礙NFC推廣？從2015年開始，國內新出的POS機都要求支持非接功能，2015年之前市場存量POS機對NFC的支持比例也很高，綜合起來，目前POS機對NFC支持接近100%。

4 結語

隨著NFC手機的日益普及，目前市面上支持NFC的手機已多達100多款，市場占有率已達60%，用NFC手機實現市民卡充值已漸成現實。單仍有40%的用戶無法使用手機充值市民卡。

相比與NFC支付對手機的特殊要求，另一項支付工具掃碼支付技術對手機的要求就沒那么高，幾乎所有的智能手機都可實現掃碼支付。在如今微信、支付寶幾乎覆蓋所有人群的情況下，通過掃碼直接乘坐公交、地鐵已成為可能。但在一卡通領域，掃碼支付目前遇到的最大問題是POS不支持掃碼，這就需要通過更換硬件來解決，更換硬件則需要大量的成本，對于一卡通公司而言，需要權衡利益，需要產品迭代的時間，所以在公共交通領域，掃碼支付取代普通IC卡還需要一段相當長的時間，行業共識是5年左右。在這5年里，NFC支付技術就是很好的替代品。

參 考 文 獻

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[責任編輯：鐘聲賢]