1 引言

　　近年來(lái)，通信行業(yè)的市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，通信業(yè)務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，電信網(wǎng)絡(luò)日益通道化、電信服務(wù)日益虛擬化，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)的公司通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)通道就可以提供越來(lái)越多的通信服務(wù)，傳統(tǒng)電信運(yùn)營(yíng)商單純依賴提供簡(jiǎn)單的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信獲得贏利的模式越來(lái)越難以持續(xù)，紛紛向“信息服務(wù)”轉(zhuǎn)型。

　　另一方面，隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，越來(lái)越多的功能集成到了手機(jī)，如媒體播放、游戲、照相、導(dǎo)航等，手機(jī)已不僅僅是一個(gè)通信工具，而是日益成為了個(gè)人的綜合娛樂(lè)與信息終端。如何拓展手機(jī)的功能，使得手機(jī)除了通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳統(tǒng)通信外，還能夠服務(wù)于運(yùn)營(yíng)商希望切入的移動(dòng)電子商務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、媒體廣告等信息化應(yīng)用，是近年來(lái)移動(dòng)通信領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，其中，手機(jī)RFID技術(shù)已經(jīng)取得突破性的成果并開(kāi)始商用。

　　手機(jī)RFID技術(shù)將RFID芯片內(nèi)置在手機(jī)或手機(jī)智能卡(SIM/UIM)中，實(shí)現(xiàn)手機(jī)功能與RFID功能的集成，用戶可刷手機(jī)實(shí)現(xiàn)金融服務(wù)、購(gòu)物消費(fèi)、乘車服務(wù)、身份認(rèn)證等諸多應(yīng)用。由于完全基于手機(jī)的RFID技術(shù)得不到電信運(yùn)營(yíng)商的支持，本文將主要針對(duì)集成了RFID射頻功能的手機(jī)智能卡 (以下稱手機(jī)RFID智能卡)的實(shí)現(xiàn)方案、應(yīng)用現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題以及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究。

　　2 手機(jī)RFID智能卡主流解決方案

　　目前國(guó)內(nèi)外主流手機(jī)RFID智能卡解決方案按照工作頻率可分為兩大類，即13.56MHz方案和2.4GHz方案。其中13.56MHz方案又可分為eNFC方案、雙界面卡自帶天線方案、雙界面卡手機(jī)定制方案。以下對(duì)4種手機(jī)RFID智能卡解決方案分別進(jìn)行說(shuō)明。

　　2.1 eNFC方案

　　eNFC方案將RF射頻天線及射頻通信控制功能集成在手機(jī)終端，將RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)處理功能放在手機(jī)智能卡，卡與手機(jī)之間通過(guò)SWP協(xié)議通信，實(shí)現(xiàn)RFID與手機(jī)的集成。

　　eNFC方案被3GPP定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)完善。采用行業(yè)普遍應(yīng)用的13.56Mhz頻率通信，方便合作類業(yè)務(wù)的改造實(shí)施。但eNFC方案必須更換手機(jī)和智能卡，成本較高；且目前支持的手機(jī)終端和智能卡產(chǎn)品較少，產(chǎn)業(yè)鏈不夠成熟。另外，eNFC的專利集中在國(guó)外廠商雅斯拓和恩智浦手中，在國(guó)內(nèi)規(guī)模應(yīng)用eNFC方案可能遭遇專利尷尬。

　　2.2 雙界面卡手機(jī)定制方案

雙界面卡手機(jī)定制方案在手機(jī)智能卡上集成RFID處理芯片，將RFID線圈集成在手機(jī)終端上，RFID智能卡通過(guò)C4、C8引腳與手機(jī)終端的線圈相連，實(shí)現(xiàn)近距離通信。此方案采用行業(yè)普遍應(yīng)用的13.56Mhz頻率通信，方便合作類業(yè)務(wù)的改造實(shí)施。終端改造僅需實(shí)現(xiàn)天線與手機(jī)的集成，改造較簡(jiǎn)單，成本較低。天線集成到終端，提高了刷卡穩(wěn)定性。缺點(diǎn)是占用了C4,C8觸點(diǎn)，和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中的大容量卡應(yīng)用沖突，并且仍然需要對(duì)手機(jī)終端進(jìn)行定制。

　　2.3 雙界面卡自帶天線方案

　　本方案在手機(jī)智能卡上集成RFID處理芯片，并從智能卡引出RFID線圈進(jìn)行近距離通信。雙界面卡自帶天線方案采用在行業(yè)普遍應(yīng)用的 13.56Mhz頻率通信，且不需要更換手機(jī)，業(yè)務(wù)實(shí)施方便快速。但由于UIM卡帶了較大的RFID線圈，用戶安裝使用不方便，較容易損壞，刷卡穩(wěn)定性稍差，使用感知較差。同時(shí)，也占用了C4,C8觸點(diǎn)，和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中的大容量卡應(yīng)用沖突。

　　2.4 2.4G全卡方案

　　2.4G全卡方案基于藍(lán)牙通信技術(shù)，將藍(lán)牙RF射頻芯片集成到手機(jī)智能卡中，通過(guò)距離控制算法等技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)通信，不需要帶天線，也不需要更換手機(jī)即可實(shí)現(xiàn)手機(jī)RFID刷卡功能，業(yè)務(wù)實(shí)施方便快速。2.4G全卡方案除了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)刷卡功能外，還可根據(jù)業(yè)務(wù)需要實(shí)現(xiàn)中距離刷卡應(yīng)用以及讀卡器應(yīng)用。但由于2.4G頻段與國(guó)內(nèi)外金融、交通現(xiàn)場(chǎng)支付標(biāo)準(zhǔn)不兼容，對(duì)于合作類應(yīng)用需要新布POS機(jī)具，合作難度大，機(jī)具改造成本較高。

　　3 手機(jī)RFID智能卡行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀

　　在國(guó)際上，主要以eNFC為標(biāo)準(zhǔn)，但由于需求不旺盛，支持eNFC的手機(jī)終端很少，使用eNFC方案進(jìn)行手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)刷卡的商用案例很少。日韓手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)刷卡應(yīng)用多，但由于其移動(dòng)終端采用機(jī)卡合一模式，不屬于手機(jī)RFID智能卡應(yīng)用模式。

　　4 手機(jī)RFID智能卡存在的問(wèn)題

　　從2009年開(kāi)始，借助與手機(jī)支付以及移動(dòng)電子商務(wù)的熱潮，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)了諸多模式的手機(jī)RFID智能卡種類，其中雙界面卡方案以及2.4G全卡方案都在手機(jī)RFID智能卡解決方案上進(jìn)行了創(chuàng)新和發(fā)展，并擁有一定的自主專利，可以說(shuō)國(guó)內(nèi)在手機(jī)RFID智能卡領(lǐng)域的研究與應(yīng)用已經(jīng)處于國(guó)際前沿，但是由于行業(yè)剛剛啟動(dòng)，還存在不少問(wèn)題。主要表現(xiàn)在：

　　4.1 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

　　標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一首先表現(xiàn)在工作頻率不統(tǒng)一，目前，主流的射頻工作頻率有13.56MHz和 2.4GHz兩個(gè)射頻工作頻率， 13.56MHz頻率目前在非手機(jī)RFID領(lǐng)域被諸多行業(yè)廣泛的使用，但手機(jī)RFID智能卡如果采用13.56MHz頻率，必須解決大天線問(wèn)題。天線由卡片自帶，用戶感知較差、穩(wěn)定性差；天線置于手機(jī)終端，則必須對(duì)手機(jī)終端進(jìn)行定制，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，短期難以規(guī)模商用。2.4GH在頻率由于是超高頻，穿透性好，不需要大天線，可以完全在一張智能卡內(nèi)集成RFID功能，由于不需要手機(jī)終端配合，用戶感知好，具備快速規(guī)模推廣的條件。工作頻率之爭(zhēng)由來(lái)已久，工作頻率的選擇直接影響業(yè)務(wù)模式、商務(wù)模式和產(chǎn)業(yè)鏈合作關(guān)系，該問(wèn)題非常復(fù)雜。

　　標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一還表現(xiàn)在接口與協(xié)議不統(tǒng)一，手機(jī)RFID應(yīng)用包括了卡片與終端(手機(jī)終端與POS終端)域、通信網(wǎng)絡(luò)域、交易處理域等多個(gè)領(lǐng)域，各領(lǐng)域之間目前沒(méi)有統(tǒng)一的接口定義和交互協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致各機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)的手機(jī)RFID智能卡產(chǎn)品，即使在相同的工作頻率范圍，也不能互通。以卡片與終端域?yàn)槔?，目前卡片與終端的交易流程和指令標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，卡片與終端射頻通信的功率、頻偏、場(chǎng)強(qiáng)等指標(biāo)沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格約定，導(dǎo)致了卡片可能在不同的終端上不能被識(shí)別，或者刷卡不穩(wěn)定。

　　4.2 多應(yīng)用承載困難：和普通手機(jī)智能卡相比，RFID智能卡內(nèi)需加載通信應(yīng)用、金融應(yīng)用、校企應(yīng)用、市政應(yīng)用、行業(yè)卡應(yīng)用等多方應(yīng)用。一卡承載多應(yīng)用，目前還需要完善以下問(wèn)題，包括：

　　(1)對(duì)卡內(nèi)的多類應(yīng)用進(jìn)行規(guī)劃和管理，保障應(yīng)用的靈活加載和平滑升級(jí)。

　　( 2)在多應(yīng)用之間建立安全域上的相互隔離，保證應(yīng)用之間互不影響。

　　(3)大容量支持，目前RFID智能卡容量小，難以滿足各種應(yīng)用加載的需求。

　　4.3 手機(jī)與智能卡之間通信速率低：國(guó)內(nèi)主流應(yīng)用的手機(jī)RFID智能卡(包括雙界面卡和2.4G卡)，手機(jī)和智能卡之間的空中交易數(shù)據(jù)主要通過(guò)數(shù)據(jù)短信的方式進(jìn)行。受限于數(shù)據(jù)短信的速率，無(wú)法滿足大數(shù)據(jù)量的應(yīng)用動(dòng)態(tài)加載及大容量文件更新，也直接制約了基于RFID智能卡的手機(jī)終端應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，而只能以UTK 菜單的方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的應(yīng)用。

　　4.4 安全性有待進(jìn)一步提高：手機(jī)RFID智能卡目前可以實(shí)現(xiàn)DES/3DES、RSA等算法，其芯片也通常能通過(guò)ELA4+或ELA5+安全芯片認(rèn)證，可以滿足一般的小額交易安全認(rèn)證的需求。但對(duì)于大額金融交易，敏感身份識(shí)別等高安全性應(yīng)用，現(xiàn)有的手機(jī)RFID智能卡還難以支持。

　　5 手機(jī)RFID智能卡發(fā)展趨勢(shì)

　　手機(jī)智能卡已經(jīng)由最初的鑒權(quán)模塊發(fā)展成為移動(dòng)通信業(yè)務(wù)和服務(wù)創(chuàng)新的主要載體，智能卡不僅提供用戶認(rèn)證功能和個(gè)人信息管理等基本業(yè)務(wù)(例如通訊錄和短信業(yè)務(wù))，還能提供移動(dòng)銀行、信用卡、電子貨幣、交通卡、股票交易等需要較高認(rèn)證水平的業(yè)務(wù)，隨著電信運(yùn)營(yíng)商綜合信息服務(wù)轉(zhuǎn)型的深入，智能卡將發(fā)展成為綜合信息服務(wù)卡。為了滿足綜合信息應(yīng)用發(fā)展的需要，在技術(shù)上智能卡主要朝著RFID和SIM融合，大容量，多應(yīng)用，高安全，高機(jī)卡通信速率等方向發(fā)展。下邊，筆者將按照應(yīng)用、技術(shù)、行業(yè)三個(gè)方面探討一下手機(jī)RF智能卡發(fā)展的趨勢(shì)。

　　5.1 應(yīng)用層面

　　手機(jī)智能卡具有安全性、個(gè)人性，運(yùn)營(yíng)商具有可控性，同時(shí)，也是電信客戶身份標(biāo)識(shí)天然載體，以上特性決定了手機(jī)智能卡將朝著個(gè)人身份認(rèn)證、支付、手機(jī)銀行、手機(jī)證券、信息查詢終端等方向發(fā)展。用戶擁有一張手機(jī)RFID智能卡，不但可以將手機(jī)當(dāng)做綜合的金融服務(wù)終端，享受靈活便捷的金融服務(wù)和銀行支付服務(wù)，還可以享受公交、公司考勤、門禁、食堂等一機(jī)通服務(wù)，同時(shí)，用戶還可以享受方便的信息服務(wù)，比如生活信息查詢、優(yōu)惠信息推送等等。

　　(1) 身份認(rèn)證應(yīng)用：RF智能卡既是通信模塊的用戶身份認(rèn)證模塊，同時(shí)它還可以作為數(shù)字認(rèn)證和數(shù)字簽名的模塊。在用戶的RFID智能卡中存放個(gè)人的身份標(biāo)識(shí)以及相關(guān)信息，通過(guò)手機(jī)RIFD技術(shù)讀取用戶的信息進(jìn)行認(rèn)證，可以方便的實(shí)現(xiàn)門禁、考勤、會(huì)員身份識(shí)別等身份識(shí)別認(rèn)證業(yè)務(wù)。在RF卡中還可以放置用戶的數(shù)字簽名的證書(shū)，通過(guò)和后臺(tái)的CA認(rèn)證中心的證書(shū)認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電子商務(wù)和移動(dòng)辦公使用的數(shù)字簽名，保證交易的可認(rèn)證性、私密性、完整性、不可否認(rèn)性 。