Protocolos de comunicação NFC
Este trabalho tem como objetivo apresentar a tecnologia NFC (do inglês Near Field Communication) dando maior ênfase na sua aplicação. Será abordado o seu surgimento, alguns sistemas de pagamentos existentes, o seu funcionamento e a segurança.
O QUE É O NFC?
O NFC (do inglês Near Field Communication) é uma tecnologia, posterior ao Wi-Fi, e baseada no RFID (do inglês Radio-Frequency Identification) que permite a comunicação sem fios entre dois dispositivos próximos sem a necessidade de intervenção por parte do utilizador, ou seja, não é necessário a introdução de palavra passe ou pressionar qualquer botão. Assim que ambos os dispositivos estejam suficientemente próximos a comunicação é estabelecida e é desencadeada a ação correspondente.
Exemplos de dispositivos e a sua aplicação:
- Smartphones — Pagamentos, Guia turístico virtual, Publicidade, Preços em lojas
- Crachás — Identificação de funcionários
- Bilhetes eletrônicos — bilheteira eletrônica
- Entre outros..
SURGIMENTO DO NFC
A tecnologia tomou forma em 2002 pelas mãos da holandesa Philips e da japonesa Sony e recebeu reconhecimento pela ECMA (European Computer Manufacturers Association) em 2003 (A ECMA é uma entidade responsável pela padronização de sistemas de comunicação e informação) ganhando maior relevância em 2004. Em 2010 foi lançado o primeiro smartphone com NFC (Samsung Nexus S em parceria com a Google).
TAGS NFC
As tags NFC impulsionaram o uso da tecnologia podendo ser encontradas em inúmeros objetos como porta-chaves ou simplesmente em etiquetas. Estas tags são compostas por um pequeno chip de rádio, memória para armazenamento de dados e uma antena em loop. Na Figura 1.1 apresenta-se um exemplo de tags da Xperia.
As etiquetas NFC funcionam em half duplex e existem, pelo menos, quatro categorias. As tags do tipo 1 normalmente armazenam entre 96 bytes e 2 KB de dados e comunicam com uma velocidade de 106 Kb/s.
As tags do tipo 2 armazenam entre 48 bytes e 2 KB e têm uma velocidade também de 106 Kb/s (são compatíveis com as tags do tipo 1).
As tags do tipo 3 são baseadas numa tecnologia da Sony denominada de FeliCa e armazenam normalmente 2KB (mas pode chegar a 1MB) e tem velocidade de 212 Kb/s .
As tags do tipo 4 armazenam até 32 KB e têm velocidade entre 106 Kb/s e 424 Kb/s e são compatíveis com as tags do tipo 1 e 2.
Nota: é possível gravar informações de raiz no processo de fabrico de forma a serem utilizadas apenas com leitura ou permitir a reescrita de dados.
Comparação com o Bluetooth
Ambas as tecnologias são de curto alcance e estão disponíveis nos nossos smartphones. O NFC tem algumas vantagens em relação à tecnologia Bluetooth, mas é mais “lento” e tem menos alcance.
Por exemplo, consome menos energia e não requer emparelhamento, no entanto, tem uma taxa de transmissão mais baixa. Com o NFC os aparelhos iniciam a comunicação automaticamente em menos de 100ms, em vez que no Bluetooth é necessário fazer a configuração manualmente. Como existe o limite de 20cm no NFC o problema da interseção dos dados é reduzido. A Tabela 1mostra a comparação entre o NFC e o Bluetooth.
PAGAMENTOS POR PROXIMIDADE
Caso o dispositivo móvel (smartphones, tablet, smart watch, etc.) disponha da tecnologia NFC, é possível utilizar, por exemplo, as aplicações Apple Pay, Android Pay ou Samsung Pay, MEO Wallet, etc.
Por exemplo o Google Pay (>= Android 4.4 com chip NFC). Após a instalação é necessário inserir os dados pessoais, registar, pelo menos, um cartão de crédito ou débito (Visa, Mastercard, American Express ou Discover) e validar o smartphone.
Nota: é possível adicionar cartões de fidelização e cartões presente como forma de pagamento.
1. O utilizador aproxima o smartphone do receptor (máquina de cartões ou TPA portátil) com tecnologia NFC ou Contactless (o smartphone precisa de estar desbloqueado);
2. Após alguns segundos o smartphone recebe as informações da compra (valor total, loja, forma de pagamento, etc.).
No caso do MEO Walltet é necessário entrar na aplicação, digitar o PIN e depois da passagem do dinheiro de uma carteira para outra, ambos os intervenientes recebem uma mensagem de confirmação.
COMO FUNCIONA?
Na comunicação entre 2 dispositivos, um deles faz o papel de iniciador que dá início à comunicação e controla a troca de informações. O outro dispositivo faz o papel de target que responde aos pedidos do iniciador.
A comunicação utiliza uma radiofrequência acima dos 13.56 MHz e uma velocidade de transmissão entre 106, 202 e 424 Kb/s. Futuramente será possível atingir os 848 Kb/s. A distância máxima entre dispositivos é de 10 cm.
Modos de comunicação
A transmissão pode ocorrer no modo passivo ou no modo ativo.
Passivo: apenas gera o sinal de conexão para outro dispositivo.
Ativo: envia e recebe dados, opção mais utilizada para compras em lojas.
No modo passivo apenas um dos dispositivos (normalmente o iniciador) gera um sinal de radiofrequência da ligação sendo o dispositivo target alimentado por este sinal.
É desta forma que é possível utilizar etiquetas NFC em itens que não recebam alimentação elétrica, como por exemplo cartões, embalagens, etc. No modo ativo ambos os dispositivos geram uma radiofrequência e é o modo utilizado, por exemplo, entre um smartphone e um receptor numa caixa de supermercado.
Modos de operação
Existem três modos de operação que aumentam as possibilidades do uso desta tecnologia.
Leitura e gravação: Através da comunicação passiva é possível ler e escrever num dispositivo NFC. Este modo de operação pode ser aplicado, por exemplo, num sistema de bilhetes de viagem de metro onde o crédito vai sendo descontado em cada utilização.
Peer-to-Peer: neste modo de operação existe comunicação bidirecional, ou seja, cada dispositivo pode enviar e receber informação. Este modo é utilizado, por exemplo, na troca de ficheiros entre dois smartphones.
Emulação de cartão: neste modo o dispositivo NFC pode simular um smart card.
Nota: É de salientar que o NFC tem a capacidade de manter a comunicação depois dos dispositivos se afastarem. A comunicação é assegurada por outra tecnologia de comunicação sem fios de maior alcance, como por exemplo, o Bluetooth ou o Wi-Fi.
Troca de mensagens
Para haver comunicação o iniciador envia um sinal para a etiqueta e, se os dispositivos estiverem suficientemente próximos um do outro, a etiqueta será alimentada pelo sinal do interrogador. Os comandos são transmitidos do iniciador usando o PJM (Phase Jitter Modulation) para modificar o campo circundante e enviar o sinal.
Depois da comunicação ser estabelecida o iniciador envia a primeira mensagem para a etiqueta de forma a descobrir que tipo de comunicação a tag utiliza (Tipo A ou Tipo B).
A tag recebe a instrução e verifica se é válida (caso não seja, nada ocorre). Se a solicitação for válida, a tag fornece uma resposta com a informação solicitada. A tag responde usando acoplamento indutivo enviando uma carga através das suas bobinas. Quando a tag responde, o iniciador envia os seus primeiros comandos na especificação apropriada.
Nota: para transações de informação sensível, como pagamentos com cartão de crédito, é estabelecido um canal de comunicação seguro e todas as informações enviadas são encriptadas
SEGURANÇA
A implementação de segurança que salta à vista é o facto de a comunicação só ser estabelecida até ao máximo de 10 cm. No entanto esta restrição por si só não é suficiente para proteger completamente o utilizador. Por exemplo, se a pessoa perder o smartphone, outra pessoa que o encontre pode utiliza-lo para realizar pagamentos.
Uma das formas de proteger o utilizador é o protocolo SWP (do inglês Single Wire Protocol) que oferece uma comunicação de segurança entre o cartão SIM e o chip NFC. No caso do Google Pay, é possível bloquear o acesso aos dados, elimina-los ou mesmo transferi-los para outro dispositivo em caso de perda ou roubo.
Também é possível, através da aplicação, encriptar as transações ou ativar a leitura da impressão digital (medida de segurança que o Google Pay implementou em todos os Android M).
O NFC EM PORTUGAL
Em Portugal os comerciantes têm a possibilidade de adquirir um equipamento NFC através das empresas Vedafone e MEO (MEO Wallet)
Segundo o artigo “Android Pay: permite aceitar cartão com NFC ou Contactles em Portugal” em http://pt.mobiletransaction.org/android-pay, escrito em 12 de janeiro de 2016, não havia previsão da chegada do Android Pay a Portugal, mas prevê-se que seja para breve.
BIBLIOGRAFIA
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NFC Guide: All You Need to Know About Near Field Communication Available: https://squareup.com/us/en/townsquare/nfc [Acedido em 29 03 2022].
L. Damasceno, “O que é NFC ou Contactless?,” Transações Móveis, 30 12 2015. [Online]. Available: http://pt.mobiletransaction.org/nfc-contactless/. [Acedido em 29 03 2022].
L. Damasceno, “Android Pay: permite aceitar cartão com NFC ou Contactless em Portugal,” Transações Móveis, 12 01 2016. [Online]. Available: http://pt.mobiletransaction.org/androidpay/. [Acedido em 29 03 2022].
