使用NFC轻松实现安全蓝牙配对

现在，Android 和 iOS 13 移动设备都完全支持近场通信 （NFC）读写功能，从而开辟了许多新的低功耗蓝牙 （BLE） 用例。

最有用和最方便的用途之一是利用 NFC 通过带外 （OOB） 配对以最高级别的安全性和易用性来增强蓝牙配对。借助 NFC，只需轻按一下即可私下交换安全凭证和设备功能——无需用户输入。在最近的ST 开发者大会上，ST 的 Keith Walters 概述了 NFC 技术和功能，并描述了 ST 提供的NFC 标签和阅读器范围。

正如我们在宣布获得标签认证时详细解释的那样，NFC 是一种短距离 RFID 无线技术，工作频率为 13.56 MHz，基于高频 RFID 标准 ISO 14443 A 和 B、ISO 15693 和 FeliCa是索尼定义的标准，主要在日本使用。NFC 通常使用有源读取器和无源存储标签进行操作：NFC 标签本质上是一个无线 EPROM，它从 NFC 读取器产生的能量场中获取运行功率，从而触发标签和读取器进行通信。NFC 专为在非常短的范围内使用而设计，典型读取范围最大为 6 英寸。它通过将阅读器（例如智能手机或信用卡阅读器）靠近标签或轻敲标签来操作。

NFC 的采用正在迅速增长，将电子产品带入新产品的设备中。在 2018 年，NFC 是每三部智能手机中就有两部的标准功能。此外，NFC 是基于智能手机的支付系统以及非接触式芯片增强信用卡的基础。

用于蓝牙配对的 NFC

有几种方法可以配对两个 BLE 设备，包括输入 PIN 或执行数字比较，但这需要用户界面——键盘和/或显示器——这会增加成本、复杂性、尺寸和功耗。对于许多 NFC 应用，例如一对蓝牙无线耳塞，根本没有空间放置键盘或显示器。

NFC OOB 提供了另一种配对 BLE 设备的方法，因为它不需要 UI，而且实际上具有额外的安全功能。QR 码和 NFC 是 OOB 配对机制的两个示例。但是，NFC 在设备配对方面优于 QR 码，因为 NFC 不需要视线即可操作。此外，QR 码是静态的（只读），如果墨水图案损坏或被污垢或污染物覆盖，则可能无法读取。

支持 NFC 的 BLE 配对的主要优点是速度和简单性。无需扫描无线电或将您的设备设置为“发现模式”或输入 PIN 并确认。这只是一个简单的点击和配对操作。

NFC 成本更低，因为它消除了其他配对方法所需的 UI，有助于实现更小、更便宜的解决方案。最后，NFC 也是节能的。电池供电的 NFC 设备可以保持在深度睡眠模式，直到设备通过阅读器的轻敲唤醒。

用于蓝牙配对的 ST NFC 标签和读卡器

ST 提供全系列的 NFC 标签来实现蓝牙配对。我们最灵活的解决方案是 ST 的 Dynamic I 2 C 标签：ST25DV和M24SR。这些动态标签基于双端口 EEPROM，其中一个端口是 I 2 C 总线，另一个端口是 NFC。由于 ST 动态标签的内容可以由主机动态更新，它提供了许多与有源 NFC 收发器相同的功能，包括：

每次配对后更新安全密钥和身份验证凭据。

根据应用程序和可用功率有选择地宣传功能。

使用现场检测引脚将主机从深度睡眠或断电模式中唤醒，无需物理按钮。

通过利用 ST25DV 中的片上 RAM 缓冲区，将数据（例如固件更新）从手机传输到蓝牙设备。

独立 NFC 标签是 ST 成本最低的选择。ST25TA和ST25TV只能存储蓝牙 MAC ID 和设备角色等静态配对信息，无法动态验证数据以实现安全配对。这些标签可用于安全性不重要的低成本应用中，例如环境传感器，并且可以“事后”添加到现有设备中，而无需连接到无线电。

ST 还提供多种 NFC 阅读器。ST25R读卡器系列涵盖从入门级一直到终极 NFC 前端的范围。ST25R95是低成本的领导者，通常用于大批量工业和消费应用。

ST25R3911B是市场上第一款引入自动天线调谐概念的阅读器。当天线被电容负载（例如NFC 智能手机）或感应负载（例如 NFC 标签或卡）时，阅读器可以自动感应其负载并重新调整天线电路。这允许天线在所有情况下都保持最佳输出功率。

ST25R3916在其前身的成功基础上增加了二维自动天线调谐，可以调整并联和串联电容。它还包括一个集成的噪声抑制接收器，可以补偿来自附近开关电源或 LCD 背光驱动器的干扰。最后，它引入了主动波形整形来优化次优环境中的数据传输。这使得 ST25R3916 成为访问控制和非接触式支付应用的理想选择。

审核编辑：郭婷