验证多管齐下，NFC通信安全更有保障 - 全文

　　由于近距离无线通信（NFC）的应用，多半涉及个人稳私与财务安全，因此包括国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）与优力国际（UL）等认证机构，都已提出多种安全标准规范，让NFC应用开发商能准确评估安全性与功能性，确保产品品质。　　

　　随着芯片技术的革新，目前已经有厂商推出把蓝牙 （Bluetooth）、近距离无线通信（NFC）、无线区域网络（Wi-Fi）与调频（FM）通信整合在同一芯片内的四合一无线连结方案；蓝牙有着短距离的强大通信功能，Wi-Fi具备长距离的优势，FM适合室内中距离低频的设备连结，再加上保密性高的NFC，不但能使得设备间的通信接口整合变得容易，更让未来的消费性电子产品能够变得更轻薄短小，触发更多整合的无限可能。

　　短距离无线技术既竞争又合作

　　通信接口的发展，除了从有线走向无线外，也从室内走向室外。过去业者抢攻办公室与家用的xDSL、光纤与缆线数据机（Cable Modem）的盛况，在行动网络爆发后，似乎已变成明日黄花，越来越多的使用者在家里或办公室不再使用有线的网络，而转由各式各样的短距离无线通信接口做为沟通的媒介。

　　以PC周边应用为例，无线鼠标与键盘早就不是新闻，尽管通用串行总线（USB）经过10多年的努力，传输速率从USB 1.0的2Mbit/s升级到USB 3.0 5Gbit/s，即号称1分钟内可以把一部高画质（HD）电影传输完毕，传输速率大幅领先串列式先进附加技术（SATA）；但目前市面上已开始量产透过 Wi-Fi接口传输的硬碟，虽然传输效率低一些，但无线的便利性仍具优势。

　　另外，高画质多媒体接口（HDMI）的数字信号传输在取代D-Sub不久，2013年就有Wi-Fi电视问世，及采用蓝牙或Wi-Fi传输的投影机问世。

　　无线设备间的通信，原本只在于FM、红外线与蓝牙的区域内竞争。红外线的功率低，但距离短；FM的距离长但是数字化信号不佳；蓝牙可传递数字信号，但距离短，耗电量大。原本这些通信接口在各领域间相互竞争，随着手机功能多样化需求，这些接口皆成为标准内建接口，而NFC是最晚加入手机的通信接口，也代表所有的通信接口目前是在手机上和平共存的型态，从先前的竞争逐渐转变成既竞争又合作的巧妙情况（图1）。

　　

　　图1　无线通信技术传输距离与速率一览

　　电磁辐射信号易互扰　多重技术整合考验重重

　　将各种设备整合，并不是新鲜事，但是无线设备的整合，并不是加装连接器槽或是转接卡就能够轻松解决的事情，原因在于无线设备的信号是透过电磁辐射与天线发射及接收。除此以外，每一种接口就是一种通信协定，也就是一种调变（Modulation）与解调变（De-Modulation）的过程。电磁辐射信号容易互相干扰，受过干扰后的信号，就像是一锅热汤，无法还原原本的材料，不受管制的信号混合后，甚至可能产生对某些设备有意义的信号，因而干扰到不同设备的运作情形。

　　在2009年，美国就有一则关于手机信号干扰热烤箱运作的实例，当手机铃声响起，烤箱开关也受到信号启动，直接将烤箱火力开至最大，导致使用上过热或起火的危险，最后烤箱制造商必须全面回收。因此无线通信接口的选用与设计，除了会影响到市场外，对于系统的选用与配合材料的选择都是关键。

　　将通信接口整合在芯片内，主要的困扰并不在于干扰问题，而是在要选择哪些接口进行整合，才是最有效的利用。因为无用的信号处理芯片并没有办法转做其他用途使用。无用的通信管道，除了会浪费芯片的功用外，也会浪费周边的配合设备，如电路板线路、接收器与发射器等，在寸土必争的便携式设备上，绝对是不能接受的问题。

　　目前较为热门的几大应用，仍然聚集在下列几种领域：

　　 ．FM通信

　　除了电信广播接收外，FM也是鼠标、键盘、耳机、简报器等廉价设备的无线通信接口，传输距离可达数10公尺，比蓝牙长，功率较低，虽然比较容易受到干扰，但是信号完整性要求较低，设备也没有授权使用费的成本考量。

　　．蓝牙

　　目前蓝牙已经发展到4.0版本，除耗能降低外，传输范围也增加到60公尺，并支援一对多的操作模式。但是授权费用高、耗电与认证模式复杂，仍然是蓝牙普及的障碍。

　　．Wi-Fi

　　藉由IEEE的大力推动与公共热点的设立，Wi-Fi已成为智能手持设备必备的通信接口之一，尤其大量网络数据传输的价格与网络语音服务（VoIP）等语音通信已臻成熟，越来越多的年轻人采用能在手机上使用的免费VoIP应用软体如LINE或Skype等，做为取代3G/3.5G通信的媒介。声音品质更好、功率更低、免费与无时间限制等优点，均让Wi-Fi的需求更为殷切。

　　．NFC

　　因应手机的存储器容量越来越大，存储器也越来越便宜，64GB存储器的手机已被越来越多的人做为随身碟使用，交换数据也属于必要的功能。以往藉由网络硬碟传输，虽然有随处可用的方便性，但是网络硬碟的大小、收费性与传输速度都有限制，如果能透过NFC的身分辨识与数据传输功能，就可以安全而快速地传输数据。

　　确保通信安全  NFC验证多管齐下

　　如前所述，无线网络的通信，最困难的挑战在于干扰，最大的问题就是安全，不只在于网络安全，同时也关系到实体安全。因此目前验证难度最高的产品，其实都是网通产品。举例来说，做为未来智能电网（Smart Grid）枢纽的智能电表（Smart Meter），不过小小一颗，国际电气委员会（IEC）就定义了超过五十本标准为智能电表相关的认证标准，涵盖基本功能、准确性、安全性与各种通信接口格式的认证方法，同时也定义数据保全能力的标准（表1）。

　　

　　至于防止数据窜改、窃取或复制的标准，则还在定义中，因电表的数据除了会影响收费外，电表的使用还可能透露住户的行为，因此电表若遭侵入，甚至有可能造成电网的崩溃而造成国家的危险。

　　即使如手机等民生设备，由于内建的NFC可做为身分鉴别的媒介，业者开始引用为小额付款的机制，因此NFC的认证已被视同为金融交易的等级，必须进行数据安全性的评估。

　　除此以外，NFC本身是一种实体化的产品架构，是一种芯片产品，并不只是一种单纯的通信协定与程式代码而已，所以不是单独的软体验证就能搞定，其测试评估的范围必须涵盖产品受电磁干扰、热气、湿气时的安全性与功能性等。

　　目前知名的认证标准如技术规范ISO/IEC 14443 A&B，后台资讯交换系统ISO/IEC 21481、15693、18092、7816，单元接口的相容性（互通性）测试标准，以及整套系统的可程式电子元件（如微处理器、微电子）软体安全性标准UL 1998、IEC 61508、ISO/IEC 27001等标准，都是NFC业者必须面临的挑战。

　　技术持续整合　产品创意无限

　　除了原本的通信功能外，无线通信功能也悄悄地渗入无线传输电力的领域。无线电力联盟（WPC）采用20k-105kHz范围、不同频率与模式的通信波，做为行动设备间的启动信号与模式识别信号。NFC在以三星（Samsung）为主导的A4WP联盟中，也将NFC用做无线传输电力的通信接口之一。其实，NFC也具备场内电力采集（Field Power Harvesting）能力，即使电池的电力耗尽，仍可继续进行近距离无线通信，未来甚至也有做为无线传输电力的潜力。透过新技术的发展与整合，无限的无线商机才正要起飞，但是唯有具备安全与认证，才能飞的又高又稳。