NFC--近距离无线通讯技术(2)

这个是接着上面的之前的继续翻译的。

1.2   硬件体系结构

NFC是一种电感耦合技术，RF域的射频是13.56MHz。指定的数据速率（106kBit/s, 202kBit/s和404kBit/s）是与MIFARE和FeliCa RFID标准相兼容的结果。

NFC环境主要组件如下：

主控制器（Host-Controller）

应用执行环境（Application Execution Environment），应用所依赖的环境例如移动电话。

安全元件（Secure Element）

可信执行环境（Trusted Execution Environment），安全的环境例如储存数据的银行卡。

NFC控制器（NFC-Controller）

非接触式（Contactless Front-end），主机与NFC之间的连接，到安全元件的界面。

NFC天线（NFC-Antenna）

1.2.1       NFC控制器

NFC控制器是空气接口，主控制器，安全元件之间的链接。主控制器就像是一个移动设备（例如移动电话或一个智能车钥匙）。有接口像SPI，I²C，USB使用在NFC和主控制器之间。与安全元件通信，有专门的智能卡接口：NFC有线接口或者单线协议。控制器作为调制/解调器在空气或其它数字接口中。NFC控制器有集成了实现低级服务的微控制器，因此，与主控制器交换被限制为应用数据和一些控制命令。

在一些案例中（例如卡模拟模式在移动手机上支付应用），NFC控制器和安全元件应该仍然工作即使主机关闭或电量为空。对于这种情况下，NFC控制器和安全元件之间的接口要能够提供电力给安全元素与能源的NFC控制器检索从空中接口。NFC控制器能够连接超过一个安全元件。

1.2.2安全元件

在大多数移动设备（如移动电话）没有一种方式直接存储安全数据，但是存储系统对于大多数ＮＦＣ应用（例如支付和认证方案）是必须的。对于这样的数据，存储要保证对数据操作中的安全。因此，它必须能够执行加密功能的方法和实现一个安全的环境去运行security-relevant软件。智能车通常实现下列要求

实现一个安全元件，有不同的可能性，每一种方式都有自己的利弊：

纯软件（Software without secure hardware）

软件是最灵活和独立的解决方案，但是软件不是最佳安全方案，没有硬件的支持可能导致不安全硬件的操作。

设备集成硬件（Device integrated hardware）

这是最主机相关，但是最可靠的方案。安全元件即是主机的一部分，也内置的作为其专属的芯片。这种与元件和NFC控制器的通讯就像智能卡或和NFC有线接口（Wired Interface）。这种方案的最大的缺陷是如果用户更换设备，安全服务提供者必须删除原来设备上的数据，并将这些数据放入新的设备中。

可变的硬件（Changeable hardware）

大部分情况下，这可能是在可靠性、易用性和成本之间最好的折衷方案。因为硬件接口需要插入可移除的安全元件，这种主机设备的生产成本更高。如可移除的设备可以是安全存储卡（Secure Memroy Card），它合并了安全智能卡功能和通常的存储卡功能，或通用集成电路卡片（Universal Integrated Circuit Card）.例如在移动电话中有SIM卡。在现行的SIM卡只有一个免费8位的连接器可供使用，因此，单线协议（Single Wire Protocol）被欧洲电信标准协会（ETSI）引进。SMC通常是用户所有（他可以自己改变自己的数据），移动电话中的SIM卡归网络提供者所有（网络提供者必须和安全服务提供者合作）。

一个实行安全元件的NFC系统通常被简称为安全NFC，这可能是个误导，因为只有存储在安全元件上的数据才是安全的，并非整个NFC通信。

1.2.3NFC有线接口（NFC Wired Interface）

NFC有线接口（NFC-WI）是两种有线接口用来在NFC控制器和安全元件之间交换数据。它在ECMA-373中标准化：近距离无线通讯有线接口。如图3所示。

它有两根线（Signal-in和Signal-out）在NFC HF数据被直接传送。在这个接口中，NFC控制器只是安全元件和空气接口（Air Interface）之间的网关。大多数都是用卡模拟模式，由于NFC数据直接传输，这个接口工作在NFC标准频率是13.56MHz和标准速率：106kBit/s, 202kBit/s和404kBit/s。

1.2.4 单线协议

单线协议时在ETSI TS 102 613中标准化的。UICC非接触接口；第一部分：物理和数据链路层特性标准，如图4所示。

这是一个单线接口，数据和能量都在上面传输。它是因为只有一个免费的连接器在通常的8链接SIM卡而引进的。它有主从接口（Master-Slave-Interface），NFC控制器是主设备，安全元件是从设备。在安全元件和主机之间没有链接，所有的数据传输必须经过NFC控制器使用主控制接口（Host Control Interface），HDLC协议管理这些数据的传输。因为安全元件为NFC服务释放它的电量通过NFC控制器单线协议是最佳解决方案，它可以继续工作，即使设备的电池为空了。