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NFC手机识别身份证的技术实现思路

NFC 手机识别身份证的技术实现思路

一、NFC 终端结构 NFC 终端根据应用场景的不同可以采用三种不同的工作模式: 卡模拟模式、 读卡器模式、 点对点模式。读取身份证采用读卡器模式:NFC 终端是主动设备,产生射频场;而外部的非 接触卡作为被动设备。NFC 终端具有符合 ISO 14443、ISO15693 或 FeliCa 标准的非接触式 IC 卡阅读器功能,可以读取采用相同标准的外部非接触式 IC 卡。 NFC 终端主要包括非接前端 (CLF) 、 安全模块 (Secure Element, SE) 、 天线 (Antenna) 三个主要部件,此外还包括 NFC 应用处理模块。

安全模块:主要功能是实现应用和数据的安全存储,对外提供安全运算服务。安全模块 还通过非接前端与外部读写设备进行通信,实现数据存储及交易过程的安全性。 非接前端:也称为 NFC 控制器,其功能包括射频信号的调制解调,非接触通信的协议处 理。非接前端一方面连接射频天线,实现 13.56MHz 信号的发送与接收,另一方面与安全模 块通信。 天线:集成在终端内部,与非接前端相连接,实现 13.56MHz 射频信号的发送与接收。 NFC 的实现方案中,一般非接前端、天线都集成在手机终端中,而安全模块可根据情况 存放在不同的位置。根据安全模块存放的位置不同,NFC 可分为不同的实现方案:1)将安 全模块集成到手机终端上的 NFC 方案称为 NFC 全终端方案;2)将安全模块集成在 SIM/UIM 卡中的方案称为 eNFC 方案;3)安全模块存放在加载了安全芯片的 MicroSD 卡中的方案称 为 NFC-SD 方案。 1、 NFC 全终端方案, 要求安全模块符合 EAL4+标准, 按照 《Global Platform 卡片规范》 进行安全管理,与传统智能芯片卡具备相同的安全级别。NFC 全终端方案的标准成熟,得到 众多终端厂商的认可和支持。 此方案中由于安全模块与手机集成, 有效避免了机卡接口和机 卡兼容性问题。同时,由于通信处理芯片和射频处理芯片相互独立,可以确保移动通信和射 频处理的并发处理,彼此互不干扰。典型业务:谷歌钱包 NFC 全终端安全芯片无法与手机终端物理分离,业务初始化、个人化、业务更新和管理 不方便,而且用户更换手机时,所有业务需重新转移到新手机,成本高,流程长。 2、eNFC 方案,技术还具有诸多阻碍,例如专利、规范等,最重要的是,支持 eNFC 的 手机终端很少,eNFC 的产业链不成熟,该技术的商用还有较大障碍,目前还没有比较典型 的商用案例。 3、NFC-SD 方案,典型业务:NFC-SD 方案被中国银联定为其移动现场支付标准。需要 手机终端厂商定制手机终端,产业链还不成熟。

NFC-SD 技术方案是使用移动终端智能 SD 卡作为安全模块的 NFC 技术。 NFC-SD 方案架构 的核心部分包括射频天线、非接前端(CLF)、智能 SD 卡,可以实现非接触 IC 卡功能。

智能 SD 卡支持手机客户端直接访问,使用客户端做 NFC 应用管理界面友好,访问速度 快,业务加载方便,用户体验更好。采用 NFC-SD 方案应用提供商可以自行发行 SD 卡,独 立于电信运营商发展 NFC 业务,因此服务机构做主导时更愿意采用这种方式。 二、主要技术思路 推荐采用 NFC-SD 方案来完成手机识别身份证(其他 APP 应用的验证、认证问题没有技 术瓶颈)。 1、CLF 的代码更改支持读取二代证。 二代证虽然使用的是非接 type B 技术,但其实又和标准协议有很大区别,我们可以称 之为定制化的专有协议。 这主要是考虑到公民身份信息的敏感性和安全问题, 目前主要的身 份证芯片提供商都是国产厂商,包括:华大、同方、华虹、大唐等。 相应的读写机具也是 完全有国内厂商提供。技术实现流程上主要是多了一个”安全加密模块”,这个模块使用的 是国产安全算法,并预置密钥,在读写机具和卡片芯片里都有这个加密处理模块。 在每步通讯交互前, 发送方都会将待发送的数据送到加密模块加密, 再将数据通过读写 芯片发出, 接收方在接收到数据后会采取相同算法和相同密钥进行解密获取原始数据, 然后 对原始数据的处理就参照标准的 ISO14443 Type B 协议的定义。 对 CLF 来说是由它来实现最终的非接通信,因为二代证的 ATQB 信息 里会指明使用了 非标准协议,所以通常的标准 type B 协议不改造可能就会拒读二代证(类似于目前的普通 读写器, 只有 REQB 和 ATQB 的交互, 因为得知卡片后续采用专有协议, 而读写器如果不支持, 就会停止 进一步交互或者重复发送 REQB),所以 CLF 的代码必须要修改以支持读取二代证 的。 目前国内主流的手机 NFC 芯片供应商有恩智浦、博通、联发科、三星电子,恩智浦为业 内份额第一,博通次之,联发科、三星电子更次,其中三星电子的量主要在 Note 4 这款机 型上。 2、研发安全加密模块。目前很多基于高通芯片的手机都已经支持 TEE 功能,所以不排 除有可能会在 TEE 上加载能够支持二代证加解密的 TA 应用。但从服务商角度应该研究使用 NFC-SD 方案:目前中国移动的 N1 手机具说可支持二代证 NFC 识别,应该是已经实现了 CLF。 那么 SD 卡的安全加密模块,就要由服务商和公安部的安全加密模块解决了。 如果需要读卡时本地完成所有与加密模块交互,则需公安部研发适用于 SD 的安全控制 模块。 在适用于 SD 的安全模块推出之前,只能考虑服务商研发自有安全应用模块(主要是读 取数据和认证),然后与公安部用于二代证的安全控制模块以 WIFI、蓝牙或移动互联方式

交互(需了解标准 《GA 450-2013

台式居民身份证阅读器通用技术要求》)。

3、研发总控 APP。由他来管理和协调支持加解密的 TA 应用和操控 CLF 芯片发送接收专 有数据。通过这几部分的改造应该就可以完成对二代证的读取解析。


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