在當(dāng)今市面上基于硬件安全技術(shù)的移動支付應(yīng)用系統(tǒng)除了NFC外,還有一些 其他的支付應(yīng)用方案,例如RCC技術(shù)和MST技術(shù)。但是目前介紹RCC和MST這 兩項技術(shù)的中文書籍較少,業(yè)內(nèi)的朋友曾看過我之前出版過的一本關(guān)于NFC基礎(chǔ) 入門的書籍,希望我能把RCC和 MST相關(guān)的技術(shù)和協(xié)議集結(jié)成冊出版,我沒有接 受這個建議。
其主要原因有兩個:第一,據(jù)出版關(guān)于NFC技術(shù)基礎(chǔ)方面書籍的經(jīng)驗,要把答 應(yīng)別人的事情做完,其實不是那么容易,即使已經(jīng)有一些寫作材料的積累或者在某 一項技術(shù)、產(chǎn)品方面有大量的工作經(jīng)驗,但當(dāng)你準(zhǔn)備把它做成一本書時,還是會占用 大量的業(yè)余時間和精力去查閱和確認(rèn)相關(guān)資料等,另外要想把它做得好一些、質(zhì)量 高一些,那更是一種壓力和責(zé)任;第二,當(dāng)初我正開始準(zhǔn)備自己下一個階段工作以外 的個人學(xué)習(xí)目標(biāo),以歸零的心態(tài)系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)一些關(guān)于I oT物聯(lián)網(wǎng)安全和AI人工 智能方面的東西,如果答應(yīng)這件事情,那我工作之外的學(xué)習(xí)重心可能在一段時間內(nèi) 又會被重新拉回到RCC、MST和NFC的主題上來,這樣就需要我在一個近半年的 工作以外的時間里做出一個選擇。
以前我特別羨慕那些同一時間能做兩件或者多件重要的事情,而且還能把它們 做得很好,并且還能來回靈活切換和平衡得不錯的人?上姨焐斺g笨拙,嘗試 過幾次同一個時間處理兩個線程的事情,發(fā)現(xiàn)每次得到的結(jié)果都差強(qiáng)人意,后來也 就慢慢想通了、釋懷了,覺得把一件事情做得好一點這才是最最重要的! 如果還能 有其他的收獲那就需要感激,沒有的話這也再正常不過。
最后我答應(yīng)胡編輯來寫這本書,自己做出這個決定還是比較迅速的。因為此刻 我感興趣的兩件事情的時效性還是有本質(zhì)區(qū)別的,其中一件關(guān)于自己制訂的那個學(xué) 習(xí)計劃,學(xué)習(xí)本身就是一個長期的過程,不可能是一蹴而就的事情,我喜歡的有一個 心理儀式感的學(xué)習(xí)計劃的本質(zhì)是,提醒自己去主動地遠(yuǎn)離心理上面的舒適區(qū),不要在里面停留太久,空閑時間盡可能地學(xué)習(xí)和補(bǔ)充一些自己知識結(jié)構(gòu)上面的短板,多 接觸一些有趣的人和事,總結(jié)過往的學(xué)習(xí)和工作經(jīng)驗,進(jìn)行資料檢查和復(fù)核,然后把 它們匯總到一本書上去,何嘗不是一種學(xué)習(xí)和有意思的體驗?zāi)?
我認(rèn)為的學(xué)習(xí)就如羅振宇先生主講的《羅輯思維》節(jié)目中每次上來都反復(fù)說的 那句話“和你一起終生學(xué)習(xí)”。當(dāng)下正處在一個各種技術(shù)日新月異、急速變化的時 代,不可能說離開學(xué)校就可以不學(xué)習(xí)或者就可以減少知識的汲取。
現(xiàn)在連六七十歲的老人都開始接受新知識、新事物,如智能手機(jī)、智能電視的使 用等,不學(xué)習(xí)只能與時代和社會脫節(jié)。未來的生活環(huán)境會越來越好,那么在接下來 的幾十年里:依賴傳統(tǒng)紙質(zhì)媒介了解國內(nèi)外大事和新聞的人將越來越少,更多的是 通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行閱讀;在有些重要時刻雖然無法親臨現(xiàn)場,但可以使用網(wǎng)絡(luò)通信工具 與親人們實時互動、分享喜悅。
長輩尚且如此,我輩又怎能不去適應(yīng)和擁抱那種終生學(xué)習(xí)的心態(tài)呢。
我認(rèn)為上 學(xué)期間的學(xué)習(xí),更多的是去掌握一種適合自己且行之有效的學(xué)習(xí)方法,并且應(yīng)多學(xué) 習(xí)和掌握一些基礎(chǔ)類學(xué)科的知識,如文學(xué)、數(shù)學(xué)、物理和藝術(shù)等,其中一些知識有助 于在生活和工作中能比較高效地學(xué)習(xí)和掌握新東西,而大部分的知識因為需要比較 大塊的連續(xù)時間的學(xué)習(xí)才有可能修成一點結(jié)果,而這些知識一旦進(jìn)入社會工作后, 又因無法擠出大塊時間潛心于此,因此除專業(yè)人士或者天才外,對于絕大部分的人 而言,想在這些領(lǐng)域里自學(xué)有所突破真是非常非常的難! 而工作之后的學(xué)習(xí)呢,我 認(rèn)為有兩部分的含義:其一是當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常提及的“刷新認(rèn)知邊界”,這個詞語是一 個比較好的概括,直白點說就是有些知識大量地蘊(yùn)藏在生活中,在自己身邊的人身 上,在網(wǎng)絡(luò)上面,這時就需要自己有一種能主動學(xué)習(xí)的能力,主動地把這些金芝麻給 挑選出來為己所用;其二就是新型類的東西,特別是偏應(yīng)用類的技術(shù),例如一種新型 的商用模式,一種新型的應(yīng)用型技術(shù)等,這些東西的學(xué)習(xí)對于工作后的人來講,就會 有比較大的優(yōu)勢。
有人說當(dāng)下正處于劉慈欣先生的科幻小說《三體》里所解釋的“技術(shù)爆炸”那樣 的年代。首先,對于這個觀點我個人并不完全認(rèn)同,因為從近些年諾貝爾科技類的 獲獎名單和獲獎理由看,能夠有石破天驚的那種發(fā)現(xiàn)并不多。但是近些年來人類 在應(yīng)用技術(shù)方面取得了快速發(fā)展,從量子計算、生物科技、醫(yī)療技術(shù)、無人駕駛、AR、 VR、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)再到AI人工智能等,確實能明顯地感覺應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展速度 越來越快,如果從這個應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展速度角度去解釋“技術(shù)爆炸”,也確實不 為過。
上面提及的這些新型應(yīng)用技術(shù),量子計算為基于量子力學(xué)發(fā)展出來的一種應(yīng)用 技術(shù),熟悉《三體》的人知道里面描述過三體人用來監(jiān)視地球的“智子”就是靠量子糾 纏來運(yùn)行的。人類從發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體技術(shù)開始,再到當(dāng)代計算機(jī)所遵循的馮·諾依曼架 構(gòu),現(xiàn)代的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)如硬件、軟件、通信、網(wǎng)絡(luò)等都是基于這些技術(shù)展開的。到 目前為止,集成電路芯片最高的量產(chǎn)制造工藝可處于10~14 nm,更小的尺寸工藝如 5~7 nm正處于研發(fā)階段。盡管科學(xué)技術(shù)人員還在努力通過各種手段進(jìn)一步延續(xù)晶 體管的制造工藝并進(jìn)一步縮小其尺寸,但是在可預(yù)見的未來,將達(dá)到控制電子的物 理極限。當(dāng)經(jīng)典的馮·諾依曼架構(gòu)無法滿足一些超性能架構(gòu)的計算時,研究新型的 計算技術(shù)就變得尤為重要,其中量子計算就是當(dāng)前人類正在攀登的高峰。該技術(shù)擁 有超強(qiáng)的計算能力,理論數(shù)據(jù)上顯示,擁有50個量子比特的量子計算機(jī)就能超過當(dāng) 今世界上最先進(jìn)的超級計算機(jī)“天河二號”,擁有300個量子比特的量子計算機(jī)就能 將標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器需要數(shù)萬年才能處理完的復(fù)雜問題縮短到幾秒鐘。
我個人認(rèn)為的“技術(shù)爆炸”只是與基礎(chǔ)科學(xué)相關(guān),與應(yīng)用科學(xué)本質(zhì)上是沒有關(guān)系 的,那么是不是我們就可以不重視應(yīng)用科學(xué)呢? 這個觀點我也是不認(rèn)同的。應(yīng)用科 學(xué)有三個重要的特征:第一,針對實際的問題,目的性明確;第二,與人類實踐活動的 關(guān)系密切;第三,直接體現(xiàn)了人類的需求,可以認(rèn)為應(yīng)用科學(xué)就是我們現(xiàn)代人類生活 的空氣和水,這能說不重要嗎?
本書主要的針對人群是職業(yè)技術(shù)高中生、在校大學(xué)生、移動支付行業(yè)的從業(yè)者、 有工程背景的讀者或者自學(xué)愛好者們,此書如它的書名,它是一本介紹硬件安全技 術(shù)應(yīng)用于移動支付的書籍,為了讓讀者能看完后想快速地做一些測試實驗等,書中 也穿插了一些示例代碼供讀者參考。
本書有關(guān)RCC限域通信技術(shù)領(lǐng)域方面的內(nèi)容得到了泰爾終端實驗室高級工程 師朱亮博士的大力支持和幫助;全書的框架設(shè)計、 NFC技術(shù)細(xì)節(jié)描述和規(guī)劃、系統(tǒng)安 全以及密碼學(xué)、 And r o i d系統(tǒng)中NFC的設(shè)計和示例代碼、 13. 56 MHz的硬件和射頻 技術(shù)、新型互聯(lián)網(wǎng)移動支付市場方面的內(nèi)容分別得到了恩智浦(中國)管理有限公司的田陌晨先生、陳奕鎮(zhèn)先生、羅煜華先生、楊春燕小姐、林國輝博士、李竟先生、程恒 先生、吳劍先生、徐海先生的鼎力幫助。
最后還要感謝大力支持的社群以及小伙伴們:北京航空航天大學(xué)出版社、恩智 浦中國、小米科技、易寶支付、京東商城、華為北研、 Ro ck NFC、 IDEN Te am、 NFC移 動支付行業(yè)交流群、 NFC Mob i l e、 NFC We a r ab l e、Mob i l e CBG、Mob i l e DD、一起走過 的日子、一卡通世界、移動支付網(wǎng)以及許多曾經(jīng)的同事們,可愛可敬的L i l y小姐、低 調(diào)的技術(shù)大牛姜彥儒先生、極富洞察力和激情的 Wi l s on和 Ma r t i n先生和終身學(xué)習(xí) 者榜樣申宇博士等。
由于作者水平有限,書中的錯誤與不妥之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
王曉華 2017/12/6 于北京市海淀區(qū)牡丹園
1 概述…………………………………………………………………………1
2 術(shù)語和縮略語………………………………………………………………7
2.1 硬件部分…………………………………………………………………7
2.2 軟件部分…………………………………………………………………8
2.3 安全單元和認(rèn)證部分……………………………………………………10
3 RCC限域通信支付系統(tǒng)…………………………………………………… 13
3.1 RCC 限域通信技術(shù)工作原理……………………………………………15
3.2 RCC 限域通信協(xié)議綜述………………………………………………… 22
3.2.1 磁通道幀、包、消息數(shù)據(jù)單元………………………………………23
3.2.2 射頻通道幀、包、消息數(shù)據(jù)單元……………………………………26
3.3 RCC 限域通信射頻通道幀收發(fā)………………………………………… 28
3.4 RCC 限域通信技術(shù)的物理層特性定義………………………………… 29
3.4.1 磁通道MC 的物理特性……………………………………………… 29
3.4.2 射頻通道RC 的物理特性…………………………………………… 31
3.5 RCC 限域通信技術(shù)的會話層命令定義………………………………… 33
3.5.1 命令交互的頻點和地址…………………………………………… 34
3.5.2 命令消息格式……………………………………………………… 36
3.5.3 INQUIRY激活命令………………………………………………… 37
3.5.4 ATI激活響應(yīng)……………………………………………………… 38
3.5.5 CONNECT_REQ連接請求命令……………………………………… 40
3.5.6 CONNECT_RSP連接響應(yīng)命令……………………………………… 44
3.5.7 APDATA_REQ數(shù)據(jù)交換請求命令………………………………… 46
3.5.8 APDATA_RSP數(shù)據(jù)交換響應(yīng)…………………………………………46
3.5.9 LINKCTL_REQ維持連接請求命令………………………………… 47
3.5.10 LINKCTL_RSP維持連接響應(yīng)……………………………………… 47
3.5.11 CHECK1_REQ沖突檢測請求命令………………………………… 48
3.5.12 CHECK_RSP沖突檢測響應(yīng)………………………………………… 48
3.5.13 CHECK2_REQ連接確認(rèn)請求命令………………………………… 49
3.5.14 LTW響應(yīng)方要求等待命令………………………………………… 49
3.5.15 CLOSE_REQ關(guān)閉連接請求命令…………………………………… 50
3.5.16 CLOSE_RSP關(guān)閉連接響應(yīng)………………………………………… 51
3.6 RCC 限域通信技術(shù)與主流近場支付方案的對比…………………… 51
4 MST磁安全傳輸支付系統(tǒng)…………………………………………………53
4.1 磁條卡技術(shù)原理…………………………………………………………60
4.1.1 規(guī)范協(xié)議族………………………………………………………… 61
4.1.2 尺寸參數(shù)…………………………………………………………… 63
4.1.3 磁道數(shù)據(jù)詳解……………………………………………………… 66
4.1.4 磁頭原理…………………………………………………………… 75
4.1.5 磁道解碼應(yīng)用……………………………………………………… 79
4.2 MST 磁傳輸工作原理………………………………………………… 102
4.3 MST 技術(shù)與主流近場支付方案對比………………………………… 112
5 基于Android系統(tǒng)的NFC實現(xiàn)框架…………………………………………114
5.1 基于Android系統(tǒng)的NFC 應(yīng)用支付框架……………………………… 202
5.2 TEE 與eSE 的應(yīng)用支付流程示例…………………………………… 228
5.3 卡模擬應(yīng)用程序示例……………………………………………………235
6 附錄…………………………………………………………………………256