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SPECIAL: Einsatzmöglichkeiten von Near Field Communication (NFC) 

10.04.2013 Autoren: Carsten Rampacher und Michael Kaiser

NFC-Logo

Android Jelly Bean-Menü - NFC-Aktivierung

NFC-Tag

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Overview

NFC (Near Field Communication, Nah-Feld-Kommunikation) ist ein international festgelegter Übertragungsstandard, der es erlaubt, Daten mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 424kBit/s (weitere definierte Geschwindigkeiten: 106 und 212 kBit/s) drahtlos zu übertragen. Das Frequenzband ist 13,56 MHz. Die Reichweite dieser Technologie liegt bei 10-20 cm. Der neue Standard gehört seit kurzer Zeit z.B. bei Smartphones ab der Mittelklasse zum Datenübertragungs-Sortiment. So beispielsweise beim d2012er Modell LG P700 Optimus L7, das für Marktpreise von ca. 170 EUR schon NFC an Bord hat. Der Name "NFC" lässt sichtlich darauf schließen, dass es sich wirklich um ein Nahfeld bzw. um einen eingeschränkten Bereich handelt, in dem die Datenübertragung aktiv ist und benutzt werden kann. NFC wird zurzeit in Deutschland noch in der öffentlichen Meinung gern als mit vielen Mängeln, gerade bei der Sicherheit, behaftetes Übel charakterisiert und ist deshalb noch nicht in der breiten Masse angekommen. Mit NFC lassen sich jedoch hauptsächlich nützliche Dinge erledigen und moderne Features umsetzen,  wie zum Beispiel drahtloses Aufladen oder Bluetooth-Verbindungen sowie Screen-Mirroring auf einfachste Art und Weise. Damit sich NFC, auch hierzulande, nun in breiter Front durchsetzt, kündigen nicht nur die großen Mobilfunk-Provider massive Anstrengungen an, um in Deutschland flächendeckend bargeldloses, drahtloses Bezahlen mittels NFC einzuführen: In diesem Jahr spielt NFC in der UE-Branche bei praktisch allen großen Brands wie Samsung, LG oder Sony eine tragende Rolle. Die ersten Entwürfe für NFC wurden bereits 2002 von Sony und der Halbleiterfirma NXP (zuvor Philips) öffentlich preisgegeben. NXP ist führend im Bau von NFC-Chips für Smartphones und beliefert außer Apple und Blackberry alle großen Anbieter. Viele Smartphones mit NFC-Funktion gibt es bei unserem Partner notebooksbilliger.de

Basis: RFID, Smardcards, NFC

Ein NFC-fähiges Smartphone nutzt einen sogenannten passiven RFID-Tag, um über Near Field Communication zu arbeiten. Immer dann, wenn ein Feld erkannt wird, das z.B. von Lesegeräten fürs bargeldlose Bezahlen kommt, wird der eingebaute Chip im Smartphone aktiv. NFC stellt, wenn man so will, eine Erweiterung von RFID dar. RFID hat deutlich weniger Möglichkeiten. Nur für die Übertagung von speziellen Codes, die man beispielsweise zum Öffnen einer Parkschranke braucht, ist eine RFID-Karte zu verwenden. Durch die direkt ins mobile Device eingebaute softwarebasierte Steuerung kann man mit einem Smartphone mit NFC-Chip sehr viel mehr machen. Da die in modernen Smartphones installierten Betriebssysteme wie Android oder Apple iOS die Verwendung von Apps ermöglichen, kann man über entsprechende Apps zudem auf den NFC-Chip zugreifen. Bei Smartcards sieht es wieder anders aus. Hier braucht man meist noch physischen Kontakt z.B. mit einem Lesegerät, Jeder kennt solche Smartcards z.B. vom Einsatz in Hotels. Die Smartcard ist nicht beliebig flexibel, sondern auf ihr ist fix eine Software für einen bestimmten Einsatzzweck installiert. So ist es z.B. auch bei EC- und Kreditkarten. 

NFC-Tag und NFC-Funktionsweise

NFC-Tag

Schneckenförmig gerollte Antenne

Hier noch besser zu erkennen

NFC-Technik im Tablet

Im Detail

Ein NFC-Tag ist ein kleiner Speicherchip mit zurzeit noch nicht ernst zu nehmend-klingenden „Größe“ von 32KB mit einer Antenne die meistens, schneckenförmig gerollt ist. Und sind unwesentlich größer als ein Flaschenstöpsel. Man kann sich die Bauweise des NFC-Chips im Smartphone wie eine aufgeschnittene Spule vorstellen. Die kleinen Drähte, die um den eigentlichen Speicher, der sich in den meisten Fällen in der Mitte oder am Rand befindet, fungieren als Antennen. Insgesamt unterscheidet man einen passiven von einem aktiven NFC-Modus. In der passiven Betriebsart werden Daten auch dann gesendet, wenn das Gerät ausgeschaltet ist. Mit der passiven Technik ist es möglich, spezielle erweiterte Anwendungen im Smartphone zu ermöglichen, so Payments oder Fahrscheinkäufe. In der aktiven Betriebsart agiert das NFC-fähige Device als Lesegerät oder schaltet in den Peer-to-Peer-Einsatz um. Dies ist dann z.B. der Fall, wenn Informationen zwischen 2 per NFC verbundenen Smartphones ausgetauscht werden, wie z.B. Kontaktdaten. 

Einsatzbereiche von NFC-Tags und NFC-Funktionen

Für viele Aktionen können Tags erstellt werden

Auch der Blackberry Z10 verfügt über NFC und es lassen sich Tags erstellen

Die nahezu grenzenlose Vielfalt des NFC-Tags ist beachtlich. Da man nicht jede Funktion ausführlich erklären kann, haben wir die wichtigsten Funktionen und Einsatzgebiete zusammengefasst und erklärt. 

Ein besonders interessanter Anwendungsbereich ist die Verwendung eines NFC-Tags im Auto, gerade dann, wenn man das Smartphone einfach in eine Ablage legt und es per Bluetooth mit der Freisprecheinrichtung des Fahrzeugs verbindet. Wenn man ins Auto steigt, Bluetooth aktiviert und das Auto gestartet ist, verbindet sich das Smartphone nach Kopplung mit dem Entertainment-/Infotainment-System des Auto. Das Smartphone ist nun einsatzbereit für Telefonate über die Freisprech-Einrichtung. Nun kommt das Problem auf, dass das Bluetooth in aktiviertem Zustand massiv am Akku des mobilen Geräts saugt, also wenn man aus dem Auto steigt, sein Telefon mitnimmt und Bluetooth nicht wieder manuell deaktiviert, sieht sich massivem Akkuschwund ausgesetzt. 

Wer also nicht möchte, dass sein Smartphone schon am Mittag bezüglich der Akku-Performance seinen Geist aufgibt, schaltet Bluetooth immer wieder aufs Neue manuell an und aus. Vielen Nutzern ist es jedoch zu aufwendig und nervtötend. Das ist der Punkt, an dem NFC ins Spiel kommt. Wenn man ins Auto einsteigt und sein Smartphone kurz auf ein angebrachtes und im Voraus konfiguriertes NFC-Tag legt, aktiviert sich beispielsweise Bluetooth automatisch und das W-LAN deaktiviert sich, da es im Auto nicht gebraucht wird. Somit erspart sich der Nutzer viel Zeit und Nerven und alles funktioniert automatisch. TIPP: Am besten bringt man das NFC-Tag auf de sich in den meisten Autos befindlichen Handy-Schubladen oder Ablageflächen an. Das steigert die Haltbarkeit des Akkus deutlich. 

Der nächste "Tatort" befindet sich im eigenen Heim. Hier kann man zum Beispiel ein NFC-Tag direkt bei der Haustür anbringen und einstellen, dass, wenn man das Haus verlässt, das W-LAN ausgeschaltet wird und der Datennetzmodus aktiviert wird, um unterwegs die Vorzüge des mobilen Internets zu nutzen. Bringt man ein Tag am Nachttisch an, kann man jeden Abend, bevor man sich schlafen legt, einen Wecker für den nächsten Morgen und den Ruhemodus, sodass man in Ruhe schlafen kann, durch die NFC-Technologie aktivieren lassen. Alles nur durch Berührung des NFC-Tags mit dem Smartphone.

Android Beam

NFC-Aktivierung beim Blackberry Z10

Rot umrandet - das NFC-Symbol in der Statuszeile des Blackberry Z10

Bei Android-Smartphones nennt sich die NFC-Übertragung für Kontakte oder YouTube-Videos Android Beam. Es ist auch möglich, per NFC z.B. Kontakte von Android Device zu Nicht-Android-Device zu übertragen. 

Screen Mirroring bei Sony (Bilder oben und unten)

Ein neues Gimmick ist das Streamen des gesamten Inhalts auf dem Smartphone-Screen auf den kompatiblen TV. Zurzeit bietet Sony mit seiner neuen Bravia-Reihe diese Möglichkeit. Man legt sein NFC-fähiges Smartphone auf die ebenfalls NFC-unterstützte Fernbedienung und man kann auf dem Fernseher sehen was auf dem Smartphone-Display vor sich geht. Sony nennt diese Funktion One Touch Mirroring.

LG Dock ND8630 mit NFC

Auch gern genutzt wird die Möglichkeit, nur bei Berührung eine Bluetooth-Verbindung mittels NFC herzustellen. Dies ist z.B. bei LG 2013 ein großes Thema.

Panasonic Lumix GF6 mit NFC

Panasonic hat nun sogar eine ultrakompakte Systemkamera mit NFC vorgestellt. Die GF6 ist mit Wi-Fi®-Modul (IEEE 802.11b/g/n) samt NFC (Near Field Communication)-Technologie ausgestattet. Damit verfügt der Anwender bei Aufnahme und Wiedergabe über neue Möglichkeiten. Komfortabel lässt sich die  Kamera ganz mit einem Smartphone oder Tablet-PC verbinden, indem der Anwender  die Geräte nahe zusammenführt. Dann kommunizieren die Geräte nach wenigen Sekunden ohne lästige Verbindungsprozedur oder manuelle Autorisierung. 

Interessant ist ein Ansatz, Smartphones oder Handys älteren Baudatums, die noch kein NFC integriert haben, "fit" für NFC zu machen. In einen MicroSD-Speicherkartenplatz kann dann ein entsprechend konstruiertes NFC-Modul geschoben werden. 

NFC-Armband


Ein weiterer Anwendungsbereich für NFC und NFC-Tags befindet sich auf dem Business-Sektor. Wenn man eine NFC-fähige Visitenkarte oder ein NFC-fähiges Armband besitzt, kann man somit auf Messen den eigenen Kontakt an andere weitergeben, ohne minutenlang einen Kontakt im Handy hinzuzufügen. Alles ganz simpel und schnell. Man kann auch im Büro oder am Arbeitsplatz einen NFC-Tag platzieren und jedes Mal zu Feierabend, automatisch die Familie wissen lassen, dass man sich nun auf dem Nachhauseweg befindet. Ein anderer Weg, schnell und einfach Dateien, Webadressen, etc. zu verschicken ist, dass man zwei NFC- fähige Handys aneinander hält und auf den Bildschirm des einen Telefons drückt. Fast zeitgleich wird Bluetooth aktiviert und die Datei vorrangig verschickt. 

Drahtloses Aufladen beim Nokia Luma 920

Bei Smartphones ist mittels NFC auch drahtloses Aufladen möglich, wie beim Nokia Lumia 920. Beim drahtlosen Aufladen können wir gleich noch Anschlussinfos geben. Die Technik, von der wir sprechen, ist der sogenannte Qi-Standard und hat insgesamt 3 Halbleiter, die auf einem Chip festgemacht werden. Renesas, der Hersteller, der diese erweiterte Technologie angekündigt hat und diese Halbleiter auch für 6 Euro als Muster herausgibt, hat bei seiner Technologie auch einen NFC Chip untergebracht. Somit ist NFC und das drahtlose Aufladen mit einer Entfernung von bis zu 10 cm ermöglicht.

Einen weiteren Bereich, in dem NFC auch in der Öffentlichkeit auf ein Geschäft aufmerksam machen kann ist, möchten wir an folgendem Beispiel vorstellen. Wenn man zum Beispiel in einem Fitness-Center trainieren geht und möchte seine Freunde auf Facebook über diesen Status informieren oder mit der selben Absicht bei Foursquare einchecken, kann man dies auch ganz komfortabel und elegant tun. Einen Status zu posten, kann manchmal etwas langwierig wirken. Daher bietet man dem Kunden die Möglichkeit, mittels perfekt platziertem NFC-Tag im Eingangsbereich das Status-Update leicht zu machen. Der Kunde legt ganz einfach sein Smartphone auf das Tag, während er gerade eincheckt, und hat, wenn er den Schlüssel bekommt, einen vorgefertigten Status mit Ortsangabe. Das einzige, was der Kunde jetzt noch tun muss ist, auf "Posten" zu klicken. Folglich weiß jeder seiner Freunde, dass dieser in im Sportstudio war bzw. eingecheckt hat. Wenn der Kunde das Fitnessstudio regelmäßig besucht dann werden dessen Freunde mit der Zeit darauf aufmerksam, und es könnte sein, dass sie dann auch mal im betreffenden Fitnessstudio vorbeischauen.

Weiteres Anwendungsbeispiel ist das Bezahlen mittels NFC-Funktion, dies bietet z.B. der Anbieter Micropayment. In den USA ist das drahtlose Bezahlen mittlerer weile Gang und Gäbe, und in Deutschland auch langsam im Kommen. In Deutschland sind die Möglichkeiten jedoch noch eingeschränkt, da man meist nur kleinere Geldbeträge transferieren kann. Bei der Sparkasse läuft das ganze Prozedere unter dem Namen Girogo ab. Bei Mastercard heißt das System PayPass (wobei die Mastercard mit PayPass im Grunde eine Smartcard ist - doch hinzu kommt ein RFID-Chip für Bezahlen in kontaktloser Variante - geht bis 25 EUR innerhalb der Euro-Zone) und bei Visa PayWave. Mastercard erweitert sein Portfolio an drahtlosen Bezahlfunktionen seit Ende Februar noch um MasterPass, in Deutschland soll MasterPass mit erweiterten Funktionen aber laut aktuellem Stand erst 2014 kommen. 

Bei der Deutschen Bahn wird NFC in ihrem eigenen System namens Touch&Travel eingesetzt, in dem es ermöglicht wird, sein Smartphone als Fahrkarte zu benutzen. Seit 2008 gibt es darüber hinaus in Frankreich die Lösung "ERGOSUM". Verschiedene Telekommunikations-Provider und Banken sowie Handelsketten erlauben, die bargeldlose Bezahlung mittels NFC. In Asien wird NFC für Bezahldienste ebenfalls gern eingesetzt, so z.B. in Tokio/Japan. In Polen  ist bargeldloses Bezahlen mittels NFC ebenfalls möglich - so z.B. in modernen Einkaufszentren rund um Warschau. 2013 möchten die deutschen Provider nach einem Bericht der Süddeutschen Zeitung auf breiter Front die Grundlage für bargeldloses Bezahlen legen. 

Möglich ist es auch, sich z.B. in einem Parkhaus mittels NFC-Tag sich die Schranke öffnen zu lassen, Türen können mittels NFC-Code geöffnet werden. Dieser Code, der als Berechtigung notwendig ist, kann zuvor per Mail oder SMS verschickt werden. Auch die "digitale Eintrittskarte" oder digitales Bezahlen bei Großveranstaltungen wie Konzerten oder Messen ist ein Einsatzgebiet. teilweise schon im Einsatz sind NFC-Terminals, die bei Sehenswürdigkeiten beim Daraufhalten des Smartphones interessante Informationen zur jeweiligen Sehenswürdigkeit auf dem Screen des Smartphones nachlesen. 

Automobilhersteller Hyundai plant ab 2015, dass man das Auto mittels NFC per Smartphone öffnen kann und nennt dies "Connectivity Concept". Jedes Fahrzeug soll, wie man auf golem.de nachlesen kann, mehrere Profile von Fahrern speichern können. Durch Induktion soll das Smartphone, das sich auf der Mittelkonsole befindet, überdies drahtlos aufgeladen werden. 

Unternehmen, die sich mit der Nutzung von NFC-Tags befassen, gibt es auch. Tagstand (http://www.tagstand.com) ist ein kleines Unternehmen, das  eine eigene App für NFC Anwendungen herausgebracht hat und tatkräftig daran werkelt, um uns mit neuen Tweaks und Verbesserungen zur alltäglichen Nutzung mit NFC zu versorgen. Die App ist sehr beliebt und bietet viele Funktionen, sogenannte "NFC Tags" zu beschreiben und zu verwenden. Ein Online-Shop ist bei Tagstand gleich integriert. Im Net wird auch anderswo rege mit Tags gehandelt, wie z.B. auf der Seite http://www.nfc-tag-shop.de/. Hier kann man sich NFC-Tags, NFC-Schlüsselanhänger, NFC USB-Terminals und vieles weitere Zubehör kaufen.  Wer der englischen Sprache mächtig ist, kann sich im NFC-Forum über alle aktuellen Entwicklungen umfassend informieren. Samsung verkauft schon seit Mitte 2012 unter dem Namen Tectiles programmierbare NFC-Chips an Endkunden. Mit den Tags kann man fast nach Wunsch Aktionen auf Galaxy-Smartphones automatisieren, um Apps zu öffnen oder Aktionen wie Erinnerungen oder Anrufe durchzuführen. 

Schutzhülle für die Kreditkarte

Wie sieht es mit Sicherheitsbedenken aus? Mit etwas elementarem Verständnis von der NFC-Technologie wird man sich im Klaren darüber sein, dass man die auf den Kredit-oder EC-Karten befindlichen NFC-Sensoren nicht, wie leider oft in TV-Sendungen behauptet, aus einer Entfernung von ca. 10 Metern auslesen kann. Das Einzige, was funktioniert, ist das Auslesen der 16-stelligen Nummer einer Kreditkarte. Dies lässt sich nicht vermeiden, da der NFC-fähige Automat auch eine Bestätigung erhalten muss, um welche Karte sich es bei der vorgehaltenen handelt. In Deutschland sind die Sicherheitsvorkehrungen bei solchen Angelegenheiten meistens auf hohem Niveau, was es beinahe unmöglich macht, in irgendeiner Art und Weise alle Kreditkarteninformationen, die man für eine Transaktion benötigt, zu erhalten bzw. auszulesen. Auch, wenn man das Thema Sicherheit immer ernst nehmen sollte, ist "Panikmache“ nicht gleich angebracht, da diese Tags oder Chips auch nur dann agieren, wenn ein Signal Informationen fordert und nicht, wie diversen Sendungen behauptet, ununterbrochen alle Informationen "freiwillig" sendet. Wer dennoch Angst vor Attacken auf seine Kreditkarte hat, kann sich an RFID-Sicheren Schutzhüllen für Kreditkarten bereichern. Übrigens: Das Risiko, Opfer eines Online-Hacker-Angriffes zu werden, ist aktuell höher, als die Chance, Zielscheibe eines NFC-Angriffs zu sein. Allerdings gibt es doch Schwachstellen bei NFC. So ist es auch bei schwachen elektromagnetischen Feldern möglich, Signale abhören zu können. Hierzu ist allerdings etwas technischer Sachverstand und entsprechende Ausstattung nötig. Des Weiteren ist die Stärke des NFC-Feldes von der dem Feld zugeführten Energie abhängig. Ist diese nur gering, geht keine Gefahr aus. Aber - sollte es irgendein Device-Hersteller nicht so genau nehmen mit der möglichen Stärke des elektrischen Feldes, böten sich Möglichkeiten, Daten abzugreifen. Was man bei NFC-fähigen Smartphones wissen muss: Der NFC-Chip im Smartphone hat, ganz gleich, wie er auch integriert ist, keinen Zugriff auf andere Daten, die auf dem mobilen Device gespeichert sind. Was allerdings im Prinzip möglich wäre: Es bahnt sich z.B. ein Virus seinen Weg ins mobile Device und greift in Folge dessen Daten vom NFC-Chip ab. Aktuell setzt der NFC-Standard keine Verschlüsselung voraus - es ist aber möglich, eine Verschlüsselung nachträglich zu integrieren. Wie wir sehen, liegt es in erster Linie am Sicherheitsbewusstsein des NFC-Dienstleistungsanbieters. Des Weiteren ist zu bemerken, dass NFC-Chiphersteller wie z.B. Infineon ihre NFC-Chips direkt "ab Werk" mit einer eingebauten Verschlüsselung bestücken. Werden nun mit einem Smartphone, das über diese Architektur verfügt, monetäre Transaktionen durchgeführt, würde es nichts bringen, selbst wenn die Daten elektronisch entwendet würden: Sie sind nicht vollständig. Dass diese für Bösewichter unerfreuliche Nachricht Wirklichkeit wurde, liegt darin begründet, dass nicht alle für den Zahlungsvorgang relevanten Daten auf dem NFC-Chip gespeichert werden. Verliert man sein mobiles Device, kann man, wie man es auch bei verlorenen EC- oder Kreditkarten macht, den Zugang zum für den NFC-Verkehr hinterlegten Konto sperren lassen. Trotz dieser guten Rahmenbedingungen gab es  in der Vergangenheit schon Sicherheitsprobleme, weil die Code-Sperre der Google-eigenen "Wallet" Funktion sich umgehen ließ.

Nicht ganz so optimistisch sehen manche Behörden den Einsatz von Geldkarten mit Funkchips. So mahnt der Datenschutzbeauftragte des Landes Schleswig-Holstein an, dass die verwendeten Chips einfach ausgelesen werden können und daher keine Zukunftssicherheit bieten (mehr bei http://www.heise.de/newsticker).

Autoren: Carsten Rampacher, Michael Kaiser
Datum: 10. April 2013