근거리 무선 통신
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1. 개요
근거리 무선 통신(NFC)은 10cm 이내의 가까운 거리에서 다양한 기기 간의 데이터 전송을 가능하게 하는 무선 통신 기술이다. ISO/IEC 14443, FeliCa 등의 기존 RFID 표준을 기반으로 하며, 카드 모드, 읽기/쓰기 모드, P2P 모드를 지원한다. NFC는 ISO/IEC 18092 및 NFC 포럼에서 정의한 표준을 따르며, GSM 협회는 NFC 서비스의 상호 운용성을 위한 표준을 개발하고 있다. NFC는 RFID 기술에서 발전했으며, 블루투스보다 설정 시간이 짧고 전력 소비가 적지만, 전송 속도와 통신 거리는 제한적이다. NFC는 보안 및 릴레이 공격에 취약할 수 있으며, 전자 신분증, 비접촉식 결제, 모바일 결제, 소셜 네트워킹, 게임 등 다양한 분야에 활용된다.
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근거리 무선 통신 | |
---|---|
개요 | |
명칭 | 근거리 무선 통신 |
로마자 표기 | Geun-geori Museon Tongsin |
약칭 | NFC |
기술 방식 | 무선 통신 기술 비접촉식 통신 방식 |
통신 범위 | 이내 |
주요 사용 분야 | 모바일 결제 데이터 교환 접근 제어 기기 페어링 |
역사 | 라디오 주파수 식별 (RFID) 기술에서 발전 2004년 노키아, 필립스, 소니가 공동 개발 |
기술 사양 | |
작동 주파수 | 13.56 MHz |
통신 속도 | 최대 424 kbps |
통신 모드 | 능동 모드 수동 모드 양방향 통신 지원 |
동작 방식 | |
작동 원리 | 자기장 유도를 이용한 전자기 유도 방식 두 장치 간의 근접 시 데이터 전송 |
통신 거리 | 짧은 거리 통신에 최적화 |
보안 | 데이터 암호화 기능 짧은 통신 거리로 도청 위험 감소 |
주요 특징 | |
편리성 | 접촉 없이 빠른 데이터 교환 간편한 기기 연결 및 페어링 |
보안성 | 짧은 통신 거리로 인한 보안 이점 데이터 암호화 지원 |
활용성 | 다양한 응용 분야 적용 가능 스마트폰, 신용카드, 교통카드 등에 사용 |
응용 분야 | |
모바일 결제 | 비접촉식 결제 시스템 |
데이터 교환 | 사진, 연락처 등 파일 전송 블루투스 페어링 간소화 |
접근 제어 | 출입 통제 시스템 스마트 도어락 |
기기 페어링 | 무선 이어폰, 스피커 등 연결 간편한 블루투스 연결 |
기타 | 스마트 포스터 물류 추적 의료 기기 |
관련 표준 및 단체 | |
표준 | ISO/IEC 18092 ISO/IEC 14443 |
관련 단체 | NFC 포럼 |
NFC 포럼 소개 | NFC 포럼 공식 웹사이트 NFC 기술 표준 개발 및 보급을 위한 산업 협력 단체 |
보안 관련 | |
토큰화 | 토큰화 기술을 이용하여 민감한 정보를 보호 실제 데이터 대신 토큰을 사용하여 보안 강화 |
기타 정보 | |
참고 자료 | Tech Radar의 NFC 소개 기사 Ars Technica의 NFC 기술 개요 토큰화 이해 보고서 |
2. 모드
NFC 포럼 사양(NFC Forum Specification영어)은 ISO/IEC 14443 및 FeliCa 통신 기술을 지원하며[117] (ISO/IEC 10536 및 ISO/IEC 15693은 사양에 포함되지 않음), ISO/IEC 14443의 "TYPE-A"와 "TYPE-B"를 각각 NFC-A, NFC-B로, FeliCa 통신 기술을 NFC-F("TYPE-F")로 지칭한다. NFC 포럼 사양은 다음과 같은 세 가지 주요 동작 모드를 지원한다.
- '''카드 에뮬레이션 모드''' (Card Emulation Mode영어): NFC 기능이 탑재된 기기가 기존의 비접촉식 카드처럼 작동하는 모드이다. 이를 통해 신용카드, 교통카드, 멤버십 카드 등 다양한 카드의 기능을 스마트폰과 같은 기기에서 사용할 수 있다.
- '''리더/라이터 모드''' (Reader/Writer Mode영어): NFC 기기가 RFID 태그 리더기처럼 작동하여 NFC 태그의 정보를 읽거나 쓸 수 있는 모드이다. 스마트 포스터와 같은 옥외 광고나 박물관의 작품 설명 등에 활용될 수 있다. 이 모드에서는 Type 1(TOPAZ), Type 2(MIFARE Ultralight), Type 3(FeliCa), Type 4(ISO/IEC 14443)의 네 가지 유형의 NFC 태그를 지원한다.
- '''P2P 모드''' (Peer-to-Peer Mode영어): NFC 기능이 있는 기기끼리 직접 데이터를 주고받는 모드이다. 개인 간 데이터 전송, 디지털 명함 교환, 간편 송금 등 다양한 용도로 사용된다.
모드 | 동작 | 응용분야 |
---|---|---|
카드 모드 | NFC 탑재 기기가 기존 비접촉식 카드처럼 동작 | 신용카드, 교통카드, 멤버십 카드 등 |
리더/라이터 모드 Read/Write영어 | NFC 탑재 기기가 RFID 태그 리더기로 동작 | 스마트 포스터 등 옥외광고, 작품 설명 등 |
P2P 모드 Peer-to-Peer영어 | NFC 기기 간 데이터 송수신 | 개인 간 데이터 전송, 명함 교환, 개인 송금 등 |
또한 NFC 태그의 공통 데이터 형식인 NDEF(NFC Data Exchange Format영어)와 통신에 사용되는 레코드 유형 등의 사양도 정의되어 있다.
3. 규격
NFC 표준은 통신 프로토콜 및 데이터 교환 형식을 규정하며, 기존 무선 주파수 식별(RFID) 표준, 특히 ISO/IEC 14443 및 FeliCa를 기반으로 한다.[6] NFC는 ECMA-340 및 ISO/IEC 18092 표준에 명시되어 있으며, 이 표준들은 NFC 장치의 RF 인터페이스 변조 방식, 코딩, 전송 속도, 프레임 형식, 그리고 수동 및 능동 모드에서의 초기화 방식과 데이터 충돌 제어 조건을 규정한다. 또한, 전송 프로토콜 활성화 및 데이터 교환 방법도 정의한다.
주요 NFC 무선 인터페이스 표준은 다음과 같다:
NFC는 ISO/IEC 14443 Type A, Type B 및 FeliCa(NFC-F) 등 다양한 기존 비접촉식 카드 표준을 통합한다. "카드 에뮬레이션 모드"에서는 NFC 장치가 기존 카드 판독기와 상호 작용하며 최소한 고유 ID 번호를 전송해야 한다.
통신 속도 (kbit/s) | 능동 장치 (변조 방식, ASK 비율) | 수동 장치 (변조 방식, ASK 비율) |
---|---|---|
424 | 맨체스터, 10% ASK | 맨체스터, 10% ASK |
212 | 맨체스터, 10% ASK | 맨체스터, 10% ASK |
106 | Modified Miller, 10% ASK | 맨체스터, 10% ASK |
기타 관련 비접촉식 IC 카드 표준은 다음과 같다:
- '''ISO/IEC 10536''': 밀착형(close coupled) 카드 표준.[117] 전자기 또는 정전기 결합을 이용하며 통신 거리는 최대 2mm이다.[117]
- '''ISO/IEC 14443''': 근접형(Proximity) 카드 표준.[117] 13.56MHz 주파수와 전자기 유도를 사용하며, 통신 거리는 최대 10cm이다.[117] 인터페이스에 따라 Type A와 Type B로 나뉜다.[117]
- '''ISO/IEC 15693''': 근방형(Vicinity) 카드 표준.[117] 13.56MHz 주파수를 사용하며 통신 거리는 최대 70cm이다.[117] 물류 태그 등에 사용된다.[117]
=== NFC 포럼 ===
NFC 포럼은 2004년 3월 NXP 반도체, 소니, 노키아가 설립한 비영리 산업 협회로, 소비자 가전, 모바일 기기, PC 등에서 NFC 기술 사용을 촉진한다.[71] 기기와 서비스 간 상호 운용성을 보장하기 위해 NFC 기술 구현과 표준화를 장려하며, 기기 준수 여부[4] 및 개인 영역 네트워크(PAN) 적합성을 인증한다.[4] 2020년 1월 기준 120개 이상의 회원사를 보유하고 있다.[71]
NFC 포럼 사양은 ISO/IEC 14443(NFC-A, NFC-B) 및 FeliCa(NFC-F) 통신 기술을 기반으로 하며, 세 가지 작동 모드를 지원한다:
- '''카드 에뮬레이션 모드''': 비접촉식 IC 카드처럼 작동한다.
- '''P2P(Peer-to-Peer) 모드''': NFC 기기 간 직접 데이터 통신을 지원한다.
- '''리더/라이터 모드''': Type 1(TOPAZ), Type 2(MIFARE Ultralight), Type 3(Felica), Type 4(ISO/IEC 14443)의 네 가지 유형 NFC 태그를 읽고 쓸 수 있다.
또한, NFC 포럼은 공통 데이터 형식인 '''NFC 데이터 교환 형식(NDEF)'''[64]과 기기 간 메시지 교환을 위한 '''간단한 NDEF 교환 프로토콜(SNEP)'''[65]을 정의했다. NDEF는 MIME 타입 객체부터 짧은 URL 같은 RTD(Record Type Definition) 문서까지 다양한 형식을 지원한다. NFC 포럼은 통신 속도와 기능(유연성, 메모리, 보안, 데이터 보존 및 쓰기 내구성 등)이 다른 5가지 태그 유형 표준도 정의했다.
=== GSMA (GSM 협회) ===
GSM 협회(GSMA)는 전 세계 이동통신 사업자와 관련 기업을 대표하는 협회로, 모바일 단말기 내 NFC 표준 배포 플랫폼을 정의했다.[8] GSMA의 활동에는 신뢰할 수 있는 서비스 관리자(TSM)[9][10], 단선 프로토콜(Single Wire Protocol, SWP), 테스트/인증 및 보안 요소(Secure Element, SE) 표준화가 포함된다.[11][72] GSMA는 NFC 서비스의 글로벌 상호 운용성을 보장하기 위한 인증 및 시험 표준을 개발하고,[66] 모바일 기기를 이용한 결제 및 비접촉 시스템 연동을 위한 공통 글로벌 접근 방식('모바일 결제 이니셔티브')을 정의하려 한다.[67][68]
GSMA가 정의한 모바일 단말기 내 NFC 표준 배포 방식(예: 보안 요소를 활용하는 방식)은[8] 보편적으로 채택된 것은 아니다. 예를 들어, 구글은 안드로이드 킷캣에서 호스트 카드 에뮬레이션(HCE)을 도입하여[73] GSMA 표준 없이도 소프트웨어 제어를 통해 NFC 프로토콜을 활용할 수 있게 했다.
NFC 관련 기타 표준화 기구는 다음과 같다:
- ETSI / SCP(스마트 카드 플랫폼): SIM 카드와 NFC 칩셋 간 인터페이스를 지정한다.
- EMVCo: EMV 결제 애플리케이션에 대한 NFC 영향을 다룬다.
4. 역사
근거리 무선 통신(NFC)은 RFID 기술에 기반을 두고 있으며, 호환되는 하드웨어가 무선 주파수를 이용하여 전력이 공급되지 않은 수동 전자 태그에 전력을 공급하고 통신할 수 있도록 한다. 이는 식별, 인증, 추적 등에 사용된다. 광고 및 산업 응용 분야에서 유사한 아이디어가 시도되었으나, QR 코드, 바코드, UHF RFID 태그와 같은 기술에 비해 속도가 느려 일반적으로 상업적으로 크게 성공하지는 못했다.
NFC 기술의 발전 과정은 다음과 같다.
- 1983년 5월 17일: "RFID" 약어와 관련된 최초의 특허가 찰스 월턴에게 허여되었다.[17]
- 1997년: 초기 형태의 기술이 특허를 받았고, 해즈브로의 스타워즈 캐릭터 장난감에 처음 사용되었다. 이 특허는 원래 이노비전 리서치 앤 테크놀로지(Innovision Research and Technology)의 앤드루 화이트(Andrew White)와 마크 보렛(Marc Borrett)이 소유했으며, 근접한 두 장치 간의 데이터 통신을 가능하게 했다.[18]
- 2002년 3월 25일: 필립스와 소니는 기술 사양 설정 및 개요 작성을 위한 협력에 합의했다.[19] 필립스 반도체(현 NXP 반도체)는 NFC의 6가지 기본 특허를 출원했으며, 이는 오스트리아와 프랑스 엔지니어인 프란츠 암트만(Franz Amtmann)과 필립 모가르(Philippe Maugars)의 발명으로, 이들은 2015년 유럽 발명가 상을 수상했다.[20]
- 2003년 12월 8일: NFC는 ISO/IEC 표준(ISO/IEC 18092)으로 승인되었고, 이후 ECMA 표준(ECMA-340)으로도 승인되었다.
- 2004년: 노키아, 필립스, 소니가 NFC 포럼을 설립했다.[21] 같은 해 노키아는 2005년에 출시될 노키아 5140 및 후속 노키아 3220 모델용 NFC 쉘 추가 기능을 선보였다.[22][23]
- 2005년: 모바일폰을 이용한 교통 및 결제 분야 실험이 진행되었다. 5월 독일 하나우에서 노키아폰을 이용한 결제가 이루어졌고, 10월 프랑스 니스에서는 오랑주와 함께 차내 검증 시스템이 시범 운영되었으며, 같은 달 프랑스 캉에서는 삼성전자폰을 이용한 상점 결제 및 "플라이 태그(Fly Tag)" 정보 수신이 처음으로 이루어졌다.[24][25][26]
- 2006년: NFC 태그에 대한 초기 사양[27]과 "스마트포스터(SmartPoster)" 레코드에 대한 사양[28]이 발표되었다.
- 2007년: 이노비전(Innovision)의 NFC 태그가 영국에서 노키아 6131 휴대전화를 사용한 최초의 소비자 시험에 사용되었다.[29]
- 2008년: 에어태그(AirTag)는 최초의 NFC SDK라고 불리는 것을 출시했다.[30]
- 2009년 1월: NFC 포럼은 연락처, URL 전송, 블루투스 시작 등을 위한 P2P 표준을 발표했다.[31] 같은 해 1월 19일, 차이나 유니콤과 위청 교통카드(Yucheng Transportation Card)가 충칭의 트램과 버스에 NFC를 처음으로 도입했으며,[32] 2010년 12월 31일에는 차이나 유니콤이 베이징 지하철 네트워크에 이를 구현했다.[33]
- 2010년: 이노비전은 저렴한 대량 시장 모바일폰 및 기타 장치를 위한 디자인 및 특허 제품군을 출시했다.[34] 노키아 C7이 최초로 NFC 기능이 탑재된 스마트폰으로 출시되었으며,[35] NFC 기능은 2011년 초 소프트웨어 업데이트를 통해 활성화되었다.[36] 삼성전자의 넥서스 S는 최초의 안드로이드 NFC 휴대전화로 공개되었다.[37][38] 5월 21일, 프랑스 니스는 "Cityzi" 프로젝트를 통해 유럽 최초로 주민들에게 NFC 은행 카드와 모바일폰(삼성 S5230 등) 및 교통(트램, 버스), 관광, 학생 서비스를 포함하는 "서비스 패키지"를 제공했다.[39][40][95]
- 2011년: 구글 I/O에서 "NFC 사용 방법" 세션을 통해 게임 시작, 연락처, URL, 앱, 비디오 공유 등 NFC 활용 사례가 시연되었다.[41] 심비안 운영체제는 심비안 안나 버전 출시와 함께 NFC 지원을 공식적으로 포함했다.[42] 리서치 인 모션(RIM) 기기는 마스터카드 월드와이드의 PayPass 서비스 인증을 받은 최초의 기기가 되었다.[43]
- 2012년: 영국 레스토랑 체인 EAT.와 이동통신사 에브리씽 에브리웨어(Everything Everywhere)는 영국 최초의 전국 NFC 지원 스마트포스터 캠페인을 공동으로 진행했다. NFC 지원 모바일폰을 스마트포스터에 접촉하면 전용 모바일 앱이 실행되는 방식이었다.[44] 소니는 같은 해 출시된 소니 엑스페리아 P 스마트폰에 포함된 NFC "스마트 태그(SmartTags)"를 소개했는데, 이는 근거리에서 소니 스마트폰의 모드와 프로필을 변경하는 데 사용되었다.[45]
- 2013년: 삼성전자와 비자(VISA)는 모바일 결제 개발을 위한 파트너십을 발표했다. IBM 과학자들은 사기 및 보안 위협을 줄이기 위해 이중 인증과 유사한 원리로 작동하는 NFC 기반 모바일 인증 보안 기술을 개발했다.[46]
- 2014년 10월: 디누베(Dinube)는 모바일 기기에서 기본적으로 NFC 비접촉 결제를 도입한 최초의 비카드 결제 네트워크가 되었다.[47][48] 이는 외부 케이스나 NFC 스티커, 카드 없이 자체 응용 프로그램 식별자(AID)를 사용한 호스트 카드 에뮬레이션(HCE) 기반으로[49] 안드로이드 킷캣 이상 버전에서 비접촉 결제를 가능하게 했으며, 2015년 6월 상업 출시되었다.[50] AT&T, 버라이즌, T-모바일은 소프트카드를 출시했다. 이는 NFC 지원 안드로이드폰과 외부 NFC 케이스가 부착된 아이폰 4, 아이폰 5에서 실행되었으나, 이후 구글에 인수되어 2015년 3월 31일 서비스가 종료되었다.
- 2015년 9월: 애플 페이의 경쟁 서비스인 구글의 Android Pay 기능이 출시되어 미국 전역에서 서비스를 시작했다.[51] 11월에는 스와치와 비자(Visa)가 "스와치 벨라미(Swatch Bellamy)" 손목시계를 이용한 NFC 금융 거래를 가능하게 하는 파트너십을 발표했다. 이 시스템은 중국은련 및 교통은행과의 파트너십을 통해 아시아에서 먼저 온라인으로 제공되었으며, 미국, 브라질, 스위스로 확대될 계획이다.[52]
초광대역(UWB) 기술은 더 먼 거리에서 데이터 전송이 가능하며, 블루투스 및 무선랜 기술과 함께 NFC 기술의 미래 대안으로 여겨지기도 한다.[53]
5. 블루투스와의 비교
NFC와 블루투스는 모두 휴대 전화 등에서 사용되는 비교적 짧은 거리의 무선 통신 기술이지만, 여러 측면에서 차이가 있다.
항목 | NFC | 블루투스 | 블루투스 저전력 |
---|---|---|---|
태그에 전원 필요 여부 | 아니오 | 예 | |
태그 비용 (추정) | 0.1달러 | 5달러 | |
RFID 호환성 | RFID (ISO/IEC 18000-3) | 활성 (Active) | |
표준화 기구 | ISO/IEC | Bluetooth SIG | |
네트워크 표준 | ISO/IEC 13157 등 | Bluetooth SIG 사양 (이전 IEEE 802.15.1) | |
네트워크 토폴로지 | 지점 간 (Point-to-point) | 무선 개인 영역 네트워크 (WPAN) | |
암호화 | RFID에서는 사용되지 않음 | 사용 가능 | |
통신 거리 | < 20cm | 약 100m (클래스 1) | 약 50m |
주파수 | 13.56 MHz | 2.4–2.5 GHz | |
비트 전송률 (최대) | 424 kbit/s | 2.1 Mbit/s | 1 Mbit/s |
연결 설정 시간 | < 0.1초 | < 6초 | < 0.006초 |
전력 소모량 | < 15mA (읽기) | 클래스에 따라 다름 | < 15mA (읽기 및 전송) |
NFC는 블루투스보다 통신 속도가 느리고 통신 거리가 훨씬 짧지만, 전력 소모가 적고 별도의 페어링(기기 간 연결 설정) 과정이 필요 없다는 장점이 있다.[88]
NFC는 일반 블루투스보다 연결 설정 시간이 0.1초 미만으로 매우 빠르지만, 블루투스 저전력(BLE)의 설정 시간(0.006초 미만)보다는 느릴 수 있다. 반면, 일반 블루투스는 연결 설정에 최대 6초가 소요될 수 있다. 데이터 전송 속도 면에서는 NFC(최대 424 kbit/s)가 블루투스 2.1(최대 2.1 Mbit/s)보다 느리다.
NFC의 최대 작동 거리는 20cm 미만으로 매우 짧다. 이는 통신 거리가 짧은 만큼 원치 않는 도청의 위험이 상대적으로 낮다는 장점으로 작용하며, 특히 혼잡한 환경에서 특정 기기 간의 통신을 명확히 하는 데 유리하다.[89]
NFC는 기존의 수동형 RFID(13.56 MHz 주파수 사용, ISO/IEC 18000-3 표준) 인프라와 호환된다. 전력 소모는 블루투스 저전력과 비슷하게 낮은 편이다. 그러나 NFC는 전원이 공급되지 않는 장치(예: 배터리가 없는 스마트카드, 전원이 꺼진 휴대전화 등)와 통신할 때 해당 장치의 태그를 활성화하기 위한 추가 전력이 필요하므로, 이런 경우에는 블루투스 저전력보다 더 많은 전력을 소모할 수 있다.[88]
NFC 기술의 활용도를 높이기 위해 NFC 포럼과 블루투스 SIG(Bluetooth Special Interest Group)는 NFC를 이용해 블루투스 기기를 간편하게 페어링하는 BTSSP(Bluetooth Secure Simple Pairing Using NFC) 표준 규격과, NFC 접촉을 통해 블루투스 연결로 원활하게 전환하는 NFC Connection Handover 규격을 공동으로 제정했다. 안드로이드 4.1 버전부터는 NFC, 블루투스, Wi-Fi를 함께 사용하여 데이터를 전송하는 안드로이드 빔 기능이 탑재되기도 했다.
6. 장점 및 단점
근거리 무선 통신(NFC)은 여러 장점과 단점을 동시에 가지고 있다. 대표적인 단거리 통신 기술인 블루투스와 비교하면, NFC는 통신 거리가 20cm 미만으로 매우 짧고 데이터 전송 속도(최대 424 kbit/s)도 느리다. 하지만 별도의 기기 설정(페어링) 없이 0.1초 이내로 빠르게 연결되며, 전력 소모가 매우 적다는 장점이 있다.[88] 짧은 통신 거리는 보안 측면에서 장점이 되기도 하는데, 혼잡한 곳에서 원치 않는 연결이나 정보 유출의 위험을 줄여준다.[89]
또한 NFC는 RFID 기술에 기반하여 전원이 없는 수동적인 태그(스티커, 카드 등)와도 통신할 수 있으며, 데이터 전송뿐 아니라 무선 충전 기능(NFC-WLC)도 지원한다. 이 무선 충전 기능은 기존 Qi 무선 충전 방식보다 충전 전력은 낮지만(최대 1W), 안테나 크기가 작아 소형 기기에 유리하다.[16]
반면, 상업적 활용에서는 QR 코드나 바코드 등에 비해 인식 속도가 느리다는 평가도 있다.
6. 1. 장점
근거리 무선 통신(NFC)은 기존의 마그네틱 카드, 접촉식 IC 카드, 또는 바코드·QR 코드와 같은 광학식 판독 방식과 비교했을 때 다음과 같은 장점을 가진다.[113][114]- 짧은 연결 시간: 광학식 판독 방식은 리더기나 카메라의 초점 거리 및 조절에 제약이 있지만, NFC는 기기를 가까이 대는 것만으로 빠르게 연결되므로 접근 정확도와 시간을 단축할 수 있다.
- 사용 편의성: NFC 태그에 리더·라이터 기기를 가까이 가져가거나, 반대로 기기에 태그를 가져다 대기만 하면 통신이 이루어지므로 사용이 간편하다.[115]
- 낮은 고장률: 마그네틱 방식이나 접촉식 IC 카드와 달리 비접촉 방식이므로, 태그나 리더·라이터 기기의 물리적 마모나 손상 가능성이 적어 고장률이 낮아진다.
- 기기 간 연동 강화: 휴대 기기 간의 P2P 통신, 블루투스나 Wi-Fi 연결 설정 간소화 등 다양한 연계 기능을 강화하고 단순화하는 데 응용될 수 있다.
- 표준화: NFC 태그 및 통신 프로토콜이 국제 표준(ISO)으로 제정되어 있어, 특정 표준에 얽매이지 않고 다양한 NFC 애플리케이션 개발이 가능하다.
- QR 코드 대비 장점: NFC 태그는 QR 코드와 비교되기도 하는데,[116] 실리콘 등의 피막으로 덮어도 인식이 가능하여 디자인을 해치지 않으며, QR 코드보다 어두운 환경에서도 사용하기 용이하다.[116]
6. 2. 단점
QR 코드와 비교했을 때 NFC 태그는 비용 측면에서 단점이 있다. QR 코드는 인쇄 비용만으로 생성이 가능하여 대량 배포가 용이하지만, NFC 태그는 개당 수십 원 정도의 비용이 발생하여 대량으로 사용하기에는 비용 부담이 크다.[116] 또한, 내용을 다시 쓸 수 있는 NFC 태그(NFC 스티커)도 판매되고 있어, 여러 사람이 사용하는 환경에서는 보안 등에 주의가 필요할 수 있다.[116]7. 보안
근거리 무선 통신(NFC)은 통신 거리가 수 센티미터로 매우 짧지만, 표준 NFC 기술 자체는 도청으로부터 보호되지 않으며 데이터가 변조될 위험이 있다. 따라서 애플리케이션에서는 안전한 통신 채널을 만들기 위해 상위 계층의 암호화 프로토콜을 사용해야 할 수 있다.
무선 데이터 전송에 사용되는 RF 신호는 안테나를 통해 가로챌 수 있다. 공격자가 RF 신호를 도청할 수 있는 거리는 여러 요인에 따라 달라지지만, 일반적으로 10m 미만이다.[57] 특히, 도청 가능성은 통신 방식의 영향을 크게 받는다. 스스로 RF 필드를 생성하지 않는 수동 장치는 능동 장치보다 도청하기 훨씬 어렵다. 공격자는 보통 능동 장치의 경우 10m 이내, 수동 장치의 경우 1m 이내에서 신호를 가로챌 수 있다.[58]
또한, NFC 장치는 일반적으로 ISO/IEC 14443 프로토콜을 포함하고 있어 릴레이 공격에 노출될 수 있다.[59][60] 이 공격 방식은 공격자가 중간에서 판독기의 요청을 원래 사용자(피해자)에게 전달하고, 사용자의 응답을 다시 판독기로 실시간 중계하여 마치 자신이 정상적인 사용자인 것처럼 행세하는 것이다. 이는 중간자 공격과 유사한 형태이다.[59] 실제로 두 개의 상용 NFC 장치나 NFC 기능이 있는 스마트폰 두 대만으로도 이러한 릴레이 공격을 구현할 수 있다는 것이 코드로 시연된 바 있다.[61]
8. 응용 분야
NFC는 양방향 통신을 지원하여 다양한 응용 분야에서 활용된다.
=== 신원 확인 및 접근 통제 ===
NFC 기기는 전자 신분증 및 키카드 역할을 할 수 있다.[78] 교통카드, 정기권, 로그인 카드, 자동차 키, 출입증 등에 사용되는 키 카드로 활용될 수 있으며,[78] NFC의 짧은 통신 거리와 암호화 지원은 개인 정보 보호 측면에서 RFID 시스템보다 유리하다.
=== 결제 시스템 ===
NFC는 비접촉식 결제 시스템에 널리 사용되며, 신용카드나 전자 티켓과 같은 기존 시스템을 대체하거나 보완하는 모바일 결제를 가능하게 한다. 이러한 시스템은 때때로 "NFC/CTLS" 또는 "CTLS NFC"라고 불리기도 한다.
- 안드로이드는 버전 4.4부터 호스트 카드 에뮬레이션(HCE)을 통해 안전한 NFC 기반 거래를 지원하여, 앱이 NFC 스마트 카드를 에뮬레이션하고 결제, 포인트 적립, 카드 접근 등 다양한 서비스를 제공할 수 있게 했다.
- 애플은 2014년 9월 아이폰 6 출시와 함께 애플페이를 선보이며 NFC 기반 거래를 지원하기 시작했다.[75][94] iOS 11부터는 타사 개발자 앱에서도 NFC 태그의 데이터를 읽을 수 있게 되었다.[76] 2019년 9월부터 iOS 13에서는 NFC 앱을 사용하여 NFC 태그를 읽고 라벨을 지정하는 것이 가능해졌다.
- 2022년 기준으로 영국에서는 애플페이, 구글페이, 삼성페이 등 5가지 주요 NFC 결제 앱이 사용되고 있으며, 모바일 결제 이용자 수가 크게 증가했다.[77]
- 마스터카드는 안드로이드와 블랙베리 플랫폼에서 PayPass의 NFC 지원을 추가했고,[91] 삼성전자는 비자와 협력하여 갤럭시 S4 스마트폰에 '페이웨이브' 애플리케이션을 탑재했다.[92]
- 마이크로소프트는 윈도우즈 폰 8과 윈도우즈 8 운영 체제에 기본 NFC 기능을 추가하고, "Wallet hub"를 통해 여러 NFC 결제 서비스를 통합 관리할 수 있도록 지원했다.[93]
- 구글 지갑은 사용자가 신용 카드 및 멤버십 카드 정보를 저장하고 NFC 지원 기기를 페이패스 단말기에 태그하여 결제할 수 있게 한다.[99]
=== 데이터 교환 및 연결 설정 ===
NFC는 연락처, 사진, 비디오 등 작은 파일을 공유하거나,[74] 더 빠르고 성능이 좋은 무선 연결을 쉽게 설정하기 위한 부트스트래핑 용도로 사용될 수 있다.[78]
- 안드로이드 빔은 NFC를 사용하여 기기 간 블루투스 페어링을 활성화하고 파일 전송 후 자동으로 블루투스를 비활성화하는 방식으로 작동했다.[79]
- 노키아, 삼성, 블랙베리, 소니 등 여러 제조사는 NFC를 이용해 블루투스 헤드셋, 미디어 플레이어, 스피커 등을 한 번의 탭으로 간편하게 페어링하는 기능을 제공했다.[80][81] Wi-Fi 네트워크 설정에도 동일한 원리가 적용될 수 있다.
- 삼성 갤럭시 기기의 S빔 기능은 NFC를 사용하여 MAC 주소와 IP 주소를 교환한 뒤, Wi-Fi 다이렉트를 통해 최대 300 Mbit/s의 빠른 속도로 파일과 문서를 공유한다.
=== 소셜 및 엔터테인먼트 ===
NFC는 소셜 네트워킹, 연락처, 문자 메시지, 포럼 공유, 사진이나 비디오 링크 공유[74] 등에 활용될 수 있으며, 멀티플레이어 모바일 게임에 접속하는 데에도 사용될 수 있다.[82]
=== NFC 태그 활용 ===
NFC 기능이 있는 스마트폰은 프로그래밍 가능한 NFC 태그 또는 스티커와 연동하여 다양한 작업을 자동화할 수 있다. 예를 들어, 태그에 스마트폰을 가까이 대면 특정 앱 실행, 휴대폰 설정 변경, 문자 메시지 전송 등의 명령을 수행하도록 설정할 수 있다.[83] 이러한 기능은 특정 회사나 제조사에 종속되지 않고 NFC 기능 스마트폰과 태그만 있으면 누구나 활용 가능하다.[83]
NFC 포럼은 2015년 서명 레코드 유형 정의(RTD) 2.0을 발표하여 NFC 태그 데이터의 무결성을 검증하고 태그 작성자를 식별하는 기능을 추가했다.[84]
=== 게임 분야 ===
NFC 기술은 비디오 게임 분야에서도 활발히 사용되고 있다.
- ''스카이랜더스: 스파이로의 모험''은 각 피규어에 고유 데이터를 저장하는 데 NFC를 활용한 초기 사례 중 하나이다.[85]
- 닌텐도는 Wii U 게임패드에 처음으로 NFC 기술을 기본 탑재했으며, 이후 닌텐도 3DS 시리즈(New 닌텐도 3DS/XL 내장, 구형 모델은 별도 리더기 사용)와 닌텐도 스위치 시리즈(조이콘 또는 본체 내장)에도 이 기술을 적용했다. amiibo 액세서리 시리즈는 NFC를 통해 게임 내 콘텐츠나 기능을 해제하는 데 사용된다.
=== 스포츠 분야 ===
아디다스 텔스타 18 축구공에는 NFC 칩이 내장되어 있어, 사용자가 스마트폰을 이용해 공과 상호작용할 수 있다.[86][87]
=== 서비스 배포 사례 ===
2011년 이후 전 세계적으로 수백 건의 NFC 시험 운영 및 상용 서비스가 진행되었다. 주요 사례는 다음과 같다.
지역/기업 | 내용 | 참조 |
---|---|---|
유럽 (오렌지) | 은행, 소매, 교통 등 다분야 NFC 기술 도입 | [95] |
아프리카 (에어텔 아프리카/오버처) | 15개국 배포 | [96] |
중국 (차이나텔레콤) | 2013년 서비스 시작, 은행 제휴, 결제/쿠폰/멤버십/교통 등 지원 | |
미국 (소프트카드) | 매장 내 결제 서비스 (전국 출시) | |
스페인 (보다폰/비자) | 스마트패스 모바일 결제 서비스 (SIM 카드 기반) | |
미국 (OTI) | NFC 리더기 공급 계약 (3년간 1000만달러 상당) | |
캐나다 (로저스 커뮤니케이션즈) | Suretap 가상 지갑 출시 (기프트 카드, 선불 마스터카드 충전/결제) | [97] |
스리랑카 | 최초의 근로자 스마트 카드에 NFC 사용 | |
캐나다 (팀 호튼스) | TimmyME 앱 (블랙베리 10)을 통한 선불카드 NFC 결제 | [98] |
독일, 오스트리아, 핀란드, 뉴질랜드, 이탈리아, 이란, 터키, 그리스 | 대중교통 NFC 티켓 시스템 시험 운영 | [100][101][102][103][104][105][106][107] |
리투아니아 (빌뉴스) | 2013년 대중교통 종이 티켓을 NFC 카드로 완전 대체 | [108] |
호주 (Bankmecu/Cuscal) | NFC 스티커 기반 결제 (Visa payWave) | |
인도 | 박스오피스 티켓팅에 NFC 도입 | [109] |
케냐 (구글/에퀴티 은행) | 베바페이: 대중교통 NFC 결제 시스템 (나이로비) | |
호주 (빅토리아주) | 2019년 대중교통 요금 지불에 안드로이드 NFC 시험 운영 시작 | [110] |
=== NFC의 장점 및 QR 코드와의 비교 ===
NFC는 기존의 마그네틱 카드, 접촉식 IC 카드, 바코드나 QR 코드와 비교했을 때 여러 장점을 가진다.[113][114]
- 빠른 연결: 기기를 가까이 대는 것만으로 빠르게 연결되어, 리더기나 카메라의 초점 조절이 필요한 광학식 판독 방식보다 시간을 단축할 수 있다.
- 사용 편의성: 단순히 태그에 기기를 근접시키기만 하면 되므로 사용이 간편하다.[115]
- 내구성: 비접촉 방식이기 때문에 마그네틱 카드나 접촉식 IC 카드보다 마모나 손상 가능성이 적어 태그와 리더기의 고장률이 낮다.
- 기기 간 연동 강화: 휴대 기기 간의 통신(P2P)이나 블루투스, Wi-Fi 인증 과정을 간소화하는 데 응용할 수 있다.
- 표준화: NFC 태그 및 통신 프로토콜이 국제 표준(ISO)으로 제정되어 있어, 표준에 기반한 애플리케이션 개발이 용이하다.
NFC 태그는 QR 코드와 비교되기도 하는데,[116] NFC 태그는 실리콘 피막 등으로 덮어도 인식에 문제가 없어 디자인 적용이 자유롭고, 비교적 어두운 환경에서도 사용할 수 있다는 장점이 있다.[116]
=== 활용 기업 예시 ===
다양한 기업들이 NFC 기술을 자사 서비스나 프로모션에 활용하고 있다.
- 비자: 탭 결제(Tap to pay) 서비스에 NFC 기술 적용.[125]
- 코카콜라: 호주에서 NFC를 이용한 소비자 프로모션 진행.[126]
9. 관련 기술
NFC 표준은 무선 주파수 식별(RFID) 표준, 특히 ISO/IEC 14443 및 FeliCa를 기반으로 한다.[6] 주요 관련 표준으로는 ISO/IEC 18092[7]와 NFC 포럼에서 정의한 표준들이 있다.
GSMA 그룹은 모바일 단말기 내 NFC 표준 배포를 위한 플랫폼을 정의했으며,[8] 여기에는 신뢰할 수 있는 서비스 관리자(TSM),[9][10] 단선 프로토콜, 테스트/인증 및 보안 요소 등이 포함된다.[11] GSMA는 NFC 서비스의 글로벌 상호 운용성을 보장하기 위한 인증 및 시험 표준을 개발하고,[66] 모바일 기기를 결제 및 비접촉 시스템에 연결하는 공통적인 글로벌 접근 방식을 정의하려는 '모바일 결제 이니셔티브'를 추진했다.[67][68] 그러나 모바일 단말기에서 NFC 프로토콜 배포를 둘러싼 GSMA 표준이 보편적으로 받아들여진 것은 아니다. 예를 들어, 구글의 호스트 카드 에뮬레이션(HCE)은 GSMA 표준 없이 NFC 프로토콜을 활용한다.[73]
NFC 포럼은 2004년 NXP 반도체, 소니, 노키아가 설립한 비영리 산업 협회로, NFC 기술의 표준화와 구현을 장려한다.[71] NFC 포럼 사양은 ISO/IEC 14443 Type-A와 Type-B를 각각 NFC-A, NFC-B로, FeliCa 통신 기술을 NFC-F로 지칭하며 이들을 지원한다.[117] 또한 카드 에뮬레이션 모드, P2P 모드, 리더/라이터 모드의 세 가지 작동 모드를 정의하고, NFC 태그의 공통 데이터 형식인 NDEF(NFC Data Exchange Format) 및 관련 레코드 유형 등의 사양을 정의한다. NFC 포럼은 기기와 서비스 간의 상호 운용성을 보장하기 위해 기기 준수 여부[4] 및 개인 영역 네트워크 적합성 인증도 수행한다.[4]
주요 국제 표준은 다음과 같다.
- ISO/IEC 18092 (NFC IP-1): 2002년 ECMA International에서 ECMA-340으로 처음 표준화되었고, 2003년 국제표준화기구(ISO)와 국제전기기술위원회(IEC)에서 ISO/IEC 18092로 제정되었다.[118] 이 표준은 ISO/IEC 14443 Type-A(MIFARE)와 FeliCa를 지원하며,[118] 소니와 NXP 반도체의 공동 개발을 통해 기존 비접촉식 IC 카드 기술과의 하위 호환성을 유지한다. 이를 통해 일본공업규격(JIS X 6319-4)이었던 FeliCa의 통신 방식(NFC Type F)이 국제 표준으로 인정받게 되었다.[119]
- ISO/IEC 21481 (NFC IP-2): 2005년 제정된 확장 규격으로, ISO/IEC 14443 Type B와 ISO/IEC 15693도 지원한다.[118][120]
기타 NFC 관련 표준화 기구는 다음과 같다.
NFC에 대한 특허 라이선싱 프로그램은 2011년에 설립된 특허 펀드인 France Brevets에서 배포 중이며, 이 프로그램은 돌비 래버러토리스의 자회사인 Via Licensing Corporation에서 개발했다.[12]
플랫폼에 독립적인 자유-오픈 소스 NFC 라이브러리인 `libnfc`는 GNU LGPL에 따라 사용할 수 있다.[13][14]
10. IC칩
NFC(Near Field Communicationeng)의 근접통신기술은 USIM칩 또는 IC칩과 함께 RF칩이 활용된다.
11. 주요 NFC 칩 제조사
제조사 | 주요 칩 모델 | 주요 탑재 기기 |
---|---|---|
브로드컴 | BCM20793[123] | 넥서스 4, 넥서스 10 |
INSIDE Secure | ||
인텔 | ||
NXP 반도체 | 65N04, 65V10 | 넥서스 7, HTC EVO 4G LTE, 아이폰 6 |
퀄컴 | QCA1990 | |
르네사스 일렉트로닉스 | ||
삼성전자 | ||
소니 | ||
ST마이크로일렉트로닉스 | ||
무라타 제작소 |
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