NFC » Alle Informationen zur Near Field Communication per Smartphone & Kreditkarte
Aktualisiert: 12.11.2024 | Lesedauer: 11 Minuten
Die Digitalisierung schreitet mit großen Schritten immer schneller voran und verändert unsere Arbeitswelt rasant. Der effiziente und sichere Austausch von Informationen wird dabei immer wichtiger. NFC-Technologie bietet hier vielfältige Möglichkeiten, Prozesse zu optimieren und die Produktivität zu steigern.
Near Field Communication ermöglicht die drahtlose Kommunikation über kurze Distanzen und eröffnet innovative Anwendungsfelder in Bereichen wie Logistik, Zutrittskontrolle, mobile Payment und Marketing.
Gerne geben wir Ihnen einen fundierten Einblick in die Funktionsweise von NFC und zeigen die Unterschiede zu verwandten Technologien wie RFID auf.
Wir erklären, wie Sie NFC in Ihrem Unternehmen einsetzen können, um Arbeitsabläufe zu vereinfachen und die Datensicherheit zu erhöhen. Dabei gehen wir auch auf die Sicherheitsaspekte und die Zukunft der NFC-Technologie ein.
Die drei Buchstaben NFC stehen für die englische Bezeichnung „Near Field Communication“. Wörtlich übersetzt heißt das Nahfeldkommunikation und bezeichnet den elektronischen Informationsaustausch auf kurze Distanz.
Dabei werden die in einem Speicherchip (NFC-Tag) vorhandenen Informationen drahtlos an ein Lesegerät übertragen. Die Übertragungsreichweite ist auf wenige Zentimeter begrenzt.
Aufgrund der geringen Reichweite und der relativ niedrigen Übertragungsrate von bis zu 424 kBit/s ist NFC keine Alternative zu Bluetooth. Vielmehr muss NFC als Erweiterung oder Ergänzung zu Bluetooth gesehen werden. So wird beispielsweise das Koppeln von Bluetooth-Geräten mithilfe von NFC wesentlich vereinfacht.
Vier verschiedene NFC-Typen
Man unterscheidet vier verschiedene NFC-Typen, die hauptsächlich darin abweichen, wie sie Daten übertragen und welche Kommunikationsprotokolle sie verwenden.
Dies wirkt sich auf Kompatibilität, Geschwindigkeit und spezifische Einsatzmöglichkeiten aus.
NFC-A:
- Basiert auf dem ISO/IEC 14443-A-Standard, der auch von vielen kontaktlosen Smartcards verwendet wird.
- Ermöglicht sowohl die passive als auch die aktive Nutzung von NFC-Tags.
- Verwendet Amplitude-Shift-Keying (ASK) zur Modulation der Signale.
- Ist der am weitesten verbreitete NFC-Typ und wird von den meisten NFC-fähigen Smartphones und Geräten unterstützt.
- Typische Anwendungsgebiete: mobiles Bezahlen (z.B. Apple Pay, Google Pay), Öffentlicher Nahverkehr (z.B. kontaktlose Fahrkarten), kontaktlose Tickets oder Ausweise.
NFC-B:
- Basiert auf dem ISO/IEC 14443-B-Standard.
- Verwendet Phase-Shift-Keying (PSK) zur Modulation. Gilt als robuster gegenüber Störungen und Rauschen.
- Ist weniger verbreitet als NFC-A, jedoch etabliert in bestimmten Nischen.
- Unterstützt verschiedene Sicherheitsfunktionen, die für sicherheitskritische Anwendungen relevant sind, und bietet eine höhere Datenrate als NFC-A.
- Typische Anwendungsgebiete: E-Government (z.B. in elektronischen Reisepässen), Supply Chain Management, Identifikation von Produkten.
NFC-F:
- Basiert auf einer Erweiterung des ISO/IEC 18092-Standards und dem japanischen Industriestandard (JIS) X 6319-4, auch bekannt als FeliCa.
- Verwendet ebenfalls Phase-Shift-Keying (PSK) zur Modulation.
- Wird hauptsächlich in Japan und einigen asiatischen Ländern eingesetzt.
- Bietet hohe Datenübertragungsraten und ermöglicht eine effiziente Kommunikation mit FeliCa-basierten Systemen.
- Typische Anwendungsgebiete: mobiles Bezahlen in Japan, Loyalty-Programme, öffentlicher Nahverkehr in Japan.
NFC-V:
- Basiert auf der internationalen Normenreihe ISO/IEC 15693 für Vicinity Integrated Circuit Cards.
- Ermöglicht die Kommunikation mit passiven NFC-Tags über größere Entfernungen als die anderen NFC-Typen: bis zu 1 Meter.
- Wird vorzugsweise für industrielle Anwendungen genutzt.
- Eignet sich besonders für Anwendungen mit hohem Datenvolumen.
- Typische Anwendungsgebiete: Lagerbestandstracking, Supply Chain Management, Asset-Tracking, Zugangskontrollsystem.
NFC basiert auf der RFID-Technik und ist ein international standardisiertes Übertragungsformat für den kontaktlosen Austausch von Daten. RFID steht für Radio Frequency Identification und beschreibt die Identifizierung mit elektromagnetischen Wellen.
Im Gegensatz zur RFID-Technik, bei der unterschiedliche Frequenzen (125 - 135 kHz, 13,56 MHz oder 860 - 960 MHz) genutzt werden, ist die Frequenz bei NFC auf 13,56 MHz festgelegt. NFC ist jedoch nicht einfach nur eine Untergruppe von RFID, sondern eine Weiterentwicklung mit eigenen Spezifikationen.
Ein wichtiger Unterschied liegt in der Kommunikationsreichweite: NFC ist auf wenige Zentimeter begrenzt, während RFID-Systeme je nach Frequenz auch über größere Distanzen von mehreren Metern funktionieren. Außerdem ermöglicht NFC bidirektionale Kommunikation, d.h. Daten können in beide Richtungen ausgetauscht werden.
Sogenannte NFC-Tags ermöglichen die Automatisierung vielfältiger Aktionen. NFC-Tags sind kleine, passive Chips, die mit NFC-fähigen Geräten ausgelesen und beschrieben werden können. Es gibt sie als Aufkleber, als Schlüsselanhänger oder auch in Kartenform. Demzufolge bietet NFC eine Reihe von Vorteilen, die sowohl im geschäftlichen als auch im privaten Umfeld genutzt werden können.
Automatisierung mit NFC-Tags
Mit Hilfe einer geeigneten App lassen sich NFC-Tags für den persönlichen Bedarf individuell per Smartphone programmieren. Wenn Sie das Firmengebäude verlassen, reicht es aus, das Smartphone kurz an den NFC-Tag im Firmenfahrzeug zu halten. Die WLAN-Funktion des Telefons wird dann automatisch deaktiviert und eine Bluetooth-Verbindung zur Freisprecheinrichtung aufgebaut. Ein weiterer NFC-Tag zu Hause könnte die Änderungen rückgängig machen und zudem z.B. die Lautsprech-Funktion aktivieren. Am Arbeitsplatz dagegen kann ein NFC-Tag dafür sorgen, dass das Smartphone automatisch in den Flugmodus geschaltet und mit dem firmeninternen WLAN verbunden wird.
Effizienter Datenaustausch
Aber es gibt noch viele weitere praktische Anwendungsmöglichkeiten. NFC ermöglicht den schnellen und unkomplizierten Austausch von Daten zwischen zwei NFC-fähigen Geräten. Kontaktdaten, Texte, Bilder, Videos oder Links lassen sich so mit minimalem Aufwand übertragen. Im geschäftlichen Kontext können beispielsweise Visitenkarten, Präsentationen oder Produktinformationen per NFC ausgetauscht werden.
Warenverfolgung mit NFC-Tags
Im Lager können NFC-Tags zur Identifikation und Verfolgung von Waren eingesetzt werden. Dazu werden NFC-Transponder an Verpackungen, Boxen, Regalen oder Paletten angebracht. Dadurch ist eine lückenlose Kontrolle des Warenflusses vom Wareneingang bis zum Warenausgang möglich. Im Gegensatz zu beschrifteten Etiketten sind NFC-Tags unempfindlich gegen Verschmutzung oder Ausbleichen und ein Sichtkontakt zum NFC-Tag ist auch nicht erforderlich.
Sicheres mobiles Bezahlen
Der Kaffee im Bistro oder die Karte an der Kinokasse lassen sich ebenfalls schnell und einfach per NFC bezahlen. Für das bargeldlose Bezahlen ist es ausreichend, einfach nur das Handy, auf dem der erforderliche Zahldienst aktiviert wurde, auf das Lesegerät aufzulegen. Die Authentifizierung erfolgt über PIN oder biometrische Verfahren, was die Sicherheit erhöht. Aber auch EC-Karten oder Kreditkarten ermöglichen diese bequeme Form des Bezahlens. Anstelle des Smartphones wird dann einfach die Kreditkarte auf das Lesegerät gelegt.
Vereinfachte Bluetooth-Kopplung
Mit der NFC Technologie werden Bluetooth-Anwendungen deutlich vereinfacht. Um z.B. einen Bluetooth-Kopfhörer mit einem Smartphone erstmalig zu koppeln, muss zunächst Bluetooth am Smartphone aktiviert werden. Dann muss das passende Gerät innerhalb der Funkumgebung gesucht und aktiviert werden. Zum Teil ist dann noch die Eingabe von Codezahlen erforderlich, um das Pairing bzw. die Kopplung abzuschließen. Anders sieht es aus, wenn beide Geräte NFC-fähig sind. Dann reicht es aus, die NFC-Funktion am Smartphone zu aktivieren und das Telefon an eine ausgewiesene Stelle am Kopfhörer zu halten. Schon ist die Bluetooth-Kopplung perfekt.
Damit die Nahfeldkommunikation funktioniert, muss zwischen den teilnehmenden Geräten ein elektromagnetisches Feld aufgebaut werden. Dieses Magnetfeld wird sowohl für die Datenübertragung, als auch zur Energieübertragung genutzt. Demzufolge gibt es bei der NFC-Übertragung ein aktives Gerät und einen passiven NFC-Tag.
Aufbau eines NFC-Tags mit Chip (1) und Spule (2).
Aktives Gerät
Das aktive Gerät kann ein NFC-fähiges Smartphone, Tablet, Notebook oder auch Lesegerät sein. Es verfügt über einen NFC-Chip und eine Funkspule, die als Antenne dient. Die Spule wird mit einer Frequenz von 13,56 MHz angesteuert und erzeugt dadurch ein ständig wechselndes Magnetfeld. Mit Hilfe des Magnetfeldes findet dann die Datenübertragung statt.
Passives Gerät
Passive NFC-Tags beinhalten einen Chip mit Speicher und eine Antennenspule. Wenn sich der Tag im Magnetfeld des aktiven NFC-Gerätes befindet, erzeugt die Spule des Tags durch Induktion eine Spannung. Dadurch wird der passive Tag mit Strom versorgt. Ist elektrische Energie ausreichend, startet der Tag die Datenübertragung bzw. den Datenempfang.
Hinweis:
Da die Funkspule in einem passiven Tag gleichzeitig auch als Generator für die elektrische Energie dient, benötigen passive Tags keine eigene Stromversorgung mit Netzteil, Akkus oder Batterien. Dadurch können NFC-Tags, Karten oder Sticker extrem flach gebaut werden. Die Integration in ein Poster oder ein Plakat ist dadurch problemlos möglich.
NFC-Modi
Neben dem reinen Auslesen von passiven NFC-Tags gibt es noch weitere Modi, die ein NFC-fähiges Gerät, wie z.B. ein Smartphone beherrscht:
Card emulation mode:
In dieser Funktion verhält sich das Smartphone oder Tablet wie ein passiver NFC-Tag (Kreditkarte oder Mitarbeiterausweis). Lesegeräte können das Smartphone identifizieren und Daten auslesen. So kann das Smartphone u.a. zum Bezahlen an einem NFC-Terminal verwendet werden.
Reader/writer mode:
Bei dieser Anwendung agiert das Smartphone wie ein NFC-Lesegerät. Es baut ein Magnetfeld auf und kann dadurch passive Tags sowohl auslesen als auch mit neuen Daten beschreiben. Die Anschaffung eines zusätzlichen NFC-Lesegeräts ist in diesem Fall nicht erforderlich.
Peer-to-peer Mode:
NFC ermöglicht nicht nur die Kommunikation zwischen einem aktiven Gerät und einem passiven Tag, sondern auch den bidirektionalen Datenaustausch zwischen zwei NFC-fähigen Geräten. In der Praxis können so einfach und schnell Visitenkarten-Informationen ausgetauscht werden.
NFC bietet im Vergleich zu anderen drahtlosen Kommunikationstechnologien einige Sicherheitsvorteile. Die geringe Reichweite von wenigen Zentimetern erschwert das unberechtigte Auslesen von Daten. Denn mit zunehmender Entfernung nimmt die Magnetfeldstärke rapide ab, wodurch eine Datenübertragung unmöglich wird.
Es ist aber sehr leicht möglich, ein NFC-fähiges Smartphone als Lesegerät zu nutzen. Im Menschengedränge könnte man so leicht den kompletten Datenbestand der Bankkarte inkl. Kartennummer und Ablaufdatum einer dicht nebenstehenden Person unberechtigterweise auslesen.
Achtung wichtig:
Um sich vor unberechtigten Datenzugriff zu schützen, sollten NFC-Karten immer in speziellen Schutzhüllen verwahrt werden.
Denn im dichten Menschengedränge kann sehr leicht und unbemerkt ein Smartphone oder Lesegerät an die Gesäßtasche angelegt und Kredit- oder Bankkarten ausgelesen werden.
Die Schutzhüllen schirmen in diesem Fall das Magnetfeld des Lesegerätes ab, sodass es zu keinem unberechtigten Datenaustausch kommen kann.
Ein weiteres Sicherheitsrisiko ist der Kartenverlust. Im Falle eines Diebstahls ist der physikalische Kartenbesitz vollkommen ausreichend, um auf Kosten anderer einzukaufen.
Aus diesem Grund sollte man die aktuellen Kontobewegungen stets im Auge behalten und bei Kartenverlust oder unberechtigten Abbuchungen die NFC-Karte sofort sperren lassen. Zudem sollte für diesen Fall auch die Haftung für finanzielle Verluste mit dem Geldinstitut abgeklärt sein.
Aber auch beim Smartphone ist Vorsicht geboten. Präparierte NFC-Tags, die z.B. über den Original-Tag eines Plakates geklebt wurden und diesen abschirmen, können Schadsoftware auf das Handy übertragen. In diesem Fall hilft es nur, den Virenscanner auf dem Mobiltelefon stets auf dem neuesten Stand zu halten.
Smartphone mit NFC
Damit das Handy ebenso wie eine NFC-fähige Bank- oder Kreditkarte funktioniert, muss im Vorfeld eine geeignete App (wie etwa Apple Pay, Google Pay oder eine Banking-App mit NFC-Funktion) installiert werden. In der App werden die Zahlungsdaten hinterlegt, z.B. die Kreditkartennummer oder die Bankverbindung.
Das Smartphone wird dann einfach an das NFC-Lesegerät gehalten, um die Zahlung auszulösen. Kleinere Geldbeträge können dann sofort und ohne Pin-Eingabe angewiesen werden.
Bei größeren Beträgen ist zur Sicherheit eine Authentifizierung des Smartphone-Besitzers erforderlich.
Wichtig:
Auch wenn das bargeldlose Bezahlen sehr einfach und bequem ist. Man sollte immer bedenken, dass man dem jeweiligen Dienstleister gegenüber sein Einkaufsverhalten vollkommen offen legt. Inwieweit diese Daten dann gewinnbringend weitergegeben werden, ist von den jeweiligen Dienstleistern abhängig und wird sehr unterschiedlich gehandhabt.
NFC-basierte Bezahlsysteme in Unternehmen
NFC-basierte Bezahlsysteme bieten verschiedene Vorteile für Unternehmen, wie etwa aus der Gastronomie und in Supermärkten:
- Schnellere Abwicklung von Zahlungen: Kontaktloses Bezahlen mit NFC ist schneller als Bargeldzahlungen oder das Einstecken einer Karte in ein Terminal. Dies kann zu kürzeren Wartezeiten an der Kasse führen und die Kundenzufriedenheit erhöhen.
- Verbesserte Hygiene: Da kein physischer Kontakt mit dem Kassenterminal erforderlich ist, trägt mobiles Bezahlen mit NFC zu einer verbesserten Hygiene bei.
- Moderne und innovative Erscheinung: Durch das Anbieten von NFC-basierten Bezahlsystemen können Unternehmen ein modernes und innovatives Image vermitteln.
In der Gastronomie und in Supermärkten ist die NFC-Technologie bereits fester Bestandteil. Nicht nur beim Bezahlvorgang. Mittlerweile nutzen immer mehr Unternehmen die praktischen NFC-Tags für cleveres Marketing.
Auch auf Messen und Ausstellungen. Print- und Online-Werbung lassen sich mit NFC-Plakaten und Flyern leicht kombinieren. Interessierte Besucher können bei Bedarf ohne langes Warten Produktinformationen und Bedienungsanleitungen erhalten oder auch Videos, Firmenpräsentationen und exklusive Inhalte abrufen.
Selbst Visitenkarten-Informationen lassen sich per NFC bequem und sicher austauschen.
Aber auch in der Industrie 4.0 wird die NFC-Technologie immer stärker genutzt. Aufgrund der stetig voranschreitenden Digitalisierung in Betrieben und Unternehmen bietet die bereits vorhandene Vernetzung die ideale Plattform zum Einsatz der NFC-Technik. Hier einige Einsatzmöglichkeiten:
Logistik und Bestandsmanagement
NFC-Tags werden einfach an Produkten, Paletten oder auch Containern angebracht. Ohne großen Aufwand können dann Informationen zur Ware wie Herkunft, Bestimmungsort, Stückzahl, Lagervoraussetzungen und vieles mehr ausgelesen und zeitnah in ein zentrales System übermittelt werden. Dies ermöglicht eine effiziente Warenverfolgung, vereinfacht die Inventur und optimiert die Lagerhaltung. Außerdem werden NFC-Tags auch zur Produktkennzeichnung und -authentifizierung eingesetzt, um Fälschungen zu verhindern.
Produktion und Überwachung
Bei Produktionsanlagen können Informationen wie Stückzahlen, Verbrauch oder Betriebsstatus erfasst und gespeichert werden. Die Informationen werden regelmäßig ausgelesen und an das übergeordnete System übermittelt, damit die Produktionsprozesse überwacht und optimiert werden. So können beispielsweise Maschinen mit NFC-Tags ausgestattet werden, um Informationen über ihren Wartungszustand zu speichern.
Wartungsplanung und Ausfallvermeidung
Nicht nur Produktionsdaten, auch Wartungsinformationen können gesammelt und ausgewertet werden. Durch die zentrale Erfassung können Wartungsarbeiten koordiniert und Ersatzteile disponiert werden, ohne dass dabei die laufenden Produktionsprozesse mehr als nötig beeinträchtigt werden. Dies trägt dazu bei, ungeplante Ausfallzeiten zu reduzieren und die Produktionsabläufe zu stabilisieren.
Zugangsberechtigung und Bedienerfreigaben
NFC-Transponder, NFC-Karten oder auch NFC-fähige Smartphones können als „Schlüssel“ zu bestimmten Räumlichkeiten oder Bereichen dienen. Dabei können die Berechtigungen individuell vergeben werden. Selbst das Freischalten von Computern oder Anlagen für einen berechtigten Personenkreis ist leicht möglich.
Fazit:
Anhand dieser wenigen Beispiele ist klar zu erkennen, wie NFC zur Kostensenkung, Prozessoptimierung, Effizienzsteigerung und Sicherung der Wertschöpfungskette beitragen kann. Dabei sind die Anwendungsmöglichkeiten der NFC-Technik ebenso vielfältig wie auch die Branchen, in denen sie zum Einsatz kommt. Denn die Einbindung in eine bereits bestehende IT-Infrastruktur ist in der Regel problemlos möglich. Doch nicht nur das. Aufgrund der relativ kurzen Übertragungsstrecken ist ein unberechtigtes Auslesen der Daten von außerhalb erheblich erschwert.
Die Zutrittskontrolle per RFID-Technologie ist schon seit Jahren erfolgreich im Einsatz. Allerdings ist die Technik mit Lesegerät und RFID-Transponder bzw. Transponderkarte eher unflexibel. Besonders für Firmen ist es immer ein gewisser Verwaltungsaufwand, externen Besuchern Zutritt zu bestimmten Büroräumen zu ermöglichen. Dazu mussten die Besucher sich zunächst an der Pforte bzw. dem Empfang anmelden und bekamen dann spezielle Zutrittskarten oder Chips für die Türöffnung ausgehändigt. Diese Besucherkarten mussten dann beim Verlassen des Betriebsgeländes unbedingt wieder zurückgegeben werden. Mit Hilfe cleverer NFC-Technik kann das alles entfallen.
Beispielsweise hat das Fraunhofer-Institut mit „Key2Share“ einen Standard entwickelt, der die Verwaltung von Zutrittsrechten wesentlich vereinfacht. Dabei werden NFC-fähige Smartphones als elektronische Schlüsselkarten verwendet.
Die Informationen, wer wann welchen Bereich betreten darf, werden in eine Datei geschrieben, aus der ein QR-Code generiert wird. Dieser Code kann dann problemlos auf die unterschiedlichste Weise verschickt werden. Der Empfänger scannt den Code und hat mit seinem NFC-Smartphone gleich die passende Schlüsselkarte in der Hand. Die Authentifizierung erfolgt über eine sichere Verbindung zwischen Smartphone und Zutrittsleser.
Der Einsatz von NFC-Technik ist eine einfache, schnelle und zuverlässige Möglichkeit, die Anwesenheitszeiten von Mitarbeitenden zu erfassen. Im Idealfall sind die notwendigen NFC-Tags in den Firmenausweisen mit integriert.
Die Lesegeräte werden im Firmengebäude an zentralen Stellen im Eingangsbereich, an bestimmten Arbeitszonen oder im Pausenbereich installiert.
Sobald der Firmenausweis oder eine registrierte NFC-Karte an das Lesegerät gehalten wird, werden die individuelle Personal-ID und der aktuelle Zeitstempel erfasst und zeitnah an die zentrale Zeiterfassungssoftware übermittelt.
Die elektronische Erfassung der Arbeitszeit mit NFC-Technik bietet Unternehmen zahlreiche Vorteile:
Einfach: Die Bedienung ist intuitiv und benötigt keine Schulung.
Präzise: Die Erfassung der Arbeitszeiten erfolgt sekundengenau.
Effizient: Die manuelle Erfassung der Arbeitszeiten entfällt.
Übersichtlich: Aktuelle Arbeitszeiten stehen jederzeit zur Verfügung.
Sicher: Eindeutige Zuordnung dank individueller Mitarbeiter-IDs.
Flexibel: Einbindung in unterschiedliche Arbeitszeitmodelle möglich.
Bei entsprechendem Zugriff auf die Zeiterfassungssoftware können Mitarbeitende auch im Homeoffice oder auf Dienstreise Arbeitszeiten online erfassen. Die von der Zeiterfassung gesammelten Daten können ohne großen Aufwand für Arbeitszeitberichte oder auch für die Lohn- und Gehaltsabrechnungen verwendet werden.
Wie sich die Near Field Communication bzw. die NFC-Chips in Zukunft noch weiter entwickeln werden, kann heute niemand konkret sagen. Aber der Trend geht dahin, dass sich die NFC-Technik immer weiter verbreiten wird. Im B2B-Bereich wird NFC voraussichtlich eine wichtige Rolle bei der Optimierung von Prozessen und der Steigerung der Effizienz spielen, insbesondere in den Bereichen mobiles Bezahlen, Industrie 4.0 und Internet der Dinge (IoT), bei dem Geräte über das Internet miteinander kommunizieren.
Das NFC-fähige Smartphone wird über kurz oder lang auch das Portemonnaie ersetzen. Dabei werden dann auch gleich die vielzähligen Plastikkarten, die gewöhnlich im Geldbeutel mitgeführt werden, eliminiert. Selbst der Personalausweis und der Führerschein in Kartenform werden dann vermutlich nicht mehr erforderlich sein. Das alles wird durch unsere smarten Telefone übernommen.
Aber auch die Einbindung von Wareables wird immer interessanter. NFC-Tags können in (Arbeits-) Kleidung oder Accessoires integriert werden, um dann mit Smartphones, Smartwatches oder Smart Glasses Informationen auszutauschen.