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1 1 Einführung Historische Entwicklung Historische Entwicklung von RFID Historische Entwicklung der Chipkarten Historische Entwicklung von NFC Die NFC-Technologie Das NFC Forum Die ersten Mikrochips, Geräte und Hersteller NFC-ICs Mobiltelefone 9 Literatur 11 2 Technische Grundlagen Induktive Kopplung Magnetisches Feld Magnetische Spannung Magnetische Feldstärke Magnetische Flussdichte Magnetischer Fluss Induktivität Gegeninduktivität Kopplungsfaktor Induktion Transformator Schwingkreis Energieversorgung Datenübertragung Modulationsverfahren Codierungsverfahren Datenübertragung vom Lesegerät zum Transponder Datenübertragung vom Transponder zum Lesegerät 26 Bibliografische Informationen digitalisiert durch

2 x Inhalt 2.4 Mehrfachzugriffsverfahren Antikollision 28 Literatur 32 3 Smartcard Technologie Definition: Smartcard Klassifizierung Funktionalität Kommunikationsschnittstelle Physikalische Eigenschanen Identifikationskarten nach ISO/IEC Kontaktbehaftete Chipkarten nach ISO/IEC Kontaktlose Chipkarten nach ISO/IEC Übertragungsprotokolle Kontaktbehaftete Chipkarten nach ISO/IEC Kontaktlose Chipkarten nach ISO/IEC Vergleich der Standards ISO/IEC 7816 und ISO/IEC FeliCa ISO/IEC Aufbau von Smartcards Speicherkarten Prozessorkarten Betriebssysteme Dateisystem Befehle Sicherheit von Smartcard-Mikrochips Klassifizierung von Angriffen Attacken und Schutzmaßnahmen 69 Literatur 72 4 Beispiele für kontaktlose Chipkarten MIRARE MIFARE Ultralight MIFARE Classic MIFARE Application Directory FeliCa Dateisystem Befehlssatz 82 Literatur 85 5 NFC-Technologie Einführung und Überblick Normierungsaktivitäten Das NFC Forum Zusammenspiel der Standards und Protokolle 89

3 5.2 Peer-to-Peer-Modus Passiver Kommunikationsmodus Aktiver Kommunikationsmodus Initialisierung und Datenaustausch Logical Link Control Protocol (LLCP) Reader/Writer-Modus Card-Emulation-Modus Arbeitsweise NFCIP Mode Switching Activities Spezifikation Sicherheit Angriffsmöglichkeiten NFCIP-1 Security Services and Protocol (NFC-SEC) 106 Literatur 107 Datenformate NFC-Forum-Tags Type Type Type Type NFC Data Exchange Format (NDEF) NDEF Record NDEF Message MIME Media Types NFC Record Type Definition (RTD) NFC Forum Well-known Types NFC Forum External Types Text Record Type URI Record Type Smart Poster Record Type Generic Control Record Type Signature Record Type Connection Handover 137 Literatur 143 Architektur mobiler NFC-Geräte NFC im Mobiltelefon: Zusammenspiel der Standards Aufbau eines mobilen NFC-Geräts Beteiligte Organisationen NFC-Controller Energieversorgung Secure Element Aufgaben und Anforderungen 155

4 7.3.2 Varianten Aufbau und Funktionsweise Lebenszyklus Parallele Verwendung mehrerer Secure Elements Host'/Basisbandcontroller Schnittstellen von Secure Element und NFC-Controller NFC Wired Interface (NFC-WI) Single Wire Protocol (SWP) Host Controller Interface (HCI) NFC Controller Interface (NCI) Softwareentwicklung für mobile NFC-Geräte Java Micro Edition (Java ME) Smartcard Webserver Windows Mobile und andere Betriebssysteme Sicherheitsaspekte Schaltbare NFC-Funktion Verbindung zwischen Secure Element und Hostcontroller Sichere Ein-und Ausgabe 184 Literatur 185 Over-the-Air (OTA) Management Einleitung GlobalPlatform Trusted Service Manager GlobalPlatform Messaging Rollenverteilung Application Developer Application Owner Application Provider Supplementary Security Domain Manager Controlling Authority Card Issuer Cardholder CardEnabler Loader Card Manufacturer IC Manufacturer Platform Owner Platform Developer OTA Deployment Simple Mode Delegated Mode Authorized Mode Anforderungen an einen Trusted Service Manager Infrastruktur Organisation 201

5 xüi Personal Hardware und Software Netzwerk und Kommunikation 202 Literatur Anwendungen der NFC-Technologie Das NFC Forum N-Mark Bezahlen mit NFC Das NFC-Mobiltelefon als Kreditkarte Das NFC-Telefon als Prepaid-Karte Das NFC-Telefon als Debitkarte Öffentlicher Personennahverkehr Prepaid-Tickets im Secure Element SMS-Tickets ohne Secure Element (Wiener Linien) Postpaid-Modell Die Kredit- oder Bankkarte als Fahrkarte Rhein-Main-Verkehrsverbund (RMV) Deutsche Bahn Touch and Travel" Hemmnisse und Erfolgsfaktoren Kino- und Konzertkarten Bestellung der Karten Zustellung und Entwertung der Karten Zutritt Hotels Firmengebäude Tourismus-Anwendungen Produktinformationssystem Fotos übertragen mit NFC und Bluetooth McDonald's in Japan Essensservice für ältere Menschen Konferenz- und Eventmanagement Wachdienste Industrieanwendungen Medizinische Anwendungen Datenerfassung für die klinische Forschung Öffentliches Gesundheitswesen in Entwicklungsländern Generische NFC-Plattform 237 Literatur Javaprogrammierung für NFC JSR SATSA-APDU SATSA-JCRMI SATSA-PKI SATSA-CRYPTO 246

6 xiv Inhalt 10.2 JSR Gemeinsame Schnittstelle PushRegistry und JSR NDEF-Records Secure Element Transaktionen Nokia-Erweiterungen zu JSR Peer-to-Peer-Paket PushRegistry Zugriff auf das Secure Element 257 Literatur 257 Sachverzeichnis 259