WIRTSCHAFTSUNIVERSITÄT WIEN Vienna University of Economics and Business Bachelorarbeit

Hiermit versichere ich, dass 1. ich die vorliegende Bachelorarbeit selbständig und ohne Verwendung unerlaubter Hilfsmittel

verfasst habe. Alle Inhalte, die direkt oder indirekt aus fremden Quellen entnommen sind, sind durch entsprechende Quellenangaben gekennzeichnet.

2. die vorliegende Arbeit bisher weder im In- noch im Ausland zur Beurteilung vorgelegt bzw.

veröffentlicht worden ist. 3. diese Arbeit mit der beurteilten bzw. in elektronischer Form eingereichten Bachelorarbeit

übereinstimmt. 4. (nur bei Gruppenarbeiten): die vorliegende Arbeit gemeinsam mit Vorname(n),

Familienname(n) entstanden ist. Die Teilleistungen der einzelnen Personen sind kenntlich gemacht, ebenso wie jene Passagen, die gemeinsam erarbeitet wurden.

Datum Unterschrift

Deutscher Titel der Bachelorarbeit NFC – Near Field Communication: Smartphone Unterstützung - Konkrete Umsetzung und Initiativen – NFC-Tags als Bedienerleichterung für Smartphones

Englischer Titel der Bachelorarbeit

NFC – Near Field Communication: Smartphone support – Specific implementations and initiatives - NFC-Tags for simplification of Smartphone usage

Verfasser/in Familienname, Vorname(n)

Moripek, Martin

Matrikelnummer 0950823

Studium Wirtschaftsinformatik

Beurteiler/in Titel, Vorname(n), Familienname

ao.Univ.Prof. Ing. Mag.Dr.phil Mag.Dr.rer.soc.oec. Roman Brandtweiner MSc.

Kurzfassung

Near Field Communication (NFC) ist eine internationale Übertragungstechnologie zum

kontaktlosen Austausch von Daten über kurze Distanzen. Die relativ junge Technologie bringt

neue und aufregende Anwendungsgebiete für Mobilgerät-basierte Plattformen.

Nutzer von NFC-fähigen Geräten können jetzt durch Halten ihres Gerätes an andere NFC-

fähige Elemente beispielsweise Zahlungen tätigen, Zugang zu geschlossenen Räumen

verschaffen, Informationen zu Produkten erhalten oder einfach nur Daten von Gerät zu Gerät

übertragen.

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Verwendung von NFC-Tags zur Bedienerleichterung

für Smartphones. Dabei werden Funktionen des Smartphones mithilfe von NFC-Tags

ausgelöst. Dies erhöht nicht nur den Bedien-Komfort des Mobilgerätes, sondern der

Smartphone-Nutzer kann zudem viel Zeit sparen, da die manuelle Ausführung der Funktionen

überflüssig wird.

Im ersten Abschnitt der vorliegenden Bachelorarbeit werden die Charakteristiken, die

historische Entwicklung und die Vor- und Nachteile der Technologie Near Field

Communication (NFC) beschrieben.

Im Anschluss werden dem Leser die aktuell verfügbaren NFC-Smartphones und deren

Plattformen vorgestellt.

Der zweite Abschnitt veranschaulicht konkrete Umsetzungsbeispiele und Initiativen der NFC

Technologie. Außerdem werden alle Länder aufgezählt in denen die kontaktlose Technologie

bereits Anwendung findet und in welchem Entwicklungsstadium sie sich im jeweiligen Land

gerade befindet (Stand September 2013).

Abschließend wird das Resultat eines Fallbeispiels, das im Rahmen dieser Bachelorarbeit

durchgeführt wurde, präsentiert. Es wurden dafür drei Personen, die ein NFC-fähiges

Smartphone besitzen, mit NFC-Tags ausgestattet und durften über einen Zeitraum von vier

Wochen verschiedene Funktionen zur Bedienerleichterung des Smartphones, mithilfe der

NFC Technologie, testen. Daraufhin wurde ihre Erfahrung mittels einer qualitativen

Befragung ermittelt.

I

Inhaltsverzeichnis

Kurzfassung ......................................................................................................................................... I

Abkürzungsverzeichnis ................................................................................................................ IV

Abbildungsverzeichnis ................................................................................................................. VI

Tabellenverzeichnis .................................................................................................................... VII

1 Einleitung.................................................................................................................................... 1

2 Near Field Communication (NFC)....................................................................................... 2

2.1 Definition von NFC ........................................................................................................................ 2

2.2 Entwicklung von NFC ................................................................................................................... 2

2.2.1 Historische Entwicklung von RFID .................................................................................................. 2

2.2.2 Historische Entwicklung der Chipkarte (=Smartcards) .......................................................... 2

2.2.3 Historische Entwicklung von NFC .................................................................................................... 3

2.2.4 Österreichische Studie 2006 .............................................................................................................. 5

2.3 Funktionsweise von NFC ............................................................................................................ 6

2.3.1 Grundlagen ................................................................................................................................................. 6

2.3.2 Betriebs-Modi ......................................................................................................................................... 11

2.3.3 Hardware-Architektur ........................................................................................................................ 14

2.3.4 NFC Tags ................................................................................................................................................... 17

2.4 NFC-Smartphones ...................................................................................................................... 19

2.4.1 NFC-Smartphone-Plattformen ......................................................................................................... 20

2.5 Anwendungsgebiete.................................................................................................................. 28

2.5.1 Service Initiierung ................................................................................................................................. 28

2.5.2 Pairing von Geräten .............................................................................................................................. 29

2.5.3 Peer-to-Peer Datentransfer .............................................................................................................. 29

2.5.4 NFC Secure Karte ................................................................................................................................... 30

2.6 Vorteile und Nachteile von NFC ............................................................................................ 31

2.6.1 Vorteile ...................................................................................................................................................... 31

2.6.2 Nachteile ................................................................................................................................................... 32

3 Konkrete Umsetzung und Initiativen von NFC ........................................................... 33

3.1 Internationale Verbreitung von NFC .................................................................................. 33

3.2 Konkrete Anwendungsbeispiele .......................................................................................... 35

3.2.1 Bezahldienste .......................................................................................................................................... 35

3.2.2 Transportwesen ..................................................................................................................................... 42 II

3.2.3 Zugangskontrollen und Schließsysteme ...................................................................................... 42

3.2.4 Advertising ............................................................................................................................................... 43

4 Fallbeispiel: Mehr Komfort mit NFC am Smartphone .............................................. 45

4.1 Einleitung ...................................................................................................................................... 45

4.2 Vorbereitung ............................................................................................................................... 48

4.2.1 Beschaffen von Equipment................................................................................................................ 48

4.2.2 Konfiguration des Smartphones ..................................................................................................... 50

4.2.3 Erstellen von Fragen ............................................................................................................................ 52

4.3 Ergebnis der Befragung ........................................................................................................... 53

5 Ausblick und Fazit ................................................................................................................ 59

Literaturverzeichnis ....................................................................................................................... V

III

Abkürzungsverzeichnis

AEE Application Execution Environment

APP Application

ASK Amplitude-Shift Keying

FeliCa Felicity Card

GSM Global System for Mobile Communications

HDLC High Level Data Link Control

IEC International Electrotechnical Commission

I²C Inter-Integrated Circuit

IP Internet Protocol

ISO International Organization for Standardization

JIS Japanese Industrial Standards

LLCP Logical Link Control Protocol

LTE Long Term Evolution

NDEF NFC Data Exchange Format NFC Near Field Communication

NFC-WI NFC Wired Interface

P2P Peer-to-Peer

PCD Proximity Coupling Device

PICC Proximity Integrated Circuit Card

PIN Personal Identification Number

POS Point of Sale

RF Radio Frequency

RFID Radio Frequency Identification

RIM Research in Motion

SIM Subscriber Identity Module

SMC Secure Memory Card

SNEP Simple NDEF Exchange Protocol

SPI Serial Peripheral Interface

SWP Single Wire Protocol

TAG Transponder

TEE Trusted Execution Environment

UI User-Interface IV

UICC Universal Integrated Circuit Card

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

URL Uniform Resource Locator

USB Universal Serial Bus

WLAN Wireless Local Area Network

WU Wien Wirtschaftsuniversität Wien

V

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: NFC-Mobilteleone ............................................................................................... 4

Abbildung 2: NFC/RFID Eigenschaften .................................................................................... 6

Abbildung 3: NFC im Vergleich zu anderen Drahtlostechnologien .......................................... 7

Abbildung 4: Datenübertragung zwischen NFC-Schnittstellen ................................................. 8

Abbildung 5: Active Mode ......................................................................................................... 9

Abbildung 6: Passive Mode ..................................................................................................... 10

Abbildung 7: NFC Betriebs-Modi............................................................................................ 11

Abbildung 8: NFC Protokolle .................................................................................................. 13

Abbildung 9: NFC Hardware Architektur ................................................................................ 14

Abbildung 10: NFC-Tag Bauarten ........................................................................................... 18

Abbildung 11: NFC TagInfo (von NXP für Android) ............................................................. 21

Abbildung 12: NFC TagWriter (von NXP für Android) .......................................................... 21

Abbildung 13: NFC Task Launcher (Android) ........................................................................ 22

Abbildung 14: NFC mit Bada .................................................................................................. 23

Abbildung 15: NFC Tag Writer (Windows Phone 8) .............................................................. 24

Abbildung 16: NFCShortcuts (BlackBerry) ............................................................................. 25

Abbildung 17: NFC mit BlackBerry 7.1 .................................................................................. 26

Abbildung 18: NFC Tag Writer (Symbian^3 Belle) ................................................................ 26

Abbildung 19: NFC Tag Writer (MeeGo) ................................................................................ 27

Abbildung 20: Service Initiierung mit NFC ............................................................................. 29

Abbildung 21: NFC-Smartphone als Secure Karte .................................................................. 30

Abbildung 22: MasterCard PayPass Devices ........................................................................... 36

Abbildung 23: Bezahlen mit Google Wallet ............................................................................ 38

Abbildung 24: NFC-Check-In Clarion Hotel ........................................................................... 42

Abbildung 25: NFC Advertising: McDonald`s Happy Table .................................................. 43

Abbildung 26: NFC-Poster von Universal Music .................................................................... 44

Abbildung 27: NFC-Smartphone: Samsung Galaxy S4 ........................................................... 48

Abbildung 28: NFC-Tags für das Fallbeispiel ......................................................................... 49

Abbildung 29: Fallbeispiel: NFC Task Launcher Konfiguration 1/3 ...................................... 50

Abbildung 30: Fallbeispiel: NFC Task Launcher Konfiguration 2/3 ...................................... 51

Abbildung 31: Fallbeispiel: NFC Task Launcher Konfiguration 3/3 ...................................... 51

VI

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: NFC-Tag Typen ...................................................................................................... 18

Tabelle 2: NFC-Smartphones ................................................................................................... 19

Tabelle 3: Länder mit NFC-Implementierung ......................................................................... 34

Tabelle 4: Google Wallet NFC-Geräte ..................................................................................... 39

VII

1 Einleitung

Seit den 90er Jahren ist die Nutzung von Mobiltelefonen erheblich gestiegen. Heute besitzt

mehr als 80% der Weltbevölkerung, das sind mehr als 5 Milliarden Menschen, ein

Mobiltelefon, wobei 1,08 Milliarden allein Smartphones sind. Ganze 89% der Anwender

benutzen ihr Smart-Phone täglich über den gesamten Tag [1]. Daraus ergeben sich täglich

unzählige Stunden, die der Nutzer mit dem Bedienen des Mobiltelefons verbringt. Laut einer

Studie von Dr. James Roberts schauen Anwender durchschnittlich 150 Mal am Tag auf das

Telefon und können es nicht für 6 Minuten aus den Augen lassen [2].

Telefonieren, E-Mails lesen/beantworten, Social-Media-Anwendungen verwenden, Web-

browsen, Navigieren, Textnachrichten schreiben, Musik hören u.v.m. gehören zu den

Standard-Anwendungen. Abgesehen von diesen Anwendungsbeispielen, die dem

Smartphone-Anwender einen gewissen Nutzen beziehungsweise Unterhaltung bieten, gibt es

zahlreiche Routine-Vorgänge, die durchgeführt werden müssen, um die gewünschten

Aktionen auslösen zu können. Zu denen gehören der Verbindungsaufbau zu WLAN-

Netzwerke, GSM/UMTS/LTE-Netzwerke, Freisprech-Anlagen, Lautsprecher, Bluetooth-

Netzwerke, um beispielsweise Daten zu anderen Geräten zu übertragen; Starten von App`s

vor einer Suchanfrage oder Navigation; Stummschalten des Gerätes vor einem Meeting, oder

Schlafengehen; Durchführen von Mobile-Banking-Zahlvorgängen; De-/Aktivieren von

verschiedenen Funktionen, um zum Beispiel Batterie zu sparen, u.v.m. Diese Routine-

Vorgänge sind nicht nur überflüssig für die eigentliche Aktion, sondern kosten auch wertvolle

Zeit und wirken sich negativ auf den Komfort der Anwender aus.

Mit der Einführung von NFC auf Smartphones im Jahre 2010 wurde für dieses

Effizienzproblem eine Lösung geschaffen. Routine-Prozesse können somit vereinfacht bzw.

komplett automatisiert werden, sodass der Anwender schneller, bequemer und vor allem

zeitsparender arbeiten kann.

NFC bietet zahlreiche unentdeckte Möglichkeiten, ist einfach zu konfigurieren und erleichtert

dem modernen Nutzer das Leben in vielen Situationen.

1

2 Near Field Communication (NFC)

2.1 Definition von NFC

Near Field Communication (NFC), auf Deutsch auch Nahfeldkommunikation genannt, ist

eine Drahtlostechnik auf Induktionsbasis zum Austausch von Nachrichten über kurze

Distanzen von bis zu 10cm. Sie ist international genormt und kann die maximale

Datenübertragungsrate von 424 kBit/s erreichen [3].

Eingesetzt wird die Technologie seit einigen Jahren in den Bereichen Zugangskontrolle,

bargeldloses Bezahlen und dient als innovatives Feature in Smartphones.

2.2 Entwicklung von NFC

NFC wurde im Jahre 2002 von den Unternehmen NXP Semiconductors und Sony auf Basis

von zwei jahrzehntelang erprobten und sich bewährten Technologien (RFID & Chipkarte)

entwickelt. Da NFC sehr stark auf diese Technologien aufbaut, wird zunächst kurz auf deren

Entwicklung eingegangen. Anschließend wird mit der Entwicklung von NFC fortgefahren.

2.2.1 Historische Entwicklung von RFID

Der Ursprung der Entwicklung von RFID liegt im zweiten Weltkrieg. Sie wurde für die

automatische Freund-Feind-Erkennung eingesetzt, und wird bis heute noch erfolgreich

angewendet. Dabei war es wichtig die Person rechtzeitig und vor allem kontaktlos zu

erkennen. Im Jahre 1970 kamen die ersten einfachen kommerziellen RFID-Lösungen auf den

Markt. Ein Beispiel dafür ist das elektronische Warensicherungssystem. In den 80er Jahren

erweiterte sich das Programm durch die Tieridentifikation und das Mautsystem. 1990 folgten

das E-Zutrittskontrollsystem, das E-Ticketing und diverse andere Systeme. Dank des enormen

technologischen Fortschritts ließen sich Transponder stark verkleinern und ihre Preise sanken

kontinuierlich bis um das Zehnfache [3].

2.2.2 Historische Entwicklung der Chipkarte (=Smartcards)

1950 gab Diners Club, die in den USA lokalisiert sind, als erstes Unternehmen, die

Plastikkarte für den überregionalen Zahlungsverkehr aus. Mit der Gründung der 2

Kreditkartenunternehmen Visa und MasterCard verbreitete sich das bargeldlose

Bezahlmedium sehr rasch. Auf diesen Karten waren zunächst weder ein Chip noch eine

elektronische Kennung integriert. Lediglich eine Aufprägung verbesserte die

Fälschungssicherheit. Kurz daraufhin entwickelte man Magnetstreifen, die Daten speichern

konnten und statt einer Unterschrift-Anforderung eine PIN-Abfrage ermöglichten. Jedoch

waren Magnetstreifen nicht sicher vor Lese- und Löschvorgängen. Weshalb sich das

Abspeichern des PINs auf dem Magnetstreifen für die Offline-Abfrage nicht als sinnvolle

Option zeigte. Als Alternative bat sich die Möglichkeit die Daten online abzufragen, die

jedoch mit hohen Kosten verbunden war. Schließlich führte die Suche nach einer besseren

Lösung zur Entwicklung des Chips.

1970 gelang es Wissenschaftlern, Rechnerlogik und Datenspeicher auf einem einzigen

Siliziumplättchen mit wenigen Quadratmillimetern Fläche zu integrieren. Der Einsatz von

Chipkarten für Telefonie wurde zum ersten Mal im Jahre 1984 realisiert und stieg bereits

1986 auf mehrere Millionen. Im Jahre 1995 führte Österreich QUICK ein und war das erste

Land mit einem weltweit flächendeckenden und elektronischen Geldbörsensystem.

Die Kompatibilität zwischen den Kreditkartenorganisationen zu gewähren, war eines der

wichtigsten Herausforderungen für die zukünftige Verbreitung von Chipkarten [3].

2.2.3 Historische Entwicklung von NFC

Die führenden Kontaktlos-Chip-Hersteller NXP Semiconductors und Sony entwickelten im

Jahre 2002 auf Basis von RFID und Chipkarten die Technologie Near Field Communication

(NFC). Nach dem Zusammenkommen mit Nokia im Jahre 2004, gründeten die drei

Unternehmen das NFC Forum, das bereits 2010 mehr als 150 Mitglieder zählte. Das NFC-

Forum hat das Ziel eine weltweit einheitliche Standardisierung für die NFC-Technologie zu

ermöglichen. Die ersten NFC-Anwendungen zeigen wie sehr Nokia, eines der

Gründungsmitglieder, die Entwicklung in Richtung Mobiltelefone gelenkt hat. In fast allen

Beispielen emuliert das Mobiltelefon eine kontaktlose Chipkarte oder wird als Lesegerät für

kontaktlose Chipkarten verwendet.

Anfang 2005 wurde das erste kommerziell verfügbare NFC-Mobiltelefon, Nokia 3220

(Abbildung 1), von Nokia hergestellt und zum Verkauf freigegeben. Die Gehäuseschale des

Telefons war mit einem integrierten NFC-Modul, der „NFC Shell“, ausgestattet [4] [5]. Somit

war das Secure Element, das dem Smartcard-Mikrochip entspricht, zur Emulation

kontaktloser Chipkarten direkt in das Telefon integriert. Im selben Jahr brachte Samsung das

3

Handy-Modell D500E (Abbildung 1) auf den Markt, das die gleichen Eigenschaften wie das

Nokia-Handy besaß [6].

Des Weiteren wurde Samsungs „D55E“ beim Feldversuch 2005 in Caen, Frankreich

eingesetzt. 200 Teilnehmer konnten sechs Monate lang mit dem NFC-Telefon Tickets für

Parkplätze kaufen, an den Kassen im Einzelhandel bezahlen und touristische Dienstleistungen

abrufen. Das Konsortium für die Umsetzung des Feldversuchs bildeten die Firmen France

Telecom, Samsung, Groupe LaSer, NXP und Vinci Park.

Im Jahre 2005 fand ein weiterer Feldversuch in der Stadt Hanau bei Frankfurt statt, der vom

Rhein-Main-Verkehrsverbund (RMV) gestartet wurde. Mit dem NFC-Telefon konnten

Fahrscheine für den öffentlichen Personennahverkehr gekauft werden.

Wichtig dabei war es die Kompatibilität der Anwendung zum bestehenden Chipkartensystem

zu gewährleisten. Die Test-Phase dauerte zehn Monate und wurde von den Partnern

Vodafone, Nokia, NXP und der RMV realisiert.

Im Jahre 2006 stellte Sagem (Abbildung 1) das erste NFC-Mobiltelefon „my700X“ vor, das

eine SIM-Karte als Secure Element unterstützte. Die Kommunikation mit der SIM-Karte

erfolgte mithilfe des Single Wire Protocols. Im November desselben Jahres wurde die

Entwicklung in Österreich ebenfalls mit einem NFC-Feldversuch vorangetrieben. Der

Versuch fand an der Fachhochschule Oberösterreich in Hagenberg statt und wurde von NFC

Research Lab Hagenberg, NXP, der Mobilkom Austria und der A1 Bank veranlasst (siehe

Kapitel 2.2.4).

Abbildung 1: NFC-Mobilteleone

a Nokia 3220 mit „NFC Shell“, b Samsung D500E, c Sagem my700X. Quelle [7] [8] [9]

Im Jahre 2007, nach der erfolgreichen Realisierung des Feldversuchs in Hagenberg, startete

Österreich, als erstes Land, das große kommerzielle NFC-Roll-Out. Es wurden Bahnhöfe,

4

Getränkeautomaten und U-Bahnstationen mit mehr als 1000 NFC-Tags ausgestattet. Beteiligt

waren die Mobilkom Austria, die Wiener Linien, die österreichischen Bundesbahnen (ÖBB)

und das NFC Research Lab der Fachhochschule in Hagenberg.

Dies ermöglichte den Benutzern mit dem NFC-Mobiltelefon Nokia 613, das in jedem A1-

Shop erworben werden konnte, Fahrscheine, U-Bahntickets und Snacks von Automaten zu

kaufen.

Im Dezember 2010 veröffentlichte Samsung Electronics das erste NFC-Smartphone: Samsung

Nexus S (siehe auch Kapitel 0) [3] [10].

Im Jahre 2011 wurden die Smart-Tags von Sony entwickelt. Sie ermöglichen mithilfe von

Smartphones, Daten und Befehle auf die Tags zu speichern und diese durch Berührung

auszuführen [11].

Seit dem NFC auf Smartphones unterstützt wird, verbreitet sich die Technologie rasant. Sie

wird in zahlreichen Ländern auf der Welt weiterentwickelt und in der Praxis innovativ

umgesetzt (mehr dazu in Kapitel 3).

2.2.4 Österreichische Studie 2006

Der erste NFC-Feldversuch in Österreich startete im November 2006 an der Fachhochschule

Oberösterreich in Hagenberg bei Linz.

In einem gemeinsamen Projekt erprobten Mobilkom Austria, die FH OÖ Campus Hagenberg,

NXP Semiconductors Austria und Voestalpine Informationstechnologie über ein Jahr lang die

neue kontaktlose Übertragungstechnologie NFC in der Praxis. Insgesamt nahmen 100

Testpersonen teil, die per NFC Zutritt zu Hörsälen, Laboren und der FH-Garage hatten und in

den Kantinen und bei Automaten per NFC-Handy zahlen konnten. Als Zahlungsmittel wurde

eine Prepaid-Börse über das Mobilfunknetz verwendet oder alternativ an einem stationären

Auflade-Terminal gegen Bargeld aufgeladen. Die Buchungen über das Mobiltelefon wurden

bei der nächsten Monatsabrechnung automatisch vom Mobilfunkbetreiber in Rechnung

gestellt. Die Angestellten der Fachhochschule konnten Bonuspunkte für die Vergütung von

Mittagessen mit dem NFC-Telefon sammeln. Diese Anwendung war zur bestehenden Lösung

mit Chipkarten, die als Studentenausweis dienten, kompatibel.

Des Weiteren wurden zwei Informationsterminals aufgestellt, an denen die Teilnehmer

aktuelle Nachrichten, Mittagsmenüs und Stundenpläne auf ihr NFC-Telefon übertragen

konnten. Die Informationen waren offline und über ein von der Fachhochschule entwickeltem

5

Programm am Mobiltelefon abrufbar. Eine weitere wichtige Anwendung gewährte den Zutritt

zu Gebäuden, Laboren sowie Seminar- und Vorlesungsräumen.

Die Besonderheiten am NFC-Feldversuch in Hagenberg waren die vielen unterschiedlichen

Anwendungen, die im NFC-Telefon integriert wurden. Damit wurde unter Beweis gestellt,

dass NFC in einem größeren Feldversuch multiapplikationsfähig ist.

Im Jahre 2007 wurde der Feldversuch um touristische Anwendungen erweitert. Es wurden

intelligente Plakate an Sehenswürdigkeiten, wie dem Schloss, dem Softwarepark und anderen

Orten befestigt, mit denen Benutzer von NFC-Telefonen Texte und Bilder auf das

Mobiltelefon laden konnten. Das Nutzungsverhalten der Teilnehmer wurde untersucht und in

einer Studie veröffentlicht. Die Ergebnisse zeigten, dass vor allem die Zutritts- und

Bezahllösungen für die Konsumenten sehr attraktiv waren. Die Technologie wurde

überwiegend als leicht bedienbar und modern empfunden [12].

2.3 Funktionsweise von NFC

2.3.1 Grundlagen

Die Anwendung der Technologie Near Field Communication (NFC) gibt dem Benutzer den

Eindruck eine gewöhnliche drahtlose Datenschnittstelle zwischen elektronischen Geräten, so

wie auch Infrarot oder das Bluetooth, zu verwenden. Jedoch bietet NFC darüber hinaus

zusätzliche Eigenschaften, die ein RFID-System charakterisiert.

Festgelegt ist, dass die Datenübertragung von NFC auf der Technologie von RFID basiert.

NFC arbeitet immer auf einer standardisierten und unlizenzierten Frequenz von 13,56 MHz,

die weltweit verfügbar ist. Im Gegensatz dazu wird RFID in einem großen Bereich von

Frequenzen, die von 120kHz bis 10GHz reichen, eingesetzt (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2: NFC/RFID Eigenschaften

Quelle [13]

6

Grundsätzlich gibt es drei Kernpunkte, die NFC von RFID unterscheiden (siehe Abbildung

2):

1. NFC ermöglicht eine Zwei-Wege-Kommunikation und kann somit für komplexere

Interaktionen, wie die Card-Emulation oder Peer-to-Peer (P2P) sharing, verwendet

werden (mehr dazu in Kapitel 0).

2. Die Reichweite bei der Datenübertragung mittels NFC ist auf circa 10 cm oder

weniger beschränkt.

3. Mittels NFC besteht nicht die Möglichkeit mehrere NFC-Tags zur gleichen Zeit

einzuscannen.

Abbildung 3 zeigt in welchem Kommunikationsabstand und in welcher Geschwindigkeit

NFC im Vergleich zu anderen Drahtlostechnologien arbeitet.

Abbildung 3: NFC im Vergleich zu anderen Drahtlostechnologien

Quelle [16]

Das physikalische Prinzip der Datenübertragung zwischen zwei NFC-Schnittstellen

funktioniert mithilfe der elektromagnetischen Induktion. Jede NFC-Schnittstelle verfügt über

einen Sender und einen Empfänger. Dabei kommunizieren Sender und Empfänger in der

gleichen Frequenz (13,56MHz) und verwenden für die Übertragung eine großflächige Spule

oder Leiterschleife, die als Antenne fungiert. Auf diese Antenne wird wechselweise

zugegriffen (siehe Abbildung 4). Die Datenübertragungsraten von 106 kbit/s, 212 kbit/s und

424 kbit/s werden derzeit unterstützt und höhere Raten werden in der Zukunft erwartet.

7

Abbildung 4: Datenübertragung zwischen NFC-Schnittstellen

Quelle [14]

Die einzelnen NFC-Schnittstellen müssen vor jeder Kommunikation die Funktion Initiator

oder Target einnehmen. Der Initiator ist das NFC-Gerät, das die Kommunikation startet,

während das Target auf die Anfrage antwortet.

Die NFC-Datenübertragung unterscheidet zwischen zwei verschiedenen Verfahren, dem

aktive Mode und dem passive Mode [15].

2.3.1.1 Active Mode

In diesem Modus generieren beide NFC-Geräte, Initiator und Target, aktiv ihr eigenes

elektromagnetisches Feld für die Kommunikation. Dies bedeutet, dass auch beide

Teilnehmer eine eigene Energiequelle für die Datenübertragung benötigen. Bevor jedoch

mit der Kommunikation begonnen werden kann, muss der Initiator kontrollieren, ob bereits

ein anderes elektromagnetisches Feld in der Umgebung vorhanden ist. Trifft dies nicht zu,

wird vom Initiator ein eigenes erstellt.

Automatisch wird der gewünschte Kommunikationspartner, der sich in unmittelbarer Nähe

befindet, als Target (=Empfangsgerät) aktiviert und die Informationsübermittlung gestartet.

Falls das Target-Gerät Daten sendet, wird der Übertragungsprozess invertiert und das

Target-Gerät wird zum Initiator. Dadurch, dass immer nur ein Gerät zur selben Zeit senden

kann, erfolgt die Übertragung im Wechselbetrieb. Dieser Vorgang erzeugt im NFC-Gerät

ein Schwingkreis, das die Energie in der Spule und dem eingebauten Kondensator

abwechselnd umlagert. Die perfekte Abstimmung der Elemente aufeinander ist dabei

äußerst wichtig. Für die Datenübertragung selbst wird das

Amplitudenmodulationsverfahren (ASK) verwendet. [14]

8

Abbildung 5: Active Mode

Quelle [17]

2.3.1.2 Passive Mode

Ein besonderes Merkmal des passiven Modus ist, dass das elektromagnetische Feld nur

vom Initiator erzeugt wird. Die Daten werden ähnlich wie im Active Mode mit dem

Amplitudenmodulationsverfahren (ASK) moduliert. Dabei wird nach dem Senden des

Datensatzes die Verbindung nicht unterbrochen, sondern ohne Modulation weitergeführt.

Dies ermöglicht dem Target ohne eigene Energieversorgung mithilfe der Lastmodulation

(=load modulation) dem Initiator zu antworten.

Die Lastmodulation ist nur dann möglich, wenn die Eigenresonanzfrequenz des Tags und

die Sendefrequenz des Lesegerätes gleich sind. Das Target verändert dabei das

elektromagnetische Feld des Initiators, indem es dem Feld Energie entzieht. Für diesen

Prozess werden Lastwiderstände im Tag (=passives Gerät) ein- beziehungsweise

ausgeschaltet und somit die Rückwirkung zum Lesegerät verändern. Die Steuerung der

Lastwiderstände wird durch Daten am Tag aktiviert. Das Lesegerät registriert die

Veränderung im Signal und kann auf dieser Weise die Daten erfassen [17].

9

Abbildung 6: Passive Mode

Quelle [17]

In der Regel können Geräte mit NFC-Unterstützung zwischen dem Aktive Mode und dem

Passive Mode wechseln. Standardmäßig befindet sich jedes NFC-Gerät im passiven Modus.

Dies hat den Vorteil, dass Geräte mit Akku-Betrieb nicht dauerhaft sendebereit sein müssen

und resultierend Energie sparen können. Außerdem kann, wie schon in Kapitel 2.3.1.2

erläutert wurde, ein NFC-Gerät im Passive Mode ebenfalls auf Signale antworten. Dieser

Anwendungsfall kann beispielsweise in Zutritts-Systemen und Bezahl-Transaktionen

stattfinden. Hierbei werden NFC-fähige Mobiltelefone ähnlich wie eine NFC-Chipkarte, die

offline arbeitet, verwendet. Das Mobiltelefon kann ausgeschaltet bleiben und wird trotzdem

vom Lesegerät erkannt und gelesen. Daher ist es ohne Bedenken möglich, auch bei leerem

Akku, Zugang zu bekommen oder an der Kassa NFC-Payment zu verwenden. Erfordert die

Anwendung jedoch den Active Mode, kann das NFC-Gerät sofort den Status wechseln und

als Initiator agieren.

Ausgenommen von den NFC-Geräten, die ihren Status beliebig von aktiv auf passiv oder

umgekehrt wechseln können, gibt es auch NFC-Geräte die dauerhaft passiv sind. Diese sind

zum Beispiel NFC-Bankomatkarten, NFC-Tags usw. Sie fungieren ausschließlich als Target

und haben keine eigene Energieversorgung.

10

2.3.2 Betriebs-Modi

Die NFC Technologie stattet jedes Mobilgerät mit der Option aus, zwischen den folgenden

standardisierten Betriebsarten zu wechseln (siehe Abbildung 7):

• Card Emulation Modus

• Peer-to-Peer-Modus

• Reader/Writer-Modus

Dank dieser Vielseitigkeit können NFC-Geräte in verschiedensten Anwendungsfällen

eingesetzt werden (mehr dazu in Kapitel 3). Die Grundlage der drei Kommunikationsarten

sind die Datensicherungs- und Bitübertragungsschichten von ISO/IEC 18092, ISO/IEC 14443

und JIS X 6319-4 (FeliCa), die auch allgemein als Proximity-Systeme bezeichnet werden [3].

Es handelt sich hierbei um Systeme mit einer Reichweite bis zu zehn Zentimetern.1

Abbildung 7: NFC Betriebs-Modi

Quelle [16]

1 In Proximity-Systemen bezeichnet man die aktive Komponente als Proximity Coupling Device (PCD) und den passive Transponder als Proximity Integrated Circuit Card (PICC) [3].

11

2.3.2.1 Card-Emulation-Modus

In diesem Modus schaltet sich das NFC-Gerät in den passiven Modus und

agiert wie eine kontaktlose Smartcard. Das bedeutet, dass das NFC-Gerät

selber kein RF-Feld aufbaut, sondern als Target fungiert. Für die

Kommunikation verwendet es die Lastmodulation (siehe Kapitel 2.3.1.2).

Der größte Vorteil liegt darin, dass das NFC-Gerät im Card-Emulation-Modus keine eigene

Stromversorgung braucht. Dessen NFC-Chipsatz wird über das induktiv gekoppelte

Lesegerät versorgt. Verwendet man ein Mobiltelefon, das Kreditkartendaten oder

Ticketinformationen in dessen emulierten Smartcard gespeichert hat, kann man diese auch

aus dem ausgeschalteten Mobiltelefon oder bei leerem Akku auslesen. Diese Möglichkeit

steigert die Verfügbarkeit und Flexibilität des NFC-Gerätes.

Außerdem ist die Kommunikation mit RFID-Lesegeräten möglich. Somit können NFC-

Geräte problemlos mit bestehenden Smartcard-Infrastrukturen kommunizieren. Der Card-

Emulation-Modus kann beim kontaktlosen Bezahlen an der Kassa, bei Zugangskontrollen

und beim Ticketing Anwendung finden.

2.3.2.2 Reader/Writer-Modus

In dem Reader/Writer-Modus arbeitet das NFC-Gerät wie ein RFID-Reader.

Es versorgt das NFC-Zielgerät mit Strom und ermöglicht das Auslesen der

Daten, die auf dem Chip des passiven Gerätes gespeichert worden sind.

Daher fungiert der Reader/Writer als aktive Komponente der kontaktlosen Kommunikation.

Ein besonderes Merkmal ist, dass ebenfalls RFID-Tags ausgelesen werden können.

Solche Tags sind zum Beispiel in sogenannten Smart-Poster eingebaut und erlauben den

Anwendern durch eine Berührung des Posters mit dem Lesegerät, das in den meisten Fällen

dem Mobiltelefon entspricht, Informationen über den Inhalt des Posters zu holen. Diese

Daten können gespeichert werden oder weitere Aktionen, wie beispielsweise das Einleiten

eines Bestellprozesses, auslösen [3] [18].

12

2.3.2.3 Peer-to-Peer-Modus

Im Peer-to-Peer-Modus (P2P) kommunizieren zwei gleichberechtigte

NFC-Geräte miteinander. Für den Datenaustausch werden die Standards

ISO/IEC 18092, ISO/IEC 14443-2,3,4 und JIS X6319-4 verwendet.

Die Geräte können im P2P Active Mode oder im P2P Passiv Mode operieren. Im

P2PActive-Active Mode generieren beide Geräte ein elektromagnetisches Feld, um Daten

zu senden. Somit agiert jede von ihnen abwechselnd als Reader(Initiator) und Smartcard

(Target). Dieser Modus ist komplexer, zeitaufwändiger und verbraucht die Batterie von

beiden Geräten. Andererseits ermöglicht er neue Funktionen und eine interaktive

Kommunikation.

Im P2PActive-Passive Mode ist ein Gerät der Initiator und verhält sich wie ein Reader,

wobei der andere das Target ist und sich als eine simulierte Smartcard ausgibt. Für die

Energieversorgung verwendet das Target das Trägersignal des Initiators. Man kann diesen

Modus wie eine Kombination aus den Reader/Writer- und Card-Emulation-Modus

betrachten. Der Unterschied liegt an der Kommunikationsgeschwindigkeit und dem

Anwendungsgebiet. Der P2P-Modus ist vergleichsweise langsamer, da zusätzliche

Protokolle, angewendet werden müssen. Hierbei kommen wichtige Protokolle wie das

Logical Link Control Protocol (LLCP) und das Simple NDEF Exchange Protocol (SNEP)

zum Einsatz (siehe Abbildung 8).

Typische Anwendungsgebiete für den P2P-Modus ist der einfache und kontaktlose

Austausch von elektronischen Visitenkarten, Musik und anderen Daten zwischen

Mobiltelefonen oder die Kopplung von Geräten [3] [18].

Abbildung 8: NFC Protokolle

Quelle [18]

13

2.3.3 Hardware-Architektur

Die NFC Technologie baut auf die folgenden vier Hauptkomponenten auf:

• Host/Basisbandcontroller

• NFC-Controller

• Secure Element

• NFC-Antenne

Abbildung 9: NFC Hardware Architektur

Quelle [19]

2.3.3.1 Host/Basisbandcontroller

Der Host/Basiscontroller wird auch als Application Execution Environment (AEE)

bezeichnet. Er beinhaltet alle Komponenten und Anwendungen des Mobilgerätes, die den

Betrieb des mobilen Betriebssystems ermöglichen. Diese sind zum Beispiel die

Kommunikationsschnittstellen WLAN, Bluetooth, GSM, UMTS; die Steuerung des

Bildschirmes oder der Tastatur.

Die Ausführungsumgebung dieses Controllers basiert auf einer Softwareebene und ist

daher vor Angriffen auf Anwendungen mit sensiblen Daten nicht sicher [3] [19].

2.3.3.2 NFC-Controller

Der NFC-Controller stellt die Verbindung zwischen der Antenne, dem Host-Controller und

dem Secure Element her. Zwischen dem Host-Controller und dem NFC-Controller finden

verschiedene Schnittstellen, wie das Serial Peripheral Interface (SPI), das Inter-Integrated

14

Circuit (I²C) und das Universal Serial Bus (USB) Verwendung. Für die Kommunikation

mit dem Secure Element werden typische Smartcard-Schnittstellen, wie das NFC Wired

Interface oder das Single Wire Protocol (SWP), verwendet.

Im Grunde fungiert der Controller zwischen der analogen Luft-Schnittstelle und den

anderen digitalen Schnittstellen als Modulator und Demodulator.

In einigen NFC-Anwendungsfällen müssen der NFC-Controller und das Secure Element

trotz ausgeschaltetem Gerät bzw. leerer Batterie funktionieren. Dieses ist zum Beispiel der

Card Emulation Mode in dem das Mobiltelefon als Zahlungsmittel verwendet wird. Für

solche Fälle muss die Schnittstelle zwischen NFC-Controller und Secure Element die

Möglichkeit haben das Secure Element über den NFC-Controller mit Energie zu versorgen.

Dabei empfängt der NFC Controller die Energie über die Luft-Schnittstelle.

Des Weiteren besteht die Möglichkeit den NFC-Controller mit mehreren Secure Elementen

zu koppeln [3] [19].

2.3.3.3 Secure Element

Die meisten Mobilgeräte bieten keine sichere Option, sensible Daten direkt auf dem Gerät

zu speichern. Wobei für den Großteil der Applikationen, wie zum Beispiel den

Authentifikations- oder Bezahlungsprozess, solch eine sichere Ausführungsumgebung

(Trusted Execution Environment - TEE) benötigt wird. Die sensiblen Daten sollten vor

unbefugtem Eingriff und Manipulation geschützt sein. Dazu müssen die Daten

verschlüsselt und auf einem sicheren Chip abgespeichert werden. Üblicherweise werden

diese Anforderungen von einer Smartcard unterstützt.

Um solch ein Secure Element ordnungsgemäß im NFC-System einzubinden, bestehen

mehrere Möglichkeiten, die jeweils ihre Vor- und Nachteile haben:

• Software ohne spezielle Hardware

Dies ist die flexibelste und unabhängigste Variante der drei, jedoch muss sie im

Application Execution Environment (AEE) ausgeführt werden und ist somit ohne

Hardware-Element nicht sicher gegen Angriffe.

• Fest im Mobiltelefon integrierte Hardware

Die vertrauenswürdigste Lösung ist das fest integrierte Hardware-Element (Secure

Element) im Mobilgerät. Mit dem festen Einbau ist es Teil des Hosts. Die

Kommunikation mit dem Secure Element und dem NFC-Controller funktioniert wie

15

eine Smartcard oder das NFC Wired Interface (NFC-WI) 2. Der größte Nachteil

dieser Variante ist die fehlende Flexibilität beim Wechsel des Mobilgerätes. Bei

jedem Gerätewechsel müsste der Mobilfunkbetreiber die sensiblen Daten auf dem

Gerät löschen und auf das neue Gerät übertragen. Dies ist mit erheblichem Aufwand

verbunden.

• Austauschbare Hardware

Diese Variante stellt in den Meisten Fällen die beste Option zwischen Sicherheit

und Flexibilität dar. Als Secure Element wird dabei eine austauschbare Hardware

wie zum Beispiel eine Secure Memory Card (SMC) oder eine Universal Integrated

Circuit Card (UICC) verwendet. Die SMC vereint die Funktionen eines Smartcards

und einer üblichen Speicherkarte. Die UICC ist gleichzusetzen mit einer Subscriber

Identity Module (SIM)-Karte, das von Mobiltelefonen verwenden wird. Aktuelle

SIM-Karten verfügen nur über einen freien Connector von 8 verfügbaren

Connectoren auf dem Chip. Daher wurde extra für diese Zwecke das Single Wire

Protocol (SWP)3 von dem European Telecommunication Standards Institute (ETSI)

eingeführt. Im Gegensatz zur Speicherkarte ist der Eigentümer der SIM-Karte der

Mobilfunkbetreiber. Somit muss der Mobilfunkbetreiber mit dem Secure Service

Betreiber kooperieren. Ein Nachteil dieser Technologie ist der mögliche

Kostenzuschlag für die aufwendigere Hardware-Schnittstelle, die für die

austauschbare Hardware zur Verfügung stehen muss [3] [14].

2 NFC Wired Interface (NFC-WI) ist ein zwei Draht Schnittstelle für den Datenaustausch zwischen dem NFC-Controller und dem Secure Element. NFC-WI ist in ECMA-373: Near Field Communication Wired Interface (NFC-WI) standardisiert. 3Das Single Wire Protocol (SWP) ist in ETSI TS 102 613: UICC – Contactless Front-end (CLF) Interface; Part 1: Physical and data link layer characteristics standardisiert. SWP ist eine Ein-Draht-Schnittstelle über die, Daten für die Kommunikation und Energie übertragen werden. Eine Master-Slave-Schnittstelle ist die Basis der Kommunikation. Der Master ist immer der NFC-Controller und das Secure Element übernimmt die Rolle des Slaves. Dadurch dass keine direkte Verbindung zwischen Host und dem Secure Element besteht, wird die gesamte Kommunikation über den NFC-Controller abgewickelt. Dabei wird die Datenübertragung vom High Level Data Link Control (HDLC) Protocol verwaltet. Da das Secure Element die Energie vom NFC-Controller bezieht, ist es eine optimale Lösung für NFC Anwendungen, die auch ohne Energie des Hosts arbeiten sollen [3] [14] [20].

16

2.3.4 NFC Tags

Eine der Kern-Funktionen der NFC Technologie ist die kontaktlose Kommunikation mit

passiven NFC-Tags. Sie haben die Fähigkeit Applikationen zu starten, Funktionen

auszurufen, Daten zu speichern und abzufragen und vieles mehr.

NFC-Tags werden zurzeit von verschiedensten Firmen auf der ganzen Welt produziert und

weiterentwickelt. Millionen Tags sind bereits im Umlauf und die Tendenz ist steigend. Das

bedeutet, dass Menschen sehr bald mehrmals am Tag in verschiedensten Situationen mit

NFC-Tags konfrontiert sein werden. Diesbezüglich ist es sehr wichtig, dass Produzenten bei

der Entwicklung von NFC-Tags darauf achten, damit die Standards gleich gehalten werden,

damit die Kommunikation mit anderen NFC-Geräten reibungslos funktioniert [21].

2.3.4.1 Grundlagen von NFC-Tags

NFC-Tags sind passive Geräte, die mit aktiven NFC-Geräten kommunizieren können.

Üblicherweise werden sie für die folgenden Anwendungen verwendet:

• URLs abspeichern und abrufen

• Visitenkartendaten abspeichern und abrufen

• Weitere Informationen zu Poster und Werbung abrufen

• Makro-Funktionen für Smartphones abspeichern und abrufen

(zum Beispiel: WLAN ausschalten, GPS einschalten, SMS senden)

• Social-Media-Aktionen ausführen (zum Beispiel: „Liken“ in Facebook,

Standortdaten posten)

Im Jahre 2006 wurde vom NFC Forum im Hinblick auf die Kommunikation zwischen

NFC-Reader/Writer und NFC-Tag die erste standardisierte Technologie Architektur

veröffentlicht. Diese beinhalteten das NFC Data Exchange Format (NDEF) und drei

weitere Definitionen (Record Type Definition). Damit wurden die Verwendung von Smart-

Postern und das Lesen von Text- und Internetquelle ermöglicht [21].

2.3.4.2 Typen von NFC-Tags

Es wurden vier NFC-Tag Typen(Typ 1, 2, 3, 4) vom NFC-Forum definiert. Sie

unterscheiden sich unter anderem in der Größe, im Format und in der Geschwindigkeit.

Tag-Typen 1, 2 und 4 basieren auf dem Standard: ISO 14443, der ebenfalls für Smartcards

Verwendung findet. Tag-Typ 3 basiert auf dem japanischen Industrie Standard (JIS) X

6319-4, der auch als FeliCa bekannt ist.

17

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die verschiedenen NFC-Tag Typen:

Typ 1 Typ2 Typ 3 Typ 4

Speicherkapazität 96 Bytes 48 Byte bis 144 Byte 1 KB bis 9 KB 4 KB bis 32 KB

Lese-

/Schreibgeschwindigkeit 106 kbit/s 106 kbit/s

212kbit/s - 424

kbit/s bis 424 kbit/s

Lese-/Schreibzugriff Lesen/Schreiben

oder nur Lesen

Lesen/Schreiben

oder nur Lesen

Lesen/Schreiben

oder nur Lesen

Lesen/Schreiben

oder nur Lesen

Tag-Bezeichnungen Broadcom Topaz NXP Mifare Ultralight

NXP Mifare Ultralight C

NXP NTAG 203 Sony FeliCa

NXP DESFire

NXP SmartMX-

JCOP

Norm ISO 14443A ISO 14443A JIS X 6319-4 ISO 14443,

ISO 7816-4

Tabelle 1: NFC-Tag Typen Quelle [3] [22]

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass Tag Typen 1&2 sich von den Tag Typen 3&4 stärker

unterscheiden als untereinander. Dies spiegelt sich sowohl in der Geschwindigkeit als auch in

der Speicherkapazität.

Alle Typen sind sowohl lesbar als auch beschreibbar oder wahlweise nur lesbar. Jedoch muss

bei Typ 3&4 die Wiederbeschreibbarkeit oder die „nur Lesbarkeit“ (Read Only) schon beim

Hersteller konfiguriert werden. Dies macht Sinn, wenn man die Daten auf dem NFC-Tag vor

Manipulation schützen will. Während Tag Typ

3 kaum eine Anwendung in Amerika und

Europa findet, wird Tag Typ 4 für zahlreiche

Anwendungen, wie kontaktloses Bezahlen

oder Ticketing, verwendet. Ein Beispiel für

Ticketing mit Tag Typ 3 ist die Barclaycard4

und das NFC-unterstützte Londoner Transport

System. NFC-Tags gibt es in verschiedenen

Bauarten. Einige Beispiele sind in Tabelle 1

dargestellt [27].

4 Barclaycard ist ein Kreditkarteherausgeber mit einer Zweigniederlassung des britischen Bankhauses Barclays Bank PLC. Sie war im Jahre 1966 die erste Kreditkarte im Vereinigten Königreich, die eingeführt wurde. Heute hat Barclaycard international mehrere Millionen Kunden [25] [26].

Abbildung 10: NFC-Tag Bauarten Quelle [23]

18

2.4 NFC-Smartphones

Seit der Einführung des weltweit ersten NFC-Smartphones Samsung Nexus S im Jahre

2010/11, kamen mittlerweile über 90 verschiedene NFC-Smartphones von mehr als 15

unterschiedlichen Herstellern auf den Markt. Viele der Geräte haben die NFC-Technologie fix

eingebaut, andere verfügen über eine optionale Aufrüstmöglichkeit (siehe Tabelle 2) [24].

Smartphone Platform Smartphone Platform Acer Liquid Express E320

Acer Liquid Glow E330

Alcatel One Touch 996

Asus Padfone 2

Asus Padfone Infinity

BlackBerry Bold 9790

BlackBerry Bold 9900/9930

BlackBerry Curve

BlackBerry Q10/ Z10

Casio G'zOne Commander 4G LTE

Google / Samsung Galaxy Nexus

HTC Amaze 4G

HTC Desire C

HTC EVO 4G LTE

HTC Incredible S

HTC J Butterfly

HTC One SV/ X/X+/XL/VX

HTC Windows Phone 8X

Huawei Ascend W1

Huawei Sonic

Huawei Ascend G300

Intel AZ210

LG Optimus 3D Max

LG Optimus G/G Pro/4X HD

LG Optimus L5/L7/L9/LTE

LG Optimus Vu/Vu 2

Android

Android

Android

Android

Android

BlackBerry OS

BlackBerry OS

BlackBerry OS

BlackBerry 10

Android

Android

Android

Android

Android

Android

Android

Android

Windows Phone

Windows Phone

Android

Android

Android

Android

Android

Android

Android

Prada 3.0

Motorola Photon Q

Motorola Razr 1/D1/HD/M

Google Nexus 4/S

Nokia 603/700/701/808/C7

Nokia Lumia 610/620/720/810/820/822

Nokia Lumia 920/ 925/928

Nokia N9

OPPO Find 5

Samsung Ativ S

Samsung Galaxy Ace 2

Samsung Galaxy Mini 2/Fame

Samsung Galaxy Nexus

Samsung Galaxy Note/Note 2

Samsung Galaxy Rugby Pro

Samsung Galaxy S Advance

Samsung Galaxy S Blaze 4G

Samsung Galaxy S 2 / 3 / 3Mini / 4

Samsung Galaxy S Relay 4G

Samsung S5230

Samsung Wave 578/Y

Sony Xperia Ion

Sony Xperia Acro S

Sony Xperia L/S/Sola/SP/P/T/V/Z/ZL

Turkcell T11

Vodafone Vodafone Smart III NFC

Android

Android

Android

Android

Symbian

Windows Phone

Windows Phone

MeeGo

Android

Windows Phone

Android

Android

Android

Android

Android

Android

Android

Android

Android

Bada

Bada

Android

Android

Android

Android

Android

Tabelle 2: NFC-Smartphones Die Tabelle stellt den Stand Mitte 2013 dar.

Quelle [24]

Aktuell wird die NFC Technologie von Smartphone-Plattformen Android, Blackberry,

Windows Phone, Symbian, MeeGo und Bada unterstützt. Wie aber in Tabelle 2 ersichtlich ist,

haben sich die Plattformen Android und Windows Phone am stärksten durchgesetzt und

werden dementsprechend am häufigsten verwendet. Ebenso findet die größte Entwicklung auf

Android-Smartphones statt.

Genauere Informationen zu den einzelnen Plattformen werden in Kapitel 2.4.1 behandelt.

19

2.4.1 NFC-Smartphone-Plattformen

2.4.1.1 NFC mit Android

Auf Android-Smartphones wird die NFC Technologie seit der Einführung der Android

Version 2.3 Gingerbread unterstützt. Das Samsung Nexus S, welches 2010 erschien, war

das erste Android-Smartphone, das NFC unter Gingerbread ermöglichte. Es konnte als

erstes Smartphone die NFC Technologie hardwareseitig und softwareseitig unterstützen.

Die Einführung von NFC auf diesem Smartphone war nicht zufällig. Samsung arbeitete

schon seit längerem mit Google zusammen, um die Anwendung Google Wallet das erste

Mal auf dem Samsung Nexus S zu realisieren (mehr zu Google Wallet in Kapitel 0.). 2011

wurde mit der neuen Android Version 4.0 Ice Cream Sandwich das nächste große NFC-

Update veröffentlicht: Android Beam. Mit diesem Feature entwickelte Samsung eine

Möglichkeit, Daten, wie Musik, Kontakte, Notizen oder Internetseiten, mit nur einer kurzen

Berührung zwischen zwei NFC-Android-Smartphones auszutauschen. Mit Android Beam

ist sogar das Übertragen von Geldbeträgen möglich [22].

NFC Apps für Android

Im Android-Play Store gibt es bereits hunderte NFC-Apps. Sie reichen vom normalen Ein-

und Auslesen der NFC-Tags bis hin zu geschickten Funktionen für spezielle

Anwendungsbeispiele. Die Preise der Apps variieren von EUR 0,- bis 3,- (Quelle:

GooglePlay, Stand: 2013).

Um zu veranschaulichen, wie die verschiedenen User-Interfaces (UI) solcher Apps

aufgebaut sind, werden in der folgenden Aufzählung einige der bekanntesten Android-

NFC-Apps aufgelistet:

• NFC TagInfo (by NXP)

Mit diesem simplen NFC-App ist es möglich NFC-Tags auszulesen, und

verschiedenste Informationen über den Inhalt des Tags zu erhalten. Dabei werden

auch sehr spezifische Informationen, wie die NDEF Nachricht oder der

Speicherinhalt, geliefert (siehe Abbildung 11).

20

Abbildung 11: NFC TagInfo (von NXP für Android)

Auf dem ersten Screenshot ist ersichtlich, dass es sich um einen Typ2-Tag

(NTAG203) vom Hersteller NXP Semiconductors handelt. Der zweite Screenshot

zeigt unter anderem Informationen über den belegten Speicher und die maximale

Speichergröße.

• NFC TagWriter (von NXP)

Dieses App ermöglicht dem Benutzer Tags mit Daten zu beschreiben, die Daten

auszulesen, zu löschen, permanent zu speichern oder auch von einem Tag zu einem

anderen zu kopieren (siehe Abbildung 12).

Abbildung 12: NFC TagWriter (von NXP für Android)

21

• NFC Task Launcher

Eines der meist verwendeten NFC-Apps ist der NFC Tast Launcher (in Deutsch:

NFC Aufgaben Launcher). Es ist übersichtlich und sehr benutzerfreundlich.

Detaillierte und technische Informationen werden in diesem App ausgeblendet,

somit kann sich der Benutzer auf die wesentliche Aufgabenerstellung konzentrieren.

Dies beinhaltet, wie auf Abbildung 13 zu sehen ist, zahlreiche NFC-automatisierte

Prozesse. Beispiele dafür sind zum Beispiel das Ein- und Ausschalten von WLAN,

Wi-Fi, GPS, Bluetooth, Töne, usw. Das Besondere an diesem App ist die Switch-

Funktion. Sie ermöglicht ein NFC-Tag mit zwei verschiedenen Aufgaben zu

belegen. So kann bei erneutem Kontakt mit dem gleichen Tag beispielsweise ein

Umkehrprozess in die Wege geleitet werden. Das bedeutet, dass der Anwender

keine zwei Tags für die Aktivierung oder Deaktivierung der einzelnen Funktionen

am Smartphone benötigt.

Ein Anwendungsfall ist zum Beispiel, wenn ein Nutzer nach Hause kommt und sein

NFC-Tag berührt, stellt das Smartphone automatisch auf den Modus „Zuhause“

und aktiviert dabei WLAN. Verlässt der Smartphone-Nutzer das Haus, berührt er

wieder das Gleiche NFC-Tag und der Modus „Unterwegs“ wird aktiviert und die

WLAN Funktion wird ausgeschaltet.

Abbildung 13: NFC Task Launcher (Android)

22

2.4.1.2 NFC mit Bada

Im Februar 2011 wurde NFC das erste Mal auf Bada5 mit der Einführung des Smartphones

Samsung Wave 578 und Bada 2.0 realisiert. Von der Bedienung und dem User-Interface

(UI) ähnelt Bada dem Android Betriebssystem. Es ist jedoch im Vergleich etwas einfacher

gestaltet und bietet nicht dasselbe Spektrum an Funktionen. Bemerkbar macht sich das

unter Anderem an den wenigen Apps die für Bada zur Verfügung stehen. Grundsätzlich

lässt sich wie auf Android Systemen mit Bada kontaktlos Bezahlen; Ticketing Dienste

verwenden; NFC-Tags lesen, beschreiben etc. (siehe Abbildung 14: NFC mit

BadaAbbildung 14).

Abbildung 14: NFC mit Bada

Quelle [28]

Da die Verkaufsquoten und die Effizienz in der Produktion von Bada sanken, wurde im

Februar 2013 entschieden die Weiterentwicklung von Bada einzustellen. Somit wurde die

geplante Version 3.0 nicht mehr entwickelt und die Entwickler konzentrierten sich gänzlich

auf Android Systeme [29].

2.4.1.3 NFC mit Windows Phone

Das erste Windows Phone Betriebssystem mit NFC Funktion wurde auf dem Nokia Lumia

610 realisiert. Das Smartphone wurde im April 2012 veröffentlicht und baut auf dem

Microsoft Windows Phone 7 Betriebssystem auf. Da Version 7 von vorneherein nicht mit

5 Bada ist ein von Samsung Electronics entwickeltes Betriebssystem für Smartphones. Das erste Smartphone mit Bada Betriebssystem war das Samsung Wave S8500, das im April 2010 erschien. Bada basiert auf Linux [28].

23

einer NFC Unterstützung ausgestattet ist, wurde von Nokia ein spezielles Software-Stack

entwickelt, das NFC Funktionalitäten ermöglicht [30]. Das Nokia Lumia 610 wurde für das

kontaktlose Bezahlen von den Kreditkarten Unternehmen Visa und MasterCard mit ihren

NFC-Technologien PayPass (MasterCard) und payWave (Visa) zertifiziert. Mit dieser

Zertifizierung können Lumia 610 Benutzer kontaktlos bezahlen und NFC-Ticketing Dienste

in Anspruch nehmen [31]. Nur 6 Monate später wurde das Betriebssystem Windows Phone

8 mit einer integrierten NFC Unterstützung veröffentlicht. Mit diesem neuen

Betriebssystem wurden neue Funktionen, wie der Datenaustausch zwischen NFC Geräten

oder das Auslesen/Beschreiben von eigenen NFC-Tags, aktiviert. Die neue Funktion, die

den einfachen Datenaustausch zwischen Windows Geräten ermöglicht, wird von Microsoft

als „Tap and Send“ bezeichnet. Ähnlich wie Androids „Beam“, lassen sich mit „Tap and

Send“ Fotos, Videos, Musik, Dokumente, Spiele oder Webseiten einfach und schnell durch

kurzes Berühren der NFC-fähigen Geräte verschicken. Dabei muss gesagt werden, dass der

Austausch von Fotos, Videos, Musik, Spiele und Dokumente ausschließlich zwischen

Windows Geräten möglich ist. Lediglich das Senden und Empfangen von Kontaktdaten

oder Webseiten zu anderen NFC-Geräten ist möglich [32].

Das Angebot an NFC Apps für das Betriebssystem Windows Phone 8 ist sehr breit. Die

Apps können vom Windows App-Store gratis oder gegen einen geringen Betrag

heruntergeladen werden. Der Funktionsumfang der Apps ist mit dem der Android-NFC-

Apps vergleichbar. Es lassen sich Tags lesen, mit verschiedenen Funktionen Daten oder

Makros beschreiben.

Als Beispiel ist in Abbildung 15 das NFC Tag Writer App dargestellt.

Abbildung 15: NFC Tag Writer (Windows Phone 8)

Quelle [32]

24

2.4.1.4 NFC mit Blackberry

Das Unternehmen Blackberry, auch unter seinem ehemaligen Firmennamen RIM 6

(Research in Motion) bekannt, führte die NFC Unterstützung auf dem Blackberry 7.0

Betriebssystem im Jahre 2011 ein. Die Modelle Bold 9900 und 9930 waren die ersten

Blackberry Smartphones, die mit der NFC-Technologie ausgestattet wurden [33].

Genauso wie mit anderen NFC-fähigen Betriebssystemen, die in den vorigen Kapiteln

erläutert wurden, kann der Nutzer mit BlackBerry, NFC-Apps von BlackBerry World, dem

BlackBerry eigenen App-Store, herunterladen. Da BlackBerry die NFC-Schnittstellen

freigegeben hat und Drittanbieter erlaubt Apps zu entwickeln, steigt der NFC-App

Zuwachs im BlackBerry App World rasant an.

Das bekannteste und älteste BlackBerry NFC-App ist das NFCShortcuts. Aktuell kostet das

App EUR 2.69,- im BlackBerry World (Stand August 2013) und gibt dem Benutzer die

Möglichkeit, NFC-Tags nach eigenen Wünschen einzurichten. Die Funkionen sind

vergleichbar mit denen vom NFC Tast Launcher, das für das Android Betriebssystem

entwickelt wurde (siehe Kapitel 2.4.1.1) [36].

Abbildung 16: NFCShortcuts (BlackBerry)

Quelle [35]

6 RIM (Research in Motion) wurde im Jahre 1984 von Mike Lazaridis gegründet. Das Unternehmen ist einer der führenden Smartphone-Pioniere. Im Jahre 2013 wurde RIM zu BlackBerry umbenannt [34].

25

Im Jänner 2012 wurde die neue BlackBerry Version 7.1 veröffentlicht, die das

Betriebssystem unter Anderem mit der Funktion BlackBerry Tag erweiterte. Es wurden

betriebssystemintern verschiedene NFC-P2P-Funktionen hinzugefügt:

• Freunde zu BBM (BlackBerry Messenger)

einladen

• Kontaktdaten austauschen

• Dokumente austauschen

• Webseiten austauschen

• Bluetooth Pairing aufbauen

• Multimediadaten transferieren

2.4.1.5 NFC mit Symbian

Mit der Einführung des Symbian^3 Anna Updates in 2011 hat Nokia das erste Mal Symbian

Mobiltelefone NFC-tauglich gemacht. Zur dieser Zeit gab es nur ein einziges

hardwaremäßig mit NFC ausgestattetes Nokia Gerät basierend auf Symbian^3 Anna, das

Verwendungen am neuen NFC-Feature machen konnte, das Nokia C7 [37]. Am Ende

desselben Jahres stellte Nokia den Nachfolger von „Symbian Anna“ vor, der den Namen

„Symbian Belle“ trägt.

Mit Symbian Belle ausgestattete

Smartphones, unter anderem das

Nokia 603, wurden mit eingebauter

NFC Technologie ausgeliefert. So

konnte auch Nokia mit der

Konkurrenz ziehen und ermöglichte

den Austausch von Daten mittels

der P2P-NFC-Technologie. Im

darauffolgenden Jahr folgten ein

paar weitere Symbian Belle

Smartphones, die sich aber im

Vergleich zur Konkurrenz, nicht

besonders gutverkaufen ließen.

Anfang 2013 gab Nokia bekannt, die Entwicklung von Symbian Smartphones zu stoppen

und künftig auf das Betriebssystem Windows Phone zu setzen [38].

Abbildung 17: NFC mit BlackBerry 7.1 Quelle [36]

Abbildung 18: NFC Tag Writer (Symbian^3 Belle) Quelle [39]

26

2.4.1.6 NFC mit MeeGo

Das erste und wahrscheinlich auch letzte MeeGo "Harmattan" Smartphone mit NFC-

Unterstützung wurde von Nokia im Jahre 2011 entwickelt. Das Smartphone trägt den

Namen Nokia N9 und wurde zeitgleich mit Nokia C7 veröffentlicht [37]. Da das Modell N9

ebenfalls von Nokia entwickelt wurde, hat es die besondere Funktion mit Symbian^3 Belle

Smartphones, abgesehen von Kontaktdaten und URLs, auch Multimediadaten

auszutauschen, das normalerweise bei anderen Herstellern plattformübergreifend noch

nicht funktioniert.

In Abbildung 19 wird die NFC Tag Writer Applikation dargestellt, die speziell für das

MeeGo Betriebssystem entwickelt wurde.

Abbildung 19: NFC Tag Writer (MeeGo)

Quelle [40]

27

2.5 Anwendungsgebiete

Die NFC-Technologie bietet Unmengen an Anwendungsbeispielen, die auf drei

Betriebsmodi, die in Kapitel 2.3.2 veranschaulicht wurden, basieren. Grundsätzlich kann man

die verschiedenen Anwendungsbeispiele in vier große Anwendungsgebiete unterteilen.

1. Service Initiierung

2. Pairing von Geräten

3. Peer-to-Peer Datentransfer

4. NFC Secure Karte

Was den Datentransfer angeht, wird die NFC Technologie zurzeit öfter als ein Input

Mechanismus zum Starten von anderen Kommunikationstechnologien, wie Bluetooth oder

WLAN, verwendet und weniger als eine eigene Funkschnittstelle für die Übertragung von

großen Daten, obwohl NFC für weitaus höhere Datenrate fähig wäre. Die Ursache dafür liegt

in der kurzen Kommunikationsdistanz, die für einen lang andauernden Übertragungsprozess

nicht komfortabel ist [43].

Konkrete Beispiele zur Umsetzung von NFC werden in Kapitel 3 beschrieben.

2.5.1 Service Initiierung

In diesem Anwendungsgebiet leitet das NFC-Gerät im Reader/Writer-Modus als aktives

Lesegerät einen Service ein. Ein gutes praktisches Beispiel hierfür ist das Auslesen von Smart

Movie Poster. Der Benutzer kann beim Vorbeigehen an einem Poster mit seinem NFC-Gerät

drauf „tappen“(=kurzes Dranhalten) und ruft dabei einen Service auf, das ihm in wenigen

Sekunden Informationen zum Poster liefert. Es gibt zahlreiche solcher Szenarien, die nach

dem ähnlichen Prinzip funktionieren, einige davon sind folgend aufgelistet:

• Das Erhalten von Informationen zu einem Produkt, wenn beispielsweise der NFC-Tag

im Produkt integriert ist. Somit könnte eine Person z.B. ein Fahrrad, das sie auf der

Straße sieht antappen, um zu erfahren, wo das Fahrrad gekauft werden kann, bzw. die

Person wird auf die Internetseite weitergeleitet, auf der sie nähere Informationen dazu

bekommt.

• Fahrplanauskunft in Transportwesen: Ein Benutzer könnte an bestimmten Stellen in

oder außerhalb einer Station sein Smartphone drauf tappen und erhält sofort Auskunft,

wann der nächste Zug kommt.

28

• Lokalisierungsdienste: Durch kurzes Tappen am Eingang der WU Wien könnte z.B.

ein Besucher einen Lageplan der Wirtschaftsuniversität erhalten.

In den letzten zwei Jahren hat sich der Trend, eigene NFC-Tags zu kaufen und nach

persönlichen Wünschen einzurichten, stark zugenommen. Anwender können jetzt auch kleine

Daten auf den Tag spielen und Makro-Funktionen am Smartphone ausführen. Auch diese

Anwendung hat den Reader/Writer-Modus als Grundlage (siehe auch Kapitel 2.3.4, 2.4 und

4) [43] [3].

Abbildung 20: Service Initiierung mit NFC

Quelle [41] [42]

2.5.2 Pairing von Geräten

Das Pairing arbeitet mit dem Read-Modus und ermöglicht ein simples und

benutzerfreundliches Koppeln zweier NFC-Geräte. Angenommen ein Smartphone Benutzer

kauft ein Zubehör für sein Handy und möchte es via Bluetooth verbinden. Üblicherweise

müsste er Bluetooth auf dem Mobiltelefon aktivieren, verschiedene Knöpfe auf dem

Bluetooth Gerät drücken, die Verbindung bestätigen und ein Passwort eingeben, um das

Zubehör betriebsbereit zu bekommen. Mithilfe von NFC-Pairing braucht der Anwender

nichts anderes zu machen als das Smartphone und das Zubehör zu „tappen“ und die

Kopplung zu bestätigen. Pairing kann mit Kameras, Wireless-Router, Auto-Radios,

Multimedia-Anlagen, Drucker und vielem mehr verwendet werden [43].

2.5.3 Peer-to-Peer Datentransfer

Die Peer-to-Peer Funktion wurde entwickelt, um den Datenaustausch zwischen zwei NFC-

Geräten zu ermöglichen. Dabei wird NFC in den meisten Fällen nur als Auslöser des

eigentlichen Datentransfers mit einer anderen Drahtlostechnologie verwendet. 29

Dabei kommen Technologien, wie WLAN oder Bluetooth, zum Einsatz, die aktuell besser mit

höheren Datenraten und -blöcken zurechtkommen.

Um den Austauschprozess einzuleiten, wird eine Datei ausgewählt und es werden beide NFC-

Geräte getappt. Das Empfangsgerät fragt nach einer Bestätigung, ob die Daten empfangen

werden sollen. Drückt der Empfänger auf „OK“ wird der Austauschprozess gestartet.

Lediglich der Austausch von kleinen Datenblöcken, wie Kontaktdaten, URLs oder Location-

Daten werden ausschließlich mit NFC übertragen.

Die Übertragung wird nur dann ausschließlich mit NFC durchgeführt, wenn kleine

Datenblöcke, wie Kontaktdaten, URLs oder Ortungsdaten, übertragen werden [3] [43].

2.5.4 NFC Secure Karte

In diesem Anwendungsgebiet wird das NFC-Gerät im Card Emulation Modus betrieben und

fungiert als kontaktlose Smartcard. Mit dieser Eigenschaft kann das NFC-Gerät zum Beispiel

als Zugangsberechtigungs-Karte, Treue-Kunden-Karte oder auch Bankomat-Karte verwendet

werden. Für diese Transaktionen wird das gerätinterne Secure Element aktiviert, um einen

sicheren Identifikationsprozess zu garantieren.

Eine weitere Besonderheit in diesem Modus ist die Möglichkeit das NFC-Gerät ohne einer

eigenen Energieversorgung betreiben zu können. So kann das Smartphone im ausgeschalteten

Zustand, ähnlich wie eine Kreditkarte, zum Bezahlen verwendet werden, indem das Gerät auf

das NFC-Lesegerät an der Kassa gelegt wird.

Die NFC-Secure Karte kann außerdem zur Personenidentifizierung (Pass, Studentenausweis,

Führerschein), in Vergnügungsparks, Transportwesen oder Sportveranstaltungen für

Zugangskontrollen und zum Bezahlen verwendet werden. Es gibt natürlich viele weitere

Beispiele in denen die NFC Secure Karte Anwendung finden kann. Einige konkrete Beispiele

werden in Kapitel 3 beschrieben [43].

Abbildung 21: NFC-Smartphone als Secure Karte

Quelle [44]

30

2.6 Vorteile und Nachteile von NFC

2.6.1 Vorteile

Die NFC Technologie wurde hauptsächlich mit der Absicht entwickelt, den Bezahl-Prozess

schneller und einfacher zu gestalten. Die Entwickler wussten, egal in welcher Branche oder

Anwendung NFC verwendet wird, es kann Vorteile für Verkäufer und Konsumenten bringen.

Aus der Sicht des Verkäufers birgt die neue Technologie vor Allem ein hohes

Gewinnpotential. Dies motivierte Top-Unternehmen aus der ganzen Welt die Entwicklung

und Verbreitung von NFC zu unterstützen. Laut der Kreditkartenwirtschaft soll der Bezahl-

Prozess mit NFC nur halb so lang wie mit Bargeld dauern und herkömmliche Girokarten

werden sogar um 20 Prozent übertroffen. Für die Verkäufer bedeutet diese Errungenschaft

Zeitgewinn, mehr und zufriedenere Kunden, die jeden Tag den Kassaschalter passieren, was

in weiterer Folge gleichzusetzen ist mit mehr Umsatz pro Stunde, die der Verkäufer

erwirtschaften kann. Zudem muss der Verkäufer für Bezahlungen, die mit NFC-Karte getätigt

werden, weniger Gebühren an die Banken entrichten als mit Girokarte [45]. Darüber hinaus

reduziert der elektronische Zahlungsverkehr die aufwendigen Bargeldtransporte zur Bank.

Ein weiterer positiver Punkt ist die Interoperabilität von NFC mit bestehenden Technologien.

Somit müssen Verkäufer ihre bestehenden Kassensysteme nicht ändern, sondern lediglich

aufrüsten. Der Einsatz dieser innovativen Technologie, steigert außerdem das positive Image

der Firma.

Die Vorteile für den Konsumenten reichen vom schnellen und einfachen Bezahlen bis hin zur

Bedienerleichterung am Smartphone. Bezahlt der Konsument am POS (Point of Sale) mittels

NFC-Smartphone, ist nicht einmal das Tragen einer unnötig schweren Geldbörse notwendig.

Das NFC-Gerät kann sämtliche Kreditkarten, Treue-Kunden-Karten, Ausweise und Bargeld

ersetzen und kann zudem auch ohne Batterie oder im ausgeschalteten Zustand verwendet

werden. Sogar Schlüssel lassen sich vom NFC-Smartphone ablösen. Damit ist NFC auch für

Zugangskontrollen geeignet. Des Weiteren kann der Smartphone Benutzer den Umgang mit

dem Mobilgerät mittels NFC (NFC-Tags, -Pairing, -Apps) wesentlich erleichtern. So lässt

sich das Smartphone einfacher und effizienter verwenden (siehe auch Kapitel 2.4).

31

2.6.2 Nachteile

Wie die meisten neuen Technologien hat auch Near-Field-Communication Schwächen, die

einen großen Durchbruch dieser Technologie erschweren. Einer der bedenklichsten Faktoren

sind noch teilweise bestehende Sicherheitsrisiken bei Kunden, da nur durch kurzen Kontakt

mit dem NFC Chip Geld vom Konto abgebucht werden kann. Aktuell ist zwar bei den

meisten Kreditkarten Unternehmen das abbuchbare Tageslimit auf EUR 25,- beschränkt,

dennoch stellt es eine Gefahr für Missbrauch dar. Eine PIN-Abfrage vor der Abbuchung wird

zwar schon bei höheren Geldbeträgen verwendet und käme auch bei kleinen Beträgen diesem

Problem entgegen, würde aber bedeutende Vorteile der NFC Technologie zu Nichte machen.

Insgesamt kann gesagt werden, dass die Zahlung mit NFC per Smartphone eine sicherere

Alternative zu vergleichbarer Technologie in Chips, wie zum Beispiel einer NFC-Kreditkarte,

darstellt, da bei der Verbindung mit dem Kassenterminal eine Bestätigung des Smartphone-

Nutzers innerhalb des Apps erfordert werden kann.

Ein weiterer Nachteil von NFC ist die derzeitig geringe Verbreitung von NFC-Terminals und

–Smartphones. Stehen nicht ausreichend Geräte zur Verfügung, wird die neue Technologie

als unpraktisch bzw. unvorteilhaft empfunden.

Darüber hinaus hat der Durchschnitts-Verkäufer nicht unbedingt das Bedürfnis auf NFC

aufzurüsten, wenn die „alte“ Technologie noch gut funktioniert. NFC ist eine

Kooperationstechnologie und erfordert Kompromissfähigkeit sowie ein Denken miteinander

und nicht gegeneinander. Bemerkbar macht sich das Problem außerdem bei Unternehmen, die

untereinander im Wettbewerb stehen. Sie können keine Kooperationsformen finden und

verlangsamen dadurch die Entwicklung von NFC [47].

Nichtsdestotrotz ist die positive Entwicklung und Verbreitung von NFC durchaus realistisch.

Laut neuesten Untersuchungen ist zu erwarten, dass im Jahre 2016 mehr als 85% der PoS

(Point of Sale) Terminale kontaktloses Zahlen unterstützen werden [45] [46].

32

3 Konkrete Umsetzung und Initiativen von NFC

3.1 Internationale Verbreitung von NFC

Die Technologie Near Field Communication wird inzwischen in zahlreichen Ländern rund

um den Globus eingesetzt. Die weltweit zehn größten NFC Implementierungen finden ihre

Anwendung in Bezahldienste und Transportwesen (Ticketing). Momentan gehört Asien mit

den Ländern Singapur, China, Süd Korea und Japan zu den Spitzenländern der NFC-

Entwicklung [48]. Aber auch die USA, Teile von Europa und Australien weisen beachtliche

Nutzerquoten auf.

In Tabelle 3 sind alle Länder aufgelistet, in denen aktuell NFC-Trials, -Pilots, -Tests

durchgeführt bzw. –Services angeboten werden (Stand September 2013) [49].

Land Erste Implementierung Land Erste Implementierung Argentina NFC-Lohnverrechn. Wein - Oktober 2012 Libya

NFC-Payment Trial – Februar 2011

Australia NFC Payment - Februar 2009 Lithuania

NFC-Payment Trial – Juli 2011

Austria Mobilkom Austria - Dezember 2008 Luxemburg

NFC-Payment Orange – November 2011

Azerbaijan NFC-Payment – April 2012 Malaysia

NFC-Payment Trial Visa – April 2009

Belarus NFC-Payment – Mai 2013 Moldova

NFC-Payment Orange – November 2011

Belgium NFC-Sticker – April 2009 Netherlands

NFC-Payment – März 2011

Brazil NFC-Payment Trial Visa – September 2009 New Zealand

NFC-Smart Sticker – November 2008

Bulgaria NFC-Payment Pilot – Oktober 2009 Norway

NFC-Smart Sticker – Juni 2011

Cambodia NFC-Payment – Juli 2012 Oman

NFC-Smart Poster – Mai 2012

Canada NFC-Payment Trial – April 2009 Pakistan

NFC Projekt – April 2009

Chile NFC-Payment Trial – August 2013 Peru

NFC Projekt – Mai 2010

China NFC-Payment – Jänner 2009 Philippines

NFC-Payment Trial – November 2008

Costa Rica NFC-Payment Trial – März 2013 Poland

NFC-Payment Test – Juni 2010

Croatia NFC-Tag-Taxi-Ruf – Jänner 2012 Portugal NFC-Transport/Ticketing Pilot – Juni 2010

Czech Republic NFC-Payment Trial – Februar 2009 Qatar

NFC-Payment Projekt – Juni 2012

Denmark NFC-Check In – Jänner 2011 Romania

NFC-Payment Trial – Dezember 2008

Egypt NFC-Zugangskontrolle – August 2012 Russia

NFC-Transport/Ticketing Pilot – Juni 2011

Estonia NFC-Payment Pilot – August 2012 Serbia

NFC-Payment Pilot – April 2012

Finland NFC Trials – Oktober 2008 Singapore

NFC-Payment Trial – April 2009

France NFC-Boarding in Nice – April 2009 Slovakia

NFC-Payment – Juli 2011

Georgia NFC-Payment Trial – August 2012 Slovenia NFC-Payment Trial – Februar 2010

Germany NFC-Ticketing - Oktober 2009 South Africa

NFC-Payment Pilot – Dezember 2011

Hong Kong NFC-Check In – Juni 2011 Spain

NFC-Payment Pilot – März 2009

Hungary NFC-Payment Trial – April 2011 Sri Lanka

NFC-Payment Projekt – November 2010

Iceland NFC-Payment Trial Visa – Oktober 2011 Sweden

NFC-Smart Sticker Trial – Oktober 2009

India NFC-Payment Trial Citi – Juli 2009 Switzerland

NFC-Payment Trial – Mai 2009

Indonesia NFC Smart Poster – Juni 2013 Taiwan

NFC-Pairing Trial – Oktober 2010

Iran NFC-Payment/Ticketing– Jänner 2012 Tanzania

NFC-Payment Launch – Mai 2011

33

Ireland NFC-Sticker Marketing – Juli 2009 Thailand

NFC-Payment Launch – Jänner 2009

Israel NFC-Payment Trial – Juni 2011 Tonga

NFC-Payment Launch – Mai 2012

Italy NFC Ski Ticketing Trial – November 2008 Turkey

NFC-Payment Pilot – Dezember 2008

Japan NFC-Payment/LoyaltyCard – Februar 2009 Ukraine

NFC-Payment Pilot – Juni 2013

Jordan NFC-Payment Test – Dezember 2011 United Arab E. NFC-Payment Trial – Mai 2009

Kenya NFC-Payment Trial – Februar 2011 United Kingdom

NFC-Service - Februar 2008

Korea NFC-Payment – März 2010 USA

NFC-Smart Tags – November 2008

Kuwait NFC-Payment Trial – Oktober 2009 Vietnam NFC Projekt – Juli 2012

Latvia NFC-Sticker Marketing – Juli 2011 Tabelle 3: Länder mit NFC-Implementierung

Die Tabelle stellt den Stand Mitte 2013 dar. Quelle [49]

Laut NFC World, eine Webseite, die sich mit der internationalen NFC Entwicklung und -

Ausweitung befasst und stets die aktuellsten News postet, sind zur Zeit 73 Länder weltweit

mit der Implementierung von NFC beschäftigt [49].

Neun dieser Länder, die in Tabelle 3 grün markiert sind, starteten die ersten Trials und Pilots

bereits im Jahre 2008, gefolgt von den Ländern, die gelb markiert sind.

Der größte NFC Fortschritt kann zurzeit in Singapur beobachten werden. Das Land verfügt

mittlerweile über 20.000 POS-Terminals, die für die kontaktlose Bezahlung in Taxis,

Supermärkten und Fast-Food-Ketten eingesetzt werden. Seit letztem August 2012 haben

schon mehr als 15.000 Nutzer auf die neue NFC-SIM-Karte gewechselt.

In China kündigte im Juni 2013 der weltweit größte Mobilfunkanbieter China Mobile und die

Kreditkartenorganisation China UnionPay die Einführung der NFC Bezahldienste in 14

chinesischen Städten an. Acht Banken haben bereits die Partnerschaft unterzeichnet.

Ende 2012 fand in Süd Korea die bis jetzt größte Markteinführung von NFC Mobiltelefonen

statt. Die Betreiber KT, SK Telecom und LGU+ haben zusammengezählt mehr als 10

Millionen NFC-Smartphones verkauft. Alle Smartphones unterstützen das Single Wire

Protocol (SIM-Standard) und werden von ca. 80.000 Nutzern aktiv für Ticketing im Bus, im

Taxi oder im Zug verwendet. Des Weiteren hat SK Telecom rund 20.000 Bus Stationen mit

NFC-Smart-Tags ausgestattet.

In Japan verzeichnet Japanese Airlines mit der NFC Implementierung großen Erfolg und

beweist, wie wertvoll die Technologie sein kann, wenn sie geschickt eingesetzt wird. Dank

NFC kann das Boarding eines 450 Personen Flugzeuges in nur 15 Minuten abgeschlossen

werden, wo hingegen das Boarding eines 150 Personen Flugzeuges ohne NFC 40 Minuten in

Anspruch nimmt.

34

Laut Lars Kurkinen, der seit mehreren Jahren als Telekommunikations-Analyst bei Berg

Insight tätig ist, gibt es weltweit außerhalb von Asien nur drei Mobile Wallet Services, die

einen effektiv adressierbaren Markt von über 100.000 Menschen besitzen. Diese drei Services

sind Google Wallet und Isis in den USA bzw. Turkcell Wallet in der Türkei. Gemessen an der

Anzahl der potenziellen Kunden, die sich ab sofort für den Wallet Service anmelden könnten,

stellen sie die größten Marktpotentiale dar. Zugleich würden sie eine sofortige Verwendung

des NFC-Services ermöglichen, ohne dass die Nutzer ein neues Smartphone kaufen, die Bank

wechseln oder in eine andere Stadt ziehen müssten. (Näheres zu Google Wallet, Isis und

Turkcell Wallet werden in Kapitel 3.2.1 beschrieben) [48].

Interessanterweise hat die steigende Popularität von NFC sogar den kleinen pazifischen

Inselstaat Tonga dazu bewegt, die Kontaktlos-Technologie einzuführen. Tonga hat eine

Fläche von 747km² und eine Einwohneranzahl von nur 104.000 (2010). Die erste

Implementierung wurde vom lokalen Mobilfunkbetreiber Digicel mit dem Service-Namen

„Beep and Go“ realisiert.

3.2 Konkrete Anwendungsbeispiele

3.2.1 Bezahldienste

3.2.1.1 MasterCard PayPass

PayPass ist ein NFC Service von MasterCard, das eine kontaktlose

Alternative zu etablierten MasterCard Produkten wie Debit-, Kredit-

und Prepaidkarten darstellt. Das erste Trial des Services wurde im Jahre 2003 in Orlando,

Florida durchgeführt. Neun Monate lang hat MasterCard die kontaktlose Technologie in

Kooperation mit JPMorgan Chase, Citibank und MBNA getestet. Mehr als 16.000

Kreditkartenbesitzer und 60 Verkäufer haben an dem Trial teilgenommen. Zusätzlich hat

MasterCard in den Staaten Dallas und Texas die Zusammenarbeit mit Nokia und AT&T

Wireless gestartet, um PayPass im Mobilfunksektor einzuführen. Die offizielle

Markteinführung wurde im Jahre 2005 begonnen [50].

Mit MasterCard PayPass können KundenInnen über spezielle kontaktlose Chipkarten an

entsprechenden Terminals Zahlungen durchführen. Für die Durchführung des

Zahlungsvorganges muss die kontaktlose Chipkarte in den Sende- bzw. Empfangsbereich

des Terminals gebracht werden. Eine zusätzliche Autorisierung durch PIN oder

35

Unterschrift ist für kleine Beträge, bis EUR 25,-, nicht notwendig. Bei der Abbuchung von

höheren Geldbeträgen, wird zusätzlich eine Unterschrift oder PIN-Eingabe verlangt.

Im Bezug auf das NFC-Gerät, unterscheidet MasterCard explizit zwischen PayPass Card

und PayPass Device, wobei letztere beispielsweise in Form von Schlüsselanhängern mit

integriertem Chip und Antenne beziehungsweise eines Mobiletelefons realisiert werden

können (siehe Abbildung 22).

Die Transaktionsabwicklung über die Backend-Systeme bleibt trotz veränderter

Kundenschnittstelle grundsätzlich gleich. Lediglich eine Zusatzinformation, die mit den

Autorisierungsdaten mitübertragen wird, verrät ob die Karte kontaktlos („tapped“) oder per

Magnetstreifen („swiped“) ausgelesen wurde. Anschließend werden diese Daten vom

Acquirer7 an den Issuer8 weitergeleitet, der dann die Transaktionsautorisierung vornimmt.

Abbildung 22: MasterCard PayPass Devices

Quelle [52]

3.2.1.2 Visa PayWave

Visa PayWave wurde im September 2007 als Pendant von Visa zu

MasterCard PayPass vorgestellt. PayWave bietet die gleichen

Funktionen wie MasterCards Paypass und baut auf der gleichen Technologie auf.

Visa nennt die für die Zahlung eingesetzte Anwendung VSDC (Visa Smart Debit and

Credit), die auf einer Dual-Interface-EMV-Chipkarte eingesetzt wird.

7 Acquirer sind Vertragspartnern, die bereit sind, Zahlungen mittels Kreditkarte zu akzeptieren[51]. 8 Der Issuer (= Kartenausgeber) ist die Stelle, die einer Person eine Debit- oder Kreditkarte ausgibt. Issuer können Banken oder Kreditkartenorganisationen sein [51].

36

Der Standard ISO 14443 garantiert dabei die kontaktlose Kommunikation zwischen POS-

Terminal und NFC-Gerät. So wie Mastercard PayPass ist auch Visa PayWave für

Transaktionen bis zu EUR 25,- ohne PIN-Eingabe verwendbar.

Bei angelaufener Gesamtsumme von EUR 150,- oder bei Transaktionen mit größeren

Beträgen über EUR 25,- wird der Karteninhaber aufgefordert seinen PIN-Code einzugeben

beziehungsweise die Zahlung durch Unterschrift am Leistungsbeleg zu bestätigen. Des

Weiteren besteht die Option einen Gesamttransaktionsbetrag vom Kartenausgeber

konfigurieren zu lassen. Visa bestätigt, dass der Ausbau der Händlerakzeptanz in Österreich

mittlerweile voll angelaufen ist. Bis Ende 2013 sollen bis zu 20.000 Terminals mit

Kontaktlostechnologie ausgestattet sein. [53].

Sowie MasterCard bietet auch Visa verschiedene Arten von NFC-Geräte an. Die Geräte,

die nicht die Form einer Karte haben, heißen Visa Paywave Devices. Sie werden meistens

in Form von Armbändern, Schlüsselanhängern oder Mobiltelefonen produziert.

3.2.1.3 Google Wallet

Google Wallet ist ein mobiles Bezahlsystem, das im September 2011

von Google in Kooperation mit den Unternehmen First Data

Corporation als Betreiber der Backend-Systeme, MasterCard als

Kreditkartenunternehmen, Citibank als Kreditkarten-Issuer und Sprint als involvierten

Mobilfunkbetreiber entwickelt wurde. Das Google Wallet App erlaubt dem Nutzer

Bankomatkarten, Kreditkarten, Treuekundenkarten und Gutscheinkarten auf dem

Smartphone zu speichern und Zahlungsprozesse von dort aus abzuwickeln. Die

Verwendung ist sowohl für Online Transaktionen als auch für In-Store-Payments am POS

per NFC möglich [55].

Zum Bezahlen oder Einlösen eines Gutscheines im Geschäft muss der Nutzer das Google

Wallet App starten, die gewünschte virtuelle Karte auswählen, den PIN-Code eingeben und

das Smartphone auf das NFC-Terminal legen. Innerhalb von Sekunden wird die

Transaktion abgeschlossen.

Für die Gewährung der Sicherheit werden die Daten bei Google Wallet in einem Secure

Element, das sich im fixeingebauten Smartphone befindet, gespeichert. Das Secure Element

ist kryptographisch verschlüsselt und kann nur von der First Data Corporation, die die

Betreiber der Backend-Systeme sind, gelesen werden.

37

Das Bezahlen mit den virtuellen Karten, die sich im Google Wallet App befinden, ist nur an

entsprechend ausgerüsteten MasterCard PayPass Terminals möglich [54].

Abbildung 23: Bezahlen mit Google Wallet

Quelle [55]

Die Verwendung von Google Wallet ermöglicht dem Nutzer folgende Vorteile:

• Einfache Verwaltung aller Karten

• Zeitersparnis beim Bezahlen am POS durch NFC

• Das Tragen von Geld und Karten wird überflüssig

• Sicherheit durch PIN-Code zum Starten des Apps. Somit sind Geld und Karten

sogar besser geschützt als in der Geldbörse

Nachteile:

• Funktioniert zurzeit nur in den USA

• Funktioniert nur auf Android-Smartphones

• Aktuell werden nur zwei verschiedene Karten, die für Zahlvorgänge an POS

verwendet werden, unterstützt

1. Citibank-MasterCard-Kreditkarte

2. Google Wallet virtuelle Prepaid-Karte. Das Google Wallet Konto kann von

anderen Karten aufgeladen werden.

• Noch geringe Anzahl von NFC-Smartphones mit integriertem Secure-Element [55]

38

Google Wallet funktioniert zurzeit auf folgenden Geräten:

NFC-Gerät Mobilfunkbetreiber Motorola Moto X Sprint and US Cellular HTC One SV (Android 4.1 or newer) Boost Mobile HTC One® Sprint HTC EVO 4G LTE Sprint LG Viper 4G LTE Sprint and Zact Mobile LG Optimus Elite Sprint, Virgin Mobile and Zact Mobile LG Nexus 4 GSM/HSPA+ Google Play Samsung Galaxy Note® II Sprint and US Cellular Samsung Galaxy S4 Sprint, US Cellular, and Google Play Samsung Nexus S 4G Sprint Samsung Galaxy Nexus Sprint Samsung Galaxy Nexus GSM/HSPA+ Sprint Samsung Galaxy Victory 4G LTE Sprint and Virgin Mobile Samsung Galaxy SIII Sprint, MetroPCS, US Cellular, Virgin

Mobile and Boost Mobile Samsung Galaxy Axiom US Cellular ASUS Nexus 7 (2012) (Tablet) Google Play Samsung Nexus 10 (Tablet) Google Play

Tabelle 4: Google Wallet NFC-Geräte Quelle [54]

3.2.1.4 ISIS

ISIS baut auf der gleichen Technologie wie Google Wallet (siehe Kapitel

3.2.1.3). Das Unternehmen wurde im Jahre 2010 von den US-

amerikanischen Mobilfunkbetreiber AT&T, T-Mobile und Verizon gegründet und für die

Entwicklung freigegeben [56].

Das Ziel von ISIS ist, wie bei Google Wallet, die Entwicklung einer mobilen Bezahl-

Lösung, die es ermöglicht, verschiedene Kredit- Debit- und Prepaidkarten in einer

Smartphone Applikation zu virtualisieren und mit diesen kontaktlos zu bezahlen. Mit ISIS

versuchen drei der größten amerikanischen Mobilfunkbetreiber im Mobile Payment-

Bereich Fuß zu fassen, um dadurch ein neues Geschäftsfeld zu lukrieren.

Ein entscheidender Vorteil von ISIS im Vergleich zu Google Wallet ist die bessere

Kooperation mit Mobilfunkbetreiber und anderen namhaften Herstellern. Während sich

Google nur auf Verizon beschränkt, unterstützt ISIS die Betreiber AT&T, Verizon und T-

Mobile. Darüber hinaus werden von ISIS mehr Karten-Brands als Google Wallet

unterstützt. So wird ISIS offiziellen Angaben zufolge mit Visa, MasterCard, American

39

Express und Discover funktionieren. In puncto Smartphone Unterstützung hat ISIS

ebenfalls einen Vorsprung. Die Zusage der Mobiltelefon Hersteller HTC, LG, Motorola

Mobility, RIM, Samsung Mobile und Sony Ericsson ist bereits gesichert. Im Gegensatz zu

Google Wallet sollen bei ISIS die sensiblen Daten nicht auf dem Secure Element, die im

Smartphone eingebaut ist, sondern auf einer NFC-fähigen SIM-Karte gespeichert werden.

Diese Art der Implementierung macht die Kompatibilität mit den verschiedenen

Smartphones einfacher.

Dank des erfolgreich abgeschlossenen Trials von ISIS im Sommer 2012 in den Städten

Austin, und Salt Lake City, wird eine nationale Einführung in der gesamten USA erwartet

[57].

3.2.1.5 Turkcell Wallet

Sowie Google Wallet und ISIS hat auch der türkische Mobilfunkbetreiber

Turkcell mit Turkcell Cüzdan (=Turkcell Wallet) eine mobile Geldbörse

entwickelt. Turkcell Cüzdan wurde nach einem fast einjährigen, erfolgreichen Trial, Ende

2010 in der Türkei eingeführt.

Um auch Kunden ohne NFC-fähiges Mobiltelefon zugewinnen und zufrieden zu stellen, hat

Turkcell eine ganz besondere Lösung entwickelt. Mittels zwei verschiedener Add-ons, die

N-Flex SIM+Antenna Lösung der Firma Gemalto und das Produkt Copni NFC

SIM+antenna des Unternehmens On Track Innovations, ermöglicht Turkcell eine NFC-

Unterstützung für vorhandene Nicht-NFC-Mobiltelefone. Dabei wird, ähnlich wie bei ISIS,

eine SIM-Karte als Secure Element verwendet. Die Kommunikation zwischen SIM-Karte

und den NFC-Komponenten des Mobiltelefons basiert auf dem Single Wire Protokoll [58].

Turkcell Wallet arbeitet in Kooperation mit MasterCard und funktioniert daher auf allen

MasterCard PayPass Terminals. Analog zu Google Wallet und ISIS muss für

Transaktionen bis 35TL (Stand 2013) kein PIN-Code eingegeben werden [59].

40

3.2.1.6 Weitere Bezahldienste

Im folgenden Abschnitt werden einige weitere Bezahldienste aus der ganzen Welt

aufgezählt und beschrieben. Die kurze Beschreibung beinhaltet das Ursprungsland und das

Entwicklungsjahr der Technologie, bisherige Kooperationspartner und die Art der NFC-

Bezahl-Anwendung [49]:

• Touch2Pay

Neuseeland - Mai 2012 - Kooperation: Mobilfunkbetreiber 2degree, Unternehmen

Snapper

• MTS Money NFC

Russland - Mai 2012 - Kooperation: Mobilfunkbetreiber MTS, MasterCard und die

russische MTS Bank

• PayByPhone (Bezahlen von Park-Tickets)

Ottawa, Kanada & San Francisco, USA - 2011 – NFC Handy Parken

• Girogo

Deutschland - 2012 - Prepaid NFC Bezahlsystem

• PagSeguro P2P NFC-Payment

Brasilien - 2012 – entwickelt von: INdT (Instituto Nokia de Tecnologia) - P2P-

Bezahlsystem für Smartphones

• Quick Tap

Großbritannien - 2011 - Kooperation: Mobilfunkbetreiber Orange und der

Kreditkartenherausgeber Barclaycard - Prepaid NFC Bezahlsystem

• BOKU Accounts

San Francisco, USA - 2012 - Kooperation: das Unternehmen BOKU und

Mobilfunkbetreiber - Prepaid NFC Bezahlsystem

• PayPal

2011 - P2P NFC-Payment

• T-Money

Südkorea - 2002 - Kooperation: südkoreanischen Mobilfunkbetreiber SK

Telecom113, LG Telecom114 und KT - NFC-Payment

41

3.2.2 Transportwesen

3.2.2.1 NFC-Transit Payment in Kroatien

Der kroatische Mobilfunkbetreiber Vipnet hat im September 2010 seinen bestehenden

Service mPrijevoz mit der NFC Technologie erweitert. MPrijevoz erlaubt nun Pendlern der

kroatischen Stadt Osijek, ihr monatliches Fahrticket im Smartphone zu speichern und es an

NFC-Lesegeräten in Bussen oder Straßenbahnen kontaktlos zu validieren. Des Weiteren

können Kunden in Zagreb für das Fahrrad-Verleihen bei Nextbike per NFC bezahlen.

Für den Service in Osijek werden die Smartphones Samsung Galaxy S3, Galaxy S3 Mini,

Galaxy Young, Galaxy S4, Galaxy S4 Mini und LG Optimus L5 NFC unterstützt. Neue

Fahrkarten können im MPrijevoz Android app gekauft werden. Das App ist mit dem Vipnet

Kundenkonto verbunden und bucht bei Kauf eines neuen Tickets den Betrag von der

nächsten Handyrechnung ab [63].

3.2.3 Zugangskontrollen und Schließsysteme

3.2.3.1 NFC Check-In im Clarion Hotel

Das weltweit erste Pilot-Projekt, das mittels NFC Mobiltelefone Hotel Zimmer aufsperren

kann, wurde im November 2010 im Clarion Hotel in Stockholm eingeführt.

Zugriffskontrollsystem-Gigant Assa Abloy, Choice

Hotels Scandinavia, Mobilfunkbetreiber TeliaSonera,

Hoteltür-Spezialist VingCard Elsafe und TSM

Solutions Betreiber Venyon haben sich

zusammengeschlossen, um das NFC-Check-In-System

zu entwickeln. Für die Testphase werden

ausgewählten Hotelgästen NFC-fähige Mobiltelefone

der Marke Samsung übergeben. Sie sollen die

Buchung nach der gewöhnlichen Methode abschließen

und erhalten dabei ihre Buchungsbestätigung auf das

Mobiltelefon. Vor der Ankunft im Hotel sollen dann

die Gäste automatisch eine Willkommensnachricht

und eine Check-In-Erinnerung auf ihr Mobiltelefon erhalten. Die Erinnerung weist

ausdrücklich darauf hin, dass der Gast den Check-In-Prozess mit dem NFC-Mobiltelefon

abschließen soll. Einmal eingecheckt, bekommt der Gast einen elektronischen Schlüssel auf

Abbildung 24: NFC-Check-In Clarion Hotel

Quelle [62]

42

sein NFC-Mobiltelefon und kann damit, ohne zum Check-In-Schalter zu gehen, sein

gebuchtes Zimmer aufsperren.

Am Ende des Aufenthaltes kann der Kunde mit einem einfachen „tappen“ an einem Smart-

Tag, das beispielsweise in der Lobby des Hotels platziert ist, auschecken. Auch das

Auschecken mittels Mobile Key Applikation soll möglich sein.

„Schlüssel werden mobil“ ist das Motto von Daniel Berg, Vize Präsident und General

Manager von Assa Abloy Mobile Keys [62].

3.2.4 Advertising

3.2.4.1 McDonald`s NFC Happy Table

Im Juli 2013 startete McDonald`s in Singapur eine neue Advertising Kampagne mit dem

Namen Happy Table gestartet, die vorhandene Esstische in interaktive Rennstrecken

verwandelt.

Happy Table, das in Partnerschaft mit dem internationalen Marketingunternehmen DBB

entwickelt wurde, läuft noch in der Pilotphase und wird aktuell in einer McDonald`s-Filiale

getestet. Die Einführung in ganz Asien ist bereits geplant.

Das interaktive Rennen funktioniert ganz simpel. Der Restaurantkunde lädt sich das

McParty Run App vom Google Play-Store herunter, aktiviert die NFC-Funktion am Handy,

startet das Spiel und kann mit dem Platzieren des Smartphones auf dem Esstisch das

Rennen starten (siehe Abbildung 25).

Dabei fungieren mehrere NFC-Sticker, die unter dem Tisch platziert sind, als Teile einer

Rennstrecke, die das Smartphone als fahrendes Rennauto registrieren.

Die Zielgruppe dieser Kampagne sind vor allem Kinder. Sie sollen das McDonald`s

Restaurant mit mehr Spaß in Verbindung setzten [60].

Abbildung 25: NFC Advertising: McDonald`s Happy Table

Quelle [60] 43

3.2.4.2 : NFC Poster von Universal Music

In März 2013 führte Universal Music in Partnerschaft mit

dem Marketingunternehmen Insert und Mobilfunkbetreiber

Orange die erste NFC-Poster-Kampagne von Paris ein.

Auf der ersten Ausführung des Smart-Posters wurde die

französische Sängerin Zazie promotet. Diese neue Art der

Werbung ermöglicht Smartphone-Nutzer durch kurzes

„tappen“ auf das NFC-Poster weitere Informationen über

das Album zu erhalten. Des Weiteren können

Musikliebhaber das Album probehören und sofort kaufen.

Mit mehr als 100.000 Advertising-Panelen und ca.15

Millionen Fußgängern pro Tag, ist Insert die ideale

Plattform für NFC Kampagnen in Frankreich [61].

Abbildung 26: NFC-Poster von Universal Music

Quelle [61]

44

4 Fallbeispiel: Mehr Komfort mit NFC am

Smartphone

4.1 Einleitung

Die Verwendung der NFC Technologie ist für den Smartphone-Nutzer mit einer Vielzahl von

potenziellen Vorteilen verbunden. Dabei geht es nicht nur um die externe NFC Verwendung,

wie zum Beispiel das NFC-Ticketing an Terminals in der Bahnstation oder das NFC-Payment

am POS-Terminal, sondern auch um die interne Anwendung am Smartphone.

Demnach benutzt der Smartphone-Nutzer die NFC Technologie, um die Bedienung seines

eigenen Smartphones zu vereinfachen. Er aktiviert dabei interne Funktionen, wie WLAN,

GPS, Alarm-, Lautlos-Funktion u.v.m. mithilfe von NFC-Tags, die er selber konfigurieren

und nach eigenen Wünschen überall platzieren kann. Der Vielfalt an Möglichkeiten sind

keine Grenzen gesetzt.

Um diese Funktionen verständlicher zu machen, werden folgend einige der realisierbaren

Szenarien aufgezählt. In allen Beispielen ist anzunehmen, dass der Nutzer ein NFC-

Smartphone mit installiertem NFC-App und einige NFC-Tags besitzt.

• NFC-Tag im Auto

Im Innenraum des Autos wird ein NFC-Sticker auf die KFZ-Handy-Halterung, das

sich im Auto befindet, geklebt. Wenn der Nutzer sein Smartphone in die KFZ-

Halterung platziert, baut der NFC-Sticker Kontakt mit dem Smartphone auf und

folgende Funktionen werden aktiviert (dabei muss die NFC Funktion des Smartphones

aktiviert sein):

o Bluetooth einschalten und mit der Bluetooth-Freisprecheinrichtung verbinden.

o WLAN-ausschalten (wird im Auto nicht benötigt).

o Mobiledaten einschalten

o Helligkeit auf Maximum stellen.

o Radio-App vom Smartphone starten.

o Navigationssystem starten.

Durch erneutem Kontakt mit dem gleichen NFC-Sticker können diese Funktionen

rückgängig gemacht werden.

45

Durch dieses sinnvolle Anwendungsbeispiel wird die Bedienung des Smartphones für

den Nutzer wesentlich erleichtert. Außerdem spart er dabei viel Zeit.

• NFC-Tag am Nachtkästchen

Der Smartphone-Nutzer klebt ein NFC-Sticker auf sein Nachtkästchen, das neben

dem Bett steht. Wenn die Optik des Stickers einen stört, kann er eventuell auch unter

die Abstellfläche des Kästchens angebracht werden, beziehungsweise ein

durchsichtiger Sticker kann gekauft werden, der möglicherweise nicht so auffällt.

Geht die Person Schlafen, steckt sie das Smartphone an das Ladegerät und legt es auf

das Nachtkästchen neben dem Bett. Das Smartphone kommt mit dem NFC-Sticker in

Kontakt und aktiviert folgende Funktionen:

o Telefon auf „Lautlos“ setzen.

o Wecker auf 9 Uhr stellen

o Gutenacht-Musik-App starten, das der Person hilft schneller und besser

einzuschlafen.

Natürlich kann der Sticker auch auf andere Möbelstücke angebracht werden, die in

der Nähe des Bettes sind und eine Abstellfläche für das Smartphone haben.

• NFC-Tag als Schlüsselanhänger

Ein NFC-Tag in der Form eines Schlüsselanhängers wird am Schlüsselbund platziert.

Bei jedem Verlassen und Betreten der Wohnung bringt die Person das Smartphone mit

dem NFC-Schlüsselanhänger in Kontakt. Es bestehen zwei Modi: „Zu Hause“ und

„Unterwegs“. Sobald die Person das Mobilgerät in Verbindung mit dem Tag bringt,

wird zuerst der Modus „Unterwegs“ aktiviert. Bei jedem weiteren Kontakt wechselt

der Modus von „Unterwegs“ zu „Zu Hause“ und umgekehrt.

Der „Zu Hause“ Modus:

o Aktiviert WLAN

o Deaktiviert Mobile Daten

o Deaktiviert GPS

o Setzt das Telefon in den „Laut (Rufton)“ Modus

o Senkt die Helligkeit

Der „Unterwegs“ Modus:

o deaktiviert WLAN

46

o Aktiviert Mobile Daten

o Aktiviert GPS

o Setzt das Telefon in den „Lautlos“ Modus

o Erhöht die Helligkeit

Diese Funktion ermöglicht dem Smartphone-Nutzer das Sparen von Batterie und das

Anpassen des Smartphones an die jeweilige Location.

Für dieses Fallbeispiel wurden drei Personen ausgewählt, die verschiedene NFC-Funktionen

über einen Zeitraum von 4 Wochen testen sollen. Die Personen konnten die NFC-Tags nach

ihren eigenen Bedürfnissen konfigurieren und einsetzen. Ihnen wurde lediglich erklärt,

welches App sie benötigen, um die NFC-Tags einzurichten und wie sie sie konfigurieren

können. Dazu wurden ihnen jeweils 2 NFC-Tags gegeben (1x NFC-Sticker und 1x NFC-

Schlüsselanhänger). Nähere Informationen zum Equipment, das verwendet wurde, sind in

Kapitel 4.2.1 genauer beschreiben.

Die Test-Personen wurden rein zufällig ausgewählt. Dabei spielten bei der Selektion der

Beruf, das Geschlecht oder das Alter keine Rolle. Es wurde lediglich darauf geachtet, dass die

Testpersonen ein NFC-fähiges Smartphone besitzen und gegebenenfalls keine NFC-

Spezialisten sind.

Kurze Informationen zu den Testpersonen:

1. Person A

Die Testperson ist männlich, 29 Jahre alt und arbeitet als Controller in einem

qualifizierten Unternehmen. Vor dem Beruf hat die Person BWL studiert und nebenbei

in verschieden Unternehmen gearbeitet. Die Testperson besitzt das NFC-Smartphone

Samsung Galaxy S4. Das technische Know-how der Person ist mit „durchschnittlich“

einzustufen.

2. Person B

Die Testperson ist männlich, 26 Jahre alt und studiert Wirtschaftsrecht an der WU

Wien. Die Testperson besitzt das NFC-Smartphone Samsung Galaxy S4. Das

technische Know-how der Person ist mit „gering - durchschnittlich“ einzustufen.

3. Person C

Die Testperson ist männlich, 24 Jahre alt und studiert Wirtschaftsinformatik an der

WU Wien. Die Testperson besitzt das NFC-Smartphone Samsung Galaxy S4. Das

technische Know-how der Person ist mit „gut - sehr gut“ einzustufen. 47

Nach der vierwöchigen Testphase wurden den Testpersonen verschiedene Fragen bezüglich

Umgang und Zufriedenheit mit der NFC-Technologie am Smartphone gestellt.

Das Resultat dieses Fallbeispiels soll zeigen, ob Smartphone-Nutzer die neuen NFC

Funktionen am Smartphone in Verbindung mit NFC-Tags als nützlich, komfortabel und

sinnvoll einstufen, oder als unbrauchbar beziehungsweise unausgereift klassifizieren.

4.2 Vorbereitung

4.2.1 Beschaffen von Equipment

Für die Durchführung des Fallbeispiels sind 3 Komponenten notwendig.

1. NFC-Smartphone

2. NFC-Tags

3. NFC-App für die Konfiguration der NFC-Tags

4.2.1.1 NFC-Smartphone

Alle drei Testpersonen haben zur Realisierung des Fallbeispiels das NFC-Smartphone

Samsung Galaxy S4 verwendet. Das Samsung Galaxy S4 ist ein NFC-fähiges Smartphone

der neuesten Generation. Es wurde im März 2013 veröffentlicht und basiert auf dem

Betriebssystem Android 4.2.2 „Jelly Bean“. Derzeit kostet dieses Smartphone EUR 486,-

(Stand September 2013).

Abbildung 27: NFC-Smartphone: Samsung Galaxy S4

48

4.2.1.2 NFC-Tags

Die 2. Komponente, die als Trigger für das Aufrufen der Funktionen dient, sind die NFC-

Tags. Diese Tags kann man aktuell in einigen Elektrogeschäften oder Online kaufen. Es

gibt sie in allen möglichen Farben und Variationen und meist von unterschiedlichen

Herstellern.

Beim Bestellen ist jedoch Vorsicht geboten. Nicht jeder NFC-Tag ist mit jedem

Smartphone kompatibel, da verschiedene Typen von Tags existieren.

Für dieses Fallbeispiel wurden die NFC-Tags von dem Hersteller NFC-Solutions, der im

Online-Handel Amazon.de vertreten ist, gekauft. Die NFC-Tags sind vom Typ NXP NTAG

203 (NTAG203) und haben eine Speicherkapazität von 168 Byte (144 Byte nutzbar). Der

Preis für 5 Sticker beträgt ca. EUR 9,-. Beim Kauf von mehr als 15 Stück beträgt der Preis

eines NFC-Tags etwa EUR 1,- (Stand September 2013).

Abbildung 28: NFC-Tags für das Fallbeispiel

4.2.1.3 NFC-App für die Konfiguration der NFC-Tags

Neben einem NFC-Smartphone und einigen NFC-Tags, benötigt der Nutzer noch die NFC-

Applikation, um die gewünschten Funktionen einzurichten und auf die NFC-Tags zu

überspielen.

Für dieses Fallbeispiel eignet sich das App NFC Task Launcher (siehe auch Kapitel

2.4.1.1) besonders gut, welches auch von den Testpersonen verwendet wurde. Mit dem App

lassen sich Unmengen an Funktionen einrichten. Zudem wird die Bedienung von

Smartphone-Nutzern als angenehm empfunden.

Dieses App kann der Nutzer gratis im Google Play herunterladen (Stand September 2013).

49

4.2.2 Konfiguration des Smartphones

Bevor das Fallbeispiel endgültig gestartet werden konnte, musste das App NFC Task

Launcher auf den NFC-Smartphones der Testpersonen heruntergeladen und eingerichtet

werden.

Im nächsten Abschnitt wird kurz Schritt für Schritt erklärt wie der Nutzer sein Smartphone

zur Verwendung der NFC-Funktionen einrichtet.

1. Das Herunterladen und Installieren des Apps NFC Task Launcher im

Google Play Store.

2. Die NFC-Funktion im Smartphone-Menü muss aktiviert werden.

3. NFC Task Launcher wird gestartet und eine neue Aufgabe wird hinzugefügt.

4. Als Trigger muss NFC ausgewählt werden.

Abbildung 29: Fallbeispiel: NFC Task Launcher Konfiguration 1/3

5. Die Neue Aufgabe, die erstellt wurde, muss benannt werden und es können jetzt

gewünschte Funktionen (Aktionen) mit dem „+“ Button eingefügt werden.

6. Hat die Person die Funktionen eingerichtet, bietet sich die Option eine Switch-

Funktion einzurichten. Das bedeutet, dass bei nochmaligem Kontakt mit dem gleichen

NFC-Tag die Funktionen vom Feld „Aufgabe 2“ ausgeführt werden.

Sind die gewünschten Funktionen auch in Aufgabe 2 eingerichtet, kann mit der Pfeil-

Taste fortgefahren werden.

50

7. In diesem Schritt ist das Smartphone bereit den NFC-Tag zu beschreiben. Somit muss

der Tag für die Datenübertragung hinter das Smartphone platziert werden.

Abbildung 30: Fallbeispiel: NFC Task Launcher Konfiguration 2/3

8. Hier wird bestätigt, dass der NFC-Tag mit den gewünschten Funktionen erfolgreich

beschrieben wurde und einsatzbereit ist.

9. Der letzte Screenshot zeigt bereits den NFC-Tag im Einsatz. Kommt der Tag in

Kontakt mit dem Smartphone, werden alle gewünschten Funktionen aktiviert und eine

Meldung am oberen Rand des Bildschirms zeigt in welchem Modus sich gerade das

Smartphone befindet.

Abbildung 31: Fallbeispiel: NFC Task Launcher Konfiguration 3/3

51

4.2.3 Erstellen von Fragen

1) Wie beurteilen Sie die Konfiguration des Smartphones für die Benutzung von NFC-

Funktionen?

2) Welche NFC-Funktionen haben Sie eingerichtet?

3) Wie oft haben Sie diese Funktionen verwendet?

4) Haben diese Funktionen Vor- und Nachteile gebracht? Wenn ja, welche?

5) Welche Verbesserungspotentiale bei der Verwendung der von Ihnen eingerichteten

Funktionen sind Ihnen aufgefallen?

6) Welche Funktionen hätten Sie gerne noch verwendet, die Sie aufgrund technischer

oder anderer Einschränkungen nicht verwenden konnten?

7) In wie weit würden Sie diese Technologie auch in Zukunft verwenden? Welche

Gründe liegen für die von Ihnen getroffene Entscheidung vor?

8) Würden Sie diese Technologie weiterempfehlen?

52

4.3 Ergebnis der Befragung

1) Wie beurteilen Sie die Konfiguration des Smartphones für die Benutzung von NFC-

Funktionen?

Person A: Die Einstellungen werden von der Testperson als überschaubar und leicht

festlegbar empfunden. Die Testperson meint, dass für einen Laien recht

gute Anwendungsbeispiele demonstriert sind.

Person B: Die Testperson empfand vor allem die Beispiele im App, die bei der

Konfiguration vorgeschlagen wurden, als hilfreich, da hierbei die

verschiedenen Möglichkeiten zur Nutzung der Funktionen aufgezeigt

wurden.

Die Erstellung von neuen Aufgaben konnte ohne größeren Aufwand

bewältigt werden, da die Funktionen als sehr benutzerfreundlich

wahrgenommen wurden.

Person C: Die Testperson fand die Bedienung sehr leicht und die Applikation im

Allgemeinen durchaus verständlich. Besonders aufgefallen ist der Person

die schnelle Konfiguration der NFC-Tags, die mit ein paar Schritten

gemeistert werden konnten.

2) Welche NFC-Funktionen haben Sie eingerichtet?

Person A: Da diese Person in der Ausübung ihrer beruflichen Tätigkeit sehr oft in

Meetings weilt, hat sie sich die Funktion „Telefon lautlos“ eingerichtet.

Als Tag hat sie den Kleber auf ihr Notizbuch angebracht, sodass bei jedem

Kontakt mit dem Telefon die Funktion aktiviert wurde.

Des Weiteren hat die Testperson A den NFC-Schlüsselanhänger, ähnlich

wie das Beispiel-Szenario in Kapitel 4.1 für den Modus „zu Hause“ und

„Unterwegs“ genutzt. Dabei wurde speziell auf die Funktionen WLAN de-

/aktivieren und Mobiledaten de-/aktivieren wertgelegt, um das mobile

Datenvolumen gering zu halten.

Person B: Die meiste Zeit verbringt die Testperson zu Hause oder auf dem Weg zur

Universität, deswegen wurde der NFC-Schlüsselanhänger ebenfalls

53

ähnlich wie bei Person A für die örtliche Anpassung der Smartphone

Funkionen verwendet. Es wurde wieder die Switch-Funktion mit den

Aufgaben 1 „At Home“ und Aufgabe 2 „Unterwegs“ eingerichtet. Dabei

wurden die Aktionen WLAN, Mobile Daten, Lautstärkeanpassung und

Helligkeitsanpassung aktiviert bzw. deaktiviert.

Der NFC-Sticker wurde am Tisch vor dem Fernseher angebracht, um die

Anwendung „Samsung Remote Control“ zu aktivieren. Damit wird durch

Platzieren des Smartphones am Tisch, das Samsung-Fernbedienungs-App

am Smartphone gestartet und das Smartphone wird praktisch binnen

Sekunden zur Fernbedienung.

Dies ersparte der Testperson das langwierige Suchen nach der

Fernbedienung bzw. dem Fernbedienungs-App im Smartphone.

Person C: Die Testperson geht jeden Sonntag mit dem Roller oder mit dem Auto

arbeiten. Dabei verbringt sie immer durchschnittlich fünf Stunden im Auto.

Deswegen hat sie ein NFC-Sticker in die Smartphone-Halterung geklebt,

die ihr bei jedem Einsteigen ins Fahrzeug und anschließendes Platzieren

des Smartphones in die Halterung, die Routine-Aufgaben erledigt. Diese

sind:

o Bluetooth einschalten und mit der Bluetooth-Freisprecheinrichtung

verbinden.

o WLAN-ausschalten (wird im Auto nicht benötigt).

o Mobiledaten einschalten

o Helligkeit auf Maximum stellen.

o Radio-App vom Smartphone starten.

o Navigationssystem starten.

Den NFC-Schlüsselanhänger hat die Testperson C sowie die Testperson A

und B für den Modus „zu Hause“ und „Unterwegs“ verwendet.

3) Wie oft haben Sie diese Funktionen verwendet?

Person A: Den NFC-Kleber hat die Testperson täglich in der Arbeit in Abhängigkeit

der Anzahl der Meetings verwendet. Die Benutzung der Funktion mittels

des NFC-Schlüsselanhängers erfolgte mehrmals am Tag.

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Person B: Der Schlüsselanhänger wurde von der Testperson bei jedem Betreten bzw.

Verlassen der Wohnung verwendet.

Die Funktion des Stickers wurde lediglich beim Benutzen des Fernsehers

in Anspruch genommen. Dies erfolgte mehrmals pro Woche.

Person C: Die Testperson hat den NFC-Kleber, der in der Smartphone-Halterung

platziert ist, jeden Sonntag verwendet. Den NFC-Schüsselanhänger mit

den Funktionen „zu Hause“ und „Unterwegs“ hat er gelegentlich

verwendet (ca. 6-10 Mal in der Woche).

4) Haben diese Funktionen Vor- und Nachteile gebracht? Wenn ja, welche?

Person A: Die Testperson empfindet die ständige Entsperrung des Telefons für die

Verwendung von NFC-Funktionen als sehr lästig, vor allem wenn für das

Entsperren eine PIN-Eingabe erforderlich ist.

Als einen großen Vorteil sah die Testperson darin, dass die Anwendung

der Funktion „Meetings“ sehr viel Zeit ersparte.

Person B: Das Entsperren des Smartphones per Code ist für die Testperson eine

wichtige Sicherheitsfunktion. Andererseits wurde sie als große Hürde für

die Nutzung von NFC erkannt, da ohne das Entsperren, die Anwendung

von NFC nicht möglich war. Dementsprechend reduzierte sich die

Verwendungsrate der NFC-Funktionen.

Des Weiteren hatte die Testperson ein paar Probleme mit der Switch-

Funktion. Es war der Person nicht immer klar, in welcher Aufgabe sie sich

gerade befindet und musste des Öfteren zwischen den Aufgaben wechseln,

da nicht immer die gewollte Aufgabe zuerst aktiviert wurde.

Als einen großen Vorteil gab die Testperson die schnelle Aktivierung der

Aufgabe an. Insbesondere weil dabei 4-6 Funktionen gleichzeitig gestartet

werden können und nicht jede einzeln ausgewählt werden muss.

Person C: Die Testperson hat den NFC-Kleber in der Smartphone-Halterung als sehr

vorteilhaft empfunden, da ohne den NFC-Tag sehr viele Funktionen ein-

beziehungsweise ausgeschaltet werden müssten.

55

Die Testperson fand den NFC-Schüsselanhänger ebenfalls hilfreich. Als

Nachteil wird bei beiden Anwendungsbeispielen, wie bei Person A und B,

das Entsperren des Smartphones vor jeder NFC Anwendung angegeben.

Des Weiteren hat es die Testperson C gestört, dass gewisse Funktionen,

wie zum Beispiel „GPS“ nicht de-/aktiviert werden konnten. Das App NFC

Task Launcher gibt schon im Vorhinein die Meldung “Sie konfigurieren

momentan eine sichere Einstellung. Dies erfordert Root-Zugang“.

Gleiches gilt für das Schließen verschiedener Apps, wie beispielsweise das

Radio App oder die Navigationssoftware.

5) Welche Verbesserungspotentiale bei der Verwendung der von Ihnen eingerichteten

Funktionen sind Ihnen aufgefallen?

Person A: Der Testperson A ist aufgefallen, dass manchmal die Herstellung des

Kontakts zum Tag nicht auf ersten Anhieb funktionierte. Somit war ein

mehrmaliges Tappen notwendig, um die Funktion auszulösen.

Person B: Die dauernde Nutzung der NFC Funktion führte, aus der Sicht der

Testperson zu einem leicht erhöhten Akkuverbrauch, das beim Nutzer dazu

geführt hat, die NFC Funktion am Smartphone phasenweise abzuschalten.

Die Testperson verzichtet ab und zu bewusst auf die NFC Funktionen, die

eingerichtet wurde, da das Entsperren des Telefons vor der Verwendung

dieser Funktionen als sehr störend empfunden wird. Dies wiederum

verursacht die falsche Anordnung der Aufgaben in der Switch-Funktion.

Ein Software-Update, das diese fehlenden Funktion ermöglicht wäre

durchaus sinnvoll.

Person C: Um manche Funktionen anwenden zu können, wird Root-Zugang benötigt.

Es wird nirgendwo beschrieben was ein Root-Zugang ist und wo dieser

konfiguriert werden kann. Eine Umgehung bzw. Ermächtigung dieses

Root-Zuganges wäre von Vorteil.

Außerdem sollte es eine Funktion geben, die ermöglicht NFC-Funktion

direkt verwenden zu können, ohne das Smartphone entsperren zu müssen.

56

6) Welche Funktionen hätten Sie gerne noch verwendet, die Sie aufgrund technischer

oder anderer Einschränkungen nicht verwenden konnten?

Person A: Die Testperson hätte gerne eine Funktion, die einen Wechsel auf ein

personalisiertes Profil ermöglicht, das bei jedem Anruf eine automatisch

im Vorhinein definierte Nachricht an den Anrufer sendet und somit den

Anruf unterdrückt. Allerdings war weder das Personalisieren des Profils

am Smartphone, noch das Konfigurieren mittels des Apps nicht möglich.

Person B: Die Testperson wünscht sich eine Funktion, bei der durch das Berühren des

Telefons mit dem Tag, ein Taxi gerufen wird. Dabei sollen die genauen

GPS Daten an die Taxi Zentrale gesendet werden und im Gegenzug dazu

eine Bestätigungs-SMS mit der genauen Zeit des Eintreffens des Taxis

empfangen werden.

Person C: Die Testperson hätte gerne eine “Notfall-Funktion“, das bei einem

Kontakt mit dem Smartphone eine Notfall-MMS und/oder E-Mail an

ausgewählte Kontakte sendet. Die MMS/E-Mail soll dabei eine Nachricht,

Lokalisierungsdaten, aktuell geschossene Fotos von der Vorder- und

Rückkamera und eine kurze Tonaufnahme beinhalten. Samsung`s eigene

Software ermöglicht zwar diese Funktion, ist aber leider nicht im NFC

Task Launcher in Verbindung mit einem NFC-Tag konfigurierbar.

7) In wie weit würden Sie diese Technologie auch in Zukunft verwenden? Welche

Gründe liegen für die von Ihnen getroffene Entscheidung vor?

Person A: Testperson A wird definitiv den Kleber für die Meetings verwenden. Des

Weiteren möchte die Person A in Zukunft für seine automatische

Arbeitszeiterfassung eine neue Funktion einrichten. Der NFC-Kleber wird

hierfür am Arbeitsplatz angebracht, der bei jedem Arbeitsbeginn bzw. –

ende mit dem Smartphone in Kontakt gebracht wird. Diese Funktion

erfasst somit die geleisteten Arbeitszeiten.

Person B: Das schnelle Aktivieren vieler Funktionen mit einem kurzen „Tappen“

wurde vom Nutzer als durchwegs positiv erachtet, somit wird die

Testperson die NFC Technologie auch in Zukunft gerne verwenden. In

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Folge des Fallbeispiels wurde bereits von der Testperson ein weiterer

Sticker für das Auto besorgt, um auch hier beim Einsteigen ins Fahrzeug

diverse Funktionen, wie Bluetooth, Navigationssystem und Lautstärke zu

regeln.

Person C: Die Testperson C fand beide Anwendungsgebiete hilfreich und würde sie

weiterhin verwenden. Vor allem die Smartphone-Halterung im Fahrzeug,

da hierbei das Entsperren vor der Verwendung von der NFC Funktion

nicht stört, weil das Gerät ohnehin aus der Tasche genommen und in die

Halterung platziert werden muss.

8) Würden Sie diese Technologie weiterempfehlen?

Person A: Die Testperson würde diese Technologie definitiv weiterempfehlen, vor

allem die Applikation NFC Task Launcher, da er im Testzeitraum auch

andere Applikationen im App-Store unter die Lupe genommen hat, aber

kein anderes App dem NFC Task Launcher am nächsten kam.

Mittlerweile sind sogar die Arbeitskollegen von der Testperson A von

dieser Technologie sehr begeistert und haben bereits für ihren Gebrauch

NFC-Kleber bestellt.

Person B: Fasziniert von den vielen Vorteilen der NFC-Technologie, schaffte es die

Testperson viele seiner Studienkollegen von der Nutzung der NFC

Technologie zu überzeugen. Viele von ihnen verwenden bereits den

Sticker, sowie den Schlüsselanhänger. Die Testperson ist der Meinung,

dass hier großes Potential zur Weiterentwicklung besteht und unzählige

weitere Möglichkeiten ausprobiert werden können.

Person C: Die Testperson würde diese Technologie ebenfalls weiterempfehlen. Sie

findet, dass vor allem bei Anwendungsfällen, wo der Nutzer viele

Funktionen gleichzeitig umstellen, beziehungsweise überhaupt diese

Funktionen erst in Untermenüs suchen muss, die NFC-Funktion „Gold

wert“ ist.

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5 Ausblick und Fazit

Selten hat eine neue Technologie den Markt so rasch erobert, wie Near Field Communication.

Rund um den Globus wird über die weitgehende Implementierung der kontaktlosen

Technologie diskutiert. NFC wird bereits für unzählige Anwendungen in der Praxis genutzt.

Großes Interesse herrscht vor allem im Bereich des Payments und Ticketing. So erkennen

Stakeholder ein hohes Gewinnpotenzial in der NFC Technologie.

Top Kreditkartenunternehmen, wie Visa, MasterCard und Mobilfunkbetreiber aus aller Welt

arbeiten in Kooperation mit verschiedenen Händlern, um diese Technologie schnellst

möglichst globalisieren zu können. Dabei entscheiden im Wesentlichen die Anzahl der NFC-

POS-Terminals über den Erfolg der Technologie. Gibt es nicht genug Händler und Terminals,

kann der Kunde von der kontaktlosen Bezahltechnik nicht Gebrauch machen.

Es existieren zwar bereits verschiedene Apps, die auf einer Karte verfügbare POS-Terminals

anzeigen, wo der Kunde per NFC zahlen kann, aber meistens wird das Suchen vom Kunden

als mühsam und unpraktisch empfunden. Daher muss sich der NFC Nutzer in einigen

Ländern noch etwas gedulden, um die NFC-Bezahl-Funktionen im vollen Umfang genießen

zu können.

Laut einer Studie von Berg Insight wurden Ende 2011 weltweit 3,9 Millionen NFC-fähige

POS Terminals installiert. Es wird erwartet, dass dieser Wert bis 2017 um 49,4% steigt und

43,4 Millionen erreicht. Dies würde einem Anstieg der Marktdurchdringungsrate von 8% im

Jahre 2011 auf 53% im Jahre 2017 entsprechen. Der größte Fortschritt wird in Nordamerika

erwartet, gefolgt von Europa und schließlich weiteren Regionen.

Dabei soll nach Angaben der Analytiker die weitläufigste Entwicklung in der Mobile Wallet

Anwendung stattfinden. Außerdem wird vermutet, dass der Großteil der POS-Terminals

Mehrwertdienste, wie Daily Deals, Coupons oder Kundenkarten unterstützen werden [64].

Laut einer Studie von Juniper Research wird angenommen, dass im Jahre 2017 der

Gesamtwert aller Einkäufe, die mit der NFC Technologie bezahlt werden, einen Betrag von

rund 180 Millionen erreicht[65].

Als eine Blockade für den Erfolg und die Ausweitung der NFC Technologie wird die noch

geringe Anzahl von NFC-fähigen Endgeräten gesehen. Dies soll sich jedoch in den

kommenden Jahren ändern. Noch in diesem Jahr (2013) soll jedes dritte Smartphone, das

ausgeliefert wird, NFC unterstützen. Das entspricht einer weltweiten Wachstumsrate von

156% beziehungsweise einer Summe von 400 Millionen.

59

In Zukunft soll der Smartphone-Nutzer mit NFC nicht nur traditionell an der Kassa zahlen

können, sondern überall, wo eine Zahlung stattfindet.

Besonders in Anwendungen, wo die Umstände für das Bezahlen nicht unbedingt günstig sind

oder der Zeitfaktor eine wichtige Rolle spielt. Solch ein Anwendungsfall wäre zum Beispiel

das Bezahlen im Taxi. Der Kunde braucht sich nicht mehr um die Verfügbarkeit von Bargeld

vor dem Einsteigen ins Fahrzeug kümmern. Außerdem ist das Bezahlen durch lediglich einen

„Tap“ mit dem Smartphone auf das NFC-Lesegerät des Taxis viel unkomplizierter und

eventuell sogar sicherer, als das Auspacken der Geldbörse, um die Zahlung zu tätigen. Eine

ähnliche Situation ergibt sich im Flugzeug zum Beispiel beim Kauf von Zigaretten.

Ein weiteres relativ junges Anwendungsgebiet von NFC ist die Verwendung von NFC-Tags

als Bedienerleichterung für Smartphones. Dieses neue Feature existiert erst seit der

Einführung von NFC auf der Android-Plattform.

Bis vor kurzem noch wurde das Smartphone lediglich als Lesegerät für NFC-Smart-Tag-

Werbungen oder als Smartcard zur Identifizierung des Nutzers verwendet. Heute haben

Smartphone-Nutzer nun zum ersten Mal die Möglichkeit ihre eigenen maßgeschneiderten

NFC-Tags für ihre ganz individuellen Bedürfnisse zu erstellen. Besonders positiv fällt dabei

auf, dass der Smartphone-Nutzer für die Konfiguration keine Programmierkenntnisse

benötigt.

Um den Nutzen und die möglichen Probleme dieser Anwendung feststellen zu können, wurde

als Teil dieser Bachelorarbeit ein Fallbeispiel durchgeführt.

Drei Testpersonen wurden mit jeweils zwei NFC-Tags ausgestattet und durften über einen

Zeitraum von vier Wochen die Funktionen der Bedienerleichterung des Smartphones mittels

dieser Tags testen. Die Befragung, die im Anschluss zum Fallbeispiel stattfand, lieferte

interessante Ergebnisse.

Alle Testpersonen sind der Meinung, dass die Zeitersparnis durch die Verwendung von NFC-

Tags, den größten Vorteil dieser Anwendung darstellt. Mit dem Entfall der manuellen

Einstellung der einzelnen Funktionen am Smartphone, konnten alle Nutzer ihre Tätigkeiten

schneller ausführen.

Bezüglich Komfort gehen die Meinungen auseinander. Während einige der Testpersonen

zufrieden den NFC-Trigger für die Aktivierung der Funktionen und die dabei gewonnene

Zeitersparnis als durchaus komfortabel empfinden, sind andere Testpersonen der Meinung,

dass das ständige Entsperren des Smartphones vor jeder NFC Anwendung sehr nervig und

unkomfortabel ist.

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Es wird angenommen, dass das Empfinden sehr stark von der Art und Anzahl der

eingerichteten Funktionen abhängt. Ist zum Beispiel ein Trigger für das Aufrufen einer TV-

Fernbedienung konfiguriert, muss der Nutzer ohnehin, das Smartphone in die Hand nehmen,

um den Fernseher steuern zu können. Somit wird das Entsperren vor der NFC Anwendung

nicht als sehr störend empfunden. Gleiches gilt, wenn die Person eine hohe Anzahl an

Funktionen gleichzeitig aktivieren muss. Hierbei kann das „kurze“ Entsperren des

Smartphones vor jeder NFC Nutzung erduldet werden.

Eine Testperson versuchte eine Aufgabe einzurichten, indem das geöffnete

Navigationssystem und das Radio durch Anwendung der NFC-Funktion geschlossen werden

sollte. Jedoch wurde festgestellt, dass bestimmte Funktionen, wie zum Beispiel das Schließen

von Apps oder de-/aktivieren von GPS nur mit „Root-Zugang“ möglich ist.

Ein Root-Zugang ist praktisch gleich zu verstehen mit Super-Admin-Rechten und kann nur

durch ein Custom-Firmware-Update des Smartphones ermöglicht werden. Für Erfahrene

Nutzer öffnet der Root-Zugang zahlreiche neue Türen. Es wird sogar möglich das lästige

Entsperren des Smartphones vor jeder NFC Nutzung aufzuheben, sodass die NFC Funktion

jederzeit aktiv und bereit ist. Dies birgt natürlich auch Gefahren und Nachteile für den Nutzer.

Ist NFC durchgehend lesebereit, kann die Technologie Missbraucht werden. Personen

könnten beim Vorbeigehen mit einem NFC-Lesegerät einen kurzen Kontakt zum Smartphone

erstellen und Geld abbuchen, oder bösartige Codes auf das Smartphone drauf spielen. Da auf

dem Smartphone Super-Admin-Rechte gewährt wären, könnten diese Codes die komplette

Software des Smartphones beschädigen und somit das Gerät unbrauchbar machen.

Desweiteren würde der daueraktive Zustand von NFC die Batterielaufzeit enorm verkürzen.

Eine Lösung für den Komfortverlust der PIN-Entsperrung könnte eine Entsperrung mittels

Fingerabdrucksystem darstellen. Der Nutzer bräuchte nur kurz den Finger auf dem Sensor

platzieren und das Smartphone wäre sofort entsperrt und NFC-einsatzfähig. Die Vorteile

würden sich vor allem beim NFC-Payment zeigen, da der PIN-Code bei Beträgen über EUR

25,- und in Mobile Wallet Anwendungen durch den Fingerabdruck abgelöst werden würde.

Solch ein Fingerabdrucksystem wurde zum ersten Mal im Apple Iphone 5S realisiert. Das

innovative Produkt wurde am 10. September 2013 veröffentlicht. Der Fingerabdrucksensor

wurde dabei in den Home-Button integriert und ermöglicht das Entsperren des Smartphones

binnen Millisekunden[66].

Sehr enttäuschend ist leider, dass das neue Iphone kein NFC unterstützt und somit die

Fingerabdrucksensortechnologie für NFC-Anwendungen nicht eingesetzt werden kann.

61

Die Zukunft wird zeigen, ob künftige Smartphones die fehlenden Funktionen unterstützen

und die derzeitigen Probleme beseitigen können.

Im Großen und Ganzen hat sich bewiesen, dass die Testpersonen mit der Verwendung von

der NFC Technologie äußerst zufrieden waren. Jeder von ihnen würde diese Technologie in

Zukunft weiterverwenden und weiterempfehlen.

62

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IX