Bachelor Thesis

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
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.
3
Das 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).
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