휴대폰, NFC 기본 모드와 카드 모드 차이(NFC 이해, 모드별 차이점)

 

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휴대폰을 보면 설정창에 NFC라는 표시가 있다. 본인은 휴대폰 개발 근무 경험이 있어 생소하지는 않다. NFC의 개념은 그 이전에 나왔지만,  2010년 중후반부터 모바일부터 인터넷 사업체까지 이 NFC가 유행과 같았다. 사각형 모양의 스티커를 붙이고 휴대폰으로 해당 기기의 정보를 읽거나 설정하는 것에 편리하게 사용되었다. 요즘은 단순한 정보는 QR 코드로도 그 기능을 대신한다고 할 수 있다. 그러나 복잡한 암호화 정보는 NFC로 주로 사용하기에 금융이나 디지털출입신분증 등에 다양하게 사용한다고 할 수 있다. NFC가 특별한 기능이 아니고, 통신 방식이라고 생각하면 좋을 것 같다. 

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<휴대폰 NFC 기능 이해하기>

1. NFC 가 무엇인지 알아 보기

<NFC 결제>

 1) NFC의 개발 역사 

1980년대 소니와 필립스 연구팀에 의해 처음 개발. RFID 기술을 기반 안전하고 효율적인 근거리 데이터 전송 기술을 위해 개발

• NFC는 13.56 MHz 주파수 대역을 사용하는 근거리 무선 통신 기술로, 10cm 이내의 짧은 거리에서 기기 간 데이터를 주고받을 수 있음
• 표준화 및 포럼 결성,  2002년 노키아, 필립스, 소니는 NFC 표준화 포럼 결성, NFC 개발하고 촉진하기 하여  애플, 구글, 삼성 등 주요 기술 회사를 포함하여 180개 이상의 회원사 보유
• 2004년에는 최초의 NFC 규격이 발표   
• NFC 지원 휴대폰 출시 (2006년)  노키아 최초의 NFC 지원 휴대폰 탄생
• 2010년에는 최초의 NFC 지원 안드로이드 스마트폰 넥서스 S가 탑재 출시, 삼성은 갤럭시 S3에 NFC 기능을 탑재
• 2011년에는 구글 월렛이 출시되면서 NFC를 활용한 모바일 결제 시대 확산
• 2014년 애플이 아이폰 6과 애플 워치에 NFC를 탑재하면서 NFC 기술은 더욱 대중화

이후 결제(모바일, 교통카드), 출입 통제, 데이터 교환 활용, 스마트홈(IoT) 등에 활용되었고, 활용되고 있다. 

2) NFC의 의미와 원리 

① NFC란 무엇일까요?

NFC는 Near Field Communication의 약자로, 10cm 이내의 가까운 거리에서 기기 간 데이터를 주고받는 무선 통신 기술입니다. 쉽게 말해, 서로 다른 기기에 가까이 대면 데이터를 교환하거나 특정 기능을 실행할 수 있는 기술로, NFC는 RFID 기술을 기반으로 개발되었으며 , 짧은 통신 거리를 통해 보안성을 높인 것이 특징입니다.   

[부연] RFID

RFID는 Radio-Frequency Identification(전파를 통한 물체식별)의 약자로, 전파를 이용하여 물체를 식별하는 기술, 1930년대 군사용 레이저에서 시작하여, 다양하게 식별(출입통제, 물류수송, 도서관서재관리, 동/식물 추적관리)에 사용된다. 

참고로  RFID는 최대 100M에 단방향이고, NFC는 최대 10cm, 양방향이 가능한 것이 차이. 

② NFC는 어떻게 작동할까요?

블로그 글 중 오븐의 원리와 관련하여 작성한 것과 같이 NFC 기술 또한 자기장을 활용한다. 오븐 내에 전기코일이 자기장 유도를 발생하여 그릇의 분자진동으로 열을 발생한다면, NFC는 서로 다른 두 개의 코일이 근거리에서 자기장을 형성하고정보를 내부 정보를 교환한다고 할 수 있다.  

NFC는 전자기 유도 현상을 이용하여 작동합니다. NFC를 지원하는 두 기기가 가까워지면 기기 내부의 코일에서 자기장이 발생하고, 이 자기장을 통해 데이터가 전송됩니다. NFC는 13.56 MHz의 주파수를 사용하며, 106 kbit/s부터 424 kbit/s까지의 속도로 데이터를 전송 가능하다. 

<NFC 통신>

 

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3. NFC 기본 모드와 카드 모드란

<NFC 기본모드와 카드 모드>

 

짧은 통신 거리는 NFC 기술의 주요 보안 기능 중 하나, NFC 기능을 제대로 활용하려면 '기본 모드'와 '카드 모드'의 차이를 이해하는 것이 중요하고, 사용 목적에 따라 적합한 모드가 다르다는 것을 알고 있으면 좋겠다. 

 1) 두 개의 차이점

◈  NFC 기본 모드(읽고 쓰기 가능) 스마트폰이 리더(Reader)와 태그(Tag) 역할을 모두 수행하는 모드입니다. 즉, 다른 NFC 기기와 데이터를 주고받거나, NFC 태그를 읽고 쓸 수 있습니다. 마치 블루투스처럼 기기 간 연결을 통해 데이터를 교환하는 방식이다.

◈ NFC 카드 모드 (정보제공) 스마트폰이 마치 교통카드처럼 작동하는 모드입니다. 스마트폰을 NFC 리더기에 가까이 대면 결제, 출입 인증 등의 기능을 수행할 수 있습니다. 이 모드에서는 스마트폰이 카드처럼 정보를 제공하는 역할만 담당하며, 리더기와의 통신은 제한적으로 이루어집니다.

2) NFC 기본 모드와 카드 모드 작동

(1) NFC 기본 모드

 NFC 기본 모드에서는 P2P (Peer-to-Peer) 통신 방식을 사용하여 두 기기가 동등한 위치에서 데이터를 주고받음.

동등한 통신 프로토콜(통신방식과 해석 방식)을 사용하여 데이터를 교환하고, 이러한 프로토콜은 기기 간에 원활하고 안전한 데이터 전송을 보장합니다. 사진, 연락처, 앱 정보 등 다양한 형식의 데이터를 전송이 가능

(2) NFC 카드 모드

카드 모드에서는 스마트폰이 카드 에뮬레이션(카드처럼) 모드로 작동합니다.

스마트폰 내부의 보안 요소 (SE, Secure Element)에 저장된 결제 정보 또는 인증 정보를 NFC 리더기에 전송. 이때 사용되는 프로토콜은 국제 표준 규격을 따른다. 

구분	NFC 기본 모드	NFC 카드 모드
역할	리더 & 태그	태그 (카드)
통신 방식	P2P (양방향)	단방향 (리더기에 정보 전송)
프로토콜	LlCP, SNEP 등	ISO/IEC 14443, ISO/IEC 7816 등
지원 기능	데이터 교환, NFC 태그 읽기/쓰기, 기기 연결	결제, 교통카드, 출입 인증 등
보안 수준	기기 및 앱에 따라 다름	높음 (보안 요소 사용)
사용 가능한 앱	파일 공유 앱, 정보 전송 앱, IoT 제어 앱 등	결제 앱, 교통카드 앱, 인증 앱 등

 

4. NFC 기본 모드와 카드 모드의 활용

<기본모드와 카드 모드 차이>

기본 모드도 카드결제, 페이 등이 가능하다. 다만 소소한 전력소모와 보안성 측면을 생각하여 두 개의 차이를 이해하고

필요시 기본모드를 사용하는 것이 좋겠다는 생각이 든다. 

(1) NFC 기본 모드 활용

• 파일 공유: 사진, 동영상, 문서 등을 다른 스마트폰으로 빠르게 전송(예: Android Beam)
• 정보 전송: Wi-Fi 비밀번호, 연락처, 웹사이트 URL 등을 간편하게 공유
• IoT 기기 제어: 스마트 조명, 스피커, 가전제품 등을 스마트폰으로 제어
• NFC 태그 활용: NFC 태그에 특정 정보를 저장하고 스마트폰으로 읽어서 다양한 기능을 실행

예를 들어, 공기계를 사고 기존  앱이나 사진, 설정 정보를 NFC NFC 태그를 스캔하여 Wi-Fi에 자동 연결하거나, 특정 앱을 실행하거나, 스마트폰 설정을 변경할 수 있습니다. NFC 태그는 다양한 유형이 있으며 각 유형마다 기능과 용량이 다릅니다.

(2) NFC 카드 모드 활용 예시

• 모바일 결제: 삼성페이, 애플페이, 구글 페이 등을 이용하여 스마트폰으로 오프라인 매장에서 결제할 때 
• 교통카드: 티머니, 캐시비 등의 교통카드를 스마트폰에 등록하여 대중교통을 이용 
• 출입 통제: 스마트폰을 이용하여 사무실, 도서관, 아파트 등에 출입
• 멤버십 카드: 멤버십 카드를 스마트폰에 저장하여 실물 카드 없이 포인트 적립 및 사용

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5. 나에게 맞는 NFC 모드

 결론은 상기에 다 나와있다고 할 수 있다. 휴대폰 사용하면서 헷갈리는 경우가 있다. 클리어했으면 좋겠다. 

다양한 기능을 활용하고 싶다면?

NFC 기본 모드를 사용하는 것이 좋습니다. 파일 공유, 정보 전송, IoT 기기 제어 등 다양한 기능을 활용할 수 있습니다. 하지만 앱 및 기기에 따라 보안 취약점이 존재할 수 있습니다.

보안이 중요하고, 주로 결제나 인증에 사용한다면?

NFC 카드 모드가 더 적합합니다. 보안 요소를 사용하여 높은 보안 수준을 제공하며, 결제 및 인증 기능에 특화되어 있습니다. 단, NFC 기본 모드에 비해 기능이 제한적입니다.

NFC 기본 모드는 양방향 통신으로 전력소모가 발생하고,
카드모드는 배터리 소모가 없다. 
차이점에서 알 수 있듯이 
우리는 카드모드로 주로 이용하기에 카드모드로
설정하는 것이 좋겠다.  

 

 

6. 휴대폰 NFC 모드 설정 방법 (삼성 서비스 홈페이지 발췌)

① 휴대폰 빠른 설정창에서 NFC 설정 누르면 기본, 카드 표시

<빠른 설정>

② 설정(톱니바퀴) - 연결 - NFC - 설정 선택(카드, 기본) 

 

결론

NFC는 스마트폰의 활용도를 높여주는 편리한 기술입니다. NFC 기본 모드는 다양한 기능을 제공하지만 보안에 취약할 수 있는 반면, NFC 카드 모드는 높은 보안성을 제공하지만 기능이 제한적입니다. 즉, NFC 기본 모드와 카드 모드는 기능성과 보안성 사이에서 미묘한 선택지를 가집니다. 자신의 필요와 상황에 따라 적합한 모드를 선택하는 것이 중요하고 다양한 기능을 원한다면 NFC 기본 모드를, 보안을 우선시한다면 NFC 카드 모드를 선택하면 되겠다.