Near Field Communication (NFC, Nahfeldkommunikation)

Was ist Near Field Communication (NFC)?

Near Field Communication (NFC) ist eine drahtlose Konnektivitätstechnologie für den Nahbereich. Sie nutzt elektromagnetische Induktion, um die Kommunikation zwischen Geräten zu ermöglichen, wenn diese sich berühren oder nur wenige Zentimeter voneinander entfernt sind. Das Verfahren findet Anwendung etwa bei der Authentifizierung von Kreditkarten, der physischen Zugangsberechtigung und der Übertragung kleiner Dateien – oder wenn es darum geht, leistungsfähigere drahtlose Verbindungen anzustoßen. Grob gesagt, baut Nahfeldkommunikation auf den bestehenden Ökosystemen und Standards rund um RFID-Tags (Radio Frequency Identification) auf und erweitert sie.

NFC erweitert RFID und kontaktlose Funktionen um dynamischere Features, die durch moderne Smartphones ermöglicht werden. Alle modernen Telefone unterstützen mittlerweile NFC-Chips und Anwendungen wie Apple Pay und Google Pay, um die Vorteile der bereits milliardenfach eingesetzten RFID-Tags und -Terminals zu nutzen. NFC erleichtert es, mehrere Karten auf ein einziges Telefon zu laden, um Zahlungen vorzunehmen, mit öffentlichen Verkehrsmitteln zu fahren, Gebäude zu betreten, Autotüren zu öffnen und andere Anwendungsfälle zu nutzen. NFC unterstützt interaktive Anwendungen, die auf grundlegenden RFID-Funktionen basieren, zum Beispiel das automatische Koppeln von Bluetooth-Kopfhörern und Herstellen von WLAN-Verbindungen. Auf diese Weise lassen sich ebenfalls automatisch Daten oder eine App von einem Werbeplakat oder einer Anzeige abrufen.

Ursprünglich war Nahfeldkommunikation für die Übertragung von Dateien zwischen Mobiltelefonen mit Android Beam vorgesehen. Moderne Services wie Quick Share (ehemals Nearby Share) von Google nutzen NFC, um drahtlose Dienste über schnellere Netzwerke, beispielsweise Bluetooth oder Wi-Fi Direct, zu konfigurieren.

NFC ist auf die Kommunikation über kurze Entfernungen beschränkt, was wichtige Auswirkungen auf die physische Zugangssicherheit hat. Ein Benutzer kann nur dann eine Zahlung vornehmen oder eine Tür öffnen, wenn er nicht weiter als zehn Zentimeter von einem NFC-Terminal entfernt ist. Ein weiterer wichtiger Aspekt besteht darin, dass NFC-Anfragen empfangen und beantwortet werden können, ohne dass dafür eine eigene Stromversorgung nötig ist. Dadurch lässt sich Nahfeldkommunikation auch in batterielosen Geräten, etwa Kreditkarten, implementieren.

NFC ergänzt außerdem Wireless-Technologien, wie Bluetooth, Ultrabreitband (UWB) und Wi-Fi Direct, sowie visuelle Lösungen, etwa QR-Codes. Der größte Vorteil besteht darin, dass es die einfachste drahtlose Technologie ist, um eine Verbindung herzustellen, wovon IoT-Geräte profitieren. Allerdings eignet sich das Verfahren nicht besonders gut, um eine Verbindung über größere Entfernungen oder längere Zeiträume aufrechtzuerhalten.

Wie funktioniert NFC?

NFC basiert auf drei entscheidenden Innovationen: drahtlose Tag-Lesegeräte, kryptografische Verfahren bei der Kreditkartenverarbeitung und P2P-Konnektivität (Peer to Peer), die vielfältige Anwendungen ermöglichen.

Dabei baut NFC auf den RFID-Standards und -Spezifikationen auf, zum Beispiel ISO/IEC 14443 und ISO/IEC 15963. Diese nutzen eine drahtlose Kommunikationstechnik, die auf anderen physikalischen Prinzipien beruht als die meisten Wireless-Funksysteme. Während die meisten dieser Systeme Daten mittels Funkwellen übertragen, erfolgt die Datenübertragung bei NFC über Magnetfeldinduktion. NFC arbeitet auf einer Frequenz von 13,56 MHz, was einer Wellenlänge von 22 Metern entspricht.

Ein wichtiger Vorteil der Datenübertragung per Induktionskopplung statt Funkwellen liegt darin, dass sich das Magnetfeld deutlich schneller abschwächt als Funkwellen. Dies trägt maßgeblich dazu bei, das Abhören sensibler Informationen – etwa von Kreditkartentransaktionen, Zugangscodes oder anderen vertraulichen Daten – zu erschweren.

Die zweite bedeutende NFC-Innovation betrifft kryptografische Verfahren bei der Kreditkartenverarbeitung, die für kontaktlose Zahlungen zum Einsatz kommen. Die Public-Key-Kryptografie ermöglicht es der Karte, für jede Transaktion einen neuen Authentifizierungscode zu generieren, ohne die Rohdaten der Karte oder den dreistelligen Code auf der Rückseite preiszugeben. Dadurch wird gewährleistet, dass selbst wenn jemand die Kommunikation abhört oder ein Hacker in einer vollen U-Bahn eine Karte ausliest, niemals die ursprünglichen Kartendaten in Erfahrung gebracht werden können.

Das NFC Forum, eine gemeinnützige Branchenvereinigung, hat diese beiden Bausteine aufgegriffen und die P2P-Konnektivität zusätzlich zum Standard ISO/IEC 18092 hinzugefügt. Bei klassischen RFID- und Kreditkartenanwendungen kommt ein aktiver Kartenleser zum Einsatz, der ein passives Tag oder eine passive Karte abfragt, was eine einseitige Interaktion darstellt. Das NFC Forum hat Spezifikationen eingeführt, die es leistungsfähigeren Geräten wie Smartphones, Kopfhörern, Routern, Haushaltsgeräten und Industrieanlagen ermöglichen, NFC-Abfragen zu initiieren oder darauf zu reagieren. Dadurch hat sich ein breites Spektrum an Interaktions- und Konnektivitätsoptionen eröffnet. Gleichzeitig war viel Entwicklungsarbeit nötig, um den Informationsaustausch zu vereinfachen und gleichzeitig Sicherheitslücken zu minimieren. Beispielsweise kann man zwei Telefone aneinanderhalten, um per Android Beam Kontaktdaten auszutauschen, ohne versehentlich ausführbaren Code zu übertragen, der eine Schadsoftware verbreiten könnte.

Smartphone-Anbieter entwickeln auf dieser Basis grundlegende Funktionen zur Ausführung von Anwendungen. Im Google-Ökosystem kann ein Smart Tag eine Progressive Web App starten, die im Browser läuft. Apple hat 2020 die Apple App Clips eingeführt, bei denen ein NFC-Tag oder QR-Code Apps mit einfacher Funktionalität starten kann. Zum Beispiel kann man darüber in einem Restaurant bestellen oder einen E-Roller entsperren, ohne eine vollständige App herunterladen zu müssen. Diese Apps sind so konzipiert, dass sie keinen oder nur sehr stark eingeschränkten Zugriff auf sensible Daten auf dem Smartphone haben.

Beispiele für NFC

Einige typische Anwendungsfälle für NFC sind unter anderem:

• Mobiles Bezahlen mit Diensten wie Apple Pay oder Google Pay.
• Zahlungen im öffentlichen Nahverkehr.
• Einlösen von Tickets bei Konzerten oder im Theater.
• Zutrittskontrolle zu Gebäuden oder Büros.
• Entsperren von Autotüren oder E-Rollern.
• Einchecken, etwa an Veranstaltungsorten, um Freunde in sozialen Netzwerken zu benachrichtigen.
• Koppeln von Smartphones und Kopfhörern durch einfaches Aneinanderhalten.
• Automatisches Einrichten einer WLAN-Verbindung, indem man ein Telefon kurz an einen Router oder Internet-Gateway hält.
• Verbindung per Smartphone mit einem Heizkörper, um dessen Temperatureinstellungen und Zeitplan zu konfigurieren.
• Zugriff per Smartphone oder Tablet auf komplexere Steuerungsfunktionen bei Industrieanlagen.

Vorteile von NFC

NFC bietet mehrere praktische Vorteile, zum Beispiel:

• Steigerung der Betriebseffizienz bei Zahlungsdienstleistern.
• Höhere Sicherheit bei Zahlungen im Vergleich zu herkömmlichen Kreditkarten.
• Möglichkeit für Benutzer, dynamisch zwischen mehreren Karten zu wählen.
• Kommunikation, die sich aus der Distanz kaum abfangen und mitlesen lässt.
• Einfache Handhabung für Verbraucher beim Bezahlen von Waren.
• Vereinfachter Zugriff auf Backend-Informationen.
• Unkomplizierte Einrichtung neuer Verbindungen im Vergleich zu anderen Wireless-Protokollen.

Einschränkungen von NFC

Zu den Nachteilen der NFC-Technologie gehören die folgenden Punkte:

• Die sehr kurze Reichweite von nur wenigen Zentimetern schließt viele Anwendungsfälle aus.
• Langsamer als andere Protokolle.
• Kann die Benutzerfreundlichkeit für Apps einschränken, die auf sensible Daten auf dem Smartphone zugreifen müssen.
• Eingeschränkte Innovationsmöglichkeiten bei Apps infolge technischer Beschränkungen durch Apple und Google;
• Eignet sich nicht für die Standortverfolgung.
• Lässt sich nicht so universell und einfach in Ticket-Apps für Veranstaltungen integrieren wie QR-Codes.

Unterschiede zwischen NFC und anderen drahtlosen Technologien

NFC ergänzt eine Vielzahl anderer Wireless-Technologien, darunter RFID, EMV (Europay, Mastercard und Visa), Bluetooth, UWB und QR-Codes. Es unterscheidet sich jedoch in wichtigen Punkten von diesen Technologien.

NFC eignet sich am besten, um Transaktionen zu authentifizieren, Türen zu öffnen und weitere drahtlose Verbindungen zu konfigurieren. Die anderen Technologien bieten folgende Vorteile:

• RFID nutzt Lesegeräte, die einfache ID-Tags aus großer Entfernung scannen können. Da dieses Verfahren unidirektional arbeitet, eignet es sich optimal zum Auslesen von elektronischen Mautplaketten, zum Öffnen von Türen, zur Passkontrolle oder zur Bestandsaufnahme zwischen aktiven Lesegeräten und passiven Tags.
• EMV ermöglicht Kreditkartentransaktionen mit einem Chip und einem entsprechend ausgestatteten Zahlungsterminal. Damit lassen sich zwar auch Transaktionen authentifizieren, aber nicht so dynamisch und interaktiv wie bei NFC, das kontaktlose Zahlungen erlaubt.
• Bluetooth bietet eine größere Reichweite als NFC, ist allerdings weniger sicher. Es eignet sich am besten für die Verbindung von Peripheriegeräten, etwa Kopfhörern mit Mobilgeräten und Computern.
• Bei UWB handelt es sich um eine neue Technologie, die mit sehr geringer Leistung arbeitet und Impulsmuster verwendet, um Störungen mit anderen Wireless-Technologien zu vermeiden. Dadurch lassen sich Daten schnell und ohne Qualitätsverlust senden. UWB eignet sich hervorragend für die Standortverfolgung auf kurze Distanz, was für neuere Anwendungsfälle wie den drahtlosen Zugang zu Fahrzeugen gut funktioniert.
• QR-Codes müssen vom Benutzer aktiviert werden, indem er ein entsprechendes Bild mit der Kamera-App seines Smartphones scannt – im Gegensatz zur einfachen Berührung wie bei NFC. Unternehmen können ganz einfach QR-Codes für Kunden generieren, über die sich Werbeaktionen, Produkthandbücher oder Webseiten von gedruckten Tags abrufen lassen. QR-Codes sind weniger komplex und lassen sich leichter in E-Mails einfügen, ohne dass eine Integration mit Apple- oder Google-spezifischen Funktionen erforderlich ist.

Was die Erkennungsreichweite betrifft, kann NFC lediglich feststellen, ob sich ein Gerät direkt neben einem anderen befindet. Die Bluetooth-Technologie ist dazu fähig, Objekte im selben Raum zu erkennen. UWB kann eine Fernbedienung, die zwischen Sofakissen versteckt ist, auf zehn Zentimeter genau orten. Die Apple AirTags verfügen beispielsweise über alle drei Arten von Funktechnologien, um verschiedene Konnektivitäts-, Konfigurations-, Tracking- und Benachrichtigungsoptionen zu ermöglichen.

Dieser Artikel wurde im Juli 2025 aktualisiert und erweitert.