五探央行数字货币：NFC+SIM卡打造DCEP安全支付环境.pdf

请仔细阅读本报告末页声明 证券研究报 告 | 行业专题研究 2020 年 07 月 08 日 区块链 五 探央行数字货币 ： NFC+SIM 卡 打造 DCEP 安全 支付 环境 延续 此前的 四篇深度研究，我们认为 DCEP 对“双离线”及支付可信执行环境提出要求，而 NFC+SIM 卡将是手机端重要解决途径。 基于 NFC+SIM 卡的移动支付依旧拥有广阔的市场前景： 由于扫码支付的流行，市场低估了 NFC+SIM 卡在移动支付市场所拥有的潜力。NFC+SIM 卡方案具有的可离线使用、硬件安全环境等特点，因此其应用潜力被市场普遍低估。尤其是如果未来央行数字货币 DCEP 可能支持的离线支付场景推广开来， NFC+SIM 卡方案天然支持离线支付，有望打开新的市场。 市场低估了 NFC+SIM 卡移动支付的便利性和安全性。 市场普遍认可扫码支付作为移动支付的最优方案，忽视了 NFC+SIM 卡方案具有的可离线使用、硬件安全环境等特点，低估了此方案的便利性和安全性。 由于 NFC 支付的使用受距离限制，因此很难出现远程盗刷，而二维码支付存在一定的风险，尤其是支付二维码泄露的风险，相比之下 NFC 支付更为安全。且 NFC密钥一般存在 SIM 卡这类具有 TEE（可信执行环境）的手机硬件中，离线支付需要通过 TEE 进行签名并且检查没有进行过双重支付，这个时候双离线支付的安全性实际上交给支持 TEE 芯片的生产商进行担保，因此具有更高的安全性。 NFC 将成中高端智能手机标配并逐渐普及 ，有利于 NFC 移动支付的推广 。 据艾瑞统计，在国内出货量 TOP5 的智能手机（包括华为、 OPPO、vivo、小米和苹果 ）当中， 2014-2017 年上市的手机中 NFC 手机占比得到了明显的增长，其中 2015 年的占比仅为 17.1%，但到 2017 年则增长到了 31.3%。随着成本的逐渐下降，我们认为 NFC 将成为手机的主流配置。 NFC 移动支付有望支持 DCEP 实现离线支付。 在中国人民银行数字货币研究所发布的专利“使用数字货币芯片卡进行离线支付的交易及方法”中可以看到， DCEP 实现离线支付可以依靠数字货币芯片卡 。这一模式实现了“用户 POS 机”链条的离线，而暂时无法实现“ POS 机 银行”链条的离线。 NFC 移动支付作为一种便捷、成熟且安全 的方案，有望在 DCEP离线支付中发挥作用。 智能卡厂商 SIM 智能卡厂商竞争格局稳定。 目前，智能卡行业上市公司主要包括恒宝股份、天喻信息、东信和平与东港股份几家，随着物联网和移动智能应用的发展和普及，主要智能卡厂商的出货量与出货份额在近五年之内区域稳定，所占市场份额无大规模波动，竞争格局较为稳定。 倘若未来 DCEP 离线支付能够采用 NFC+SIM 卡的模式，将为产业带来新的一轮营收和盈利能力的增长， 智能卡市场有望催生新的红利，带动产业进入新的快速发展期。 投资建议： 我们建议关注布局 NFC+SIM 卡产业链 相关公司，包括： 智能卡厂商：恒宝股份、东信和平、东港股份、天喻信息； 终端机具厂商：新大陆、 新国都 ，新开普 。 风险提示 ： 区块链技术发展不达预期；央行数字货币最终 未采用 NFC 离线支付 方案 。 增持 （ 维持 ） 行业 走势 作者 分析师 宋嘉吉 执业证书编号： S0680519010002 邮箱： songjiajigszq 分析师 任鹤义 执业证书编号： S0680519040002 邮箱： renheyigszq 相关研究 1、通信：工信部再发文！从 3 点边际变化，看工业互联网发展提速 2020-02-25 2、区块链：布隆伯格建言加密货币监管框架，央行发布金融分布式账本规范 2020-02-24 3、区块链：央行发布金融分布式账本规范、区块链金融有望提速 2020-02-24 -16%0%16%32%2019-07 2019-11 2020-03 2020-07通信 沪深 3002020 年 07 月 08 日 P.2 请仔细阅读本报告末页声明 内容目录 1 核心观点 . 3 1.1 核心推荐逻辑 . 3 1.2 我们区别于市场的观点 . 3 2 基于 NFC 离线支付依然有较大的发展空间 . 3 2.1NFC 提供了一种安全、便捷的移动支付方案 . 3 2.2 NFC 与二维码支付各有优势 . 5 3 离线支付有望与手机 SIM 卡结合 . 7 3.1 NFC+SIM 卡是 NFC 移动支付的主流模式 . 7 3.2 NFC+SIM 卡有望支撑央行数字货币离线支付 . 8 3.3 智能卡产业竞争格局稳定，有望分享 DCEP 时代新红利 . 9 4 投资建议 . 11 风险提示 . 11 图表目录 图表 1： NFC 应用场景广泛 . 4 图表 2： NFC 被动模式原理图 . 4 图表 3： NFC 主动模式原理图 . 4 图表 4： NFCIP-2 网关三种模式原理图 . 5 图表 5： NFC 支付系统结构 . 5 图表 6： NFC 支付与二维码支付对比 . 6 图表 7： 中国 NFC 支付交易规模 . 6 图表 8： 中国 NFC 支付交易规模 . 7 图表 9： NFC 支付系统三种方案 . 7 图表 10： NFC-SWP 终端架构 . 8 图表 11： SWP 技术的 ETSI 标准体系结构 . 8 图表 12：使用数字货币芯 片卡进行离线支付的方法及系统 . 9 图表 13：中国移动电话用户数（亿户） . 9 图表 14：主要 厂商智能卡出货量 (亿张 ) . 10 图表 15：主要 厂商智能卡份额 (亿元 ) . 10 图表 16：主要厂商智能卡业务毛利率表 . 10 图表 17：全球智能卡出货量及 走势预测 . 11 2020 年 07 月 08 日 P.3 请仔细阅读本报告末页声明 1 核心观点 1.1 核心推荐逻辑 基于 NFC+SIM 卡 的移动支付依旧拥有广阔的市场前景 ： 由于扫码支付的流行，市场低估了 NFC+SIM 卡在移动支付市场所拥有的潜力。 NFC+SIM 卡方案具有的可离线使用、硬件安全环境等特点，因此其应用潜力被市场普遍低估。 倘若 未来央行数字货币 DCEP可能支持的离线支付场景推广开来， NFC+SIM 卡方案天然支持离线支付，有望迎来新的市场红利期 。 1.2 我们区别于市场的观点 市场低估了 NFC+SIM 卡移动支付的便利性和安全性 。 市场 普遍认可扫码支付作为移动支付的最优方案，忽视了 NFC+SIM 卡方案具有的可离线使用、硬件安全环境等特点，低估了此方案的便利性和安全性。 由于 NFC 支付的使用受距离限制，因此很难出现远程盗刷，而二维码支付存在一定的风险，尤其是支付二 维码泄露的风险，相比之下 NFC 支付更为安全。 且 NFC 密钥一般存在 SIM 卡这类具有 TEE（可信执行环境）的手机硬件中 ，离线支付需要通过 TEE 进行签名并且检查没有进行过双重支付，这个时候双离线支付的安全性实际上交给支持 TEE 芯片的生产商进行担保 ，因此具有更高的安全性。 运营商将大概率支持 NFC+SIM 卡模式，产业竞争格局稳定。 NFC 移动支付 系统的核心是 SE 安全模块，因为密钥和金融账户都存储在其中。运营商将大概率支持 NFC+SIM 卡模式，也就是 SE 安全模块置于 SIM 卡中。 目前， 智能卡行业上市公司主要包括恒宝股份、天喻信息、东信和平与东港股份 几家 ，随着物联网和移动智能应用的发展和普及，主要 智能卡 厂商 的 出货量与出货份额在近五年之内 区域稳定 ，所占市场份额无大规模波动， 竞争 格局较为稳定 。 若 DCEP 离线支付采用 NFC+SIM 卡模式， 产业 将迎来新的一轮红利期 。 2 基于 NFC 离线支付依然有较大的发展空间 2.1NFC 提供了一种安全、便捷的移动支付方案 NFC 提供了一种简单、 非 触控式的解决方案，可以让消费更简单直观的交换信息、访问与服务。 NFC（ Near FieldCommunication， NFC） ， 中文全称为近场通信技术。 NFC 是在非接触式射频识别 ( RFID) 技术的基础上，结合无线互联技术研发而成， 为 日常生活中各种电子产品提供了一种十分安全快捷的通信方式 ，即两个设备靠近就可以完成数据通信 。 NFCIP-1 标准规定 NFC 的通信距离为 10 厘米以内，运行频率为 13.56MHz，传输速度有 106 Kbit /s、 212 Kbit /s 或者 424Kbit /s 三种。 NFC 功能应用现在已经普遍应用在金融支付、 在交通、电子产品、零售商超、娱乐、医疗、身份识别等等众多领域 。 2020 年 07 月 08 日 P.4 请仔细阅读本报告末页声明 图表 1： NFC 应用场景广泛 资料来源： 电子发烧友网 、 国盛证券研究所 NFC 有被动模式和主动模式两种工作模式 。 被动模式如 下 图所示， NFC 发起设备 ( 也称为主设备 ) 需要供电设备， 供电设备 为 主设备 提供 能量来提供射频场，并将数据发送到 NFC 目标设备 ( 也称作从设备 ) ，传输速率 有 106kbps、 212kbps 或 424kbps 三种选择 。从设备 可以不需要供电设备 ， 原因是从设备 不产生射频场， 而是利用主设备产生的射频场转换为电能，为从设备的电路供电，接收主设备发送的数据，并且利用负载调制 ( loadmodulation) 技术，以相同的速度将从设备数据传回主设备。 由于在这种 工作模式下 射频场 不在 从设备 中 产生 ，而是被动接收主设备产生的射频场，所以被称作被动模式，在此模式下， NFC 主设备可以检测非接触式卡或 NFC 目标设备，与之建立连接。主动模式如下图所示，目标设备和发起设备在向对方发送数据时，都需要主动产 生射频场，因此称为主动模式，这种 模式下 供电设备需要功能来提供产生射频场的能量。这种通信模式是对等网络通信的标准模式，连接速率非常快速。 图表 2： NFC 被动 模式 原理图 图表 3： NFC 主动 模式 原理图 资料来源： CSDN， 国盛证券研究所 资料来源： CSDN、国盛证券研究所 NFCIP-2 标准 规定了一种灵活的网关系统，用于和非接触式智能卡兼容 ，具体 有 三种工作模式 : 点对点通信模式、读写器模式和 NFC 卡模拟模式 。 点对点模式下两个 NFC 设备可以直接交换数据； 例如多个支持 N FC 的数字相机、智能手机之间可以利用 NFC 技术进行无线互联，实现虚拟名片或数字相片等数据交换。读 /写模式下 NFC 设备作为非接触读写器使用，从中读取非接触标签中的内容，采集数据并发送到对应的应用进行处理 ； 例如支持 NFC 的手机在与标签交互时扮演读写器的角色，开启 NFC 功能的手机可以读写支持 NFC 数据格式标准的标签。 模拟卡片模式 就是将具有 NFC 功能的设备模拟成一张标签或非接触卡， 通过 POS 机（ 非接触读卡器）的 RF 来供电，即使 NFC 手机没2020 年 07 月 08 日 P.5 请仔细阅读本报告末页声明 电也可以工作，例如支持 NFC 的手机可以作为门禁卡、银行卡等而被读取。 图表 4： NFCIP-2 网关 三种 模式 原理图 资料来源： 公开资料 整理、 国盛证券研究所 消费者在购买商品或服务时，即时采用 NFC 技术通过手机等手持设备完成支付， 具有快捷、安全的特点 。 NFC 移动 支付的处理在现场进行，并且在线下进行，不需要使用移动网络，而是使用 NFC 射频通道实现与 POS 收款机或自动售货机等设备的本地通讯。用户端的支付设备载体主要是手机、钱包等，商户端是 NFC 支付终端 ，手机碰下刷卡器就可以完成支付，十分便利。银行、银联等金融机构以及第三方支付公司与电信运营商合作，推出手机电子钱包、手机电子现金等应用，消费者可以使用手机直接 POS 机进行消费，或通过手机短信或 移动网络 进行充值 。 NFC 移动支付系统的系统主要包括商户POS 机、 POS 机接入管理系统、模拟银行支付平台、卡应用下载管理平台 等。 图表 5： NFC 支付 系统结构 资料来源： 一卡通网 、 国盛证券研究所 2.2 NFC 与二维码支付各有优势 在消费者层面， NFC 与二维码之间 有 竞争 关系 ，两者各有优缺点 。 由于 NFC 支付的使用2020 年 07 月 08 日 P.6 请仔细阅读本报告末页声明 受 距离限制，因此很难出现远程盗刷 ， 而 二维码支付存在一定的风险， 尤其是 支付二维码 泄露的风险， 相比之下 NFC 支付更为安全。建立在 NFC 技术的移动支付可以不需要网络，但 二维码支付需要网络，因此相比之下 NFC 支付也更加便捷。然而 NFC 支付 需要手机具有 NFC 模块，对成本带来一定负担 ，但二维码可以应用于所有 智能 手机 ，易于推广普及 。随着技术的发展 和成本的下降 ，现在越来越多的手机都支持 NFC， 在未来的支付领域， NFC 移动支付依旧拥有较大的应用前景 。 图表 6： NFC 支付 与二维码支付 对比 支付通道 远程盗刷风险 支付依托 离线支付 设备 支持 NFC 不会出现 银行卡等 强实名账户 支持 支持 NFC 的手机 二维码 二维码泄露时有风险 第三方弱实名账户 不支持 普通 可联网智能手机 资料来源： 公开 资料整理、 国盛证券研究所 2017 年我国移动 NFC 支付规模达到了 48.9 亿元，而且从 2017Q1-2018Q1 的环比增速来看，该市场规模正进入加速增长阶段。 2018Q1 我国移动 NFC 支付规模继续保持着加速增长的速度，达到 29.4 亿元。 可见，虽然在支付应用规模上不及二维码支付，但 NFC支付依旧拥有一定的市场。 图表 7： 中国 NFC 支付 交易规模 资料来源： 艾瑞咨询 、 国盛证券研究所 NFC 将成中高端智能手机标配并逐渐普及。 据艾瑞统计，在国内出货量 TOP5 的智能手机（包括华为、 OPPO、 vivo、小米和苹果）当中， 2014-2017 年上市的手机中 NFC 手机占比得到了明显的增长，其中 2015年的占比仅为 17.1%，但到 2017年则增长到了 31.3%。随着成本的逐渐下降，我们认为 NFC 将成为手机的主流配置。 2020 年 07 月 08 日 P.7 请仔细阅读本报告末页声明 图表 8： 中国 NFC 支付 交易规模 资料来源： 艾瑞咨询 、 国盛证券研究所 3 离线支付有望与手机 SIM 卡结合 3.1 NFC+SIM 卡是 NFC 移动 支付 的主流模式 NFC 支付系统的核心是 SE 安全模块。 NFC 支付系统组成部分包括 安全单元、 NFC 前端及 OTA：安全单元 SE（ Secure Element）负责确保支付系统的安全， SE 可以是固化在手机中也可以存在于 SIM 卡、 SD 卡这样的可拆卸装置中； NFC 前端芯片通过连接的天线负责无线通讯； OTA（ Over The Air）空中下载控制部分负责对于存储在 SE 中的 NFC 支付应用的下载和管理。 其中， SE 安全模块是 金融账户的载体，也是 NFC 支付系统的核心，运营商、银行和手机厂商都在争夺 SE 模块的控制权。因此， SE 安全模块的载体可以有 SIM 卡、 SD 卡、内置在手机硬件中等。 2013 年底安卓操作系统 4.4 以上版本支持了 HCE(host-based card emulation，主机卡模拟 )技术，该技术使基于操作系统应用软件直接实现卡模拟技术成为可能 ， 不再要求手机中必须存在安全单元。 图表 9： NFC 支付系统 三种方案 资料来源： 一卡通网 ， 国盛证券研究所 NFC+SIM 卡 方案 是主流的选择 。 支持 NFC 的手机可以采用的解决方案很多，其中以SIM 卡为中心的 NFC+SWP 解决方案 广为 SIM 卡商和移动运营商青睐 。 NFC+SWP 相比较 全手机方案 即所有硬件数据读写、 安全保证均在手机实现，手机与 NFC 芯片接口2020 年 07 月 08 日 P.8 请仔细阅读本报告末页声明 由各厂家自行定义，较难统一运营。 NFC+SWP 方案 接口基本标准化， NFC 产业链发展最为完善，从芯片制造商到 SIM 卡商、终端制造商、到运营商，均匀大量厂家、运营商支持。 SWP 方案有三种实现方式，分别是 NFC-SIM 方案、 NFC-SD 方案以及全终端方案。目前银联首推 SWP-SD 方案，国内三大运营商 则主推 SWP-SIM 方案。 NFC-SIM 卡 是能够适应大部分没有 NFC 功能的 手机 的 卡 ， 但需要 占用手机 SIM 卡 卡槽，需要手机 开机状态 下 向其供电以加大发射功率便于识别 。如果 手机本身 有 NFC 功能， 则 不需 要电信运营商的 NFC-SIM 卡，只需要将公交卡或银行卡写 入 NFC 芯片，不用占用 手机 SIM 卡卡槽，关机也能完成支付。 NFC 手机可以当作 NFC 读卡器使用，能读其他 NFC 标签。 为了保证数据的安全性，在更换手机后不至于重新设置密钥信息，可以在 SIM/SD 卡中保存移动支付的密钥信息。此时， NFC 芯片提供射频接口，负责转发射频数据给 SIM 卡。对 SIM卡而言，不需要像双界面 SIM 卡那样增加非接触接口，而使用 SWP 接口实现与 NFC 芯片的连接。在标签模式下， NFC 芯片类似于桥接器，在阅读器和 SIM 卡之间转发数据。 SWP 方案和双界面卡方案、贴膜卡 等 方案相比，其优势在于 产业链比较成熟 、 SWP 相关规范属于国际规范，并且支持 NFC 技术的三种工作模式 卡模拟模式、读卡器模式以及点对点模式。目前 SWP 方案已有成熟技术要求和测试方法，其 ETSI 标准体系如 下 图所示。 图表 10： NFC-SWP 终端架构 图表 11： SWP 技术的 ETSI 标准体系结构 资料来源： CSDN， 国盛证券研究所 资料来源： CSDN、国盛证券研究所 3.2 NFC+SIM 卡有望支撑央行数字货币离线支付 NFC 移动支付有望支持 DCEP 实现离线支付。 在中国人民银行数字货币研究所发布的专利“使用数字货币芯片卡进行离线支付的交易及方法”中 可以看到 ， DCEP 实现离线支付可以 依靠 数字货币芯片卡，其具体流程是：受理终端（ POS 机）把 交易金额 通过蓝牙、红外线、 NFC 等近距离无线连接的方式发送到支付方用户终端设备， POS 机接收 交易信息并 与商业银行建立网络连接后，将交易信息发送至商业银行数字货币系统，之后央行收到 相应的 变更属主的请求，完成离线支付。这一模式实现了“用户 POS 机”链条的离线，而暂时无法实现“ POS 机 银行”链条的离线。 NFC 移动支付作为一种便捷、成熟且安全的方案，有望在 DCEP 离线支付中发挥作用。 2020 年 07 月 08 日 P.9 请仔细阅读本报告末页声明 图表 12：使用数字货币芯片卡进行离线支付的方法及系统 资料来源： 中国人民银行数字货币研究所专利， 国盛证券研究所 NFC+SIM 卡方案为离线支付提供可信环境，应用潜力巨大。 由于央行 数字货币 的 离线支付 依靠 可信硬件来实现 ，即 在支持 TEE（可信执行环境）的手机里，规定离线支付需要通过 TEE 进行签名并且检查没有进行过双重支付，这个时候双离线支付的安全性实际上交给支持 TEE 芯片的生产商进行担保。这种 TEE 芯片卡具有验证数字货币真伪、交易合法性等功能。应该是一种加密的，具有强大抗破解能力的芯片卡。 此时 ， NFC+SIM 卡的方案由于 交易 受距离限制、 依托 强实名 等 特点，在物理层面以及 法律 层面 保证安全 性，提供 了 优于 其他类型方案的 可信执行环境 。 这种方案要求 通过 建立标准统一的芯片 且 所有 支付节点都要 安装才能保证离线 支付 安全 可靠， 随着 近年来 支持 NFC 功能 成为 中高端手机的标配并逐渐普及， 此类方案 应用 潜力非常大 。 NFC+SIM 卡有望支撑央行数字货币离线支付 。 至 2020 年 3 月，我过移动用户达到 15.9 亿，随着终端的智能化发展，手机NFC 支付有望在 DCEP 等新兴支付场景下焕发活力。 图表 13： 中国移动电话用户数（亿户） 资料来源： 工业和信息化部、 国盛证券研究所 3.3 智能卡 产业 竞争格局稳定 ，有望分享 DCEP 时代新红利 NFC 支付的核心是 SE 安全模块的控制权，运营商将 大概率 支持 NFC+SIM 卡模式。NFC 移动支付 系统的核心是 SE 安全模块，因为密钥和金融账户都存储在其中。运营商1414.214.414.614.81515.215.415.615.81616.22018.3 2019.3 2020.3中国移动电话用户数（亿户）2020 年 07 月 08 日 P.10 请仔细阅读本报告末页声明 将大概率支持 NFC+SIM 卡模式，也就是 SE 安全模块置于 SIM 卡中。 SIM 智能 卡厂商竞争格局稳定。 目前， 智能卡行业上市公司主要包括恒宝股份、天喻信息、东信和平与东港股份 几家 ，随着物联网和移动智能应用的发展和普及， 主要 智能卡厂商 的 出货量与出货份额在近五年之内 区域稳定 ，所占市场份额无大规模波动， 竞争 格局较为稳定 。 产业 在 等待新的一轮红利的到来。 图表 14： 主要 厂商智能卡出货量 (亿 张 ) 图表 15： 主要 厂商智能卡 份额 (亿 元 ) 资料来源： 公司公告 ， 国盛证券研究所 资料来源： 公司公告 、国盛证券研究所 DCEP 时代的移动支付有望进一步催生智能卡市场红利。 随着 DCEP 的临近，移动离线支付成为一种 全新的支付形态， NFC+SIM 卡的方式从技术角度完全可以支持 DCEP 离线支付。 DCEP 时代移动支付推动下，智能卡市场有望催生新的红利，带动产业进入新的快速发展期。从几家厂商智能卡业务的毛利率情况来看，毛利率趋于稳定，其中东港股份在产能利用率进一步提升的促进下毛利率所有提升。倘若 未来 DCEP 离线支付能够采用NFC+SIM 卡的模式，将为产业带来新的一轮营收和盈利能力的增长。 图表 16： 主要 厂商智能卡业务 毛利率表 资料来源： Wind、 国盛证券研究所 智能卡市场需求依旧强劲 ， 下游各类应用 空间广阔 。 随着智能卡技术的日趋成熟，智能卡的应用领域也更加广泛， 不仅是 NFC 移动支付， 在社保、金融、通信、交通、教育、安全证件、医疗健康等多个领域 都 得到规模化的发展与应用 。由于 NFC 技术的 拓展性、便捷性、安全性等优势，智能卡市场需求潜力巨大，下游应用空间广阔。 2018 年全球智能卡出货量达 368 亿张，较 2017 年上涨 2%。预计到 2022 年全球智能卡出货量将达到384 亿张。 05101520252015 2016 2017 2018 2019恒宝股份 天喻信息 东信和平051015202530354045502015 2016 2017 2018 2019恒宝股份 天喻信息 东信和平 东港股份20%22%24%26%28%30%32%34%36%38%40%2015 2016 2017 2018 2019恒宝股份 天喻信息 东信和平 东港股份