NFC 태그 리더란 무엇이고, 어떻게 사용할까요? [안드로이드 & iOS 완벽 가이드]

NFC(Near Field Communication, 근거리 무선 통신)는 두 대의 기기(예: 스마트폰 두 대 또는 스마트워치)가 서로 가까운 거리에 놓였을 때 무선으로 데이터를 주고받을 수 있게 해주는 통신 프로토콜입니다. NFC는 RFID(Radio-Frequency Identification, 전파 식별) 기술과 매우 유사하지만 통신 범위가 훨씬 짧다는 차이가 있습니다. 일반적으로 약 4cm(1.5인치), 최대 10cm(4인치) 이내에서만 작동합니다.

즉, NFC는 RFID와 블루투스의 중간 성격을 띤 기술이라 할 수 있습니다. 다만 블루투스처럼 기기를 검색하고 페어링하는 과정이 필요 없으며, RFID가 일방향 통신인 것과 달리 NFC는 양방향 통신이 가능하다는 점이 특징입니다.

NFC 프로토콜의 역사

NFC는 2020년 코로나19 팬데믹으로 비대면 결제 수요가 급증하면서 크게 주목받았지만, 그 뿌리는 1983년 RFID 형태로 개발된 기술까지 거슬러 올라갑니다. NFC는 2003년 ISO 국제 표준으로 승인되었으며, 2006년 노키아 폰에 처음 탑재되었습니다. 이후 2010년 삼성이 NFC를 지원하는 안드로이드 스마트폰 'NEXUS S'를 출시하며 시장에 합류했고, 2014년 애플도 아이폰 6를 통해 NFC를 도입했습니다.

현재 NFC는 비접촉 결제 시스템의 핵심 기반 기술로 자리 잡았습니다. 대략적으로 전 세계에는 약 20억 개의 NFC 지원 기기(스마트폰, 노트북 등)가 보급되어 있으며, 세계 인구의 약 20%가 NFC 기능을 이용할 수 있는 것으로 추산됩니다.

NFC의 작동 방식과 주요 용도

NFC를 사용하려면 NFC를 지원하는 두 기기를 몇 센티미터 이내의 거리에 가까이 두기만 하면 됩니다. 그러면 두 기기가 무선으로 정보를 교환합니다. NFC의 대표적인 활용 분야는 다음과 같습니다.

• 대용량 데이터 전송(음악, 영상 등): 단, 파일 전송을 지원하던 Android Beam 기능은 안드로이드 10 이상에서 중단되었습니다.
• 전자 신분 문서: 식당 메뉴판, 출입 증명서 등
• 키카드, 교통카드 및 탑승권
• 비접촉 결제(NFC/CTLS 또는 CTLS NFC라고 부름)
• 결제 앱·카드 연동: Google Pay, Apple Pay 또는 신용·직불카드와의 연동

NFC를 지원하는 기기 종류

요즘 출시되는 대부분의 스마트폰(안드로이드, 아이폰 등), 스마트워치, 일부 노트북에는 NFC 기능이 기본 탑재되어 있습니다. 안드로이드는 버전 4.4 이상 기기에서 NFC를 지원하며, 아이폰은 아이폰 6 이후 모델에 NFC가 내장되어 있습니다. Apple TV 역시 NFC를 지원합니다.

흥미롭게도 게임 기기에서도 NFC를 찾아볼 수 있습니다. 닌텐도 Wii U, 닌텐도 3DS, 그리고 닌텐도 아미보(Amiibo) 제품군이 대표적입니다. 또한 아디다스는 Telstar 18 축구공에 NFC 칩을 장착해 선수들이 스마트폰으로 공과 소통할 수 있도록 하기도 했습니다.

NFC 태그란?

NFC 프로토콜의 가장 큰 매력은 두 기기 중 하나만 전원이 켜져 있으면 된다는 점입니다. 전원이 켜진 기기가 발생시키는 전파를 이용해 상대 기기는 전원 없이(passive) 동작할 수 있습니다. 바로 이 특성 덕분에 NFC 태그가 탄생했습니다. NFC 태그는 안테나에 연결된 무선 칩과 비트(bit) 단위의 저장 메모리로 구성되어 있습니다.

NFC 태그는 배터리나 전원 공급 장치가 필요 없는 무전원 칩으로, 상대편 NFC 기기의 자기 유도 현상을 통해 전력을 얻습니다. 이러한 특성 때문에 NFC 태그의 가장 기본적인 용도는 기존 QR 코드의 대체제입니다.

NFC 태그는 매장 재고 관리를 위한 상품 추적 등 실제 사물 어디에든 부착할 수 있습니다. 원하는 정보를 태그에 기록한 뒤 제품에 붙여두면, 스마트폰이나 스마트워치 같은 NFC 지원 기기로 손쉽게 읽어낼 수 있습니다. 예를 들어 정치인 홍보 전단지에 NFC 태그를 삽입해두면, 누군가 태그를 스캔했을 때 해당 후보의 웹사이트가 열려 경력과 약력을 소개하도록 설정할 수 있습니다. 이처럼 NFC 태그의 활용 가능성에는 사실상 제한이 없습니다.

NFC 태그는 스티커형, 손목밴드형 등 다양한 형태로 제공됩니다. 귀여운 예로 닌텐도의 아미보 피규어를 들 수 있는데, 콘솔에 피규어를 스캔하면 해당 캐릭터나 게임에 따라 아이템, 특별 캐릭터, 추가 콘텐츠를 받을 수 있습니다.

NFC 태그에 저장할 수 있는 정보의 종류와 크기는 태그의 메모리 용량에 따라 달라집니다. 현재 NFC 태그는 타입 1부터 타입 5까지 총 5종류가 있으며, 저장 용량, 읽기/쓰기 기능, 데이터 전송 속도 등에서 차이를 보입니다. 누구나 NFC 태그를 구매해 원하는 데이터를 기록할 수 있으며, 타입 1~3 태그는 재기록이 가능합니다. 물론 사용자나 제조사가 태그를 읽기 전용(read-only)으로 설정할 수도 있습니다.

NFC 태그의 작동 원리

NFC 태그의 기본 작동 방식은 RFID 태그와 유사하여, 전파를 통해 상대 NFC 기기와 통신합니다. 전원이 켜진 NFC 기기가 발신하는 전파가 태그에 정보를 요청하면, 이 전파로부터 전력을 얻은 태그가 암호화된 신호를 되돌려 보냅니다. 그러면 기기 측에서 이 신호를 검증하여 정보 교환이 완료됩니다. 참고로 하나의 NFC 태그는 한 번에 하나의 NFC 기기와만 통신할 수 있습니다.

NFC 태그 리더란?

NFC 태그의 정보를 읽어내려면 NFC 태그 리더가 필요합니다. 매장 출입문에 설치하는 전용 RFID 리더기처럼 별도의 장비가 필요한 RFID와 달리, NFC는 전용 리더기 없이 스마트폰이나 스마트워치만으로도 충분히 태그를 읽을 수 있습니다. 기기에 따라서는 별도의 앱을 설치해야 할 수도 있고, 기본 기능으로 내장된 경우도 있습니다. 애플은 iOS에 App Clips 기능을 도입해 사용자가 전용 NFC 태그 리더를 더욱 편리하게 활용할 수 있도록 지원합니다.

'리더(reader)'라는 단어에 오해하지 마세요. 많은 NFC 태그 리더는 태그를 읽는 것뿐 아니라 태그에 데이터를 기록(쓰기)하는 기능도 함께 제공합니다. NFC 태그와 리더 간에 전송되는 데이터는 암호화되어 있으며, NFC 데이터 교환 포맷(NDEF)을 사용합니다.

NFC 태그 리더의 작동 원리

앞서 설명했듯이 NFC 태그 리더는 태그에서 데이터를 읽기 위해 전원(배터리 또는 외부 전원)이 필요합니다. 리더기의 코일에 전류를 흘리면 리더기 주변에 전자기장이 생성됩니다. 이때 NFC 태그가 리더기에 가까이 다가오면, 태그 코일과 리더 코일 사이에 유도 결합(inductive coupling)이 일어납니다(패러데이 전자기 유도 법칙).

이 결합을 통해 태그에 전원이 공급되고, 맨체스터 코딩(Manchester Coding)이라는 기법을 이용해 데이터 전송이 이루어집니다. 이 코딩 기술은 태그가 보내는 전자기 펄스로부터 이진(binary) 값을 판독하고, 이를 사람이 읽을 수 있는 데이터로 변환합니다. 이 모든 과정은 몇 초 안에 완료됩니다.

스마트폰을 NFC 태그 리더로 사용하기

비접촉 결제 단말기가 가장 널리 쓰이는 NFC 리더이지만, 일반 사용자에게는 스마트폰으로 NFC 태그를 스캔하는 것이 더 편리합니다. 안드로이드와 아이폰에서 NFC 태그 리더를 사용하는 방법을 살펴보겠습니다.

안드로이드 폰에서 NFC 태그 읽기

1. 안드로이드 폰의 설정을 실행하고 연결된 기기 메뉴를 엽니다.
2. 연결 환경설정을 선택한 뒤 NFC 옵션이 표시되는지 확인합니다.
3. NFC 옵션이 있다면 해당 폰은 NFC를 지원하는 기기입니다.
4. NFC를 탭하여 기능을 활성화합니다.
5. 폰을 NFC 태그 가까이 가져갑니다. 기본 기능으로 태그 읽기를 지원한다면 화면에 태그의 데이터가 표시됩니다.
6. 기본 지원이 되지 않는 경우, Play 스토어에서 NFC 리더 앱(예: NFC Tools, Tiger 등)을 설치합니다.
7. NFC 리더 앱을 실행한 뒤 이를 이용해 NFC 태그를 스캔합니다.

아이폰에서 NFC 태그 읽기

아이폰은 두 가지 방식의 NFC 스캔을 지원합니다. 사용자가 직접 태그를 스캔하는 앱 내 태그 읽기(In-App Tag Reading)와, 아이폰이 백그라운드에서 자동으로 NFC 태그를 감지하는 백그라운드 태그 읽기(Background Tag Reading)입니다.

1. 아이폰의 설정을 실행하고 일반을 선택합니다.
2. NFC 메뉴를 열고 기능을 활성화합니다.
3. 뒤로 버튼을 눌러 설정 메인 화면으로 돌아갑니다.
4. 제어 센터를 열고 NFC 태그 리더를 포함된 컨트롤에 추가합니다.
5. 아이폰 화면을 아래로 스와이프한 뒤 NFC 태그 리더를 탭하여 활성화합니다.
6. 폰을 NFC 태그 근처에 가져가면 태그의 데이터가 화면에 표시됩니다.

나만의 NFC 태그 만들기

NFC 태그는 가격이 저렴한 편이라 누구나 쉽게 구매해 다양한 작업을 수행하도록 프로그래밍할 수 있습니다. NFC 태그를 프로그래밍하려면 빈(blank) NFC 태그(온라인에서 쉽게 구매 가능), NFC 호환 기기(예: 스마트폰), 그리고 NFC 프로그래밍 앱 세 가지만 준비하면 됩니다. NFC Tools, Tiger, NXP의 NFC TagWriter 등이 대표적인 앱입니다.

이런 앱들을 활용하면 창의적인 NFC 태그를 만들 수 있습니다. 예를 들어 침대 머리맡에 NFC 태그를 부착해두고, 취침 모드로 전환하도록 설정해두면 잠들기 전 태그를 스캔하는 것만으로 폰을 무음 모드로 바꿀 수 있습니다. 또는 NFC 태그에 집 Wi-Fi의 SSID와 비밀번호를 기록해두면, 손님이 Wi-Fi 정보를 물을 때 태그를 스캔하게 하는 것만으로 손님의 기기가 자동으로 네트워크에 연결됩니다. 이것은 어디까지나 예시일 뿐, NFC 태그의 활용 방법은 사용자의 상상력에 따라 무궁무진합니다. 아이폰 사용자라면 단축어(Shortcuts) 앱의 자동화(Automations) 기능을 활용해 NFC 태그를 한 단계 더 발전시켜 사용할 수도 있습니다.