Future of paying? Exploring the possibilities of contactless payment with Ultra-Wideband technology

Abstract

Contactless payment has streamlined in-store shopping, allowing for swift purchases without the need to input PIN codes. This convenience has been achieved with Near Field Communication (NFC), a radio protocol that works exclusively within short distances. While the limited range provides security, the technology itself is not inherently safe, as it remains susceptible to many potential threats such as eavesdropping and relay attacks.

This thesis examines a possible solution to contactless payment applications with the employment of alternative wireless radio technology known as Ultra-Wideband (UWB). In contrast to NFC, UWB boasts verifiable security features due to its extremely short pulse length, enabling accurate distance measurement between two devices. These capabilities have made UWB a preferred choice for indoor positioning systems. With added security and the ability to know a person’s position in centimeter-level accuracy, UWB holds the potential to enhance payment and introduce novel methods to pay.

To find out the viability of this new payment system, interviews were conducted with experts in UWB technology. These interviews sought to address the applicability of UWB technology for payment purposes, the mechanics of such a system, and the challenges that may impede its successful implementation.

According to the interviews, a potential UWB payment solution would involve smartphones, tailored mobile applications to individual stores, and UWB infrastructure. UWB technology would be used to locate and authenticate customers, with the actual payment happening through a mobile application utilizing online payment. The payments would take place separately from regular payment terminals, as the integration of UWB into existing payment terminals would require a long standardization procedure. The system’s main challenges involve regulatory constraints, lack of standards and UWB’s exclusive availability on premium smartphones.

Lähimaksaminen on virtaviivaistanut myymälöissä asioimista mahdollistamalla nopean ostamisen ilman PIN-koodin syöttämistä. Tämä käytännöllisyys on saavutettu Near Field Communication (NFC) -radiotekniikalla, joka toimii yksinomaan lyhyellä etäisyydellä. Vaikka sen rajallinen kantama takaa suojaa, NFC-teknologia itsessään ei ole täysin turvallinen, koska se on altis monille uhille, kuten salakuuntelulle ja välityshyökkäyksille.

Tässä tutkimuksessa tarkastellaan mahdollista lähimaksusovellusratkaisua käyttämällä vaihtoehtoista langatonta radiotekniikkaa nimeltä Ultra-Wideband (UWB). Toisin kuin NFC, UWB:ssa on todennettavissa olevat suojausominaisuudet erittäin lyhyen pulssin pituuden ansiosta, mikä mahdollistaa tarkan etäisyysmittauksen kahden laitteen välillä. Nämä ominaisuudet ovat tehneet UWB:sta ensisijaisen valinnan sisäpaikannusjärjestelmiin. UWB:ssa piilee mahdollisuus parantaa maksamista ja tuoda käyttöön uusia maksutapoja sen paremman turvallisuuden ja senttimetrintarkan sijaintipaikannuksen ansiosta.

Uuden maksujärjestelmän toimivuuden selvittämiseksi UWB-tekniikan asiantuntijoita haastateltiin. Näillä haastatteluilla pyrittiin selvittämään UWB-tekniikan soveltuvuutta maksutarkoituksiin, järjestelmän mekaniikka, ja mahdolliset järjestelmän onnistunutta käyttöönottoa haittaavat haasteet.

Haastattelujen mukaan mahdolliseen UWB-maksuratkaisuun sisältyisi älypuhelimet, yksittäisiin liikkeisiin räätälöidyt mobiilisovellukset ja UWB-infrastruktuuri. UWB-teknologiaa käytettäisiin asiakkaiden paikantamiseen ja todentamiseen, kun taas varsinainen maksaminen tapahtuisi verkkomaksua hyödyntävän mobiilisovelluksen kautta. Maksut tapahtuisivat erillään tavallisista maksupäätteistä, sillä UWB:n yhdistäminen olemassa oleviin maksupäätteisiin vaatisi pitkän standardointimenettelyn. Järjestelmän suurimpia haasteita ovat sääntelyrajoitukset, standardien puute ja UWB:n saatavuuden olevan rajoittunut kalliisiin älypuhelimiin.