FeliCaとNFCの違いとは？圏外でも改札を通れる理由

画像出典: 写真: タチヤマカムイ（CC BY-SA 4.0 / Wikimedia Commons）

「FeliCa」と「NFC」は、対立する2つの技術ではありません。FeliCaはNFCという国際標準規格の中に含まれる方式のひとつで、規格の分類でいうと「Type-F」にあたります。設定画面で別々に見えるのは、日本の決済で使う方式と海外で主流の方式が、同じNFCの中で枝分かれしているからです。

正直なところ、この区別を知らなくても改札は通れます。ただ、地下でも圏外でも動く理由、電池が切れた直後に通れることがある理由、それでいて偽造されにくい理由は、どれもこのしくみに答えがあります。順に見ていきます。

FeliCaとNFCの違いとは？

まず前提をそろえます。NFC（Near Field Communication）は、数センチの距離で機器同士がデータをやり取りするための国際標準規格です。そしてNFCの中には通信のやり方が3方式あり、「Type-A」「Type-B」「Type-F」と呼ばれています。

このうちFeliCaはType-Fにあたる方式で、ソニーが1990年代に開発した非接触ICカードの技術です。つまり「FeliCa対NFC」という比べ方自体が、実は成り立ちません。りんごとフルーツを比べているようなものです。

pay-routeの公表データをもとに作成

海外ではType-A/Bが汎用性の高さを買われて広く普及しました。一方、日本では処理速度に優れるFeliCaが交通と決済のインフラとして深く根を張りました。スマホの設定に両方が並ぶのは、この2つの世界の両方に対応するためです。

なぜ改札のタッチは一瞬で終わるのか？

速さの差は数字にはっきり出ています。Suicaなど FeliCa を使った改札の処理時間は0.1〜0.2秒程度。これに対しNFCのType-A/Bは0.2〜0.5秒程度が必要とされ、FeliCaは2〜4倍速いとされています。

0.3秒の差と聞くと小さく感じるかもしれません。ただ、朝のラッシュで改札に列ができている場面を思い浮かべてください。1人あたり0.3秒の遅れは、100人並べば30秒の行列になります。日本の鉄道が要求した「歩く速度のまま通過できること」に応えるために、処理速度で勝るFeliCaが採用されたという経緯があります。

速さを支える2つのしくみ

1. 通信速度が約2倍FeliCaは847kbps、Type-A/Bは424kbps。同じ量のデータを半分の時間で送れます。
2. 暗号化と処理を同時に進めるFeliCaは独自プロトコルにより、データの暗号化と処理を効率よく同時に行うことで0.1秒未満の処理を実現しているとされます。

さらに、日本の改札機そのものがFeliCa専用に電波の出力や処理アルゴリズムを最適化して作られています。カード側だけでなく読み取り機側も含めた作り込みで、あの一瞬が成立しています。

財布に何枚も入っていてもエラーにならないのは？

複数のカードが同時に読み取り範囲に入ると、どちらの返事なのか分からなくなります。これを避けるしくみが「衝突回避」です。NFCは主にタイムスロット方式で、複数のデバイスの通信を順番に整理します。FeliCaも独自の衝突回避アルゴリズムを持ち、複数カードの同時読み取り時にもエラーや遅延が起きにくい設計になっています。

圏外や電池切れでも使えるのはなぜ？

改札を通るときのやり取りは、改札機とカード（またはスマホ）の間だけで完結しています。残高の確認も、引き落としも、オートチャージも、目の前の機械との近接通信で終わります。インターネット、つまりモバイル回線やWi-Fiは使っていません。だから圏外でも問題なく通れます。

残高はサーバー上ではなく、カードやスマホの中のICチップに記録されています。改札機はその値を読んで書き換えているだけ、とイメージすると分かりやすいはずです。

カードに電池が入っていないのに動く理由

Suicaのようなカードには電池が入っていません。使っているのは「電磁誘導」という技術です。改札機の読み取り部は磁場を出していて、カードの中のアンテナがその磁場からエネルギーを受け取り、ICチップに電力を供給します。カードは自分で電気を持たず、タッチした瞬間だけ改札機から電気を借りて動いているわけです。

スマホの電池が切れた直後は？

ここは端末によって事情が変わります。モバイルSuicaを搭載したAndroidスマートフォンには、バッテリー不足で電源が落ちた状態でも、おサイフケータイの最小限の機能（カードの読み書き）を実行できるだけの予備電力を残す設計があります。そのため電池切れ直後なら、しばらく改札を通過できる場合があります。

タッチ決済の安全性はどう守られている？

安全性は主に「相互認証」と「暗号化」の2段構えで守られています。FeliCaはリーダー/ライターとカードの間で相互認証を行い、通信データを暗号化します。相互認証にはトリプルDESという暗号方式が使われ、暗号化に使う鍵はトランザクション（取引）ごとに動的に生成されるため、なりすましを防げます。

ここが重要な点です。仮に通信を横から傍受できたとしても、その回限りの鍵で暗号化されたデータしか手に入りません。同じやり取りをそのまま再生しても次は通用しない、という設計になっています。

改ざんを見抜くしくみと第三者評価

EAL6+は、製品の設計や開発工程まで含めて第三者が検証する国際評価基準の中でも高い水準です。メーカーの自己申告ではなく外部の評価を通っている、というのがここでの意味になります。

「FeliCaに脆弱性」という報道について

過去に、FeliCaチップの脆弱性を伝える報道がありました。事実として押さえておきたいのは範囲です。指摘されたのは2017年以前に出荷された旧型FeliCaチップの一部における暗号システムの問題（暗号鍵抽出の可能性）で、スマホ決済（モバイルSuica等）は影響を受けないとされています。

つまりこれは旧型ハードウェアに限定された事象であり、現行世代の実装とは別の話です。「FeliCaという規格そのものが破られた」という理解は正確ではありません。

結局、どちらを気にすればいい？

日常の使い分けとして押さえるのは、次の一点で足りると思います。日本国内の交通系ICや電子マネーはFeliCa（Type-F）、海外店舗でのクレジットカードのタッチ決済はType-A/B。スマホの設定でどちらもオンにしておけば、両方の場面に対応できます。

海外製の端末を検討している場合は、この違いが実害になることがあります。Type-A/Bだけに対応してFeliCaに非対応の端末だと、日本国内では改札にタッチできません。端末を選ぶときは「NFC対応」ではなく「FeliCa（おサイフケータイ）対応」と明記されているかを確認してみてください。

よくある質問

FeliCaとNFCはどちらが優れていますか？

優劣を比べる関係にはありません。FeliCaはNFCという国際標準規格に含まれる3方式（Type-A・Type-B・Type-F）のうちType-Fにあたるためです。速度面ではFeliCaが847kbpsでType-A/Bの424kbpsの約2倍ですが、Type-A/Bは海外での対応範囲の広さに強みがあります。

スマホが圏外でも交通系ICで改札を通れるのはなぜですか？

改札を通る際の残高確認や引き落とし、オートチャージは、改札機との直接の近接通信だけで完結し、インターネット接続を必要としないためです。残高情報はサーバーではなく端末内のICチップに記録されています。

スマホの電池が切れてもモバイルSuicaは使えますか？

端末によります。モバイルSuica搭載のAndroidスマートフォンには、バッテリー不足で電源が落ちた状態でもおサイフケータイの最小限機能を動かせる予備電力を残す設計があり、電池切れ直後はしばらく通過できる場合があります。ただし自分で電源をOFFにした場合は使えず、iPhoneは仕様が異なり機種・世代による差が大きいため一律には言えません。

タッチ決済は近づけるだけで勝手に読み取られませんか？

FeliCaはリーダーとカードの間で相互認証を行い、通信データを暗号化しています。暗号化鍵は取引ごとに動的に生成されるため、通信を傍受してもその回限りの暗号データしか得られず、なりすましを防ぐ設計になっています。現行世代のFeliCaチップは、非接触ICカード用チップとして世界初となるISO/IEC 15408 EAL6+の認定も取得しています。

※記事で使用した内容・数値は変更される場合があります。最新情報は公式サイトをご確認ください。