Was ist HCE?

Auch bekannt als: Host Card Emulation, Host-based Card Emulation, hostbasierte Kartenemulation, softwarebasierte Kartenemulation

• Android unterstützt Host-based Card Emulation seit Version 4.4
• Bei HCE leitet der NFC-Controller die Daten an den Hauptprozessor statt an ein Secure Element
• Der Datenaustausch nutzt APDUs nach ISO/IEC 7816-4 über ISO-DEP, das auf ISO/IEC 14443-4 aufsetzt
• Android empfiehlt, je Transaktion höchstens etwa ein Kilobyte innerhalb von rund 300 Millisekunden auszutauschen
• Die Zuordnung zur richtigen App erfolgt über Application Identifier von bis zu 16 Byte Länge

Der technische Unterschied zum Secure Element

Bei der klassischen Kartenemulation leitet der NFC-Controller die Kommandos des Lesegeräts unmittelbar an ein Secure Element weiter, einen gesonderten manipulationsgeschützten Chip. Die Anwendung auf dem Betriebssystem ist an der Transaktion nicht beteiligt und muss dafür nicht einmal laufen. Bei HCE führt der NFC-Controller die Daten stattdessen zum Hauptprozessor, wo ein Dienst der App die Kommandos verarbeitet. Technisch werden dabei Application Protocol Data Units nach ISO/IEC 7816-4 über das ISO-DEP-Protokoll ausgetauscht, das auf ISO/IEC 14443-4 aufsetzt. Die Zuordnung zur richtigen App erfolgt über registrierte Application Identifier, die das Lesegerät zu Beginn auswählt.

Warum HCE die Wallet-Landschaft verändert hat

Vor HCE brauchte jeder Kartenherausgeber Zugriff auf das Secure Element des Geräts. Dieses gehörte je nach Bauart dem Gerätehersteller oder dem Mobilfunkanbieter, der damit über jede Wallet mitentschied. Mit HCE ab Android 4.4 konnten Banken ihre Karten erstmals ohne dieses Nadelöhr in eigene Apps bringen. Das erklärt, warum in Deutschland Sparkassen, Volksbanken und Privatbanken eigenständige Bezahl-Apps mit hinterlegter girocard und Kreditkarte anbieten konnten, während auf iOS die Kartenemulation weiterhin fest an das Secure Element und damit an Apple Pay gebunden blieb.

Wie HCE ohne Sicherheitschip abgesichert wird

Ohne geschützten Chip darf die echte Kartennummer nicht auf dem Gerät liegen. Stattdessen wird sie durch einen Token ersetzt, der nur für dieses Gerät und diesen Kanal gilt. Ergänzend arbeiten HCE-Wallets mit kurzlebigen Einmalschlüsseln, die der Server in begrenzter Zahl auf das Gerät lädt und die nach Gebrauch verfallen. Wird ein Gerät als kompromittiert erkannt, lässt sich der Token serverseitig sperren, ohne dass die physische Karte getauscht werden muss. Der Sicherheitsgewinn liegt also nicht in der Hardware, sondern in der Wertlosigkeit der Daten, die tatsächlich auf dem Gerät liegen.

Welche Rolle HCE bei SoftPOS spielt

HCE betrifft die Kundenseite, SoftPOS die Händlerseite — beide nutzen jedoch dieselbe NFC-Hardware in entgegengesetzter Rolle. Wenn ein Kunde mit einer Banking-App bezahlt, arbeitet sein Gerät im Kartenemulationsmodus per HCE. Hält er es an ein SoftPOS-Smartphone, arbeitet dieses im Lesemodus. Für den Händler ist das transparent: Die SoftPOS-App unterscheidet nicht, ob eine physische Karte, eine HCE-Wallet oder ein Secure-Element-basiertes Wallet vorgehalten wird, weil auf EMV-Ebene derselbe Datenaustausch stattfindet. Unterschiede zeigen sich allenfalls bei der Kundenverifikation, weil Wallet-Zahlungen die Authentifizierung häufig bereits auf dem Kundengerät erledigen.

Abgrenzung — womit HCE verwechselt wird

NFC und HCE werden regelmäßig verwechselt. NFC ist die Funktechnik, also der Übertragungsweg. HCE ist eine Betriebsart darauf: Sie legt fest, wer die Kartenrolle übernimmt — eine App auf dem Hauptprozessor statt eines Sicherheitschips. Ein Gerät kann NFC beherrschen, ohne HCE zu nutzen, etwa wenn seine Wallet auf ein Secure Element setzt. Umgekehrt ist HCE ohne NFC nicht möglich.

Verwandte Begriffe

Häufige Fragen

Ist HCE unsicherer als ein Secure Element?

Es verlagert das Schutzkonzept. Ein Secure Element schützt die echten Kartendaten physisch im Chip. HCE verzichtet darauf und sorgt stattdessen dafür, dass auf dem Gerät nur wertlose Daten liegen: ein gerätegebundener Token und kurzlebige Einmalschlüssel. Wird das Gerät kompromittiert, lässt sich der Token serverseitig sperren, ohne die physische Karte zu tauschen.

Gibt es HCE auch auf dem iPhone?

Nicht in der Android-Form. Auf iOS ist die Kartenemulation für Zahlungen traditionell an das Secure Element und an Apples Wallet gebunden. Deshalb konnten deutsche Banken auf Android eigenständige Bezahl-Apps mit hinterlegter Karte anbieten, während auf dem iPhone die Zahlung über Apple Pay abgewickelt wird.

Betrifft HCE mich als Händler mit SoftPOS?

Nur mittelbar. HCE ist eine Technik auf der Kundenseite. Ihre SoftPOS-App liest eine HCE-Wallet genauso wie eine physische Karte, weil auf EMV-Ebene derselbe Datenaustausch stattfindet. Praktisch relevant ist allein, dass Wallet-Zahlungen die Kundenverifikation meist schon auf dem Kundengerät erledigen und deshalb an Ihrem Gerät seltener eine PIN verlangen.

Quellen

• Android Developers — Host-based card emulation overview

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