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      基于NFC技術(shù)的手機(jī)收款系統(tǒng)

      2021-03-15 07:01:33沈璽孔麗
      電腦知識與技術(shù) 2021年3期
      關(guān)鍵詞:IC卡收款后臺

      沈璽 孔麗

      摘要:ApplePay、HuaweiPay等新興非接支付方式的出現(xiàn)豐富了人們的日常支付方式,一揮即付,方便快捷。但現(xiàn)有商戶需接入傳統(tǒng)POS或智能POS才能進(jìn)行ApplePay等的非接IC交易,不利于小微商戶及個人用戶的接入,非接支付場景受限。現(xiàn)利用手機(jī)NFC的讀卡功能,按照QPBOC規(guī)范模擬POS機(jī)同非接IC卡的交互,并設(shè)計一套安全保護(hù)機(jī)制,將手機(jī)化身智能POS,為小微商戶及個人提供非接IC卡的收款服務(wù),增加非接IC卡的使用場景。

      關(guān)鍵詞:NFC;手機(jī)收款

      中圖分類號:TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

      文章編號:1009-3044(2021)03-0254-03

      1? 引言

      NFC 是一種短距離的無線通信技術(shù),具有安全性高,建立連接快速,作用距離短,成本低等特點(diǎn),近幾年被廣泛運(yùn)用于各大領(lǐng)域。隨著當(dāng)今智能手機(jī)快速發(fā)展,NFC技術(shù)與智能手機(jī)完美融合,為移動支付領(lǐng)域帶來了ApplePay、HuaweiPay等新興非接支付方式。但受限于POS受理環(huán)境,菜市場、路邊攤、夫妻店等小微商戶以及個人用戶因無便捷的非接收款裝備,ApplePay等收款場景被局限。因此,本文基于手機(jī)NFC設(shè)計一套智能收款系統(tǒng),將手機(jī)化身智能POS,為小微商戶及個人提供便捷的非接收款服務(wù)。

      2? NFC技術(shù)介紹

      NFC 技術(shù),實質(zhì)就是近場通信,是由非接觸式射頻識別和互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來的,在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片、點(diǎn)對點(diǎn)的功能,能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識別和數(shù)據(jù)交換。NFC有三種工作模式:

      卡模擬模式:也叫被動模式,是將數(shù)據(jù)存儲在支持NFC終端中,該終端被模擬成一張卡,它只在其他設(shè)備發(fā)出的射頻場中被動響應(yīng),被讀/寫信息;

      讀卡器模式:也叫主動模式,NFC 終端主動啟動無線通信,發(fā)出射頻場去識別、讀取或修改 NFC 標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息;

      點(diǎn)對點(diǎn)通信模式:NFC終端雙方都主動發(fā)出射頻場來建立點(diǎn)對點(diǎn)的通信,相當(dāng)于兩個NFC設(shè)備都處于主動模式,主要用于不同NFC設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

      本文利用NFC的讀卡器模式,讀取銀行IC卡、ApplePay、HuaweiPay等智能IC卡片信息,發(fā)起線上支付,完成手機(jī)收款。

      3? 手機(jī)收款系統(tǒng)產(chǎn)品方案

      3.1 功能模塊

      如圖1所示,手機(jī)收款系統(tǒng)包含三大功能模塊:

      1)用戶管理模塊:提供用戶的注冊、登錄、找回密碼、安全設(shè)置、默認(rèn)收款卡設(shè)置等功能,且針對個人和小微商戶提供不同的入網(wǎng)方式,滿足不同用戶群的需求;

      2)收款模塊:為整個手機(jī)收款系統(tǒng)的核心模塊,利用手機(jī)NFC讀卡器模式,讀取銀行IC卡、ApplePay、HuaweiPay、可穿戴設(shè)備等的卡片信息,按照QPBOC標(biāo)準(zhǔn)指令格式,讀取支付信息,將支付信息轉(zhuǎn)送至支付后臺完成收款。后期可考慮擴(kuò)展增加二維碼、掃一掃等收款方式,補(bǔ)充收款場景;

      3)交易記錄模塊:記錄收款信息,并提供收款記錄查詢、收款消費(fèi)提醒等功能。

      3.2 收款流程

      手機(jī)收款系統(tǒng)的收款流程如圖2 所示,經(jīng)過簡單的觸碰即完成收款:

      1)發(fā)起收款:收款方在收款手機(jī)上輸入待收款金額,點(diǎn)擊NFC收款,開啟手機(jī)NFC讀卡器模式,偵聽周邊的可支付IC卡,發(fā)起收款。

      2)收款:付款方將待支付的銀行IC卡,或者ApplePay、HuaweiPay、可穿戴設(shè)備等其他可支付的卡片,靠近發(fā)起收款的收款手機(jī),收款手機(jī)NFC模塊偵聽到靠近的IC卡,按照標(biāo)準(zhǔn)QPBOC規(guī)范發(fā)送指令,讀取卡片支付信息,并將支付信息提交至支付后臺,完成收款。

      3)收款成功:支付卡支付完成后,本次收款完成,收款手機(jī)上會顯示收款成功頁面,同時語音提醒播報。收款方亦可在收款完成頁面查看本次具體交易記錄信息,或選擇再次發(fā)起收款。

      4? 手機(jī)收款系統(tǒng)技術(shù)方案

      4.1 關(guān)鍵技術(shù)方案

      收款模塊為整個手機(jī)收款系統(tǒng)的核心,整個收款過程涉及手機(jī)NFC、前端收款模塊、后臺前置系統(tǒng)、支付系統(tǒng)。手機(jī)NFC為支付卡片和前端收款模塊之間建立通信通道;前端收款模塊發(fā)起收款并展示收款結(jié)果,同后臺前置系統(tǒng)交互獲取訂單信息、獲取會話密鑰、上送支付信息,同手機(jī)NFC交互發(fā)送讀卡指令獲取支付卡片信息;后臺前置系統(tǒng)生成并維護(hù)訂單信息、會話密鑰信息,解密并驗證卡片信息后上送真正的支付系統(tǒng);支付系統(tǒng)驗證支付信息發(fā)起扣款,并通知前端交易結(jié)果。整個收款過程的時序如圖3所示。

      1)收款方發(fā)起收款后,前端收款模塊將收款金額、幣種等交易相關(guān)信息提交至后臺前置系統(tǒng),后臺前置系統(tǒng)生成訂單。

      2)訂單生成后,前端收款模塊通過訂單建立會話,后臺前置系統(tǒng)生成會話密鑰。

      3)會話建立后,前端收款模塊開啟手機(jī)NFC讀卡器模式,此時手機(jī)NFC模塊開始偵聽周邊可支付卡片。

      4)當(dāng)手機(jī)NFC模塊偵聽到可支付卡片后,前端收款模塊根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)QPBOC規(guī)范,依次發(fā)起selectPPSE、selectAID、GPO指令,以獲取卡片支付信息。

      5)前端收款模塊將獲取的卡片支付信息,進(jìn)行加密、簽名等安全處理后提交至后臺前置系統(tǒng),發(fā)起最終支付。

      6)后臺前置系統(tǒng)收到支付信息后,解密信息并進(jìn)行安全驗證,驗證通過后將支付信息按照銀聯(lián)/銀行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提交至真正的支付系統(tǒng),發(fā)起支付扣款。

      7)支付系統(tǒng)完成扣款后,將支付結(jié)果通知后臺前置系統(tǒng),后臺前置系統(tǒng)通知到收款前端應(yīng)用,完成整個收款。

      4.2 NFC交互流程

      手機(jī)收款系統(tǒng)讀卡模塊開啟NFC,并將NFC非接模塊置于讀卡模式,同時設(shè)置過濾IsoDep、NfcA、NfcF、NfcV協(xié)議數(shù)據(jù),偵測非接IC卡。當(dāng)有非接IC卡靠近NFC偵測區(qū)域,NFC非接讀卡模塊同非接IC卡建立通訊連接,并根據(jù)QPBOC規(guī)范發(fā)送指令讀取IC卡信息。

      QPBOC即快速借記/貸記非接觸式支付,符合PBOC規(guī)范,是最優(yōu)化的PBOC卡,以保證通過非接觸界面進(jìn)行快速交易。本文QPBOC交互流程依照《中國金融集成電路(IC)卡規(guī)范(V3.0)》完成與卡片的交互,主要交互流程如下:

      1)選擇環(huán)境

      前端收款模塊向卡片發(fā)出SELECT 命令來選擇文件名為“2PAY.SYS.DDF01”的支付系統(tǒng)環(huán)境,若回送的狀態(tài)字為“90 00”,則命令執(zhí)行成功,并進(jìn)入非接觸式支付系統(tǒng)環(huán)境。

      2)選擇應(yīng)用

      前端收款模塊解析選擇環(huán)境后的應(yīng)答數(shù)據(jù),根據(jù)4F標(biāo)簽的應(yīng)用信息發(fā)送應(yīng)用選擇“A4 04”指令,若回送的狀態(tài)字為“90 00”,則命令執(zhí)行成功,從應(yīng)答中取出標(biāo)簽9F38中的PDOL數(shù)據(jù)。

      3)GPO處理

      GPO代表交易的開始,前端收款模塊根據(jù)9F38數(shù)據(jù)把PDOL指令填充好,發(fā)送給卡片,發(fā)給卡片的信息一般包括金額、時間、國家代碼和貨幣代碼等。卡片將其生成的應(yīng)用密文等信息加入GPO響應(yīng)報文中并返回給前端收款模塊。

      4)獲取信息

      解析GPO應(yīng)答數(shù)據(jù),拿到ATC應(yīng)用交易計數(shù)器、應(yīng)用密文、AIP應(yīng)用交互特征、卡片序列號、二磁道等價數(shù)據(jù)等,其中二磁道等價數(shù)據(jù)中可讀取卡片有效期、卡號等信息。

      4.3 安全技術(shù)方案

      因交互過程中涉及用戶卡片支付信息的傳輸,本系統(tǒng)設(shè)計了一套安全技術(shù)方案,保證支付信息傳輸過程中的安全性。具體如下。

      1)訂單時效性

      每次交易生成訂單,訂單有一定的時效性(30分鐘),訂單失效后,需重新發(fā)起訂單,且訂單一旦支付成功,不可重復(fù)支付。

      2)會話加密且有時效

      一次訂單交易會建立一次會話,會話建立時,本次會話會進(jìn)行前后端的密鑰協(xié)商,確立本次會話的加密密鑰,該加密密鑰會加密整個交易過程中所有的交互報文,保證全報文的安全性。且密鑰有一定時效性,密鑰超時后,本次會話終止,需重新建立會話交換密鑰。

      3)關(guān)鍵域信息簽名

      除全報文加密,針對關(guān)鍵卡片支付信息,如ATC應(yīng)用交易計數(shù)器、應(yīng)用密文、AIP應(yīng)用交互特征、卡片序列號,進(jìn)行額外的加密,此處加密使用單獨(dú)的密鑰,不同于會話密鑰,且一次有效;為了防止被篡改,將加密后的關(guān)鍵卡片信息用私鑰進(jìn)行簽名;為了防止重放,簽名信息中加入可使用一次有效的驗證ID。

      4.4 性能

      針對收款的核心模塊-收款模塊進(jìn)行性能測試,主要測試核心交互流程中NFC交互耗時、支付耗時(獲取卡片信息后到收款完成的耗時)。測試過程中選取市面上主流的高端機(jī)型、中端機(jī)型、低端機(jī)型分別進(jìn)行20次測試后取平均值,得到實際耗時數(shù)據(jù)如表1所示。從表格數(shù)據(jù)可看出,NFC交互耗時在100ms左右,支付耗時在1100ms左右,高端機(jī)型的實際性能更好,但高中低端機(jī)型的實際耗時差異不大。整個收款過程的總耗時在1200ms左右,耗時短,用戶IC卡觸碰后即完成付款。

      5? 結(jié)束語

      智能手機(jī)市場的蓬勃發(fā)展,使得目前市面流行的大部分主流手機(jī)都支持NFC功能,這使得手機(jī)收款系統(tǒng)的使用環(huán)境得到了極大的保證。另外,手機(jī)收款系統(tǒng)面向小微商戶和個人提供場景解決方案,適用范圍較大,應(yīng)用前景廣闊,擁有大量的市場需求。產(chǎn)品前期可通過吸收個人用戶收款和小微商戶收款,不斷積累用戶人群,培養(yǎng)用戶習(xí)慣,逐步應(yīng)用于菜市場、路邊攤、夫妻店等場景,最后在小微收款場景中普及。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 王惟潔,陳金鷹,朱軍.NFC技術(shù)及其應(yīng)用前景[J].通信與信息技術(shù),2013(6):67-69.

      [2] 黃鶯.NFC移動支付技術(shù)及現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用研究[J].電信科學(xué),2018,34(S2):108-115.

      [3] 石旭東.基于Android平臺的NFC技術(shù)的研究與實現(xiàn)[J].軟件,2013,34(1):64-68.

      [4] 劉洋,李慧芬.Android移動終端平臺下NFC技術(shù)移動簽到管理系統(tǒng)的設(shè)計研究[J].電子設(shè)計工程,2016,24(20):72-74.

      [5] 郭先會,陳丹.基于NFC的移動支付安全解決方案研究與應(yīng)用[J].數(shù)據(jù)通信,2014(5):15-18.

      【通聯(lián)編輯:朱寶貴】

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