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        基于NFC技術的手機收款系統(tǒng)

        2021-03-15 07:01:33沈璽孔麗
        電腦知識與技術 2021年3期
        關鍵詞: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?,F(xiàn)利用手機NFC的讀卡功能,按照QPBOC規(guī)范模擬POS機同非接IC卡的交互,并設計一套安全保護機制,將手機化身智能POS,為小微商戶及個人提供非接IC卡的收款服務,增加非接IC卡的使用場景。

        關鍵詞:NFC;手機收款

        中圖分類號:TP311? ? ? ? 文獻標識碼: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,具有安全性高,建立連接快速,作用距離短,成本低等特點,近幾年被廣泛運用于各大領域。隨著當今智能手機快速發(fā)展,NFC技術與智能手機完美融合,為移動支付領域帶來了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NFC設計一套智能收款系統(tǒng),將手機化身智能POS,為小微商戶及個人提供便捷的非接收款服務。

        2? NFC技術介紹

        NFC 技術,實質(zhì)就是近場通信,是由非接觸式射頻識別和互聯(lián)互通技術整合演變而來的,在單一芯片上結合感應式讀卡器、感應式卡片、點對點的功能,能在短距離內(nèi)與兼容設備進行識別和數(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,它只在其他設備發(fā)出的射頻場中被動響應,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 標簽中的數(shù)據(jù)信息;

        點對點通信模式:NFC終端雙方都主動發(fā)出射頻場來建立點對點的通信,相當于兩個NFC設備都處于主動模式,主要用于不同NFC設備之間進行數(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,完成手機收款。

        3? 手機收款系統(tǒng)產(chǎn)品方案

        3.1 功能模塊

        如圖1所示,手機收款系統(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、安全設置、默認收款卡設置等功能,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:為整個手機收款系統(tǒng)的核心模塊,利用手機NFC讀卡器模式,讀取銀行IC卡、ApplePay、HuaweiPay、可穿戴設備等的卡片信息,按照QPBOC標準指令格式,讀取支付信息,將支付信息轉送至支付后臺完成收款。后期可考慮擴展增加二維碼、掃一掃等收款方式,補充收款場景;

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

        3.2 收款流程

        手機收款系統(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:收款方在收款手機上輸入待收款金額,點擊NFC收款,開啟手機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、可穿戴設備等其他可支付的卡片,靠近發(fā)起收款的收款手機,收款手機NFC模塊偵聽到靠近的IC卡,按照標準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? 手機收款系統(tǒng)技術方案

        4.1 關鍵技術方案

        收款模塊為整個手機收款系統(tǒng)的核心,整個收款過程涉及手機NFC、前端收款模塊、后臺前置系統(tǒng)、支付系統(tǒng)。手機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NFC讀卡器模式,此時手機NFC模塊開始偵聽周邊可支付卡片。

        4)當手機NFC模塊偵聽到可支付卡片后,前端收款模塊根據(jù)標準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,解密信息并進行安全驗證,驗證通過后將支付信息按照銀聯(lián)/銀行的標準規(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)通知到收款前端應用,完成整個收款。

        4.2 NFC交互流程

        手機收款系統(tǒng)讀卡模塊開啟NFC,并將NFC非接模塊置于讀卡模式,同時設置過濾IsoDep、NfcA、NfcF、NfcV協(xié)議數(shù)據(jù),偵測非接IC卡。當有非接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,并進入非接觸式支付系統(tǒng)環(huán)境。

        2)選擇應用

        前端收款模塊解析選擇環(huán)境后的應答數(shù)據(jù),根據(jù)4F標簽的應用信息發(fā)送應用選擇“A4 04”指令,若回送的狀態(tài)字為“90 00”,則命令執(zhí)行成功,從應答中取出標簽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??ㄆ瑢⑵渖傻膽妹芪牡刃畔⒓尤隚PO響應報文中并返回給前端收款模塊。

        4)獲取信息

        解析GPO應答數(shù)據(jù),拿到ATC應用交易計數(shù)器、應用密文、AIP應用交互特征、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)設計了一套安全技術方案,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)關鍵域信息簽名

        除全報文加密,針對關鍵卡片支付信息,如ATC應用交易計數(shù)器、應用密文、AIP應用交互特征、卡片序列號,進行額外的加密,此處加密使用單獨的密鑰,不同于會話密鑰,且一次有效;為了防止被篡改,將加密后的關鍵卡片信息用私鑰進行簽名;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型、中端機型、低端機型分別進行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,高端機型的實際性能更好,但高中低端機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? 結束語

        智能手機市場的蓬勃發(fā)展,使得目前市面流行的大部分主流手機都支持NFC功能,這使得手機收款系統(tǒng)的使用環(huán)境得到了極大的保證。另外,手機收款系統(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)用戶習慣,逐步應用于菜市場、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:

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

        [4] 劉洋,李慧芬.Android移動終端平臺下NFC技術移動簽到管理系統(tǒng)的設計研究[J].電子設計工程,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用[J].數(shù)據(jù)通信,2014(5):15-18.

        【通聯(lián)編輯:朱寶貴】

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