二維碼支付的發(fā)展

二維碼支付的發(fā)展

1新技術(shù)應(yīng)用分析隨著城市化的發(fā)展，公共交通也不斷發(fā)展，已經(jīng)成為公民交通的重要方式。各大城市也先后成立了公交一卡通公司(簡(jiǎn)稱(chēng)通卡公司),專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)公交收費(fèi)系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng);而公交乘車(chē)的收費(fèi)方式也不斷演進(jìn),從最初的現(xiàn)金逐漸升級(jí)為公交卡,直至最近的手機(jī)支付。近年來(lái),隨著智能手機(jī)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,涌現(xiàn)了很多新的技術(shù)應(yīng)用,如手機(jī)支付、手機(jī)購(gòu)物、二維碼支付等。其中,二維碼支付技術(shù)逐漸成熟,且其具有成本低、易推廣的特點(diǎn),其在今兩年得到了飛速發(fā)展;二維碼支付已經(jīng)滲透到日常生活的各種支付場(chǎng)景。2幾何圖形的編碼二維碼(two-dimensionalcode)又稱(chēng)QRCode(QR:QuickResponse),是一個(gè)近幾年來(lái)移動(dòng)設(shè)備上超流行的一種編碼方式,它比傳統(tǒng)的BarCode條形碼能存更多的信息,也能表示更多的數(shù)據(jù)類(lèi)型二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面(二維方向上)分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的;在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念,使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來(lái)表示文字?jǐn)?shù)值信息,通過(guò)圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理。二維碼具有條碼技術(shù)的一些共性:每種碼制有其特定的字符集;每個(gè)字符占有一定的寬度;具有一定的校驗(yàn)功能等。同時(shí)還具有對(duì)不同行的信息自動(dòng)識(shí)別功能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化點(diǎn)。二維碼支付是以二維碼為交互介質(zhì)的一種基于賬戶(hù)體系搭起來(lái)的新一代無(wú)線(xiàn)支付方案[2]。在該支付方案下,商家可把賬號(hào)、商品價(jià)格等交易信息匯編成一個(gè)二維碼,并印刷在各種報(bào)紙、雜志、廣告、圖書(shū)等載體上發(fā)布,也可以直接在APP上發(fā)布。支付寶和微信支付的二維碼付款碼實(shí)際上就是用戶(hù)的賬戶(hù)信息經(jīng)一定的處理而成的,其支付過(guò)程是一個(gè)在線(xiàn)閉環(huán)驗(yàn)證過(guò)程。3公交卡的支付模式隨著公交事業(yè)和技術(shù)的不斷發(fā)展,公交支付方式也不斷升級(jí)和豐富,由最初的現(xiàn)金、月票發(fā)展到了電子支付公交卡;公交卡的出現(xiàn),極大地便利了人們公交乘車(chē)出行,無(wú)需憂(yōu)慮現(xiàn)金的零錢(qián)問(wèn)題。公交卡支付本身也經(jīng)歷了多個(gè)發(fā)展階段,最初是邏輯加密卡,而后是芯片卡;最新的發(fā)展是基于NFC的手機(jī)支付相比現(xiàn)金支付,公交卡支付有了質(zhì)的提升,但其仍有一定局限,即攜帶不便和先充值后刷卡;公交卡的手機(jī)支付解決了攜帶不便的問(wèn)題,但其要求手機(jī)具備N(xiāo)FC功能,有一定門(mén)檻。4維碼乘車(chē)應(yīng)用場(chǎng)景選擇搭乘公交出行時(shí),持公交卡刷卡可能會(huì)遇到余額不足的問(wèn)題,而對(duì)于外地游客或本地低頻用戶(hù)來(lái)說(shuō),其搭乘公交次數(shù)很少,不太愿意額外購(gòu)買(mǎi)一張公交卡。二維碼支付的出現(xiàn),使得這些場(chǎng)景下公交支付方式有了更好的選擇:刷二維碼乘車(chē)。如前所述,二維碼支付滲透到了日常生活的各種場(chǎng)景,其所涉及的各類(lèi)付款碼(二維碼,支付寶、微信支付等)支付均采用了在線(xiàn)驗(yàn)證方式,這種在線(xiàn)驗(yàn)證方式在對(duì)交易時(shí)間不是非常敏感的線(xiàn)下支付應(yīng)用場(chǎng)景是可行的。然而,公交支付應(yīng)用場(chǎng)景中,特別是高峰時(shí)段,其對(duì)交易時(shí)間的要求非常高,需要在300毫秒內(nèi)完成交易并通行,否則容易引起堵塞而造成嚴(yán)重后果。正是這種特殊的應(yīng)用場(chǎng)景,公交卡的支付采用的是離線(xiàn)交易的方式。因此,此前的二維碼支付不能簡(jiǎn)單移植到公交支付應(yīng)用場(chǎng)景。針對(duì)公交特殊應(yīng)用場(chǎng)景,我們提出來(lái)一種采用了離線(xiàn)驗(yàn)證的公交二維碼支付方案,并構(gòu)建了相應(yīng)的二維碼支付系統(tǒng)。4.1公交二維碼核心數(shù)據(jù)構(gòu)成日常應(yīng)用場(chǎng)景中的二維碼支付的付款碼,記錄的是用戶(hù)賬戶(hù)標(biāo)識(shí)等相關(guān)信息,相當(dāng)于一個(gè)身份標(biāo)簽;其在普通在線(xiàn)驗(yàn)證環(huán)境下是有效和足夠的;但在公交領(lǐng)域的離線(xiàn)驗(yàn)證環(huán)境下,這是不安全的,易于被盜用,給用戶(hù)造成損失。為了能滿(mǎn)足離線(xiàn)驗(yàn)證,且具有較高的安全性,我們?cè)O(shè)計(jì)出來(lái)專(zhuān)門(mén)的公交二維碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),其核心內(nèi)容包括用戶(hù)證書(shū)信息和時(shí)間戳驗(yàn)證信息。用戶(hù)證書(shū)信息具體內(nèi)容包括用戶(hù)賬戶(hù)標(biāo)識(shí)、支付方式、風(fēng)險(xiǎn)控制等信息,并用通卡APP系統(tǒng)的私鑰對(duì)這些信息進(jìn)行簽名。有了這個(gè)用戶(hù)證書(shū)信息,系統(tǒng)可以識(shí)別出該二維碼是哪個(gè)用戶(hù)生成的,而且其信息是由通卡APP系統(tǒng)進(jìn)行背書(shū)的,不可偽造。時(shí)間戳驗(yàn)證信息具體包括二維碼生成時(shí)間信息、有效時(shí)間信息;這些時(shí)間信息用通卡公司的私鑰分散之后得到的密鑰進(jìn)行加密處理,計(jì)算出得到MAC驗(yàn)證值,作為二維碼時(shí)間戳驗(yàn)證數(shù)據(jù)的一部分。有了這個(gè)時(shí)間戳驗(yàn)證信息,用戶(hù)生成的二維碼數(shù)據(jù)的有效時(shí)間將得到有效的控制,防止用戶(hù)二維碼被惡意盜刷,可以避免系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。4.2公交二維碼掃碼支付流程基于特別定制的公交二維碼,在充分借鑒現(xiàn)有公交電子支付系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了公交二維碼掃碼支付系統(tǒng),其系統(tǒng)架構(gòu)如下?！ねǘS碼前置系統(tǒng):通卡公司二維碼服務(wù)的前置系統(tǒng),負(fù)責(zé)搭建二維碼后端系統(tǒng)和前端收費(fèi)系統(tǒng)的溝通橋梁;·通卡收費(fèi)終端:通卡公司的前端收費(fèi)系統(tǒng),其支持二維碼掃碼支付服務(wù)。公交二維碼掃碼支付的流程如下:1)通卡收費(fèi)終端定期獲取(更新)通卡公司證書(shū)公鑰和時(shí)間戳密鑰;2)通卡APP有兩種生成公交二維碼的方式:a)在線(xiàn)生成:利用后端接口,獲取該用戶(hù)的公交二維碼,由后端系統(tǒng)維護(hù)用戶(hù)證書(shū)及用戶(hù)子密鑰等信息;b離線(xiàn)生成:向后端請(qǐng)求獲取用戶(hù)證書(shū)及用戶(hù)子密鑰,并安全保存在本地;用戶(hù)證書(shū)及密鑰是需要定時(shí)更新的;APP利用這些數(shù)據(jù)按照約定規(guī)則生成公交二維碼;3)通卡APP生成公交二維碼并貼近通卡收費(fèi)終端,完成掃碼;收費(fèi)終端確認(rèn)二維碼有效之后,將做相應(yīng)掃碼成功提示,并保存本條掃碼交易記錄;4)通卡收費(fèi)終端在沒(méi)有交易時(shí),利用網(wǎng)絡(luò)將交易數(shù)據(jù)上傳給后端系統(tǒng);5)后端系統(tǒng)核驗(yàn)上傳的交易記錄,并根據(jù)規(guī)則完成扣款操作,并將交易明細(xì)信息推送給用戶(hù)APP。4.3公交二維碼的時(shí)間戳驗(yàn)證本文的公交二維碼支付系統(tǒng)中,二維碼數(shù)據(jù)主要包含了兩個(gè)部分的核心數(shù)據(jù),即用戶(hù)證書(shū)信息和時(shí)間戳驗(yàn)證信息。用戶(hù)證書(shū)信息包含了利用通卡公司私鑰計(jì)算的簽名數(shù)據(jù),使得它具有身份識(shí)別作用,其他第三方難以偽造用戶(hù)證書(shū)。通卡消費(fèi)終端利用通卡公司對(duì)應(yīng)的公鑰,可以快速驗(yàn)證用戶(hù)證書(shū)信息的有效性。時(shí)間戳驗(yàn)證信息包含了利用通卡公司主密鑰的分散用戶(hù)子密鑰計(jì)算得到時(shí)間數(shù)據(jù)驗(yàn)證碼MAC,通卡消費(fèi)終端可以利用其安全存儲(chǔ)中相應(yīng)的主密鑰對(duì)時(shí)間戳驗(yàn)證碼MAC進(jìn)行校驗(yàn),檢查其有效性。時(shí)間戳的設(shè)置可以控制公交二維碼僅在短時(shí)間內(nèi)有效?？傮w而言,其具有較高的安全性。通卡消費(fèi)終端掃描得到用戶(hù)公交二維碼數(shù)據(jù)信息之后,可以按照上述的步驟對(duì)用戶(hù)證書(shū)信息和時(shí)間戳信息進(jìn)行核驗(yàn),這個(gè)核驗(yàn)過(guò)程是離線(xiàn)操作的,因此可以滿(mǎn)足公共交通特殊應(yīng)用場(chǎng)景的安全離線(xiàn)驗(yàn)證需求。4.4二維碼支付服務(wù)前述提出的公交二維碼系統(tǒng),是一個(gè)基于通卡公司自行建設(shè)的一套服務(wù)系統(tǒng),即所有的系統(tǒng)組成部分均由通卡公司來(lái)負(fù)責(zé)生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)。本質(zhì)上,該公交二維碼服務(wù)系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放性的服務(wù)系統(tǒng),它同樣支持第三方合作公司的接入?；诒疚牡墓欢S碼支付解決方案,羊城通公司與騰訊等公司合作,研發(fā)出來(lái)羊城通二維碼支付服務(wù)系統(tǒng),支持以羊城通APP和微信小程序?yàn)槿肟?生成羊城通乘車(chē)二維碼,支持在廣州快速公交及普通公交線(xiàn)路掃碼乘車(chē),目前廣州快速公交已全線(xiàn)支持羊城通乘車(chē)二維碼掃碼乘車(chē),南沙公交也是全部公交線(xiàn)路支持羊城通乘車(chē)二維碼乘車(chē),后續(xù)掃碼乘車(chē)將拓展到廣州市全部公交線(xiàn)路。實(shí)踐證明,本文的公交二維碼支付解決方案是可行的。系統(tǒng)涵蓋以下一些子模塊·通卡APP:通卡公司APP,其具備普通APP的相關(guān)服務(wù)功能,同時(shí)其支持公交二維碼的相關(guān)服務(wù)功能,包括二維碼生成、二維碼交易記錄查詢(xún)和咨詢(xún)等;·通卡APP后臺(tái)系統(tǒng):是通卡公司APP相關(guān)功能的后端支撐系統(tǒng),它負(fù)責(zé)與通卡公司中其他相關(guān)服務(wù)系統(tǒng)的對(duì)接,包括對(duì)接通卡公司的二維碼后端服務(wù)系統(tǒng);·通卡二維碼后臺(tái)系統(tǒng):通卡公司公交二維碼支付服務(wù)的核心后端系統(tǒng),其包括密鑰管理、終端管理、交易數(shù)據(jù)清結(jié)算等;此外,系統(tǒng)還可以在風(fēng)險(xiǎn)控制方面做更多的提升,包括用戶(hù)黑名單管理、賬戶(hù)資金交易監(jiān)控等多個(gè)方面。5基于快速出行的公交二維碼