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(簡稱通卡公司),專門負(fù)責(zé)公交收費(fèi)系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)營;而公交乘車的收費(fèi)方式也不斷演進(jìn),從最初的現(xiàn)金逐漸升級為公交卡,直至最近的手機(jī)支付。近年來,隨著智能手機(jī)及移動互聯(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,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景。2幾何圖形的編碼二維碼(two-dimensionalcode)又稱QRCode(QR:QuickResponse),是一個近幾年來移動設(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)符號信息的;在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念,使用若干個與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息,通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。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;每個字符占有一定的寬度;具有一定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化點。二維碼支付是以二維碼為交互介質(zhì)的一種基于賬戶體系搭起來的新一代無線支付方案[2]。在該支付方案下,商家可把賬號、商品價格等交易信息匯編成一個二維碼,并印刷在各種報紙、雜志、廣告、圖書等載體上發(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際上就是用戶的賬戶信息經(jīng)一定的處理而成的,其支付過程是一個在線閉環(huán)驗證過程。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出行,無需憂慮現(xiàn)金的零錢問題。公交卡支付本身也經(jīng)歷了多個發(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題,但其要求手機(jī)具備NFC功能,有一定門檻。4維碼乘車應(yīng)用場景選擇搭乘公交出行時,持公交卡刷卡可能會遇到余額不足的問題,而對于外地游客或本地低頻用戶來說,其搭乘公交次數(shù)很少,不太愿意額外購買一張公交卡。二維碼支付的出現(xiàn),使得這些場景下公交支付方式有了更好的選擇:刷二維碼乘車。如前所述,二維碼支付滲透到了日常生活的各種場景,其所涉及的各類付款碼(二維碼,支付寶、微信支付等)支付均采用了在線驗證方式,這種在線驗證方式在對交易時間不是非常敏感的線下支付應(yīng)用場景是可行的。然而,公交支付應(yīng)用場景中,特別是高峰時段,其對交易時間的要求非常高,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)用場景,公交卡的支付采用的是離線交易的方式。因此,此前的二維碼支付不能簡單移植到公交支付應(yīng)用場景。針對公交特殊應(yīng)用場景,我們提出來一種采用了離線驗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)用場景中的二維碼支付的付款碼,記錄的是用戶賬戶標(biāo)識等相關(guān)信息,相當(dāng)于一個身份標(biāo)簽;其在普通在線驗證環(huán)境下是有效和足夠的;但在公交領(lǐng)域的離線驗證環(huán)境下,這是不安全的,易于被盜用,給用戶造成損失。為了能滿足離線驗證,且具有較高的安全性,我們設(shè)計出來專門的公交二維碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),其核心內(nèi)容包括用戶證書信息和時間戳驗證信息。用戶證書信息具體內(nèi)容包括用戶賬戶標(biāo)識、支付方式、風(fēng)險控制等信息,并用通卡APP系統(tǒng)的私鑰對這些信息進(jìn)行簽名。有了這個用戶證書信息,系統(tǒng)可以識別出該二維碼是哪個用戶生成的,而且其信息是由通卡APP系統(tǒng)進(jìn)行背書的,不可偽造。時間戳驗證信息具體包括二維碼生成時間信息、有效時間信息;這些時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,計算出得到MAC驗證值,作為二維碼時間戳驗證數(shù)據(jù)的一部分。有了這個時間戳驗證信息,用戶生成的二維碼數(shù)據(jù)的有效時間將得到有效的控制,防止用戶二維碼被惡意盜刷,可以避免系統(tǒng)性風(fēng)險。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)通卡公司證書公鑰和時間戳密鑰;2)通卡APP有兩種生成公交二維碼的方式:a)在線生成:利用后端接口,獲取該用戶的公交二維碼,由后端系統(tǒng)維護(hù)用戶證書及用戶子密鑰等信息;b離線生成:向后端請求獲取用戶證書及用戶子密鑰,并安全保存在本地;用戶證書及密鑰是需要定時更新的;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)終端在沒有交易時,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APP。4.3公交二維碼的時間戳驗證本文的公交二維碼支付系統(tǒng)中,二維碼數(shù)據(jù)主要包含了兩個部分的核心數(shù)據(jù),即用戶證書信息和時間戳驗證信息。用戶證書信息包含了利用通卡公司私鑰計算的簽名數(shù)據(jù),使得它具有身份識別作用,其他第三方難以偽造用戶證書。通卡消費(fèi)終端利用通卡公司對應(yīng)的公鑰,可以快速驗證用戶證書信息的有效性。時間戳驗證信息包含了利用通卡公司主密鑰的分散用戶子密鑰計算得到時間數(shù)據(jù)驗證碼MAC,通卡消費(fèi)終端可以利用其安全存儲中相應(yīng)的主密鑰對時間戳驗證碼MAC進(jìn)行校驗,檢查其有效性。時間戳的設(shè)置可以控制公交二維碼僅在短時間內(nèi)有效?？傮w而言,其具有較高的安全性。通卡消費(fèi)終端掃描得到用戶公交二維碼數(shù)據(jù)信息之后,可以按照上述的步驟對用戶證書信息和時間戳信息進(jìn)行核驗,這個核驗過程是離線操作的,因此可以滿足公共交通特殊應(yīng)用場景的安全離線驗證需求。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負(fù)責(zé)生產(chǎn)和運(yùn)營。本質(zhì)上,該公交二維碼服務(wù)系統(tǒng)是一個開放性的服務(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和微信小程序為入口,生成羊城通乘車二維碼,支持在廣州快速公交及普通公交線路掃碼乘車,目前廣州快速公交已全線支持羊城通乘車二維碼掃碼乘車,南沙公交也是全部公交線路支持羊城通乘車二維碼乘車,后續(xù)掃碼乘車將拓展到廣州市全部公交線路。實踐證明,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和咨詢等;·通卡APP后臺系統(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)的對接,包括對接通卡公司的二維碼后端服務(wù)系統(tǒng);·通卡二維碼后臺系統(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)險控制方面做更多的提升,包括用戶黑名單管理、賬戶資金交易監(jiān)控等多個方面。5基于快速出行的公交二維碼