射頻 IC 卡 POS 機軟件設計
文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者：郭明超,饒增仁 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年10月07日
1 引言
射頻IC卡,是一種非接觸式IC卡,它成功地將射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)結合起來(lái),解決了無(wú)源(IC卡中無(wú)電源)和免接觸這一難題,在卡片靠近讀寫(xiě)器表面時(shí),讀卡器即可完成對卡片數據的讀寫(xiě)操作,射頻IC卡是電子器件領(lǐng)域的一大突破。
我國于1993年開(kāi)始建立“金卡工程”,射頻IC卡技術(shù)隨之得到迅速發(fā)展和應用。2004 年公安部門(mén)開(kāi)始采用射頻IC卡換發(fā)第二代居民身份證,到2008年5 月份,全國累計已制發(fā)證件7. 75 億張。建設事業(yè)IC卡已廣泛應用到城市公共交通、市政公用、數字社區以及燃氣、自來(lái)水、供暖、路橋收費、停車(chē)場(chǎng)管理、公園景點(diǎn)等眾多領(lǐng)域,其中上海、廣州、杭州、大連等20多個(gè)城市實(shí)現了多領(lǐng)域應用。北京市“交通一卡通”IC卡應用始于2000年,截至2008年5月已累計發(fā)卡2050萬(wàn)張。廣州發(fā)行“羊城通”850萬(wàn)張。金融行業(yè)和全球銀行卡組織聯(lián)手推行銀行IC卡,即向EMV遷移。人民銀行牽頭進(jìn)一步完善我國金融IC卡標準,積極探索銀行IC卡實(shí)現小額支付。
由此,作為射頻IC卡電子交易系統使用的POS機也得到迅速發(fā)展,但各IC卡機具廠(chǎng)家使用的軟件標準不統一,如何在POS機硬件標準統一的前提下,提供通用功能和標準接口的射頻卡POS機軟件系統,以便POS產(chǎn)品通用,方便用戶(hù),是我們要解決的問(wèn)題之一。同時(shí),隨著(zhù)CPU射頻IC卡價(jià)格的降低,高安全性的CPU射頻IC卡將得到大量推廣,同時(shí)逐漸取代邏輯加密射頻IC卡,如何實(shí)現邏輯加密射頻IC卡系統向CPU卡系統平穩過(guò)渡,又是一個(gè)技術(shù)上需要迫切解決的問(wèn)題?；诖?我們提出了射頻IC卡POS機軟件升級設計的一些技術(shù)方案。
2 射頻IC卡POS 機軟件設計
2. 1 射頻IC卡POS 機軟件設計
2. 1. 1 POS機數據存儲信息
(1) POS參數: POS機終端號、MAC號、軟件版本號、營(yíng)業(yè)員號。
(2)交易流水信息表:物理卡號、卡片帳號、交易流水號、交易前金額、交易額、交易后金額、交易日期、卡片交易序號。
(3)帳戶(hù)黑白名表:卡片帳戶(hù)狀態(tài)表示,對掛失卡片做掛失標志,對已解除掛失的卡片解除掛失標志。
(4)設置卡片余額限額
設置個(gè)人帳戶(hù)的最大余額,設置單筆交易、日交易限額費,從而最大限度保護卡片帳戶(hù)人的利益,又作為系統異常交易漏洞的堵塞,如機具、卡片、通訊等異常帶來(lái)的不可預測的帳務(wù)問(wèn)題。POS機對卡片余額、日交易限額進(jìn)行驗證。
2. 1. 2 信息安全管理
(1) POS機密鑰管理:要確保POS機合法使用,即只有使用該系統用戶(hù)的密鑰才能使用該POS機,否則,系統拒絕接收該POS機的一切業(yè)務(wù)。為此,POS機需要專(zhuān)用SAM卡加密芯片,實(shí)現加密信息不出芯片,防止對數據加密前后的對比統計分析。
(2) POS機交易流水的合法性保存、傳輸、接收。在POS機內保存的交易流水,要確保交易流水是可信的,不能偽造。POS機對交易流水進(jìn)行MAC校驗,確保存儲的交易流水數據是POS機正常生成的。
2. 1. 3 數據通訊管理
(1)將POS機采集的數據上傳到計算機,對重復、超時(shí)未應答報文,都要做相應處理,防止交易流水丟失和重傳。
①POS機設置交易序列號
為記錄電子交易記錄的先后順序,除POS機增加時(shí)鐘記錄交易時(shí)間外,在卡片中要設計卡片交易序列號, POS機設計要記錄該筆交易的卡片序列號,準確反映卡片交易順序。同時(shí),每臺POS機內記錄所有交易的流水序列。
②POS機交易上傳記錄
POS機內存儲的交易記錄采用隊列形式存儲,確保按交易順序上傳記錄,同時(shí)POS機具有查看未上傳電子交易記錄筆數、未上傳金額的功能。在系統交易監控計算機上有聯(lián)機日志和最近交易流水信息,以準確判斷數據回收情況。
(2)通訊接口采用8583報文,通訊采用面向連接的TCP / IP協(xié)議、使用CRC校驗數據。
(3)物理通訊線(xiàn)路的通訊測試對POS機物理通訊傳輸狀況進(jìn)行模擬測試,便 于維護檢修。
2. 1. 4 報文信息的分類(lèi)管理
POS機報文可分成交易流水、帳戶(hù)黑白名單、軟件版本更新、密鑰更新、模擬測試等幾類(lèi),針對不同的報文類(lèi)別,執行不同的交互處理。如,對POS機軟件的在線(xiàn)下載功能,通過(guò)軟件下載報文類(lèi)別,結合POS機安全管理權限,可以實(shí)現軟件的在線(xiàn)升級服務(wù)。
2. 2 射頻IC卡系統帳務(wù)管理設計
一卡通系統卡片和系統上各有一套帳務(wù),必然會(huì )存在兩套帳務(wù)不一致問(wèn)題,設計采用以系統帳戶(hù)余額為準,卡片上余額只作為防止系統賬戶(hù)余額透支使用,卡片余額都小于等于系統帳戶(hù)余額,為此,需要采用下列技術(shù)保證系統帳務(wù)公平合理。
2. 2. 1 營(yíng)業(yè)交易采用先寫(xiě)卡后寫(xiě)POS機方式
在進(jìn)行電子交易時(shí),先寫(xiě)卡片數據,后寫(xiě)POS機數據。由于存在寫(xiě)卡時(shí)間差,可能會(huì )造成卡片數據已寫(xiě)上、POS機數據沒(méi)寫(xiě)上,但卡片已移出卡片感應區的情況。系統設計按照卡片余額減少時(shí)始終先進(jìn)行寫(xiě)卡操作,消費交易不成功按沒(méi)有交易結算處理。POS機交易沒(méi)成功,系統按沒(méi)有發(fā)生交易處理,即按商戶(hù)沒(méi)有收到交易款項處理,這種情況下會(huì )出現卡片余額小于系統個(gè)人帳戶(hù)余額情況。同時(shí),對于寫(xiě)卡不成功情況,在POS機上有未成功標識。
(1)帳戶(hù)充值采用先寫(xiě)數據庫后寫(xiě)卡片方式在給帳戶(hù)增款時(shí),先寫(xiě)數據庫,數據庫操作成功,再寫(xiě)POS機,最后寫(xiě)卡,即使寫(xiě)卡不成功,出現單邊帳,可以通過(guò)沖正業(yè)務(wù)完成,不會(huì )造成卡片余額大于系統帳戶(hù)余額。
(2)設置交易流水回收周期
設置交易流水回收周期的目的,是確保在一定日期內所有POS機的交易數據都及時(shí)上傳至電子交易系統?；厥罩芷趦壬虘?hù)必須保證POS與數據庫聯(lián)機通訊,并保證POS提交完畢所有交易流水。持卡人卡片丟失要及時(shí)掛失,在申請掛失之時(shí)到回收周期結束,持卡人發(fā)生的消費額由持卡人承擔,回收周期之后,商戶(hù)未及時(shí)上傳交易流水,造成的損失由商戶(hù)承擔。
(3)保證商戶(hù)營(yíng)業(yè)數據及時(shí)上傳
系統要具備POS機未上傳營(yíng)業(yè)數據檢查功能。如果POS數據一直不上傳,商戶(hù)要聯(lián)系一卡通系統維護人員,檢查通訊線(xiàn)路,確保通訊暢通,確保黑名單及時(shí)下載到POS機,避免給自己造成損失。
(4)換卡操作需要申請,在數據回收周期過(guò)后才能修卡和換卡
由于存在著(zhù)卡片丟失或卡片寫(xiě)壞情況,需要把系統內該卡片賬戶(hù)余額轉到新卡片上或對卡片余額進(jìn)行修復,必須要等到回收周期內數據都上傳后再進(jìn)行修卡和換卡操作,否則該持卡人換卡或修卡前產(chǎn)生的電子交易流水無(wú)法記賬,給商戶(hù)帶來(lái)?yè)p失。為此,可以給修卡人或換卡人發(fā)行應急卡,應急卡不記名,不掛失,不修卡,不退款。
2. 3 CPU卡PO S 機和邏輯加密射頻卡PO S 機兼容技術(shù)
2. 3. 1 CPU 卡POS機內PSAM卡的文件結構
CPU卡POS機內PSAM卡的文件結構在符合
建設事業(yè)集成電路( IC)卡產(chǎn)品檢測行業(yè)標準前提下,這些文件建立后能兼容目前通用一卡通系統的密鑰結構,采用密鑰卡下裝,原來(lái)存儲在SAM卡中的營(yíng)業(yè)號( SAM卡號)和黑名單最大號存儲到EF16(0016) (終端信息文件)中。交易終端的PSAM卡文件結構,如圖1所示。
2. 3. 2 POS機自動(dòng)識別邏輯加密卡和CPU卡功能為了能夠兼容CPU卡和Mifare1卡,必須增加針對CPU卡操作的代碼,并且在卡片進(jìn)入POS機的刷卡感應區時(shí),能自動(dòng)識別是CPU 卡還是Mifare1卡。針對不同的卡片,調用不同的程序,達到兼容的目的。
3 結束語(yǔ)
基于上述設計思想建立的邏輯加密射頻IC卡(MIFARE ONE IC S50) POS機與電子交易系統,已在全國上百個(gè)單位運行使用,使用情況良好。該設計同樣適用于M IFARE ONE IC S70射頻卡及其兼容卡電子交易系統。射頻IC邏輯加密IC卡電子交易系統與只讀ID卡電子交易系統相比,最大優(yōu)點(diǎn)是POS機可以脫機工作,卡片不會(huì )透支,適用面廣。但在存款、帳戶(hù)補貼、卡片掛失功能上,不如射頻ID卡電子交易系統方便。以上介紹的射頻CPU IC卡POS機的應用推廣,將完成對現有射頻邏輯加密IC卡系統的平穩升級過(guò)渡。
(文/蘭州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,郭明超,饒增仁)
