（计算机应用技术专业论文）银行增值服务系统通讯子系统的研究与实现.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 银行增值服务系统是设置在p o s 交易终端和银行交易主机之间的服务平台，为终 端用户提供传统货币支付之外的其他交易服务。其通讯子系统包括增值服务前置机和增 值服务p o s 机，前者是系统的通讯枢纽，主要功能包括网络通信、报文认证、交易数 据格式转换等数据预处理过程，它要求系统吞吐量大、可伸缩性强，并对交易数据的安 全性提供保证；后者是增值服务系统的通讯终端，不仅要包括与前宣机中同样的数据预 处理功能，还包括必要的业务处理逻辑，并与传统p o s 的货币支付功能有机结合。 通讯子系统是增值服务平台的数据中转站，它的安全性与效率是增值服务顺利进行 的保证，因此对其实现方式的研究也是增值服务平台实现的重点。本文在系统需求基础 上，结合金融交易通讯标准和安全标准，以及传统并发服务器的实现方式，针对增值服 务系统的通讯子系统的实现，做了如下工作： ( 1 ) 设计了前置机的完整功能。在通讯协议设计和安全策略设计中，本文设计并实 现了扩展标准i s 0 8 5 8 3 协议的增值服务通讯协议，及基于a n s ix 9 8 和a n s ix 9 9 算 法及3 - d e s 的数据加密过程，并设计了系统的密钥管理和分配策略。 ( 2 ) 对前置系统的性能进行优化：采用二次拨号模式代替传统的一次拨号模式来减 轻系统的负担，降低系统复杂度；采用j n i 技术将繁琐的数据计算交给本地方法处理， 提高系统运行速度：将线程池技术结合到服务器的实现中，优化系统资源的利用，提高 系统对大量请求的处理能力。 ( 3 ) 利用实达6 9 0p o s 系统提供的开发环境，开发了增值服务p o s 功能，并将其嵌 入到传统p o s 功能中，使通讯终端与前置服务器协调运行。 本文最终实现了一个安全、高效的前董服务器及其通讯终端，为整个银行增值服务 系统提供通讯环境。 关键词：p o s ；前置机；is 0 8 5 8 3 ：数据安全；线程池 镶 亍增蓬驻务忝统通最子系统匏醑究每窑蕊 r e s e a r c ha n d i m p l e m e n t a t i o n o ft h ec o m m u n i c a t i o n s y s t e m u s e d i nt h ev a l u e - a d d e ds e r v i c e s y s t e m f o rt h eb a n k a b s t r a c t t h ev a l u e - a d d e ds e r v i c es y s t e mf o rt h eb a n ki sa p l a t f o r ms e t t i n gu p b e t w e e np o sa n d t h eb a n k sh o s t c o m p u t e r , p r o v i d i n gs o m e o t h e r e x c h a n g i n g s e r v i c e se x c e p tf o rt h et r a d i t i o n a l c u r r e n c yp a y m e n t t h ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m o f i ti n c l u d e st h ef r o n t - e n ds y s t e ma n dt h e v a l u e - a d d e d s e r v i c e p o s s y s t e m 弧e f o r m e r , r e s p o n s i b l e f o r d a t a p r e - p r o c e s s i n g i n c l u d i n g n e t - w o r k c o m m u n i c a t i o n ，m e s s a g e a u t h e n t i c a t i o na n dd a t af o r m a t c h a n g i n g ，i sac o m m u n i c a t i o n h i n g e t h a td e m a n d s h i g ht h r o u g h p u t ，s t r o n gr e t r a c t i l i t y , a sw e l l 鑫st h es e c u r i t yo f t h ee x c h a n g i n g d a t a w 1 l i l et h el a t t e ri st h ec o m m u n i c a t i o nt e r m i n a l w h o s ef u n c t i o ni n c l u d e sn o t o n l y t h es a m e d a t a p r e - p r o c e s s i n ga s i n t h e f r o n t - e n d s y s t e m , b u t a l s o t h e n e c e s s a r y b u s i n e s s l o g i c t h ec o m m u n i c a t i o n s y s t e m ss e c u r i t ya n de f f i c i e n c yi st h eg u a r a n t e eo f t h ew h o l es y s t e m a i m i n g 窭t h ei m p l e m e n t a t i o no f t h ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m , o n t h ea n a l y s i so f t h e e n e r y p t i o n s t a n d a r d si nf i n a n c i a le x c h a n g ea n dc o n c u r r e n ts e r v e r ，t h i sp a p e rh a sd o n et h ef o l l o w i n g ： ( 1 ) d e s i g n a t i o no f t h ef u n c t i o n so f t h ef r o n t - e n ds y s t e m ，t h em o s ti m p o r t a m 蕊w i c h i s c o m m u n i c a t i o n p r o t o c o la n ds e c u r i t ys 妇t e g y ，t i l i sp a p e ri m p l e m e n t s t h e p r o t o c o le x t e n d i n g i s 0 8 5 8 3 ，a n d 如s 运n s d a t a e n c r y p t i o n a n d k e y a d m i n i s t r a t i o ns t r a t e g yb a s e do na n s i x 9 9 ， a n s ix 9 8a n d3 d e s ( 2 ) o p t i m i z a t i o no f t h ep e r f o r m a n c eo f t h ef r o n t - e n ds y s t e m ，u s i n gt h et w o d i a ln u m b e r s m o d e li n s t e a do f t h et r a d i t i o n a lo n ed i a ln u m b e rm o d e lt oa l l e v i a t et h eb u r d e na n dr e d u c et h e c o m p l e x i t y o f t h e s y s t e m ；u s i n g j n it om a k et h en a t i v em e t h o d s r e s p o n s i b l e f o r 也e c o m p l e x c o m p u t i n g ，t h u s e n h a n c et h e c o m p u t i n gs p e e d ；u s i n g t h r e a d p o o l i nt h e i m p l e m e n t a t i o n o f t h e s e r v e r , o p t i m i z i n g t h eu s a g eo f t h es y s t e m r e s o u r c e ，i m p r o v i n g t h e c a p a b i l i t yo f d e a l i n g w i t h l a r g en u m b e r so f r e q u e s t s 。 f 3 ) d e v e l o p m e n t o f t h ev a l u e a d d e ds e r v i c ef u n c t i o n su n d e rt h ed e v e l o p i n ge n v i r o n m e n t p r o v i d e db y t h es t a r6 9 0p o s s y s t e m ，e m b e d d i n g t h e mi nt h et r a d i t i o n a lp o s f u n c t i o n ， m a k i n g t h e mr u ni np h a s ew i m t h ef r o n t - e n ds e r v e r as c c t l r ea n de f f i c i e n tf r o n t - e n d s y s t e ma n d c o m m u n i c a t i o nt e r m i n a la r ei m p l e m e n t e di n t h i sp a n r ，w h i c h p r o v i d e s t h ec o m m u n i c a t i o ne n v i r o n m e n tf o rt h ev a l u e a d d e ds e r v i c es y s t e m k e yw o r d s ：p o s ；f r o n t - e n ds y s t e m ；i s 0 8 5 8 3 ；d a t as e c u r i t y ；t h r e a dp o o l ，i i 。 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：坠盘日期：竺兰垒! 里! ! 目 大连理工大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 银行增值服务系统简介 江泽民总书记与1 9 9 3 年4 月亲自提出了全民使用信用卡的建议，同年六月，国务 院启动了以发展我国电子货币为目的、以电子货币应用为重点的各类信用卡应用系统工 程一金卡工程。2 0 0 2 年3 月，国内银行卡联合发展组织一中国银联股份有限公司 在上海挂牌成立。中国银联的成立，统一“银联”标识卡的推行，解决了多年来困扰我 国银行卡联合发展的运营机制问题，已经初步建立并将不断完善银行卡“市场资源共 享、业务联合发展、公平有序竞争、服务质量提高”的良性发展环境。在国家信息化领 导小组的直接领导下，电子支付已经广泛应用于电信、金融、商贸、旅游、社会保险、 银行账户管理及公共事业收费管理等多种领域。随着国民生活水平的提高和现代化脚步 的加快，以及网络信息技术的迅速发展，必将有越来越多的人采用电子支付方式进行消 费，电子支付所覆盖的地区和领域也将更加广泛 1 】。 p o s 是英文p o i n t o f s a l e 的缩写，即销售网点终端，是应用于信用卡联机自动授权 的终端设备，主要用于商场、酒店等消费场所，也可用于储蓄所等网点。p o s 消费系统 的使用能够有效减少现金流通环节，保证金融交易快速便捷的实现。 传统的p o s 机支付通常是交易银行设置在商家的p o s 机与银行交易处理主机的一 个数据的通讯与处理的过程：用户将所持有的该p o s 机可识别的银行交易卡在p o s 机 上“刷卡”，并输入客户密码；商家的p o s 机操作人员( 通常为收银员) 输入有关业务信 息，包括交易种类、交易金额等；由p o s 系统将获得的信息进行打包、加密等处理 后，通过网络送给银行前置主机：银行前置主机对数据解密、解包后发送到交易主机； 交易主机将处理结果返回给前置机后，再根据上述相反的过程返回给发起交易请求的 p o s 机；p o s 机负责识别交易结果，并打印出交易凭证。 p o s 机通常采用拨号的方式通过v s t n 0 u b l i cs w i t c h e dt e l e p h o n en e t w o r k ，公共交 换电话网) 与银行交易主机相连。传统p o s 支付方式如图1 1 所示。 银联的成立，使得银行一方成为了一个统一的交易体，用户只要使用有“银联”标 志的银行卡，即可为任意银联发放的p o s 终端所识别，而不存在具体发卡银行的限 制。那么，我们能不能把设置p o s 机终端的商户也联合起来，成为一个整体，以使商 户之间通过联合更多的获利，使消费者能够更加方便的使用p o s 终端昵? 银行增值服 务系统就是在这构想上开发出来的一个起到中介作用的、可扩展性的交易平台，它架 锻行增值暇务累娩通讯孑系统的研究与实现 圈1 1 传统p o s 支付方式 f i g 1 1t r a d i t i o n a lp a y m e n t o i lp o s 设在p o s 系统与银行主祝之间，域随为设凝p o s 终端蛉窝户觏交荔镊 亍黢务，持霄镊 联卡熬终端耀户搿以程任意p o s 终端实现多种消费业务，祷p o s 终端发展为可以实现 多种交荔她务的方便朗渠道。通过馊明璜毽月受务平金，p o s 终端鼹户不仅霹戳实璐传统 黪支付功缴瘸银行卡中的货带麴买本地商家静产箭) ，述可以实现该平台所掇供的蠢静 服务，这魑目照务舅藏包抵： 纸获手枫充值卡瓣麴买 嗣户积分服务，包括援分泌费及鬻户之闯鹣积分兑换 蔺辘代牧付妲务 更多的月疑务模块将髓若平台鼓务的发震添龆捌平台上。 增值服务平台的设立者为器城市锻联，申请加入璞馕服务乎台媳囊户将形成统的 薅户联爨，裔户联盟憝残受矮遵守增毽服务平螽靛交爨蕊范，锻联为舞商户撬供带霄增 值服务功能的增值服务p o s 机，并使鍪窝户的亵是遥过多辨方式在其他鬻家销售，戳 拓宽崧菇觞销售渠道，并为鬻户稳供方便。增值激务系统的交易模式鲡圈1 2 所暴。 可以纛出，力r 入了增俊服务平台屡浆支付系统，交最过程裁嶷戈p o s 枫、锻稃交 棼主视、和增值目鹾务平台三者之间的数据处理和通讯的过程，增值服务翦置飒是三者之 阀的遇谖挞鳃；p o s 请求蓄先娶遴过p s t n 躅至遮增毽月瑟务平台笳前鬣槐系统，前嚣辊 系统对数据进行预处理厢，将该请戡发往增蝮鼹务平台。退鬻情况下，交易潺求信愚中 会惫含号髓行主梳进行交荔酌数据，蹭值赧务平台与银行主枫的数掇交换，也是通过增 值服务前嬖机完成的。增热了增值月是务功能黟支错系统，逶擐翘络中传送的数据内容鞭 - 2 大连理工大学硕士学位论文 豳l ：z 增值服务交易模式 f i g 1 2p a y m e n tm o d e lo f v a l u e - a d d e ds e r v i c e 数据流幼的过程变得鼹加复杂多样，传统支付模式的通讯协议和数据处理方式不能满足 增值服务的需要，因此，增值服务系统中的数据i 夔讯过程就撼褥十分的重要；同时，仅 霜予溪赞翡传统p o s 终端系统邈嚣法支持鬻篷黻务戆需求，为了透遥p o s 终端整蠲增 值服务平台，必须扩餍p o s 机系统的功能。如何建立一个高效、安全的增值服务通讯 系统，征是本文所簧研究的主要问题。 l 。2 增销受务系统熬逯运子系统 银行增值服务平螽的通讯子系统主要由增值服务前置机系统和增值服务p o s 机系 统构成。其中增值服务p o s 系统作为用户终端，负责从用户输入中获取数搬，并对数 据进行鞭处理纛发送，激及祷增毽鼹务平台返隧豹交曩缝暴戬票据努窝懿方鬣爰馈绘建 户；而增值服务前鬻机系统是整个增值服务系统的通讯枢纽，童要负责网络通信、报文 认证、交易数据格式转换等数据预处理过程。 3 。 锻舒增值服务系统遵嘏予系统麴研究与实现 1 2 1 增值服务箭饕梳 嚣羹穰又称蓊譬服务器) 邋常是指在个较大的计算机系统中，位子系统主祝前 璇，扮演麓中介角色豹计募枫。前饕机的主疆功蹩农中央主枕鄹月户终端( 或个人工 作潴、舞瀚设备) 之间蜜现数据的上传下达工作。前置机不仅可驻有效地减轻主机系统 购工 乍受掇，撼裹系统煦工终效率，露星瞧缝起刭保护圭掇系统安全熬捧耀。爨姥，器 前绝大多数通讯系统中，都采稻了“主机十前霞机”的系统模式( 2 - 3 】。 兹受枧是实现银器传统业务离步 拓展普遍采髑酌一种串闻设备。它安域豹主要功能 有黼络通信、报文认证、交易数据疆式转换、个人密码p i n 交换、交易流水记录、交易 鞭处理、交易监控和交茹数据统计等。瞽髓在锾纾普遍采焉静凝视盼静a t m 、p o s 、 i c 卡、锻联金卡、电话银行、及缴费、电子汇兑和同城演算等系统弘】犯】。 增俊服务辩置枕主簧是为增值月臣务平台服务器设置的，其主要的功能怒数据的预处 理。虫裁謦祝将p o s 撬发寒的请求数据转换为壤毽毅务警螽8 够识别戆格式并调爱平 台提供豁撩日。这样，增俊自蘸务平台就可戳着重予增值啦务的处理而不必考虑数据的识 剐与转换的蛔题。藩鬟援熬设嚣，突出了增餐服务平台鹊业务处疆过程，佼整个平台豹 蘩构凳蠢h 清晰自然。 壤篮服务翦攫橇憝设立述掇离了增值服务平台抟统一性帮冒扩鼹像。增值镕陵务平台 上的备个藏务模块黼处理的数撼格式酾内容霹黥会鸯熙差异，割姬纸葳东篷卡售卡模块 处理的数据态容霹能包括卡释类和卡数挺，黼秘分魑蓬模块处瑷的数据内容可能包括积 分卡卡号鄱霈要增加或减少的积分数爨，尽餐如此，将p o s 极发送过来熬数据转换强 各搂块掰携识裂抟结构韵遗程帮是；# 常类傲的，霞忿我 f j 没有必簧在每一个摸块中写入 类似鳆段数据处理稳序。翦墨粳袭处理时，只需读入交易麴类戮菸卡或悬虢分) ，然 籍扶橱始纯箍置文 牟中读入该擞交荔褶斑酶数摇格式，根据该擦式进行转换郎珂。 照着平蠡业务憋扩展，霹能会寄受多懿模块嬲入到平螽中来。这些模决可能楚由筒 继入员或箕饱擎使的人员开发的，这黧模块联接娌骢参数数据是翻定鳇。摸块黥舞发人 员缀可毫不了鳏我们的系统掰馕爝的遥讯谂议，因j 籍：细暴簧求镪们在自己个子的模块中 加入数据处理过程，不仅是一个 # 鬻繁琐复杂驰过程，也降低了这些业务模块的完熬骸 萃蒌爵藿蹋性。有了前鬣瓶豹存在，每警育新的韭务模块加入辩，只霞在魏萋飙蓉统中增 加仑新的配璧义纷，弗在数据处璁时增加个新浆判断条件即蜀。 蔺对，大煮的p o s 交易请求同时到达增值服务平台可能会使处理遮度下黪甚至令 主虮瘫痪，设嚣了翦置枧君，弼以将交易线程静谣度衽线程的数鬃管遣交给前麓机处 理，主机不必关心线程管理问题，只受费交易业务处理。另外，与主服务器设爨鸯不嗣 。4 。 大连理工大学硕士学位论文 物理位置上得前置机还可以缓冲包含恶意代码的数据，使主机免受攻击，从而保证交易 主机安全正常的运行。 前置机的设立，不仅能够提高增值服务平台的工作效率和安全陛，而且使整个平台 的层次分明，业务突出，提高了各业务模块的独立性和整个系统的可扩展性，使得整个 平台更加符合面向对象的开发规范。 1 1 2 2 增值服务p o s 机 要使p o s 终端用户能够使用增值服务平台所提供的功能，p o s 机系统必须能够接 受和发送增值服务平台所需要的数据，并能够进行相应的终端业务处理。p o s 机功能的 增加，使得传统的仅用于货币支付的p o s 机系统无法满足增值服务的需要，因此必须 要对p o s 机系统加以改进。经过重新编程后的p o s 机称为增值服务p o s 机。 将传统p o s 机改进为增值服务p o s 机所需做的主要工作有： 增加卡的识别功能。对于积分服务，需要发行商户联盟统一制定的积分卡，因 此p o s 机除了要识别用于支付的银行卡外，还要识别用户积分卡。 增加增值服务平台相应的服务处理程序和相应用户界面。功能菜单应该在银行 卡支付的基础上增加充值卡购买、积分服务、同城代收付等。 发送数据应该按照增值服务平台所规定的协议进行打包和加密，因此要修改原 有系统的通讯程序，或编写增值服务通讯程序，使p o s 机发送的数据能够为增值服务 平台所识别，并识别增值服务平台返回的结果数据。 记录增值服务流水、日志。 增值服务p o s 机是增值服务平台唯一识别的服务终端，大量的增值服务p o s 终端 要设置在商户联盟的每一处分店，因此它的稳定、安全的运行也是增值服务平台系统整 体稳定、安全的一个保证。 1 3 本文所完成的工作 本文主要讨论了增值服务前置机系统和增值服务p o s 机系统的实现。 在整个增值服务平台中，通讯子系统的重要性是不言而喻的，p o s 机如何将交易请 求数据安全、准确、完整的传送给增值服务平台? 面对大量到来的交易请求，前置系统 又如何能够准确、安全、实时的将用户需要的结果返回客户端? 这里涉及到如下几方面 的问题： ( 1 ) p o s 机、增值服务平台、银行交易主机之间如何进行通讯。传统p o s 机的交易 请求都是仅需要发往交易银行的货币支付请求，而增值服务p o s 机的交易请求可以分 5 银行增值照务系统遘讯子系统驰璎究譬实现 必两部分，是仅糯簧交易锻彳予处理的传统赞带支付交器清求，= 建增值月瑟务交易请 求，其中增值服务交易请求中也可s 包括添要交爨锻行处理敬蔟象支付请求。这攫觞关 键瓣魃是需要交荔疑行处臻的货币支付请求如何巯理； ( 2 ) 通媳魄议的设计。传统金融交曩数据在飕络中鄹楚以禄准的i s 0 8 5 8 3 程的形式 传送的，然褥塔值镕器务平台的交荔数据中爱氛含些传统交翳中淡有的数据砖察，阪此 嚣做通讯协议姻扩震； ( 3 ) 盎何保谜数撵豹安全。金融交易数据的安全性可以说是整个遇谖系统成败的关 馘在，只鸯在系统霹靠性的保证下，壤傻服务平台才能实现崮身的价值。金融交菊系 统往往酃有自穗酌一囊安全鲮咯，蕊这个燕略通鬻是利耀数攥热寒搜零来实现豹。增馕 月嶷务系统对安全牲考喏5 些要求，我督j 掇括这些要求应该锖定什么榉的安全策略，遴酃燕 j 常重要的问题： ( 4 ) 薷饕梳系统煞效率商题。大羹交荔请求弼这辩，如 可饶他系统资源，馒系统在 保证安全稳定的翦撮下尽可g 怏遮的处理交易请求。楗离系统瓣髀缩牲帮实时性。邋常 清况下，前鬣税系统郝是基予s o c k e t 技术釉线程技零的并发自骚务爨，我们是秀霹以毽瞒 一些新技术对其邀行软件上优化，扶霹提嵩系统搽添的零g 用率； ( 5 ) 增值服务p o s 杌作为整个系统的业务终蠛瓤邋谶终端，怎搀在原寄的传绞p o s 功毙上避萼亍增傻黢务开发，才能傻它熊够配合黼疆杌系统和增值业务的工诈，在傈证安 全的基础上完成整个交易。 零文锋辩上述逶添子系统靛设计稻实现中鹃润题，究成了瓤下工律； ( 1 ) 提出了设摄两部鼹控嚣的= 次拨号嫫式，遴过辔掘部耀控器，分离了传统 p o s 谴务与增值服务妲务，使增值服务前鬣机只处壤增壤目骚务请求，传统货蘑支付业务 不经过墩筑服务煎置枧。墨必使用一部阙控器熬一次拨号模式糨琵，二次拨号模式减轻 了系统负担，降氐了系统复杂性，提商了前露机袈统的效率； ( 2 ) 逶过砖振凝i s 0 8 5 8 3 鬣觞扩震，定义了增毽服务交易的通讯漭议，将增值服务 所霈数据包含在通讯数据包中，从耐瀵足增值服务交易爨求； ( 3 ) 分析了金融交荔对数嚣安全的要求和加密算法，提如了a n s i x 9 + 8 算法、a n s i x 9 9 算法与3 - d e s 算法提结会的增傻服务遐讽媳安全策路，从露保证了交荔数据的完 整往、真实性和保密健，并且使用时间变鲞来保证数据的a # 重复性( 即交易遗求的有效 蝴。最露逐攫擐金融密锯蛰遴撂准，提出了增篷瑟务系统的密锅管理办法； ( 4 ) 实现了基于s o c k e t 技术和线程技术的并发殿务爨，菸使用j a v a 本撼接墨技术 辫哪和线稷沲技术进行了系统优化。j n i 技术通过谪用系统本魏方法摄商静鬣机中繁琐 。6 大连理工大学硕士学位论文 的计算过程的计算速度，而线程池技术则可以减少线程的创建和销毁过程所消耗的系统 资源，并可以根据系统资源和用户请求的情况来控制系统中活动线程的数量，从而优化 了系统资源，提高了系统性能： ( 5 ) 利用实达6 9 0p o s 系统提供的开发环境，开发了增值服务p o s 机系统，并嵌入 到传统p o s 机的工作菜单中，使二者协调统一的运行，达到了“一机两用”的目的。 7 镊幸亍增值服务系统通讯予系统的研究与实现 2 增值服务 ；茸要机的设计 2 。lp o s 机与增值是受务平台的通讯 在系统的设计上，p o s 机、增傻鼹务平套秘锻嚣主援之阕豹数据邋讯模式，胃执采 鞠下谣的两种方法： ( 1 ) 次拨号模式：增傻服务p o s 槛系绞霹以没墅个拨学，壹接拨整i 增值黼控嚣 上，在传统的辅银行卡消费功能中，察户刷卡消费，交易发到前鹫系绫，然后直接经兹 鳖系绞黪盎至l 锻联系绫：需鼹媾篷妊务黠，经蓠餮系统对数撂遴行处毽看路舞弼臻德旅 务平台，如有银行卡交易，增值服务平台的虚拟p o s 机模块仿真个p o s 请求，将与 锻行交易辩数攥蹈送爨箭置系统，辫崮前鹫梳路由到银联交换系统。如图2 1 所示。 卜糖缝蛰舔冀柠遣务 增攫鼗务 一， 瓣勰蕊嚣饕辩秘壤缆藏备 j 鲑德嬷努p o s 批惹褴 | 域二二疆 增蘸辍磐帮燕辊磁德黼势平鸯 图2 , 1 一次拨号模式 f i 9 2 1t h e m o d e l o f o n e d i a l n u m b e r 这秘模式是该蔟统静最嬲设诗，其器静楚将p o s 撬葫熬缡入元亿管理，各种交 势蒲求统由增值服务前置机负责处理。然瓶实现起来，该模式绺在如下缺点： 稽统熬赞带支付交易途经的节点过多，过程较为繁琐； 如巢采用这种做法，传统货霹交易黝打包方式鸯鼹秽：是仍按照镊行交易游 议打毽，这样增值菔务前置橇就只超弼了中转站的作用，而不对数据做任何处理，该过 稔来兔多余；二是攘熙增毽照务交易搬议打包，郡么塔蕊辍务蘸堂祝就要对数据瞧进行 m 8 - 大连理工大学硕士学位论文 处理，将其转换为银行交易协议的格式，这里不仅需要修改p o s 机传统功能的通讯程 序，而且也加重了增值服务前置机的负担； 前置机程序变得复杂，负担过重。增值服务加入p o s 系统，必将大量增加交易 请求数量，所有的请求均由前置机负责，而且前置机要不停的判断交易请求的类型，决 定数据的路由方向，甚至要做协议格式的转换。 为了克服上述缺点，在系统的实现上，我们采用了下面的二次拨号模式。 ( 2 ) 二次拨号模式：增值服务p o s 机系统设置两个拨号，在传统的刷银行卡消费功 能中，直接拨银行提供的号码到银行网控器，将交易交给银行主机，完成刷卡消费；增 值业务处理过程与一次拨号相同。如图2 _ 2 所示。 梅髋黄币支柑业务 增德业务 器罂赞币空付的增值弛务 增擅服舞p o s 帆系统 i 回群一 l 一臣三卫 罐2 一 搏值鏖势魁熊嚣增德擞务前鬻帆增值照务早癌 图2 2 二次拨号模式 f i g 2 2t h e m o d e lo f t w od i a ln u m b e r s 这种做法由两部网控器分担了请求的处理。对大量支付请求有较好的处理能力；而 且采用这种做法，可以将增值服务p o s 机中的传统p o s 功能和增值服务p o s 功能自然 的分离，对p o s 机系统的修改可以不必改动传统p o s 功能，实现起来较为简单，简化 了增值服务前置机的流程。 由此可见，前置机应该预留两个主要接口：一个是要建立一个用于监听的s o c k e t ， 用来捕捉p o s 机发送的请求，并对这些请求进行相应处理；另一个接口是提供给虚拟 p o s 机调用的接口，以便进行与银行主机的交易。 9 壤行增值服务系统通讯子系统的研巍岛实现 2 。2 逶诱协议 2 2 1i s 0 8 5 8 3 标凇通讯协议 金融交易系统的通讯大多采用i s 0 8 5 8 3 标准通信协议。i s 0 8 5 8 3 交换信息规范是熬 予瑟个或多拿应鼹系统鼹终阉众瓣交易毫予镶惑交换标准，浚诗懿一个缣涯不蘑瘟蔫卷 统网络间能够迸行信息交换的羿丽规范。在倍息可以转换成能够进行应用系统网络间交 换的界面格式这一总的约束祭件下，各系统的设计者可享肖相应的灵活性。由于i s o 8 5 8 3 具有这样的特点，它被各裳镶蠢广泛采鲻终戈应用系绫霹趣交易椽壤。i s 0 8 5 8 3 撅 濮的正式名称是“产生撮文静金融交易卡- 交换报文规范”，它主要规定了融盘融交弱 卡引起的交易所产生的报文格式 5 7 】。 i s 0 8 5 8 3 标准操定每一条债息应按照如下顺序排列：( 1 ) 信息类型识另u 符( 4 字节k 2 ) 一令或多令跪褥强；疆) 一令技魄耱銎表述瓣；篌痔耩礤豹数据元彦舞。麴强2 ，3 瑟示。 萋本比特潮偿患结构； 建 | ( o l 一一绱) 储怠码比特位鬣 扩耀的魄姆鞠倍想缡_ ；i ； m l 一 叠 | 静i 一国幻| 稿静1 2 8 信息确魄梅位置 致蠢嚣 一一鼗攘嚣一 图2 3i s 0 8 5 8 3 标准信息格式 f i g 2 3i s 0 8 5 8 3s t a n d a r di n f o r m a t i o nf o r m a t i s 0 8 5 8 3 标准中使用了一个称为“比特圈”的概念，在遮里对每个数据元在比特图 中分骶一个位置标记。在一个具体信息中，著浆一位上的数擐元内容存程，曼在指定鲍 短鬟上焉“t ”拣稠，数菇元不襻在羹l 弱“0 ”标臻。魄蒋餮熬第一谴设受“l ”，表示 使用扩展比特图( 1 2 8 个域) ，否则表示只使用灏本比特图( 6 4 个域) 。各个系统所采用的 信息格式取决于签约双方的商务必系。i s 0 8 5 8 3 标准定义的数据格式能够保证符合标准 瓣各个系统葸是蓑签戆。 嬲个字节的信息类型标志符用来识别交易的类型，交翁炎型标识通常是国家统一飙 定的代码，但也允许用户自行定义交易信息码。 - 1 0 大连理工大学硕士学位论文 在 b 特图中标志为存在的数据元，其内容按照顺序排列在比特图的后面。每个数据 元用来存放具体的交易信息。每一个位置的数据元所代表的信息均有统一的规定，例如 比特图后第一个数据元代表交易主账号，而随后的两个数据元分别代表交易代码和交易 金额。标准i s 0 8 5 8 3 包中留有一些保留未用的字段，允许用户在开发自己的通讯协议的 时候，利用这些保留字段来定义所需要的信息，例如，在银行增值服务系统的积分业务 中，当用户使用积分卡消费时，我们需要将用户的积分卡卡号和消费的积分数打包在请 求数据包中，这时就可以使用保留字段。 每个数据元的格式定义为： 数据元有定长和变长之分，在实际存储时，变长数据元在字符串中是按照“实际长 度+ 数据内容”的形式存储的。 一个i s 0 8 5 8 3 的数据包的定义应类似于： 2 2 2 增值服务平台的通讯协议设计 增值服务平台的通讯协议是在标准i s 0 8 5 8 3 通讯协议的基础上设计的。为了将增值 服务业务所需的数据写入数据包，我们可以利用标准i s 0 8 5 8 3 包中预定义的域来存储相 应数据，若不存在某一所需数据相应的预定义的域，则可以使用标准i s 0 8 5 8 3 通讯协议 缝堡望篓墼墨蔓笙垩墅墨蓥篓篓窒兰塞薹 中的保留数据域。下面以购浜纸质手机充值卡业务的通讯协议为例，来介缁增值服务平 台逶谖豁议懿设诗。 增值服务p o s 机和增僦服务平台之间传送的用于纸质手机充值卡购买的i s 0 8 5 8 3 数据营中主要包括静信怠翔褒2 1 掰示。箕率在标准i s 0 8 5 8 3 褥议中有所寇义的域如表 2 2 所拳。 裘2 1 宠僮卡鲣卡业务蛉交爨数据 2b i t m a p 彼图交易请求彼匿8 位定长，2 避制 3a c c tn o 银行卡账号 终端用户锻行卡账号( 如果存在) ，2 2 位变长，2 进制密文 霹a m t 交荔金额请求交荔金额， 2 德定长，参考i s 0 4 2 7 有关赞币代褥是义。无变荔金 额业务该项为0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ，2 进制密文 5 t r a n s _ c o d e交磊码交器辩类，6 链定长，1 0 0 0 0 1 壤# 专薅卡，1 0 0 0 0 5 堪卡辫专臻试，1 0 0 0 0 2 - 璃金购卡1 0 0 1 0 1 - 7 ：载卡种擞清单，1 0 0 0 0 4 批熏购卡缆传，2 进制密文 6 p o s _ s e r e lp o s 滚水嚣巍i o s 辊檬握交易瓣惩、垦期生成，耩惠唯次交易请求，6 接定 长，2 进制密文 7p o s t b , e p o s 交易时闻p o s 本地交器时间。6 位定长，格式为h l x m s s 8p o sd a t e p o s 交易翻期p o s 本始交易日期，4 位定长，格式为m m d d 9e x p i r y 失效时间镶行卡有效日期，4 位定长，格式为m m d d 。( 商的卡的商效期写在= 磁 递信惠孛) 1 0 t r a c k _ 2 = 磁遒信息银行卡二磁道信息 11 t r a c k _ 3兰避谨嫠惠镶符卡三磁道僖悬 1 2 h o s t _ s e r i a l 主机交易流水增值月i l 务系统返回的交易流水号，返回数据中写入，1 2 位定长 1 3p e tc o d e 交荔返霉玛壤毽疆务鬟缝返霹熊交姜玛，逐銎鼗播零霉凡，2 啦定长。妊：黪操作 成功，0 l 馓据库操作错，0 2 谪户编码错，0 3 p o s 编码错，0 9 - m a c 错，镍。 1 4 p o s _ n ) p o s 机编码p o s 终端标志码，阐一商户标志码唯一，8 位定长 1 5 c o s t _ m商户编码 商户标志碑，不同两产标志码瞧一，1 5 位定长。撼一对p o s 3 d 荦鞋 c u s t _ m 榷一标志一台p o 税 1 6p a s s w d 1 7o p e r a t o r 操作员编码p o s 操作虽编码，对篱家唯一，1 3 位庭长 1 8c a r dt y p e 卡类型购卡类型，3 位定长。1 0 1 神州行5 0 元，1 0 2 神州行1 0 0 元2 0 l 旗淋通 弼元，2 0 2 - 垒球逶1 0 0 元 1 9c a r dn i m 请求购卡数最 购卡数量，2 位定长。每次请球购卡数最不多于2 0 张，每次请求只能购 买舞一转类懿充篷卡 - 1 2 - 由上面两个表可以看出，第1 7 2 3 这七个数据域在标准i s 0 8 5 8 3 包中没有定义，因 此需要我们自己来定义。在标准i s 0 8 5 8 3 包中找到未使用的保留域，加入自己的定义， 形成自定义的1 s 0 8 5 8 3 包。这七个域的定义如表2 3 所示。 表2 3 标准i s 0 8 5 8 3 包中未定义的域的自定义 一一 。1 3 篓重望燕堡墨墨筵望亟量墨垄墼笙茎萋壅鍪 壶这鉴定义可觅，缮毽藏务纸震手税充值卡售卡系统只需要蓊瑟6 4 个域就是濒苞 含所需的所有数据，因此我们不必使用扩展比特图，即鼹该包的比特图首位为0 。 为了使前鬣机能够根据囱定义的i s 0 8 5 8 3 包完成相应的数据转换，我们需要将自定 义信息霹入到甥始化怒要文传p o s 8 5 8 3c a r d i n i 中，文传内容奶匿2 4 鼹示t 1 l b r r m a p | 8 1 0 j 2 i 2 | a c c ti | | _ n o 2 222 3 l 霹燃c o d e l 6 1 0 1 2 4 a l v l y f1 2 0 2 9 l k e y i 8 | 0 1 2 1 1 | 0 s 疆瀑i a l 6 | 0 | 2 1 2 | p o st i m e | 6 0 1 0 i 1 3 l p o sp a t er 4 0 1 0 l i 4 l 疆r y i 4 0 i 0 | 2 3c a r dt y p e l 0 0 | 0 i 2 41 c a r dn u 醚1 2 0 1 0 ； 2 6 r e c o r ds u m 1 01 0 2 7 n e x tf l h g l l 0 1 0 l 3 5 i t r a c k _ 2 3 7 2 | 0 3 8 t r a c k3 | 1 0 4 i 3 1 0 l 3 7 h o s ts e r l , l l l 2 0 l e b 9 嚣嚣t ；03 | _ c o d e 20 4 1i p 0 8m 8 ：0 f 0 莲2 l c u s t 氆1 1 5 l l；0 0 6 2 l p a s s w d j s 8 1 2 5 5 i o p e r a t o r 1 3 1 0 1 0 l 秘| c a r d 13i_nfo200 0 6 4 【m a c 8 j 0 2 i 图2 4 文件p o s 8 5 8 3 _ c a r d i n i 的内容 f i g 2 4 孙n 拇n 妇o f t h ef i l ep o s 8 5 8 3 _ c a r d i n i 该文件中的每一行表示一个数据域的信息，每一条信息有五项内容，每一项信息之 闽用竖线隰牙，默左至右黪磊售患矮分别袭示数据元奁8 5 8 3 惫审豹经置、数据元域 名、数据元长威、变长定长标识位、数据类型。 2 3 莆嚣楹中的数据臻处遵 从p o s 极接收到瓣数撂包秘发送绘p o s 枫懿缝果数据包憝一事艇密爱黪字节淡， 而核心业务模块中用于保存和处理的p o s 数据类型是一个结构类型p 0 s d a t a ，二者 之海鲡麓避嚣转换是增篷爱务蔫置税掰要处理静一个重黉海题。前霉系统中辩数据魏处 理按照图2 5 所示的过程进行。 1 4 - 大连理工大学硕士学位论文 图2 5 前置系统中数据预处理的过程 糯2 5p r e - p r o c e s s i n go f d a t ai nt h ef r o n t - e n ds y s t e m 寤图研觅，对予p o s 请求，前黉梳的工律过程为校验、解密、解包，与之相反， 对子返回给p o s 机的请求处理结果，觚置机的工作过程为打包、力l 密、添加校骏信 息。关于嬲密解密和m a c 校验将在第三章中阐述，这里简荜介绍一下箕他几个过程： 2 。3 。lp o s 强艇诲与l s 0 湛5 s 3 络擒之游豹转换 i s 0 8 5 8 3 包的定义为： 耨结构类鍪p o s d a t a 豹定义粪像于： 为了在遮二者之间飘相转换，可以使用前面定义的p o s 8 5 8 3 _ e a r d i r a 文件。该文件 中每一褥的蘸两个傣患项定义了p o s d a t a 结构中熬每个域对应i s 0 8 5 8 3 结梅中 1 s 攘行增馕簸务系绫逶讯予系统静醑究与实瑶 e l e m e n t 6 4 中的第几个元素。需要注意的是，从初始化文件中读入的位置与i s 0 8 5 8 3 结 褥审e l e m e n t 6 4 数缝蕊下黎毒一个篷受l 懿差蕊，翅秘始纯文释中戆篦特爨位霉鸯l ， 而在i s 0 8 5 8 3 结构中应读入的数据是e l e m e n t 0 。 2 ，3 2i s 0 8 5 8 3 结构的打包4 辩包 打包过程所要傲豹工 乍是，将上述i s 0 8 5 8 3 结构转换为一个字镣睾鲍形式f 鄹黧2 3 中所示的格式) ，并添加“包袱皮”和冗余校验粥，以便进行数据传输。解觎过程岛之 糖反。 i s 0 8 5 8 3 绪构到字符串的转换过程比较容易，只需根据规定的协议进行转换即可， 这里氇需要霜掰褥始纯文箨p o s 8 5 8 3 c a r d i n i 。然后在整个i s 0 8 5 8 3 包的后面添加对包 中数据的校验信息，猕为m a c 。打好后的1 8 0 8 5 8 3 包如图2 6 所示。 翻2 6i s 0 8 5 8 3 馁结擒 f i g 2 6s t r u c t u r eo f i s 0 8 5 8 3p a c k a g e i s 0 8 5 8 3 镪打好餍，为了发送和接收，还要缎数据包加上“包袱皮”和冗余校骏码 l r c 。黉计算冗余校验鹃l r c ，只需对所