手机支付解决方案及校园手机一卡通介绍

手机支付解决方案及校园手机一卡通 介绍 联通产品创新部 2010年 11月 目 录 3. 校园一卡通市场简述与现状 6. 校园一卡通系统实现 4. 校园一卡通系统概述与特点 7. 联通的资源优势 和灵活的合作模式 1. 手机支付介绍 2. 手机支付解决方案介绍 5. 校园一卡通系统架构与功能 手机支付介绍 手机支付 ， 即通过手机实现付款的交易方式 。 根据用户使用场景的不同 ， 手机支付分为远程支付和手机现场刷卡支付 。 远程支付指通过 WEB、 WAP、 SMS、 IVR等方式接入实现远距离的交易过程；现场刷卡支付指用户将手机贴近支付的 POS机 （ 销售受理终端 ） ， 即可实现快捷的交易支付 。 远程支付的技术实现比较成熟 ， 业务形态灵活多样 ， 目前已具备一定的市场交易规模 。 然而 ， 远程支付限于交易时间和交易地点的约束 ， 决定了它无法取代传统的现场交易方式 ， 未来手机现场刷卡支付将融远程支付的便捷性于传统现场交易场景中 ， 并逐渐取代传统的现场支付形式 。 现场刷卡支付的市场潜力深不可测 ， 已成为全球运营商 、 银行 、 商家和用户关注的焦点 。 现场刷卡支付的方式介绍 现场刷卡支付的技术实现包括红外线 、 蓝牙 、 射频识别三种方式 ， 蓝牙需要用户主动地开启设备 ， 红外线需要用户对准视角 ， 操作流程复杂不易用 ， 基于射频识别技术 （ RFID） 的手机现场刷卡支付在易用性 、 安全性 、 可靠性等方面都优于前两者 ， 成为当前手机现场刷卡支付的主要实现方式 。 目 录 3. 校园一卡通市场简述与现状 6. 校园一卡通系统实现 4. 校园一卡通系统概述与特点 7. 联通的资源优势 和灵活的合作模式 1. 手机支付介绍 2. 手机支付解决方案介绍 5. 校园一卡通系统架构与功能 射频技术技术概要 现有能达到商用条件的射频技术主要为 13.56MHZ与 2.4GHZ频段 。 2.4GHz技术概要 (1)、 使用 2.4GHz频段 , 自动选频； (2)、 通信速率 1Mbps， 高可靠性连接与通信； (3)、 支持自动感应和主动触发连接两种通信方法； (4)、 双向通信距离 10CM-500CM， 可以根据应用调整； (5)、 单向数据广播 （ 半径 100M） ； (6)、 刷卡感应功能可自行启闭 （ 节电 ） ； (7)、 多机协同工作 （ 半径 5米内可有 32个 Pos） ； (8)、 数据空中传输自动 3DES加密 ， 防数据窃听 ， 刷卡时双向认证； 13.56MHz技术概要 (1)、 工作频率为 13.56MHz， 该频率的波长大概为 22mm。 (2)、 除了金属材料外 ， 该频率的波长可以穿过大多数的材料 ， 但是往往会降低读取距离 。 感应器需要离开金属一段距离 。 (3)、 该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制 。 (4)、 感应器一般以电子标签的形式 。 (5)、 虽然该频率的磁场区域下降很快 ， 但是能够产生相对均匀的读写区域 。 (6)、 该系统具有防冲撞特性 ， 可以同时读取多个电子标签 。 (7)、 可以把某些数据信息写入标签中 。 (8)、 数据传输速率比 2.4GHz要慢 ， 价格不是很贵 手机支付解决方案介绍 下面重点就 RFID实现手机现场刷卡支付的解决方案进行介绍 1、 手机刷卡支付现状 目前手机支付处于领先地委的是日本 ， 通过配置了支付功能的手机终端就可以进行机场登机验证 、 门禁 、 交通一卡通 、 各种支付卡等服务 。 2008年 ， 日本手机支付用户占总人口的 38.5%， 手机支付市场规模达到 47.3亿元人民币 。 韩国在手机刷卡支付方面仅次于日本 。 2003年 ， 韩国三大运营商开通基于红外技术的移动支付业务； 2006年 ，韩国三大运营商通过与银行合作来开展基于射频识别技术的手机刷卡支付业务； 2009年一年 ， 手机支付交易额已达到 1.8万亿韩元 2、 手机刷卡支付国内现状 2008年初 ， 中国移动选定湖南 、 重庆 、 广州进行了手机刷卡支付业务的试点 ， 在 2010年 2月正式推出通过现场手机刷卡实现支付的手机钱包业务 。 中国联通和中国电信也积极跟进 ， 并于 2009年在上海等地试点手机刷卡支付业务 。 在 2010年 3月 ， 中国电信在福建 、 广东等省份正式开展 、 运作手机刷卡支付业务 。 手机支付 （ 射频识别 ） 实现原理 射频识别系统主要由电子标签 、 读写器 、 天线组成 电子标签由耦合原件和芯片组成 ， 具有唯一的电子编码， 根据工作模式的不同分为无源标签和有源标签 。 无源标签通过读写器的电磁场感应获取能量 （ 通过天线产生感应电压对存储电容充电 ） ， 当电能积累到一定程度后标签芯片开始工作；有源标签通过电池提供能量 ， 在电池更换前一直通过设定频段向外发送信息 。 读写器是用于读取或写入标签信息的设备 ， 可通过无接触方式读取并识别在有效感应距离内的电子标签中所保存的数据 ， 并根据涉及的应用指令将所读取的数据信息传送到电脑或服务器侧请求处理 。 手机支付解决方案 目前 ， 非接触刷卡方式的手机支付实现方案主要有三种： SIMpass、 RF-SIM和 eNFC技术 。 SIMpass的非接触式采用的 13.56MHZ频率 ， 由于频率较低 ， 不利于天线的小型化设计 ， 射频天线必须使用外置：一种是采用外置线圈 （ 天线 ） 方式 ， 具体由平面天线线圈 、 延长柄 、 触电组成 。 该方案成本低廉 ， 但不能应用于后盖与电池一体的手机终端 。 一种是采用修改手机终端硬件方式 ， 在手机上增加射频天线 ， 实现天线与手机的一体化 。 第一种天线连接方案成本小 ， 线圈容易孙华 ， 硬件连接不稳定 ， 可靠性较差；第二种天线连接方案成本大 ， 硬件稳定性 、 可靠性相对第一种方案有所改善 。 手机支付解决方案 NFC方案 NFC技术是有 Philps、 Nokia和 Sony主推的一种融合了非接触式射频识别及互联技术的近距离无线通信技术 。 NFC技术基于 ISO/IEC18092， ISO/IEC2148， 同时兼容 ISO14443标准 。 NFC主要由三部分组成： NFC控制器 、 天线和安全单元 。根据应用需求的不同 ， 安全单元具体可以通过 SIM卡 、 SD卡 或 者 其 它 卡 片 来 承 载 实 现 。 （ 1） 安全芯片采用 SD智能卡的解决方案 SD卡本身属于存储卡范围 ， 该解决方案中 ， 需要在 SD中内嵌安全模块 （ 类似智能卡的安全芯片等 ） ， 实现对 SD卡上的应用的管理 。 传统的 SD存储卡里 ， SD控制芯片只连接闪存 ， 无法再外接一个安全模块；该解决方案需要重新设计 SD卡 ， 使得 SD安全控制器可以同时连接闪存模块和安全模块 ， 实现同步的读写访问 。 手机支付解决方案 （ 2） 安全芯片采用 SIM卡的解决方案 基于 SIM卡的 NFC实现方案迎合了电信运营商的需求 ， 但是当通过 SIM卡的 C4、 C8两个引脚实现 SIM卡与 NFC控制器的连接时 ， 会出现与 SIMpass技术相同的顾虑 ， 不利于长远发展 。 （ 3） 安全芯片采用增强型 NFC（ eNFC） 的解决方案 由 Gemalto公司提出的基于 C6引脚的单线连接方案 （ SWP） 解决了 SIM卡与 NFC控制器连接的 C4、 C8管脚占用问题。 SIM卡最先使用的非挥发存储器 EEPROM， 擦除和写入都需要较高的编程电压 （ 通常在 12V-20V） ， 通过 C6引脚引入该编程电压 。 随着半导体工艺和芯片设计技术的进步， 现有的 SIM卡都采用芯片内部自带电荷泵电路 ， 由 VCC电源泵出非挥发存储器需要的编程高压 ， 所以 VPP的电压已经不再需要外部加入 C6管脚引入 。 该解决方案被称为增强型技术 （ eNFC） 。 手机支付解决方案 RF-SIM方案 RF-SIM卡是双界面智能卡 （ RFID和 SIM卡 ） 技术向手机领域渗透的产品 ， 是一种新的手机 SIM卡 。 RF-SIM卡将普通 SIM卡的移动通信功能模块 、 微型射频模块集成在一起 ， 工作频率是 2.4GHZ， 高频段波长短 ， 利于小型化 ， 可通过内置的天线与外部设备通讯 ， 通信距离可在 10cm-500cm之间自动调整 。 RF-SIM卡是一种有源标签 ， 标签工作时需要由电池提供能量 ， 并定时主动以一定的频率向外发送信息；当电池没电时 ， 标签不能进行正常工作 。 对比分析 衡量 RFID系统性能的重要指标包括 :工作距离 ， 读写速度 ， 稳定性和可靠性 ， 成本和兼容性 。 这些性能指标与通信协议 、 射频选择 、 天线和电磁特性 、 射频系统设计和物理实现等因素有直接关系 ， 手机支付的手机现场刷卡方式实现需要综合考虑以上因素 ， 下表将主要从这些方面就各种解决方案进行对比分析： 手机支付方案比较 解决方案 指标 SIMpass方案 NFCF方案 RF-SIM方案 简易天线 改造终端 NFC-SD卡 NFC-SIM卡 eNFC 工作频段 13.56MHZ 13.56MHZ 2.4GHZ 感应距离 较短（ 10cm） 较短（ 10cm） 较长（ 10cm-500cm） 数据传输速率 106kbps 424kbps 1Mbps 与终端关联性 无 关联 关联 关联 关联 无 稳定性 差 好 好 好 好 好 可靠性 差 好 好 好 好 中 成本（构成） SIM卡、天线 SIM卡、手机终端、天线 SD卡、射频模块 SIM卡、射频模块 SIM卡、射频模块、手机主板 RF-SIM 兼容性 占用了 SIM卡的 C4、 C8预留管脚 好 占用了 SIM卡的C4、 C8预留管脚 好 与现有的公交、银行POS不兼容 工作模式 被动感应 被动感应 被动感应 被动感应 被动感应 主动发射信息、需要电池供电 支持组 握奇 银联 - NXP、金雅拓、INSIDE、GSMA等 直通电讯等 手机支付方案比较 （ 1） SIMpass方案占用了规划为大容量 SIM卡高速接口的 C4、 C8管脚 ， 与SIM卡的未来发展冲突 ， 从长远角度看 ， SIMpass方案不适合发展 。 简易天线在稳定性方面较差 ， 用户拆后盖换电池操作可能会使得天线折断 ，影响正常使用 。 （ 2） RF-SIM方案通过控制信号强度 、 利用辐射信号不一致的特性结合阵列天线和图谱识别等技术将工作距离控制在 5cm内 ， 信号的不稳定会给支付过程带来影响 。 2.4GHZ属于全球通用频段 ， 支持蓝牙 、 WIFI、 Zigbee、 UWB等设备 ， 甚至微波炉等都会对 RF-SIM卡与读写器的交互产生干扰 。 还存在兼容性等问题 。 （ 3） NFC方案中 ， NFC-SIM卡方案存在 C4、 C8管脚占用问题 ， 不建议选用；从业务推广维度看 ， eNFC方案比 NFC-SD卡方案更适合 。 NFC-SD卡方案的 SD卡需要专门设计 ， 成本较高 。 eNFC方案可以借助 SIM卡空中下载渠道实现空中圈存功能 。 综上所述 ， 手机刷卡支付的最理想解决方案是基于 eNFC的方案 。 目 录 3. 校园一卡通市场简述与现状 6. 校园一卡通系统实现 4. 校园一卡通系统概述与特点 7. 联通的资源优势 和灵活的合作模式 1. 手机支付介绍 2. 手机支付解决方案介绍 5. 校园一卡通系统架构与功能 校园卡现存问题 安全性 ： 传统一卡通采用 M1卡 ， 易被破解克隆 ， 安全性得不到保障 。 存在卡丢失后无法及时挂失 ， 卡内账户有安全隐患 。 便捷性： 是 “ 盲卡 ” ， 用户看不到卡内信息 ， 也无法对卡进行操作 。 只限在一个区域系统内使用 。 需携带多张卡 ， 不方便 、 不易管理且容易忘记携带 。 开放性： 无移动通信网络支持 ， 不能空中发卡 、 挂失 、 充值等功能 。 应用单一 ， 只能在内部支付使用 ， 不能灵活扩展 。 而我们的校园手机一卡通产品 ， 易于扩展携带 ， 与手机绑定可以实现空中发卡 、 挂失 、 充值等 ， 未来可扩展到公交等手机小额支付领域 ，是解决传统一卡通应用上所产生的问题 ， 满足客户新的需求的最佳解决办法 。 校园一卡通系统的应用需求 校园手机一卡通系统将解决最根本的需求是 “ 安全可靠、信息共享、集中控制、方便快捷、及时准确 ” 。 校园一卡通系统应是校园卡与手机的组合、统一网络平台、统一数据库、统一的身份认证体系、数据传输安全、各类管理系统接口、异常处理、与移动运营商的系统接口、手机菜单等软件总体技术实现。 软、硬件均应采用模块化结构设计，充分考虑学校需求的变化，系统具有扩充和升级的方便性和灵活性，提供标准、通用的信息接口，并能与原有各部门的管理系统相兼容，还需考虑可能与各校原有的 “ 一卡通 ” 系统友好相接。可确保用户投资的长期效益，避免资源重复投资。 背景 院校一卡通现状 无一卡通系统的学校 基本只有食堂或者超市等少量系统可以进行刷卡 卡片采用 M1卡，有安全隐患 学校有信息化的需求 一般信息化资金不足 有进行一卡进行消费和身份认证管理的需求 注：主要为民办、高职院校以及中专、职业技术学校等 有一卡通系统学校（ M1卡组网 &CPU组网） 若为 M1卡组网，也存在 M1卡的安全隐患 现有功能模块可能建设不足，或者建设多年有升级换代的需求 相比之下， RF-SIM卡更不易丢失，更易携带 RF-SIM可以模拟为 4张 M1卡，相比之下， RF-SIM卡扩展性更强 注：大多数公立院校已有部分一卡通系统且资金较为充足（电信、移动、银行等关注较多，竞争较大） 目 录 3. 校园一卡通市场简述与现状 6. 校园一卡通系统实现 4. 校园一卡通系统概述与特点 7. 联通的资源优势 和灵活的合作模式 1. 手机支付介绍 2. 手机支付解决方案介绍 5. 校园一卡通系统架构与功能 校园手机一卡通介绍 校园手机一卡通是以 RFID-SIM卡为核心 ， 以非接触式射频技术为基础 ， 为校园提供的包含身份识别 、 刷卡消费 、 银行结算 、信息服务等功能在内的信息化解决方案 ， 使传统一卡通向 “ 人卡对话 ” 转变 。 RFID-SIM卡介绍 RFID-SIM卡在传统的手机卡中嵌入射频模块，创新性的实现了射频卡功能与原手机卡功能的有机结合，真正做到一卡多用。 实现人卡 、 人机对话 RFID-SIM卡与传统 M1卡的区别 RFID-SIM卡 M1卡 操作系统 带有 COS系统 无 COS系统 硬件加密模块 硬件 DES运算模块 无实现算法的硬件加密模块 算法支持 标准 DES算法 厂家专用不公开算法 密钥长度 16字节 DES 12字节口令 交易安全性 钱包不可被非法访问；与 PSAM之间严格双向认证流程；交易自动形成不可抵赖的TAC码 口令保护钱包，不校验口令错误次数；口令更换是明文可被截获，卡片不能验证设备合法性 功能 手机功能：语音、短信、炫铃 . 一卡通功能：钥匙、钱包、身份证、工作证、 VIP卡、公交卡 钥匙、钱包、身份证、工作证、 VIP卡 终端安全性 采用动态密钥，密钥存储、交易验证与加密 计算都由 SAM卡独立完成，安全有保障 采用固定密钥，不支持 SAM卡双向认证 多应用 支持多应用，应用之间独立；功能可自行定 义，可完全不同，支持多种认证方式 简单支持多应用，应用数量与每个应用容 量有限 容量 1Kbytes 64Kbytes 8Kbytes 空间分配 文件方式，任意大小自由分配，并可灵活设 置访问条件 扇区方式，每区域 64Kbytes，会造成空间浪费 数据完整性 支持断电保护和防插拔处理，由 COS保证数据完整性 不支持断电保护，需要人为备份和恢复机 制 通信速率 106Kbps，最高可达 847Kbps 106Kbps 读卡距离 支持短、中、远三种距离 只支持短距离 工作频率 2.4G 13.56M 校园手机一卡通具有的优势 用户可通过手机菜单查询卡信息，并进行操作。 一卡通可在多个区域使用，真正实现一卡通用。 支持空中发卡挂失和充值，提升管理效率灵活方便。 支持在线和离线消费，并提供短信帐单等增值服务。 RFID-SIM卡是 CPU卡，并支持双向认证具备高安全性。 校园手机一卡通 信息共享 集中控制 及时准确 方便快捷 安全可靠 目 录 3. 校园一卡通市场简述与现状 6. 校园一卡通系统实现 4. 校园一卡通系统概述与特点 7. 联通的资源优势 和灵活的合作模式 1. 手机支付介绍 2. 手机支付解决方案介绍 5. 校园一卡通系统架构与功能 手机一卡通系统总体应用框架 中国联通 空中充值 校园一卡通系统网络结构 I n t e r n e t校 园 网域 控 制 服 务 器硬 件 防 火 墙W e b 服 务 器移 动 服 务 器防 火 墙 服 务 器 硬 件 防 火 墙中 心 数 据 库考 勤 管 理 系 统一 卡 通 考 勤 系 统校园手机一卡通管理中心 一卡通管理中心：包含平台管理、人事中心、卡务中心、结算中心、短信中心等五个子系统；完成对整个一卡通系统的基本设置、人员管理、操作授权、卡片授权、卡片充值、短信服务、系统数据查询、财务结算、报表打印等。 用户可在手机上对校园的各类信息进行查询。使用户和学校实现及时互通。 一卡通实现的功能介绍 信息查询： 个人信息、学分、考试、交易明细 支付系统： 食堂、超市、机房预约、上机收费 身份识别： 门禁、考勤、会议签到、图书借阅 管理中心： 卡务中心管理系统、资金结算系统 RF-SIM技术 内部集成有 2.4G 射频通信模块并包含及兼容普通智能卡功能的新型手机智能卡技术。 RF-SIM手机 金融服务子系统提供 金融服务子系统：手机 RFID-SIM卡对应银行帐户余额查询、明细查询；个人银行卡账户和手机 RFID-SIM卡电子钱包（圈存）或者学校账户（扣款）之间的资金转账、代收代付。 消费管理子系统 包括校园餐厅售餐以及校园内商户消费等设备的管理、黑名单管理、数据采集等。通过扩展可应用于校园全部非现金交易或收费的场合。 预付费水控管理子系统 预付费水控管理子系统：包括校园水控设备的管理、黑名单管理、数据采集等。用户可在手机上进行水费消费的查询。 图书馆管理子系统 图书馆管理子系统 : 管理员可进行相关的图书入库、查询、统计、打印报表等管理；用户持卡片办理借书、还书；罚款或赔偿收费通过卡片扣取，收费数据直接写入数据库。 在掌上图书馆中，可以实现图书预定、书目查询、参考咨询、图书信息短信查询、读者信息查询、借书记录查询、图书续借等功能。使应用得到拓展。 机房管理子系统 机房管理子系统：可完成上机排课、自动分配机号、课时内免费、课时外收费等管理，和一卡通系统数据库联机，将收费数据实时写入数据库。用户可在手机上对上机消费进行查询。 门禁管理子系统 门禁管理子系统：与门禁机通讯，控制和管理门禁机，可实时监控和查询门禁包括出入信息。 考勤管理子系统 考勤管理子系统：完成班次设置、人员排班、请假登记等操作；以及考勤结果的分析统计和导出报表等。 利用 “ 卡指纹 ” 认证的模式，有效的判定卡与持卡人之间的唯一关系。杜绝学生替代打卡的现象。 停车场管理子系统 停车场管理子系统：对进出校园停车场的所有车辆实现集中控制、监控和管理，实现月卡、临时卡等功能。持卡用户可实现无停驻通过 。 门户查询子系统 门户查询子系统：通过校园网络以及手机查询个人的消费记录、考勤信息、上机信息、图书馆借阅信息，以及修改密码、挂失卡片等操作。 第三方系统接入 数字化校园下的一卡通系统中，有许多第三方应用系统需要接入，如学籍管理系统、学校收费管理系统、学校宿舍管理系统、学校教务管理系统等。 校园手机一卡通系统与其他第三方系统之间的信息和数据交互，通过加密的 XML文件进行传递。接口的实现方式有应用程序接口和Web Service接口两种。 目 录 3. 校园一卡通市场简述与现状 6. 校园一卡通系统实现 4. 校园一卡通系统概述与特点 7. 联通的资源优势 和灵活的合作模式 1. 手机支付介绍 2. 手机支付解决方案介绍 5. 校园一卡通系统架构与功能 实施步骤 校园一卡通建设应该按以下五个步骤实施：物理网络的搭建；系统平台的建设；基础应用信息系统建设；一卡通系统对接建设；人员培训。 身份认证类系统改造方式为保留原有的一卡通系统平台，更换为 RFID-SIM设备即可。 交易支付类系统，改造保留原有一卡通平台，根据原有设备通讯协，将其更换为RFID-SIM设备。