电子商务平台支付网关的设计与实现

要 经济全球化和信息技术的快速发展为企业电子商务发 展带来了前所未有的机遇，同时电子商务在全球也得到了快速的 发展。企业电子商务的发展同时也极大的推动了网上支付业务的发展速度。然而 由于目前各家银行的内部业务系统存在规范标准方面的差异，使得我国电子商务 行业在发展过程当中不存在一个相对固定的标准，对外部提供的支付网关接口也 是各种各样的，造成的直接后果就是导致了网上支付系统构建阻碍较多，标准不 一，难以实现顺利的集成与对接，从而严重制约了电子商务网上支付的进一步发展，已经成为瓶颈所在。 本为了有效解决上述问题，该论文对支付网关系统进 行了研究分析，确定支付网关系统应该实现的功能点，明确统一 支付网关系统的功能需求情况。在系统功能需求分析的基础上，笔者基于对电子支付的整合、数据共享，结合实际情况，从业务和技术两个方面对网上支付系统的 支付网关进行了整体架构的设计。采用台，通过 架等技术实现了一套统一的支付网系统。此系统最大的特点在于可以对多家银行的支付网关接口 的异构性进行屏蔽，给商户提供更加透明化的交易处理流程。 关键词 ：电子商务，支付网关，接口，设计 he of in of of in to s a in a of to is a to it is to a of a In to on of of a on of 2EE to a SH of is it in to 录 第一章 绪论 . 1 究的背景和意义 . 1 究的背景 . 1 究意义 . 2 文研究目标和主要内容 . 3 文目标 . 3 文主要内容 . 3 内外发展和研究现状 . 4 文结构安排 . 6 章小结 . 7 第二章 电子商务支付的理论和技术 . 8 子商务的概念和分类 . 8 子商务的概念 . 8 子商务的分类 . 8 子商务平台网上支付介绍 . 9 子商务网上支付构成 . 9 子商务网上支付流程 . 10 付网关 . 支付网关的概念 . 支付网关的功能 . 12 付网关的工作流程 . 13 付网关的安全要求和安全技术 . 14 付网关的安全要求 . 14 付网关的安全技术 . 14 章小结 . 16 支付网关需求分析 . 17 付网关接口的种类 . 17 有银行支付网关接口总结 . 17 付网关功能需求 . 19 付网关非功能需求 . 21 章小结 . 23 第四章 支付网关的设计 . 24 付网关接口设计的原则 . 24 付网关架构设计 . 25 付网关业务架构 . 25 付网关软件架构 . 26 要业务设计 . 30 付流程设计 . 30 付结果处理流程设计 . 31 行端异构性解决方案 . 33 户接口设计 . 33 单规范 . 33 期规范 . 34 易应答接受规范 . 34 付接口设计 . 35 要子系统逻辑架构设计 . 37 据库的设计 . 39 章小结 . 44 第五章 支付网关的实现及测试 . 45 统运行环境 . 45 本流程 . 45 久层 . 47 作流程 . 49 本流程 . 49 权请求处理流程 . 51 款请求处理流程 . 51 付交易的实现 . 53 家或企业下订单 . 53 行支付及结果返回 . 54 据加密 . 54 付网关系统测试 . 57 能测试 . 57 能测试 . 59 定性测试 . 60 统测试结果 . 60 行支付网关接口改进建议 . 61 议与 议的比较 . 61 据 议流程设计银行支付网关交易接口流程 . 62 章小结 . 63 第六章 总结与展望 . 64 结 . 64 望 . 64 致谢 .考文献 . 66 1第一章 绪论 究的背景和意义 究的背景 90 年代中期，电子商务开始在我国的贸易市场中发展起来，到目前已经有差不多 16 年的时间了。电子商务的快速发展，给相应的政策、法规以及技术条件等都提出了更高的标准。总体而言，电子商 务是一种全新的商务活动框架，这种商务活动框架是随着网络技术的发展而形成的。 有关人士曾经预测未来十年互联网发展的主旋律将是 传统企业的互联网化，而金融危机的发生导致了这个进程的加速 发展，企业可以有效的通过互联网这一平台来开展销售渠道的搭建工作，使众多 企业加入进来进行销售，这不仅可以降低企业运营的成本，还可以保证高效率地进行。 从电子商务的参与主体和运作过程可见，电子商务的 发展主要受到五个节点的影响，消费者、商家、信用、支付、物 流，这五个节点之间是相辅相成共同作用的，同时影响着电子商务的发展。 （ 1）消费者 即购买商品的顾客，消费者对网上购物的信用度以及 消费观念行为都将会直接影响到网上电子商务支付系统的发展。 （ 2）商家 是为消费者提供商品的一个平台，即各种购物网站。 随着现代消费方式的新奇化，带动了网上电子商务的飞速发展， 越来越多的网站先后加入电子商务的行列。 （ 3）信用 是指在商品的交易经济活动或其他的经济活动中，信 用授予方在充分的信用受予方能够实现对其的承诺的基础上，通过用契约的形式向信用受予方发放贷款，并保障信用授予方的本金能够得到回流以 及资本金得到增值的一种价值运动。而在网上交易中，由于其特殊性，商家和顾 客之间并没有直接的接触，所以在交易的过程存在信用的问题。 2（ 4）支付 即资金在消费者和商家之间的转移。经济的快速发展 使得支付已经从面面的现货现付发展到不见面的网上支付， 通过互联网这一新兴载体能够方便资金的转移，让买家与卖家可以通过网络在线转移货币，实现远程资金清算。 （ 5）物流：是指利用现代先进的电子信息技术、设备和工具，将从供应商接收到的商品及时、准确、安全、保质保量 、到门到户的一种合理化的先进服务模式和服务流程。对于现代电子商务，运输 费用以及运输方式都会对买家与卖家的交易状态造成直接的影响。 在这五个节点中，支付是核心的环节，没有支付，无 法实现资金的转移，从而无法使得电子商务下的物流、资金流和 信息流统一。所以，支付对于电子商务发展来讲，是非常关键的，它将商家、消 费者、银行等方面联系起来，是网上支付的关键环节。 网上支付从其内部从技术和管理角度来讲，网上支付 仍然存在很多弊端和缺陷，这些问题主要表现在各银行网上支付 的标准不同，对客户来说跨行网上支付难度比较大。 因此，如何有效保护电子商务系统使用用户的个人信 息，同时提高电子商务系统的安全性，是应该首要考虑的问题。 另外还包括三个方面的内容，第一是如果提高电子商务业务系统的可扩展性，第 二个是如何是电子商务支付网关兼容各种交易模式，第三个是如果尽可能地缩减 电子商务系统的开销，提高系统的响应时间。 究意义 由于政治、文化、法律等多方面的因素，以及我国政 府行政管理体质建设的不断改革，新一轮政府机制不断深入，我 国的金融体系与其他的国家有很大的区别，复杂性很高，这对于管理银行系统的 业务、银行系统的接口与认证的方式的规范和制定统一银行支付网关标准上是一 个非常困难的问题，同时也是一个艰巨和相当耗费时间的过程。本文设想通过一 些技术手段，将所有银行的支付网关接口统一到一个标准接口上，这样做具有很重要的意义： （ 1）银行方面 统一的支付接口有利于未来系统的建设和扩展，使得 银行业的网上支付逐渐走上标准化和正规化。有了统一支付接口 ，银行通过统一接口提供的适配器与商 3户进行接入，而不必与多家商户建立支付 接口，这样可以提高银行业务效率，降低运营成本。在统一支付接口的设计上，可以按照电子商务模式分为 2C 等多种模式。 （ 2）商家方面 通过统一支付接口降低系统建设成本，同时也可以与所有银行进行网上交易。 （ 3）第三方支付平台方面 完全可以通过银行接口适配器进行连接，进而可以与多家银行建立业务关系。事实上，对于银行来说，第三方支付平台 也是一种商户。在安全方面，和接口适配器实施安全认证，能够有效降低第三方 支付平台的工作压力，因为不需要再和每家银行都分别实施安全认证，同时还能够提高支付安全。 本文设想通过一些技术手段，将所有银行的支付网关 接口统一到一个标准接口上，确定网上支付业务标准，从而给银 行以及广大商户提供快捷、安全的支付手段，并推动我国网上支付业务的可持续 发展，同时也未我国电子商务行业发展创造一个有力的条件。 文研究目标和主要内容 文目标 本文的宗旨是站在银行的角度，建立满足各种电子商 务的网上支付平台，即统一支付网关，所以本文的目标主要体现 在以下几个方面：一是针对当前网银结构的异构性，提出屏蔽网银接口异构性的 原则、方法；二是提供规范标准的系统银行支付网关功能；三是明确银行支付网 关的接口业务流程；四是分析并提出网上银行接入的接口标准。 文主要内容 文针对支付网关接口异构严重、安全认证方式简单、 交易流程复杂等一系列问题，设计并实现一个统一的支付网关系统，主要工作如下： 首先，对我国现有的网上支付、电子商务和与电子商 务有关的行业标准的建立以及使用情况进行详细的分析，并阐述 存在的问题；对于电子商务有关的计算机技术以及相关的电子商务理论和计算机 技术在电子商务行业的具体应用进行详细的分析和思考。 4其次，作者通过对当前十多家银行的网上支付网关的 工作模式、安全认证机制、接口规范进行了详细的分析和研究， 并结合网上银行支付行业的相关特点，设计了一个统一各家银行支付网关的接口 规范，同时保证这个银行支付网关的接口规范和兼容性，具体包括对上保证商户 的方便接入、信息安全；对下兼容各银行支付、冲正、退货、对账等接口。 最后，分析网上支付网关的接口规范设计方案的可行 性和可用性，并结合实际情况使用几种计算机技术，针对银行支 付网关系统做出系统性的分析与设计，并实现部分功能，最后开展一定的验证工作。 内外发展和研究现状 随着现代社会的不断发展，在 20 世纪的 90 年代产生了电子商务的概念，电子商务的产生对社会经济产生了很大的影 响，这种影响也是革命性的。电子商务为当时社会的经济发展提供了一种新的动 力，同时也改变了当时的传统贸易的形式。 电子商务主要经历了两个比较重要的时期，这两个时 期分别是世界经济快速发展和世纪经济萧条的时期，在经历了这 两个时期后电子商务正在逐渐走上健康发展的道路。在电子商务的发展过程中， 对整个电子商务流程完整性进行判断的一个重要方面是电子商务是否具有真正意 义上的安全的在线支付功能，因此在电子商务的发展过程中对支付系统的研究一直是国内外电子商务研究的研究重点。 电子商务经历的一个重要的支付模式是电子支票模式 。电子支票模式中最为重要的是电子支票的协议，这种协议可以 模拟大多数现实生活中的纸质支票的交易模式和流程。电子支票可以代替纸质支 票，电子支票可以用数字签名代替原来纸质支票的手工签名的方式，电子支票协议流程可以完全模拟纸质支票的流程。 美国的 学在 2000 年开发了一种新型的电子商务支付系统（ 统）是一个小面额支付系统，这种支付系统可以用于销售信息，为这个小型的支付系统开发的小面额支付系统 的协议可以防止客户在付款前获取意欲购买的任何信息，从而能够有效的保护各方的利益。 并且美国等西方国家由于已经具有 比较健全的社会信用评价系统 , 信用卡普及率很高 , 所以电子商务的发展具有良好的信用环境和支付渠道。但是在我国 , 人们大多把注意力和资金集中在网站建设、数据库建设和物流配送等技术性环节上 , 而忽略了培育电子商务环境中的信用机制。 5在我国众所周知，信用是市场交易的基础，社会、政 府、企业和个人的信用的缺失将导致交易成本提高，而恪守商业 信用将会有利于交易的达成。电子商务也不例外。事实上，由于我国各种信用体 系的不完善，社会、企业和个人信用缺失的问题已经影响到电子商务的发展。 随着支付网关技术的快速发展和普及，为支付网关制 定统一的管理标准已经是势在必行了。因此，在 1993 年，国际组织针对支付网关技术的普及，来负责对支付网关技术制定统一的管理标准。其中 按照支付网关联盟对支付网关做出了完整的定义，支付网关系统就是一个可以完 整地定义、管理、监控电子商务支付，并按照计算机表示的电子商务支付按照逻 辑规定的先后次序，以执行软件的形式自动化执行的软件平台。支付网关系统可 以根据对企业业务流程的分析，为企业业务流程提供标准的定义工具，并能够对 已定义的那些企业业务流程的具体实施提供全自动化的引导和管理。随着支付网 关系统的引入，就使得企业间高效率的协同工作从不可能变成了可能。因为，高 效率的协同工作必须建立在计算机网络环境，时刻将企业的业务流程作为核心流 程，体现在系统中，并使企业中各种资源如人员、物流、财务、设备等等紧密联系在一起，形成一个有机而完整的整体，从而改变以往部门和职能分离的局面，进而从根本上实现业务流程的安全、高效、一致、信息共享和全过程跟踪控制与监控 。支付网关中的电子商务支付中既包含控制流，同时也包含数据流；既含有多个 人的操作，同时也含有多个控制系统的操作。支付网关技术是实现企业业务流程 重组和实行的重要技术手段，它的主要作用在于：改善对原有流程的控制、方便 同步调用和异步开发、提高企业的工作效率、降低企业的工作成本、提高对客户 的交互质量和客户界面友好性等等。正因为如此，使得电子商务支付技术在生产 以及销售中的各个组织都有很好的应用9。随着支付网关的快速发展与普及，它已经在计算机、管理学、通讯、医疗、财务等诸多领域内得到了广泛应用，并且成 为了现代化企业走向国际化的道路上必不可少的一门技术。 现如今，支付网关技术是信息收集中一门非常重要的 技术，并成为了如今组织信息系统的标准核心构件技术。支付网 关作为独立的平台，已经有百余种支付网关软件。由于电子商务支付的描述方法 清晰自然，且易于人们理解和接受，并且还具有很强的描述能力，所以电子商务 支付技术在许多领域都发挥着重要的作用。电子商务支付产品的发展也推动电子 商务支付技术不断的创新，支付网关的技术人员将、 等最新的研究成果应用于支付网关的产品开发中，使得支付网关越来越人性化，越来越为人 们所接受和喜爱，可以更好的帮助企业 6提高市场竞争力和印象里，更好地适应市场变化的需求。 现如今，伴随着互联网的迅速深入与发展，中国的传 统企业正面临着严峻的考验，因为当今的时代是信息大爆炸的时 代，信息技术就是企业的生命线，中国的传统企业要想在激烈的市场的斗争中生存下来，就必须要走企业信息化的道路。所以，企业信息化已经成为国内企业发展 的重要趋势，同时也是国家鼓励企业发展的方向。这是因为企业信息化可以给企 业带来全方位的提升：可以提高企业业绩、企业知名度、运作效率、市场竞争力 的；还可以带动企业从传统的商品管理样式向信息化的企业样式转变。近些年， 我国十分重视对企业的信息化引导和鼓励，在诸多领域例如电子商务、机械制造 、人工智能等方面投入了很多资源和精力，试图迅速提升自身的竞争力。同时， 支付网关技术的支持又是这些领域可以迅速发展的关键所在，是企业实现信息化 的根本保证。而现如今，国内的许多企业还没有意识到支付网关对自身发展的重要性，当然这里面的原因也是多方面的：国内的支付网关产品发展缓慢，存在着许 多技术不足和质量问题，不利于支付网关在国内的推广；国内企业特别是大型的 国有企业，管理思想十分传统，对新技术尚有抵触心理；此外，也是最重要的一 点就是，支付网关的推广势必会给公司带来巨大的影响，不仅有好的方面，同时 也可能会带来好多的负面的作用，这就使得许多企业不愿铤而走险，这就使得支付网关很难在国内推广下去。综上所述，支付网关在国内的发展尚处于起步状态， 而且在真正的在企业中推广开，也是一件很不容易的事情。要想从根本上解决这 一局面，需要国内的软件公司不断的提升自身的支付网关产品，将支付网关切实的应用到企业的各个领域中，只有这样，才能使企业完完全全的体会到信息化为企 业所带来的诸多好处和利益，才能全面的提升我国的传统企业在国际上的竞争力和知名度。 文结构安排 本论文在整体结构安排上，可以分为以下几个部分： 第一章绪论。本章是论文的绪论部分，主要内容是对 电子商务平台支付网关课题的研究背景、研究意义，以及论文的目标和主要的工作的描述。 第二章电子商务及支付的理论和技术。本章介绍了电 子商务的概念和分类、电子商务网上支付的概念和具体实现的流程、支付网关的相关介绍2，最后对支付网关的安全性要求和相关的安全技术进行 了详细的介绍和分析，本章是全文的理论部分。 7第三章支付网关的需求分析。本章首先对电子商务平 台支付网关接口的类型以及网关支付接口的差异性做了介绍，并 对其进行了详细的分析；总结出现当前银行接口存在的差异问题，并集中分析各 家银行的接口特征，从而有针对性的分析并描述电子商务平台支付网关统一接口的功能性和非功能性需求情况2。 第四章设计支付网关。首先对支付网关的整体架构进行了详细的介绍和描述，并给出了一个详细的设计架构图；然后对主要的业务逻辑设计进行了详细的描述，同时介绍了系统的接口设计和数据库的设 计。第四章主要描述了统一银行支付网关系统的设计与实现。 第五章，支付网关的实现及改进建议。该章介绍了统 一支付网关系统实现的环境搭建，系统在 台上采用 架组合实现。 第六章，总结与展望。就论文进行了总结，并提出下一步工作。最后基于 出了根据 议设计的银行支付网关接口流程，希望对今后的接口标准制定工作有所帮助。 章小结 本章是文章的绪论部分，首先介绍了课题的提出背景 及研究意义，对论文的研究目标及研究的意义进行了概述，并对 文章主要的研究内容以及国内外的研究现状进行了分析。本章为论文的后续部分做好铺垫。 8第二章 电子商务支付的理论和技术 子商务的概念和分类 子商务的概念 电子商务属于一个相对宽泛的概念，具体可以分别从 狭义和广义上来讲。基于广义层面而言，电子商务指的是企业内 部以及企业之间所开展的一系列商务活动。基于狭义的层面上来讲，电子商务指的是通过在网络上 信手段所开展的买卖交易活动，比如通过 行买卖商品以及提供服务的交易。 电子商务一定包括网上支付功能，能把交易的整个流 程用电子化实现，这才是真正意义上的电子商务。 子商务的分类 根据商务活动的交易对象不同，能够将电子商务分为三类，分别是： 业对企业） 、 业对消费者） 、 费者对消费者） 。 （ 1） 即商家与商家之间通过 各种商务网络平台进行产品、服务及信息交换的过程。 业对企业）按行业性质可分为垂直 综合 服务对象可分为内贸 外贸 49。 （ 2） 即商家通过互联网为消费者提供网上商店。 常都是以网络零售业为对象，商家能够通过 开展在线销售 249。 够有效降低买家与卖家的交易时间，而且还可以节省大量空间， 从而使得交易效率得以大幅提升。 消 费者提供在线购物场所的商场网站；负责为消费者所购商品进行配送的配送系统 ；负责消费者身份的确认及货款结算的银行及认证系统249。 （ 3） 应现代社会生成的一种新型的交易模式，这种新型的交易模式是消费者对消费者的交易模式，在这种新型的交 易模式下得电子交易平台提供商是其中 9的一个非常重要的角色，它将直接影响到这个商务模式存在，同时也是 式存在的前提和基础。 子商务平台网上支付介绍 子商务网上支付构成 电子商务网上支付是指以银行的电子化网络作为通信 的技术基础，通过各种各样的交易卡和商用的电子化工具作为交 易的媒介，使用通信技术和电子计算机技术作为交易的手段实现的流通和支付。 网上支付的方式主要有：电子货币支付方式、电子支票支付、银行卡支付等三种 支付方式。其中技术最为成熟和安全的是银行卡支付方式，因此，银行卡支付方 式是目前消费者选择的最主要的一种支付手段。 电子商务平台网上支付的流程图如图 2示。 图 2电子商务平台网上支付 下面对支付平台中涉及到的主体做一介绍： （ 1）买家 买家是网上支付体系运作的原因和起点。买家在电子 商务中是指在英特网上 10与某企业或商家有商务交易关系并且存在未清偿的货款的关系的一方。 （ 2）卖方 卖方是指在商品交易的过程中的拥有商品所有权的一 方，卖方可以向银行发出相应的结算请求，请银行完成货币的支付或者是转账等。 （ 3）支付网关 支付网关是指银行内部的金融专用网络平台和英特网 公用网络平台之间的安全网络支付接口，客户的支付信息需要通 过这个支付网管的安全接口才可以介入到银行内部支付结算系统当中，实现了网上支付的权利获取与应用。 （ 4）开户行 开户行是指买家为自己结算和支付的银行机构的名称 ，开户行在为买家提供网上支付功能的同时也提供一种银行信用 ，可以为买家的提供一种信用的担保，这种信用在为买家提供相应的网络支付工 具的同时也能够对卖家所获得的金额进行兑现。 （ 5）金融专用网络 通常指的就是银行内部以及银行之间开展业务通信的 专用网络线路。金融专用网络只是内部应用，不会对外部开放， 通过外部的因特网无法进行访问，这个金融专用网络是众多金融机构内部的局域 网，金融专用网络相对于其他的网络来说具有很高的稳定性和安全性。 （ 6）收单行 指的是卖家在开设资金账户汇总以及中转对象的银行 。收单行账户是支付结算过程最终目的所在，同时卖家也可以随时和银行之间进行相应的结算工作。 子商务网上支付流程 因为网上支付在具体方式以及应用的安全协议存在差 异，使其流程也会各不一样。下面基于 议介绍 境下使用银行卡的网上支付流程，如图 2 11图 22C 电子商务网上支付流程 该网上支付流程说明如下： （ 1）买家登录卖家网站，浏览感兴趣的商品，并将喜欢的商品放入购物车。 （ 2）卖家根据买家购物车中的商品生成订单，展示给买家，买家确认支付。 （ 3）卖家通过将买家浏览器跳转到发卡行的支付网关页面，然后向支付网关下订单。 （ 4）支付网关为买家弹出并显示相应的支付页面。 （ 5）买家填写好支付账户信息并选择提交。 （ 6）系统通过支付网关向发卡银行的内部专用网络提交相关支付信息情况。 （ 7）发卡银行将支付结果反馈到支付网关。 （ 8）由支付网关给商家提供最终支付结果。 （ 9）向客户通知支付结果，商家选择是否发货。 （ 10）发卡银行与收单行进行对账和转账的后期相关工作。 付网关 付网关的概念 支付网关是银行金融网络系统与 间的连接入口，通过银行操作的的服务器设备实现金融数据之间的转换与传 递，或者是通过指定的第三方金融结构去处理商家支付信息以及相关支付交易指 令。支付网关的核心理念是：面向消费者、面向商家，为消费者和商家提供安全、便捷的网上支付服务。 12支付网关专门负责处理来自英特网上的支付信息。就 资金流而言，电子商务的参与者 至少涉及到消费者、商家和金融机构三个部分，而支付网关是连接消费者、商家和金融机构的桥梁，它参与了整 个网上交易过程。离开了支付网关，网络银行的电子支付功能也就无法实现6。 支付网关在整个电子商务交易体系中的位置如图 2示： 电子商务 支付网关 金融系统认证中心图 2付网关在交易体系中的位置 付网关的功能 电子商务的成功运作过程有很多的环节，其中的一个关键环节就是网上支付。电子商务支付网关为广大的商家和金融机 构和消费者提供用了新型支付手段，通过电子商务支付网关可以将支付信息通过 网络安全地传送到银行或相应的处理机构，利用消费者客户端的相关软件，完成 联机订单的受理、客户转账的申请、交易的确认等支付功能，