面向信息安全的快递物流管理系统作品简介

1、2014年全国大学生信息安全竞赛作品简介作品名称： 面向信息安全的快递物流管理系统 电子邮箱： 903792074 提交日期： 2014年5月31 日 摘 要当前快递物流系统普遍采用明文快递信息单投送方式，导致大量个人隐私暴露，这已成为当前快递物流行业的一个十分突出的问题。从技术上解决快递行业的隐私泄露、冒领和换件问题，是本快递物流管理系统的根本目标。系统以快递数据管理中心为依托，以射频识别（RFID）标签取代传统的纸质信息单，通过运用RFID信息采集与加密、高质量短信通知与认证、数字图像采集与标签信息融合、网络通信与后台数据处理等技术，搭建一个全面覆盖收件、分拣、派送等环节的管理信息系统，全

2、方位解决以上问题。系统设计的核心理念在于确保整个快递过程中的信息安全。与传统快递物流模式相比，本系统有更高的管理效率，更可靠的数据支撑，通过减少操作人员接触客户信息的环节，明确划分企业内部各部门、岗位的安全责任，使用户信息得到切实保护。本项目在系统架构设计与优化、网络通信、后台数据处理、业务标准等方面，都采用了目前较为先进的物联网技术使物流运作自动化。本系统在进一步完善后，将给传统快递物流行业带来变革。一、概述本系统由“快递数据管理中心”、“寄件人业务系统”、“取货业务系统”三大部分组成，涵盖相关软硬件，通过互联网构成一个完整的分布式应用系统。系统以快递数据管理中心为依托，以射频识别（RFID

3、）标签取代传统的纸质信息单，通过运用RFID信息采集与加密、高质量短信通知与认证、数字图像采集与标签信息融合、网络通信与后台数据处理等技术，搭建一个全面覆盖收件、分拣、派送等环节的管理信息系统，全方位解决当前快递物流系统中的信息安全问题。在包裹寄送阶段，快递公司将客户信息存储到RFID标签以及数据库服务器中，同时，在不影响用户体验的情况下，采集客户和物品的视频图像，并将标签的TID以可见与不可见数字水印两种方式嵌入视频中，以便事后审计。在包裹转运过程中，系统支持基于RFID的分发与配送，以杜绝操作人员知晓包裹信息（订单号除外），全程通过计算机和阅读器扫描包裹进行分拣配送，并记录物流路径，反馈给

4、服务器进行动态跟踪。在包裹派送阶段，系统支持阅读器高效扫描包裹RFID标签，触发106自动短信发送功能，向收货人手机发送取货通知和验证码短信。在客户领取包裹时，由快递员扫描包裹并进行短信验证码校验，采集领取人与场景视频图像，完成图像与TID信息的融合。与国内外相关系统或产品比较，本系统具有如下具体特色：（1）对寄件人和收件人的详细信息进行彻底和全面的保护。由于本系统摒弃了纸质快递单，将寄件人和收件人的信息安全有效地存储在RFID标签中，减少了信息泄露的风险。（2）全面覆盖快递物流过程。本系统包括快递公司收件、中间分拣站分发、配送点验证签收三个环节，完整地实现了快递物流的全过程。（3）基于RFI

5、D与图像融合的证据采集技术。在包裹寄送阶段，快递公司将客户信息输入并存储到RFID标签以及数据库服务器中，同时，在不影响用户体验的情况下，采集客户和物品的视频图像，并将标签TID以可见与不可见数字水印两种方式嵌入视频中，以便事后审计。在客户领取包裹时，由快递员扫描包裹进行短信验证码校验，并再次采集领取人与场景视频图像，完成图像与TID信息的融合。二、设计与实现2.1 系统方案本系统实现的面向信息安全的快递物流管理系统，包括软件和配套硬件两个部分。软件基于Microsoft Visual Studio2010开发环境设计，硬件包括RFID读写器和标签、视频图像采集子系统等。系统以保护用户信息为宗

6、旨，将所有用户信息保存在安全可靠的RFID标签中，确保在快递配送途中用户信息不会被配送人员和其他非收件人获取，以保障用户信息的安全。整个系统可划分为前台与后台两大部分。前台主要包括快递公司收件子系统、中间分拣站分发子系统、配送点验证签收系统三个环节。后台是数据中心的管理服务器，负责实时监控订单动态，记录或反馈前台信息。（1）快递公司收件前台 寄件人在快递公司寄件服务点的电脑上填写收件人地址、电话、姓名等信息，并将所寄物品交给工作人员。电脑上的软件将用户所填信息自动写入RFID标签，工作人员通过软件采集物品图像，再将物品与RFID标签一起包装成包裹，并打印该RFID标签的标识号贴于包裹外部。（2

7、）中间分拣站分发(该环节模拟进行)每个中间分拣站都有可以同时扫描多个标签的RFID读写装置，该装置通过扫描并读取标签中的收货地址信息自动完成快递包裹的分拣，无需人工分拣，不需要工作人员读取包裹信息再操作包裹。（3）配送点验证签收前台当快递包裹到达最后的配送点时，配送点的设备扫描多个RFID标签，读取其中的收件人手机号并自动向其发送短信，通知其到配送点领取。短信中包含RFID标签的标识号、验证码和物件编号。领取时，收件人需出示收到的标识号和验证码，配送点工作人员在电脑软件中输入这两项数据，若输入的数据匹配则将快递交给收件人，并采集收件人收件视频，与标识号融合成视频图像保存。2.2 RFID模块射

8、频识别（RFID）技术，是一种通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。标签包含了电子存储的信息而且射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。本系统相比于传统物流系统，根本改变在于用超高频RFID标签取代纸质的快递单，彻底隐藏和保护用户个人信息，同时，由于RFID标签还具有其它安全特性和实用性，我们设计的系统还将为快递物流业带来更多新特性。2.3 视频采集与水印嵌入模块在用户寄包裹时，会对寄件人和包裹进行摄像；在领取包裹时，也会对领取人和包裹进行摄像。这为日后进行审计追责提供了重要支持，特别对检察违法行为提供了证据

9、采集手段。本系统采集的视频存储格式为AVI格式，时长为10秒，采集后保存，并将视频压缩后发送给后台的服务器，存储到数据库中。本系统不但在采集时嵌入了可见的融入EPC号，还采用不可见数字水印技术。 不可见数字水印技术是一种信息隐藏方法。本系统采用了变换域数字水印嵌入算法，该算法具有鲁棒性好、抗攻击能力强的特点。2.4 短信验证本系统将短信验证码创新性地应用在了物流认领包裹领域，向领取者发送短信验证码，要求领取时必须输入短信验证码，并核对正确才能领走包裹，给业务流程上增加了规范性。2.5 后台管理模块本系统前台与后台通过socket进行通信，后台服务器的界面将实时刷新显示所有包裹的动态。主要信息包

10、括RFID标签号、收件时间、目的地、包裹状态、包裹当前情况、送达时间等。在后台既可直观地看到所有包裹的动态，也可以在点击相关按键后查看每个包裹的详细情况，前提是需要的有相对应的查看权限。三、测试与分析射频模块测试读取超高频标签TID区编码读取或写入超高频标签USER区和EPC区数据(lock和unlosk)短信模块测试转发来自服务器的验证码顾客接受短信的准确率视频采集模块测试摄像功能视频嵌入TID标识基本功能测试用户信息登记寄件人、物视频捕获服务器接收其他服务过程的信号反馈服务器发送其他服务过程的事件处理命令数据库存储展示工作站物流追踪情况安全性测试顾客寄件时在软件登记信息时若被人看见客户隐私

11、信息在快递送货员中泄漏寄件人抵赖包裹丢失收件人冒领包裹强度测试派件时计算机同时扫50个包裹和发送短信准确率服务器500条物流记录追踪显示与更新RFID标签随包裹运输途中的意外挤压、浸泡四、应用前景分析本快递物流系统以用户隐私保护为核心，用RFID电子标签代替纸质快递单，注重避免全过程的信息外泄，在信息流转过程、信息读取权限和信息存储方式上做了大量改进，基本上实现了隐私的零泄露。采用图像与标签信息融合技术，将相应包裹与寄取快递的过程联系起来，并存储到数据库系统中，加入水印和认证功能，为日后审计提供依据。本系统可以避免快递行业泄露用户隐私信息的情况，有效减少快递冒领和快递诈骗的事件。使用并推广该系

12、统将给快递企业以及整个社会带来巨大的经济效益，为广大用户提供安全快捷的快递服务，促进经济和社会和谐发展。五、创新点总结1.基于RFID技术的信息存储及读取技术将用户的所有信息都存储在一张RFID标签中，RFID标签中保存了快递编号，收件人的地址、姓名、联系电话等，以及寄件人的部分相关信息，不通过专门设计的阅读器设备是无法读取到其中任何信息的。2.基于RFID技术的通知收件人短信自动发送设备为每个快递员配备了终端设备，用其扫描了快件的RFID标签后即可自动给收件人发送通知短信，极大地节省了快递员的时间，减少了通知错误的可能性。 3.基于验证码技术的确认收货方式快递员扫描RFID标签后即自动给收件人发送通知短信，该短信包含了取件的验证码。收件人取件时必须输入收到的验证码，与系统中记录的