無線上網(wǎng)中的安全電子支付

1、無線上網(wǎng)中的安全電子支付 摘要：隨著wap協(xié)議的出現(xiàn)，人們現(xiàn)在可以方便的使用手機(jī)瀏覽internet 的內(nèi)容。但是無線上網(wǎng)所帶來的不僅于此，它可以給人們提供一種新的，更加便捷，使用范圍更加廣泛的電子支付手段，從而使更多的人，在更廣闊的范圍內(nèi)，用更靈活的方式進(jìn)行電子商務(wù)活動。本文將對無線上網(wǎng)環(huán)境中安全問題，交易雙方認(rèn)證，信息的保密，以及在這個(gè)特殊的環(huán)境下做到安全電子支付所需要的技術(shù)做進(jìn)一步的分析，從而提出在無線環(huán)境下的可行的安全電子支付模式。一、前言在這篇文章中，我們先對無線上網(wǎng)的運(yùn)行模式做一個(gè)介紹，然后對在這種模式下如何解決系統(tǒng)的安全性問題分為幾個(gè)方面進(jìn)行討論。最后談一談手機(jī)上網(wǎng)的安全性的一個(gè)

2、重要的部分sim卡。二、無線上網(wǎng)的運(yùn)行模式用戶使用手機(jī)瀏覽網(wǎng)頁內(nèi)容的具體過程如下： 用戶設(shè)置手機(jī)的isp號碼和網(wǎng)關(guān)地址 用戶打開wap連接 手機(jī)根據(jù)用戶設(shè)置的isp號碼撥打網(wǎng)絡(luò)服務(wù)電話 isp根據(jù)用戶設(shè)置的網(wǎng)關(guān)地址，將用戶的udp包轉(zhuǎn)發(fā)給gateway gateway在收到手機(jī)發(fā)送的upd包之后進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)化。將wap協(xié)議轉(zhuǎn)化為http請求，發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將wml頁面返回給gateway gateway 再將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為wap協(xié)議包的形式轉(zhuǎn)發(fā)給isp isp將內(nèi)容傳送給手機(jī) 手機(jī)將wml頁面顯示給在線用戶三、無線上網(wǎng)協(xié)議無線上網(wǎng)協(xié)議是一個(gè)分層結(jié)構(gòu)，分為：wdp（無連接協(xié)議），w

3、tp（提供了連接管理功能），wtls（在wdp層之上，wtp層之下，提供了網(wǎng)絡(luò)安全管理的功能），和高層協(xié)議。其中與安全支付相關(guān)的是wtls層。wtls協(xié)議類似于ssl協(xié)議，但是與ssl協(xié)議不同的是它是建立在wdp之上，所以wtls協(xié)議必須自己實(shí)現(xiàn)連接管理（包括幀得重發(fā)，排序等）。wtls協(xié)議提供幾種不同的安全級別（1通信雙方不認(rèn)證，2只認(rèn)證server，3雙方互相認(rèn)證），它的認(rèn)證是在握手協(xié)議中完成的，握手協(xié)議除了認(rèn)證通信的雙方之外，還對雙方的加密算法，加密初始化信息進(jìn)行協(xié)商。wtls協(xié)議自身也是分層的，它分為 record layer , 和高層協(xié)議（change cipher spec, h

4、andshake protocol , alert protocol , application data protocol）。record layer 對高層協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，壓縮，計(jì)算mac之后，將得到的結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)傳送給通信的另一端。同時(shí)將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，解壓，完整性檢查后傳送給高層。wtls高層協(xié)議建立在record layer之上，完成對傳輸參數(shù)的協(xié)商。wtls協(xié)議最核心的內(nèi)容是握手協(xié)議，握手協(xié)議主要流程如下圖所示：由上圖可見握手協(xié)議主要是一個(gè)通信雙方彼此進(jìn)行認(rèn)證，協(xié)商加密算法，交換加密初始化信息的過程。在握手協(xié)議完成之后，通信雙方就建立了一條安全的通道。無線上網(wǎng)的安全協(xié)議可

5、以保證從用戶手機(jī)到gateway之間數(shù)據(jù)的安全傳輸。四、通信雙方的認(rèn)證在進(jìn)行電子商務(wù)活動的最初，必須先進(jìn)行交易雙方的身份認(rèn)證。認(rèn)證的方式有幾種：1、基于shared secret 方式的身份認(rèn)證基于shared secret 方式的身份認(rèn)證必須在交易之前通過某種安全的途徑使得交易雙方能得到統(tǒng)一的密鑰。然后雙方產(chǎn)生一些隨機(jī)的信息，根據(jù)這些信息產(chǎn)生過程密鑰。整個(gè)身份認(rèn)證，和交易都是在這些過程密鑰的保護(hù)下完成的。由于在無線上網(wǎng)中的用戶很多，如果所有的用戶都使用統(tǒng)一的密鑰，這樣，如果有一個(gè)用戶的密鑰被泄漏，整個(gè)系統(tǒng)的安全就將受到威脅。解決這個(gè)問題的方法就是將用戶的密鑰進(jìn)行分散。分散是在系統(tǒng)的主密鑰的保

6、護(hù)下進(jìn)行的。因?yàn)槊恳粋€(gè)用戶的id號都不同，所以用系統(tǒng)主密鑰對用戶id號進(jìn)行分散后得到的每一個(gè)用戶的密鑰也不相同。基于shared secret 方式的身份認(rèn)證的實(shí)質(zhì)就是對商家是否持有系統(tǒng)主密鑰，用戶是否持有用戶密鑰的認(rèn)證。這種認(rèn)證的方式必須假定如果持有密鑰就是一個(gè)合法的用戶。這樣就帶來下面的問題：a) 密鑰發(fā)放過程必須十分的安全b) 必須建立統(tǒng)一的黑名單管理機(jī)制2、基于pki的身份認(rèn)證體系基于公開密鑰的身份認(rèn)證體制其本質(zhì)就實(shí)現(xiàn)找到一個(gè)交易雙方都信任的ca,然后根據(jù)信任鏈，一層層的確認(rèn)交易雙方的身份。交易雙方的身份是通過證書來保存和發(fā)放的。 證書結(jié)構(gòu) 認(rèn)證過程當(dāng)通信的一方要進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，先得到對方

7、的證書。首先看證書的ca是否在自己的信任鏈中。如果在 則驗(yàn)證ca對對方公鑰的簽名。如果不在，則從對方的信任鏈中找到一個(gè)最近的，自己也信任的ca，然后通過信任鏈一層層的驗(yàn)證下一層ca，最后通過ca驗(yàn)證對方的簽名。3、兩種認(rèn)證方式的比較基于shared secret 方式的身份認(rèn)證與基于pki的身份認(rèn)證體系相比較?；趕hared secret 方式的身份認(rèn)證密鑰的發(fā)放是一個(gè)相對封閉的過程，其系統(tǒng)的安全性主要取決于主密鑰的安全，如果主密鑰被泄漏,整個(gè)系統(tǒng)的安全性則會受到威脅。而基于pki的身份認(rèn)證體系是一個(gè)相對公開的體系，一個(gè)用戶密鑰的泄漏只會涉及到一個(gè)人。另外，基于shared secret 方

8、式的認(rèn)證會產(chǎn)生不公平性，認(rèn)證雙方誰掌握有主密鑰，誰就可以很容易的偽造對方的簽名。但是基于shared secret 方式的身份認(rèn)證不需要做復(fù)雜的公開密鑰運(yùn)算，對于手機(jī)這種運(yùn)算能力有限的設(shè)備尤其適合。而且，可以通過黑名單管理等方法使系統(tǒng)的安全得到進(jìn)一步的保障。因此就目前而言，這仍然是一種有效而且安全的方法。五、信息的安全傳輸在無線上網(wǎng)的環(huán)境下，信息的安全傳輸主要是通過對信息的加密完成的。對信息加密的方式有兩種：塊加密方式和流加密方式。塊加密方式是將要加密的信息分成為定長度的塊（如果長度不夠，則用填充字段補(bǔ)齊），然后用加密密鑰對每一個(gè)數(shù)據(jù)塊加密。流加密方式首先用偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一段與需要加密數(shù)據(jù)

9、長度相同的偽隨機(jī)數(shù)，然后用這些偽隨機(jī)數(shù)與需要加密的數(shù)據(jù)進(jìn)行異或，生成加密數(shù)據(jù)。六、信息完整性檢查信息完整新檢查主要是通過mac進(jìn)行的。在無線上網(wǎng)的發(fā)送端，發(fā)送實(shí)體首先將要發(fā)送的所有數(shù)據(jù)用一個(gè)過程密鑰進(jìn)行hash運(yùn)算，產(chǎn)生信息校驗(yàn)碼。接受實(shí)體在接受到數(shù)據(jù)之后，用相同的密鑰對信息重新做一遍hash運(yùn)算，如果得到的結(jié)果與發(fā)送實(shí)體的信息校驗(yàn)碼相同，則證明發(fā)送方的信息完整。使用信息校驗(yàn)碼的方式可以有效的防止監(jiān)聽者對數(shù)據(jù)的篡改。七、安全電子支付的交易流程用戶通過無線上網(wǎng)手機(jī)，瀏覽無線網(wǎng)站的內(nèi)容，用戶生成購物單提交給網(wǎng)站網(wǎng)站將自己的證書，和用戶的消費(fèi)金額發(fā)送給用戶用戶將自己的證書，oi，pi發(fā)送給網(wǎng)站網(wǎng)站認(rèn)

10、證用戶的oi，pi是否完整，然后將pi送給支付網(wǎng)關(guān)支付網(wǎng)關(guān)根據(jù)用戶的賬戶信息，進(jìn)行轉(zhuǎn)賬，并且將結(jié)果返回給網(wǎng)站網(wǎng)站在收到了支付網(wǎng)關(guān)的確認(rèn)之后，將貨物送給用戶八、sim卡sim卡是一種智能卡。它有自己的cpu和存儲區(qū)?？梢赃M(jìn)行信息的加密運(yùn)算。sim卡符合智能卡的國際標(biāo)準(zhǔn)iso 7861。它存儲了手機(jī)的號碼，密鑰和一些用戶的個(gè)人化信息。sim卡具有認(rèn)證功能，當(dāng)手機(jī)用戶漫游到另外的機(jī)站時(shí)，手機(jī)必須先到這個(gè)機(jī)站進(jìn)行注冊。注冊是通過sim卡完成的。認(rèn)證的過程是首先由機(jī)站向手機(jī)發(fā)送一段隨機(jī)數(shù)，然后手機(jī)用自己的密鑰將這一段數(shù)據(jù)加密，返回給機(jī)站。機(jī)站根據(jù)用戶的手機(jī)號，和加密的結(jié)果來驗(yàn)證用戶是否是一個(gè)合法的用戶。

11、但僅這些功能對用手機(jī)進(jìn)行電子商務(wù)來講還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。要用手機(jī)進(jìn)行電子商務(wù)，手機(jī)中必須認(rèn)證功能，加密，解密功能，簽名功能所以要完成我們上述討論的電子商務(wù)模式，還必須對sim卡進(jìn)行改造。對sim卡的改造主要是通過改造sim卡的cos（卡片操作系統(tǒng)）來完成的。具體的cos的設(shè)計(jì)和改造已經(jīng)不在這篇文章包括的范圍內(nèi)，這里不再展開來講了。sim卡和移動電子商務(wù)2003-4-11移動電子商務(wù)的應(yīng)用背景 sim卡在移動通信中，最初主要是作為個(gè)人身份認(rèn)證與識別信息的載體，也附帶存儲一些個(gè)人資料，如電話本，短消息等等。但隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可以做到在同樣尺寸里，容納更多的程序空間(rom)，用戶數(shù)據(jù)空間(ee

12、prom)。目前在批量供應(yīng)的芯片中eeprom已經(jīng)可以達(dá)到64k，而sim卡剛剛問世時(shí)只有2k。另一方面，電子商務(wù)的發(fā)展也越來越迅猛，而將電子商務(wù)和移動通信相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人們隨時(shí)隨地進(jìn)行信息交互的夢想也正逐漸變成現(xiàn)實(shí)。在不久的將來任何人都可以通過手機(jī)上網(wǎng)瀏覽信息，發(fā)送郵件，下單購物，甚至調(diào)撥自己銀行帳戶中的資金。幾乎是在足不出戶的情況下，完成一切日?；顒印Ｔ谝苿与娮由虅?wù)中所應(yīng)用的技術(shù) 移動電子商務(wù)的實(shí)現(xiàn)就要借助于大容量的sim卡。在這種sim卡中，用戶的網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證仍然是一個(gè)最基本最主要的功能，而在容量比原來擴(kuò)展幾倍的eeprom空間里，就可以安裝實(shí)現(xiàn)各種目的的應(yīng)用，比如個(gè)人銀行帳務(wù)管理，可以進(jìn)

13、行網(wǎng)上信息交互的微瀏覽器等等，另外還可以在sim卡加載支持電子商務(wù)所必須的各種算法(如rsa或其他算法)，實(shí)現(xiàn)在卡片內(nèi)的數(shù)字簽名，數(shù)據(jù)加密操作。這種卡片所遵循的標(biāo)準(zhǔn)(gsm11.14)與過去的sim卡標(biāo)準(zhǔn)(gsm11.11)有所不同。它在原來的標(biāo)準(zhǔn)之外，又專門定義了一套手機(jī)與卡片應(yīng)用之間的接口協(xié)議，通過這個(gè)協(xié)議，用戶可以在手機(jī)上瀏覽各個(gè)應(yīng)用，并進(jìn)行選擇。sim卡接受用戶的選擇后，進(jìn)行相應(yīng)的處理反饋給用戶。在目前的情況下，最終的處理結(jié)果會由手機(jī)以短消息的方式發(fā)給網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)在處理完用戶的請求后，再把處理結(jié)果通過短消息發(fā)到用戶的手機(jī)上。隨著gprs技術(shù)的出現(xiàn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了更快速的數(shù)據(jù)傳輸，速率可以達(dá)到

14、115k，而目前的傳輸速率只有9600，如果過渡到3g，傳輸速率更可達(dá)到幾百k，這樣通過手機(jī)可以比較順暢的訪問互聯(lián)網(wǎng)。將各種應(yīng)用放在sim卡中，就不必依賴wap手機(jī)了，因?yàn)槟壳坝?億多部手機(jī)都是不支持wap功能的。這樣用戶如果希望通過手機(jī)進(jìn)行信息交互，只需更換sim卡即可，不必花費(fèi)更多錢更換手機(jī)。 另一種技術(shù)可以賦予sim卡以很大的靈活性，就是ota(over the air)技術(shù)。它是通過空中下載數(shù)據(jù)來遠(yuǎn)程更新sim卡里的應(yīng)用，當(dāng)用戶得到sim卡后，里邊已經(jīng)裝載了某些應(yīng)用，但如果運(yùn)營商希望卡片在已經(jīng)發(fā)給用戶后，修改某個(gè)應(yīng)用或增加新的應(yīng)用，就使用這種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。 還有一種更先進(jìn)的技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)推

15、向市場，既雙卡手機(jī)，這種產(chǎn)品在智能卡技術(shù)最發(fā)達(dá)的歐洲也是剛剛興起。顧名思義，雙卡手機(jī)就是可以插入兩張智能卡，一張就是sim卡，另一張可以是用戶常用的銀行卡，或其他金融卡。它的工作原理是：sim卡仍然用來認(rèn)證用戶身份，但添加了可以完成數(shù)字簽名及加密的功能。通過sim卡加密，用戶可以將操作自己銀行卡的請求發(fā)給銀行，銀行確認(rèn)無誤后，完成用戶指定的操作，并將處理結(jié)果傳給用戶手機(jī)，這些處理請求可能是余額查詢，資金轉(zhuǎn)帳，修改帳戶密碼等。用戶用這張銀行卡就可以消費(fèi)。所以說，將來只帶一部手機(jī)和一張銀行卡就能通行無阻。應(yīng)用案例-移動報(bào)關(guān) 目前，向海關(guān)進(jìn)行貨物申報(bào)的過程為：先由要進(jìn)行申報(bào)的單位將海關(guān)所需要的全部申

16、報(bào)材料遞交到海關(guān)，由海關(guān)對所有的材料進(jìn)行審核，如果有問題，海關(guān)會將材料退回給報(bào)關(guān)單位，由報(bào)關(guān)單位重新準(zhǔn)備后再提交到海關(guān)。在申報(bào)材料中，必須要有申報(bào)單位領(lǐng)導(dǎo)的簽字。如果申報(bào)材料有問題，就需要領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行多次確認(rèn)再簽字，過程非常繁瑣。如果借助于帶rsa算法的sim卡，就可以簡化很多中間環(huán)節(jié)，使整個(gè)報(bào)關(guān)過程變得很快捷，這也就大大縮短了報(bào)關(guān)單位的時(shí)間，同時(shí)也會節(jié)省人力、物力，不但可以使海關(guān)迅速處理大量的報(bào)關(guān)業(yè)務(wù)，也極大方便了報(bào)關(guān)單位。 具體實(shí)例參見下圖：圖所示為添加了一項(xiàng)增值業(yè)務(wù)的sim卡，報(bào)關(guān)服務(wù)這項(xiàng)應(yīng)用預(yù)先下裝到卡里，在手機(jī)每次開機(jī)注冊過程中，手機(jī)動態(tài)的將此項(xiàng)業(yè)務(wù)添加到手機(jī)的功能菜單中。用戶選擇了報(bào)關(guān)

17、服務(wù)時(shí)，如果需要用戶輸入數(shù)據(jù)，sim卡會給出提示信息，在用戶輸入之后，sim卡將用戶指定操作的命令碼和輸入的相關(guān)數(shù)據(jù)按指定協(xié)議打包，再將此數(shù)據(jù)包以短消息的形式發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)。在這里，命令碼并沒有規(guī)定格式，只需短消息中心可以正確的解讀命令碼，所以只要sim卡和短消息中心約定了命令代碼格式即可。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖： 報(bào)關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)器：可以位于海關(guān)，也可以位于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商。雙方之間通過專線或其他連接 方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商：作為數(shù)據(jù)交換的中心，連接數(shù)據(jù)服務(wù)器和短消息中心。 短消息中心：與sim卡進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的平臺，將報(bào)關(guān)數(shù)據(jù)以短消息形式發(fā)送到sim卡中， 由卡片對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；同時(shí)接收sim卡通過手機(jī)發(fā)送

18、的數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)服 務(wù)器。 手機(jī)：接收短消息中心發(fā)送的數(shù)據(jù)，寫入sim卡；將sim卡要發(fā)送的數(shù)據(jù)用短消息發(fā)回短消 息中心。手機(jī)必須支持sim toolkit功能。 sim卡：可以存儲手機(jī)接收的報(bào)關(guān)數(shù)據(jù)，并在手機(jī)上顯示。利用支持rsa的算法，完成數(shù)字 簽名，并組成短消息通過手機(jī)再發(fā)送。雙界面卡效力國內(nèi)高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)2003-12-18一、 高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)選擇etc(electronic toll collection) 不停車收費(fèi)系統(tǒng)是目前世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式。通過安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載電子標(biāo)簽與在收費(fèi)站etc車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊，利用計(jì)算

19、機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺結(jié)算處理，從而達(dá)到車輛通過路橋收費(fèi)站不需停車而能交納路橋費(fèi)的目的。etc是國際上正在努力開發(fā)并推廣的一種用于公路、大橋和隧道的電子自動收費(fèi)系統(tǒng)。該技術(shù)在國外已有較長的發(fā)展歷史，美國、歐洲等許多國家和地區(qū)的電子收費(fèi)系統(tǒng)已經(jīng)局部聯(lián)網(wǎng)并逐步形成規(guī)模效益。我國以ic卡、磁卡為介質(zhì),采用人工收費(fèi)方式為主的公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)方式無疑也受到這一潮流的影響。不停車收費(fèi)技術(shù)特別適于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境下采用。在傳統(tǒng)采用車道隔離措施下的不停車收費(fèi)系統(tǒng)通常稱為單車道不停車收費(fèi)系統(tǒng)，在無車道隔離情況下的自由交通流下的不停車收費(fèi)系統(tǒng)通常稱為自由流不停車收費(fèi)系統(tǒng)。實(shí)施不停車收費(fèi)，可以允許車輛高

20、速通過（幾十公里以至100多公里），故可大大提高公路的通行能力；公路收費(fèi)走向電子化，可降低收費(fèi)管理的成本，有利于提高車輛的營運(yùn)效益；同時(shí)也可以大大降低收費(fèi)口的噪聲水平和廢氣排放。由于通行能力得到大幅度的提高，所以，可以縮小收費(fèi)站的規(guī)模，節(jié)約基建費(fèi)用和管理費(fèi)用。另外，不停車收費(fèi)系統(tǒng)對于城市來說，就不僅僅是一項(xiàng)先進(jìn)的收費(fèi)技術(shù)，它還是一種通過經(jīng)濟(jì)杠桿進(jìn)行交通流調(diào)節(jié)的切實(shí)有效的交通管理手段。對于交通繁忙的大橋、隧道,不停車收費(fèi)系統(tǒng)可以避免月票制度和人工收費(fèi)的眾多弱點(diǎn)，有效提高這些市政設(shè)施的資金回收能力。二、 雙界面智能卡技術(shù)簡介一般來說，嵌有一個(gè)集成電路芯片的卡片被稱為ic卡，其中芯片內(nèi)帶有cpu和操

21、作系統(tǒng)（cos）的為智能卡（smart card），雙界面卡是屬于智能卡的一種，被稱之為雙界面卡的原因是它有兩個(gè)操作界面，對芯片的訪問，及可以通過接觸方式的觸點(diǎn)，也可以通過相隔一定距離，一般在10厘米內(nèi)，以射頻方式來訪問芯片?？ㄆ现挥幸粋€(gè)芯片，兩個(gè)接口，通過接觸界面和非接觸界面都可以執(zhí)行相同的操作。兩個(gè)界面分別遵循兩個(gè)不同的標(biāo)準(zhǔn)，接觸界面符合iso/iec 7816；非接觸符合iso/iec 14443。三、 應(yīng)用模式的描述和分析采用雙界面ic卡作為雙片式電子標(biāo)簽的擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。雙片式etc電子標(biāo)簽和雙界面ic卡同時(shí)存儲包括車主、車型、車輛物理參數(shù)等固定信息，雙界面ic卡存儲帳號、余額、

22、交易記錄、入出口編號等信息，雙界面ic卡內(nèi)存儲的信息能以接觸式和非接觸式兩種方式進(jìn)行讀寫訪問；雙片式電子標(biāo)簽中的雙片式，指的是同時(shí)具有讀寫接觸式ic卡功能和微波通訊功能的電子標(biāo)簽。僅僅具有微波通訊功能的電子標(biāo)簽稱之為單片式電子標(biāo)簽?；陔p界面卡的雙片式電子標(biāo)簽應(yīng)用過程如下所述，1、購置標(biāo)識卡車主到發(fā)行部門(可以就在高速公路的入口,也可以在其他地方；可以由高速公路管理部門管理,也可以與其他信用卡一樣由銀行進(jìn)行管理)購置雙界面卡和電子標(biāo)簽，交納一定數(shù)額的現(xiàn)金。由發(fā)行系統(tǒng)向雙界面卡輸入車輛識別碼,并在數(shù)據(jù)庫中存入該車輛的全部有關(guān)信息。2、信息入庫發(fā)行系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)將上述車主、車輛信息輸入收費(fèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

23、。3、安裝電子標(biāo)簽車主將電子標(biāo)簽固定在車內(nèi)前擋風(fēng)玻璃上，不可隨意拆卸，并立即可以使用。4、收費(fèi)站入口讀/寫卡當(dāng)車輛通過高速公路入口時(shí)，預(yù)先將雙界面卡插入雙片式電子標(biāo)簽的ic卡插槽中，入口安裝的收費(fèi)射頻發(fā)射裝置（天線）與電子標(biāo)簽的射頻裝置之間建立通訊連接，讀出車輛信息，并將入口信息寫入電子標(biāo)簽和雙界面卡。5、收費(fèi)站出口讀/寫卡當(dāng)車輛通過高速公路出口時(shí)，出口站收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)射頻發(fā)射裝置發(fā)出射頻信號激活電子標(biāo)簽，并發(fā)出車道碼信號，車載電子標(biāo)簽和與出口的射頻設(shè)備建立通訊連接。完成相互的認(rèn)證識別過程。車輛信息與入口信息從標(biāo)簽傳遞給出口站的收費(fèi)系統(tǒng)。6、信息處理收費(fèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行收費(fèi)過程。當(dāng)雙界面卡上的電

24、子錢包的金額足夠支付過站的費(fèi)用時(shí)，出站口綠燈亮，給予放行；若金額低于警告值，則黃燈亮，提示車主應(yīng)再續(xù)交金額，并予以放行；若余額不足或已無余款時(shí)，紅燈亮，不予放行。對于敢于闖紅燈的車輛，將由站內(nèi)攝像機(jī)自動攝下車牌號，并由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)記錄闖紅燈的時(shí)間，以便追究其責(zé)任。7、收費(fèi)完成上述過程，均于瞬間完成，約為數(shù)百毫秒。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可保證車輛高速通過收費(fèi)站。收費(fèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將交易記錄送至系統(tǒng)后臺，完成清算劃賬的過程。采用了etc方式進(jìn)行收費(fèi)，它帶來的好處顯而易見，對于駕駛員，最直接的好處就是通過收費(fèi)口的過程變得方便、縮短交費(fèi)時(shí)間，提高了車道通行能力；因通行能力大大提高，可少建收費(fèi)口，節(jié)省了收費(fèi)廣場的投資費(fèi)

25、用和土地資源；減少車輛因怠速等候時(shí)的耗油和廢氣排放，節(jié)省能源，提高環(huán)保質(zhì)量。但是etc系統(tǒng)在中國國內(nèi)也有它的推廣難度，比如：該系統(tǒng)成本比較高，設(shè)備投入比較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前傳統(tǒng)收費(fèi)車道的投資；而且國內(nèi)目前尚無配套法規(guī)來治理逃費(fèi)現(xiàn)象，在發(fā)達(dá)國家，非法進(jìn)入專用車道的車輛，在被現(xiàn)場拍照后，依據(jù)照片可索回通行費(fèi)并將依法給予處罰。目前國內(nèi)尚無該方面的法規(guī)，人工收費(fèi)車道都無法對逃費(fèi)車輛進(jìn)行處罰，像這樣的電子收費(fèi)方式就更無法進(jìn)行追費(fèi)與處罰了。這樣，中國特色的方式也就產(chǎn)生了：在有些不停車收費(fèi)車道，在該車道檢測設(shè)備之后20米左右，安裝常開欄桿，設(shè)專人進(jìn)行看管，發(fā)現(xiàn)非法車輛進(jìn)入時(shí)，立即將欄桿放下，現(xiàn)場收費(fèi)。這種方法

26、，不但會使正常車輛通行受阻，由于不停車收費(fèi)車道通過車輛的通行速度快，一旦客戶增加、交通量增大時(shí)，交通事故非常容易發(fā)生，造成正常的收費(fèi)通行秩序混亂。所以當(dāng)前國外普遍采用的單純的etc電子收費(fèi)技術(shù)方案并不適合中國國內(nèi)區(qū)域聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)新形勢的要求。四、適合國內(nèi)現(xiàn)有狀況的有效解決方案基于以上所分析的國內(nèi)的目前情況，何種解決方案能夠最佳的適應(yīng)國內(nèi)交通情況，從而提高交通管理效率，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的交通管理，是各級交通管理部門目前急需探索及解決的一個(gè)問題。從事多年智能卡技術(shù)研究的握奇數(shù)據(jù)提出了采用基于雙界面卡的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)新形勢下的組合式電子收費(fèi)技術(shù)方案，完善的解決了現(xiàn)有環(huán)境下所產(chǎn)生的問題，達(dá)到了提高交通收費(fèi)效率及管理水

27、平的目的。國內(nèi)宜采用etc電子收費(fèi)技術(shù)解決個(gè)別點(diǎn)高通行能力，ic卡技術(shù)和etc技術(shù)結(jié)合起來，基于雙界面卡和雙片式電子標(biāo)簽的組合式電子收費(fèi)技術(shù)方案。對于封閉式的區(qū)域性聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)，收費(fèi)方式宜采用人工半自動收費(fèi)（mtc），即人工收費(fèi)、計(jì)算機(jī)管理、閉路電視監(jiān)視模式；電子不停車收費(fèi)是收費(fèi)技術(shù)的發(fā)展方向，有條件的省市可采用以人工半自動收費(fèi)為主、電子不停車收費(fèi)為輔的收費(fèi)方式。具體操作模式為：l etc收費(fèi)專用車道同時(shí)設(shè)置etc 車道天線控制器和車道ic卡專用收費(fèi)非接觸機(jī)具，由一臺車道工控機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對正常etc車輛、誤入普通車輛通行費(fèi)收取，以及車道通行控制功能；l 在交通量大、易產(chǎn)生交通流瓶頸的收費(fèi)站

28、，按需設(shè)置1條以上的etc收費(fèi)專用車道，允許司機(jī)將雙界面ic卡插入雙片式etc電子標(biāo)簽，免停車通過收費(fèi)站，通行費(fèi)被自動扣取，并大幅度提高收費(fèi)口通行能力；l 在一般收費(fèi)站，僅設(shè)置ic卡收費(fèi)車道，允許司機(jī)從雙片式etc電子標(biāo)簽中撥出雙界面ic卡以非接觸操作的方式刷卡扣款，短暫停車后通過收費(fèi)站；該方案具備如下特點(diǎn)：(1) 該方案集中了ic卡收費(fèi)系統(tǒng)和etc收費(fèi)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，兩者互為補(bǔ)充，提高道路使用效率，具有支付手段豐富、交費(fèi)快捷、通行能力強(qiáng)等特點(diǎn)。(2) ic卡系統(tǒng)作為etc系統(tǒng)的備份支付系統(tǒng)，使得系統(tǒng)可靠性大大提高，不必再準(zhǔn)備手持式etc讀寫器進(jìn)行應(yīng)急操作。尤其是在etc系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，etc車道

29、的備用ic卡支付系統(tǒng)將啟動運(yùn)行，解決etc車輛的通行問題。(3) 由于采用高安全性的cpu卡作為存儲介質(zhì)并采用規(guī)范的雙向認(rèn)證技術(shù)，保證為聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)開展預(yù)付卡業(yè)務(wù)提供了安全、可靠的解決途徑。(4) 該方案為解決中心城市的環(huán)城公路網(wǎng)、及區(qū)域經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)城間公路網(wǎng)的交通瓶頸提供了有效手段；etc車道可以視實(shí)際需求進(jìn)行逐步擴(kuò)展，資金投入及系統(tǒng)規(guī)模富有彈性、易于試點(diǎn)和推廣，運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)大大降低。(5) 該方案符合中國金融集成電路（ic）卡規(guī)范、符合電子商務(wù)等國家鼓勵的發(fā)展領(lǐng)域及方向，為將來在公路服務(wù)領(lǐng)域開展擴(kuò)展支付奠定基礎(chǔ)。(6)該方案可實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)的操作方式，減少了現(xiàn)金的流動和各單位財(cái)務(wù)部門的工作。給各企業(yè)和

30、單位帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。四、 應(yīng)用現(xiàn)狀前景我國目前正值高速公路建設(shè)高峰，國家對公路的投入逐年加大，并隨著我國公路事業(yè)的發(fā)展和不停車收費(fèi)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，解決收費(fèi)口人工收費(fèi)排隊(duì)等待的交通瓶頸問題、和其他日益增長的交通需求引起社會與國家管理部門的廣泛關(guān)注。上海市虹橋國際機(jī)場組合式電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)（etc）于二零零一年七月十日在上海試驗(yàn)開通，此系統(tǒng)是適合高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的組合式電子收費(fèi)系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了市政設(shè)施的科學(xué)管理手段，提高道路使用效率，提升了上海的國際大都市形象，是國家經(jīng)貿(mào)委和交通部確定的高等級公路電子收費(fèi)系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新項(xiàng)目的示范工程。握奇公司為該項(xiàng)目提供了timecos/di智能

31、卡（雙界面卡），作為記賬卡應(yīng)用，用戶通過收費(fèi)口后，系統(tǒng)將對其相應(yīng)的銀行帳戶扣款，利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺結(jié)算處理，從而達(dá)到車輛通過路橋收費(fèi)站不需停車而能交納路橋費(fèi)的目的，以后這種雙界面卡還將擴(kuò)展其他應(yīng)用。對于高速公路管理部門來說，采用智能卡替代人工收費(fèi)，減少人力收費(fèi)工作，大大提高管理方的效率，使得管理更現(xiàn)代化。對于持卡人來說，采用智能卡收費(fèi)方式可減少車輛在收費(fèi)口因交費(fèi)，找零等動作而引起的排隊(duì)等候，提高了電子不停車收費(fèi)車道的通行能力，比人工收費(fèi)車道提高4-6倍；并同時(shí)減少車輛因怠速等候時(shí)的耗油和廢氣排放，節(jié)省能源，提高環(huán)保質(zhì)量。山西省高速公路組合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)一卡通系統(tǒng)是目前國內(nèi)領(lǐng)先的聯(lián)網(wǎng)收

32、費(fèi)一卡通解決方案，該方案將人工收費(fèi)和不停車收費(fèi)結(jié)合起來，為山西省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)提供了一個(gè)先進(jìn)的技術(shù)平臺。該系統(tǒng)不僅符合交通部高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)暫行技術(shù)要求，而且還體現(xiàn)了山西省高速公路營運(yùn)管理的特點(diǎn)和山西省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)總體規(guī)劃機(jī)電一體化實(shí)施方案的具體要求，并充分考慮到了山西省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的發(fā)展要求。該系統(tǒng)于2002年10月8日在山西太舊高速公路實(shí)施組合式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)一卡通試點(diǎn)工程，并于2002年12月2日建成開通。主要工程內(nèi)容有對50個(gè)mtc車道，6個(gè)收費(fèi)站設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)改造，并新增了4個(gè)etc車道，1個(gè)管理中心和1個(gè)etc臨時(shí)結(jié)算中心。該系統(tǒng)的開通，真正實(shí)現(xiàn)了mtc車道和etc車道的兼容，滿足了營運(yùn)的要求，并提供了

33、完善的操作處理流程，方便了維護(hù)人員進(jìn)行日常處理及維護(hù)。該系統(tǒng)在使用過程中運(yùn)行基本穩(wěn)定，根據(jù)1月22日-1月24日現(xiàn)場人工統(tǒng)計(jì)，在使用過程中，共有210車次使用普通卡通過mtc入口車道，83車次使用etc入口車道，沒有出現(xiàn)不能通過的現(xiàn)象，入口通過率為100；共有219車次使用普通卡通過mtc出口車道，74車次使用etc出口車道，全部正常通過，出口通過率為100。同時(shí)，該系統(tǒng)的使用還大大提高了車道通行能力，平均入口處理時(shí)間6秒，出口處理時(shí)間14秒，降低了收費(fèi)員的勞動強(qiáng)度，降低了污染和減少了等待時(shí)間，取得了良好的社會效益。該項(xiàng)目也使用了握奇公司的timecos/di卡作為聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)卡的介質(zhì)。項(xiàng)目實(shí)施后

34、，為雙界面卡應(yīng)用于高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)樹立了成熟的榜樣；廣東全省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)同樣也采用了握奇的雙界面卡；而北京目前也對雙界面卡應(yīng)用于高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)表示出極大的興趣與關(guān)注。雙界面卡在高速公路收費(fèi)項(xiàng)目的廣泛應(yīng)，其啟示意義可以說遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其經(jīng)濟(jì)利益，而握奇也可以無愧的稱為雙界面ic卡技術(shù)用于高速公路收費(fèi)系統(tǒng)解決方案領(lǐng)域的權(quán)威提供商。我們相信不停車收費(fèi)系統(tǒng)一定會被國家、被企業(yè)、被消費(fèi)者廣泛關(guān)注和接受，不停車收費(fèi)系統(tǒng)在我國的市場一定會有著廣闊的光明前景。同時(shí)也應(yīng)該根據(jù)中國公路收費(fèi)現(xiàn)狀，加強(qiáng)雙界面ic卡和雙片式電子標(biāo)簽結(jié)合應(yīng)用的實(shí)施方案和互換性研究，從市場經(jīng)濟(jì)的角度適時(shí)適地發(fā)展公路預(yù)付卡收費(fèi)業(yè)務(wù)及

35、電子不停車收費(fèi)業(yè)務(wù)。智能卡“一卡通”綜合應(yīng)用系統(tǒng)2004-3-15智能卡“一卡通”綜合應(yīng)用系統(tǒng)（smart card applying system, scas） scas是金卡工程的應(yīng)用體現(xiàn)之一；智能卡“一卡通”綜合應(yīng)用系統(tǒng)主要包括：消費(fèi)（就餐）應(yīng)用、保安巡更應(yīng)用、考勤管理 、門禁管理、停車場管理、圖書館管理、學(xué)籍管理及醫(yī)療管理等子系統(tǒng)，最多可以涉及到企、事業(yè)單位或是學(xué)校的十六種管理功能(ic卡的扇區(qū)決定)，是企事業(yè)單位、校園管理進(jìn)入信息化的最有力步聚。本套系統(tǒng)可以與各硬件廠商的硬件設(shè)備做數(shù)據(jù)下載接口；安全性、穩(wěn)定性、靈活性及可擴(kuò)展性是cell_scas的四大顯著特征. 候鳥科技智能卡一卡通

36、綜合應(yīng)用系統(tǒng)（cell_scas），根據(jù)實(shí)施的對象屬性可分為“企業(yè)一卡通綜合應(yīng)用系統(tǒng)”和“校園一卡通綜合應(yīng)用系統(tǒng)”；一般事業(yè)單位或政府機(jī)關(guān)的一卡通項(xiàng)目可參照企業(yè)版并按要求定制相關(guān)功能. 解讀智能卡“一卡通”的涵義什么是一卡通？清華大學(xué)有關(guān)專家憑借多年對智能卡的研究及其管理系統(tǒng)的開發(fā)、運(yùn)用，認(rèn)為真正的“一卡通”概念應(yīng)該是“一卡一庫一線”，即一條網(wǎng)絡(luò)線連接一個(gè)數(shù)據(jù)庫（計(jì)算機(jī)），通過一個(gè)綜合性的軟件，實(shí)現(xiàn)設(shè)置ic卡管理、查詢等功能，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的“一卡通”。 “一卡”，就是在同一張卡上實(shí)現(xiàn)多種不同功能的智能管理，一張卡上通行很多的設(shè)備，而不是不同功能有不同的卡?！耙豢ㄍā笔紫纫笫窃摽ǖ淖x寫設(shè)備必須

37、與該卡一致。其次要求該卡必須是具有多分區(qū)及密碼校驗(yàn)，保證彼此的獨(dú)立性、安全性、多用性的智能卡，比如基于mifare技術(shù)的非接觸式ic卡具有獨(dú)立密匙的16個(gè)功能分區(qū)，在與mifare技術(shù)相關(guān)的系統(tǒng)設(shè)備里，如果基于mifare技術(shù)的智能卡留有空位，沒有被人為的修改密碼，相互之間訂好協(xié)議，則在設(shè)備間可以通用一張卡片來識別，我們謂之以“一卡”。 “一線”，就是一條線通很多信息，多種不同的設(shè)備都掛在一條線上，通過一條線跟計(jì)算機(jī)一個(gè)接口把所有的設(shè)備都串連或并連起來，進(jìn)行不同數(shù)據(jù)的信息交換。在同一個(gè)區(qū)域不同的使用系統(tǒng)里，使用相同協(xié)議的設(shè)備都可以通過相同接法的線來達(dá)成數(shù)據(jù)傳輸暢通，至于采用串或并的方式只是線路

38、接法的設(shè)計(jì)問題，總之針對計(jì)算機(jī)就只有一個(gè)一路的接口，我們謂之以“一線”。 “一庫”，就是在同一個(gè)軟件，同一臺計(jì)算機(jī)上，同一個(gè)數(shù)據(jù)庫內(nèi)，實(shí)現(xiàn)卡的發(fā)行、取消、報(bào)失、資料查詢等,準(zhǔn)確明了,方便快捷。我們謂之以“一庫”。智能卡“一卡通”系統(tǒng)的優(yōu)勢特點(diǎn) “一卡通”系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢一卡通系統(tǒng)的“一卡一庫一線”特征決定了它的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢： 數(shù)據(jù)共享：加快了數(shù)據(jù)交換的速度； 全面檢索：因共用一總數(shù)據(jù)庫，只要給出查詢字段名，就可在庫中一次性查出相關(guān)的所有記錄，提高效率； 全面統(tǒng)計(jì)：因只有一個(gè)數(shù)據(jù)庫，報(bào)表可及時(shí)生成，無須再逐一查詢各個(gè)計(jì)算機(jī)； 實(shí)時(shí)監(jiān)控：系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控查詢?nèi)魏我粋€(gè)終端機(jī)使用與記錄情況； 操作簡單：只需一

39、次，最多二次步驟，即可實(shí)現(xiàn)功能，無需多次轉(zhuǎn)換； 節(jié)約成本：因設(shè)備有通性，則可減少設(shè)備投資，降低成本。另外，因基于mifare技術(shù)的智能卡具有多用性、兼容性、多分區(qū)，各個(gè)區(qū)域均可設(shè)置各自的密碼，其本身的安全可靠性、獨(dú)立性還具有以下優(yōu)勢： 功能分區(qū)域占用：不同功能分別占同不用區(qū)域，且可加密 軟件不同但可一卡通用：不同軟件下，功能仍可分別占用不同區(qū)域，加密功能 可獨(dú)立使用，互不干擾。例：某工廠內(nèi)，先安裝甲公司的“一卡通”設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)8個(gè)功能，在發(fā)行專用ic卡時(shí)，占用了卡中的8個(gè)區(qū)域，并加密；稍后，乙公司又在該工廠安裝了由乙公司生產(chǎn)的終端設(shè)備，可用ic卡實(shí)現(xiàn)5個(gè)功能，這種情況下，可利用ic卡芯片有多功

40、能分區(qū)之優(yōu)勢，將甲公司發(fā)行的ic卡，再在乙公司的軟件下發(fā)行，占用8以外的5個(gè)區(qū)域，且加密。依次類推，直至所有的16個(gè)分區(qū)全被占用。以后此小區(qū)內(nèi)，可持這張ic卡，通行甲、乙公司的終端設(shè)備,實(shí)現(xiàn)“一卡通”。 “一卡通”系統(tǒng)中智能卡的技術(shù)優(yōu)勢 基于mifare技術(shù)的非接觸式ic卡是一種相當(dāng)成熟、完善的智能卡，具有固定的操作系統(tǒng)（cos），特點(diǎn)主要為： 防偽： 它把交易的數(shù)據(jù)放在很嚴(yán)密的密匙算法里面，通過非接觸式感應(yīng),傳到讀寫器里面,其功能相當(dāng)于數(shù)字式手提電話，不易空中攔截、解密和對卡的破壞； 可靠： 它把每次交易成功健全的數(shù)據(jù)經(jīng)判別后寫入讀寫區(qū)域里面。如果交易數(shù)據(jù)殘缺、不健全，cpu會取消交易。這種交易的可靠性在通用卡里面很少見，一般非接觸式i