基于Android的移動應(yīng)用內(nèi)支付平臺設(shè)計與實現(xiàn)

劉奕君　王國珍

摘要：設(shè)計了一種基于Android的應(yīng)用內(nèi)支付平臺。支付平臺對第三方支付渠道進行二次封裝，設(shè)計包括面向移動應(yīng)用開發(fā)者的接入SDK和平臺管理服務(wù)端系統(tǒng)。該支付平臺能夠讓移動應(yīng)用開發(fā)者更快捷地實現(xiàn)應(yīng)用內(nèi)支付功能，且平臺經(jīng)過多款手機游戲應(yīng)用檢驗。實驗表明該設(shè)計流程簡潔，平臺運行穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：移動支付；應(yīng)用內(nèi)支付；IAP；SDK

DOIDOI：10.11907/rjdk.151395

中圖分類號：TP302

文獻標識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2015）008014004

0 引言

移動支付作為一種新興的支付方式，其移動便捷性是PC端支付不可替代的，特別是在一些典型應(yīng)用場景中，如手機購物、手機游戲帳號充值等。移動支付根據(jù)實現(xiàn)技術(shù)不同可分為遠程支付和近場支付。近場支付是手機通過射頻、紅外、藍牙等通道與POS機、自動售貨機等終端設(shè)備實現(xiàn)本地通訊。遠程支付依托于移動互聯(lián)網(wǎng)，通過手機等終端實現(xiàn)，目前主要產(chǎn)品包括使用獨立客戶端和應(yīng)用程序內(nèi)支付。獨立客戶端支付的代表是支付寶、財付通等客戶端，其面向支付平臺自有的忠實客戶，需廠商開發(fā)獨立客戶端工具。應(yīng)用內(nèi)支付通過中間件的形式內(nèi)嵌到應(yīng)用內(nèi)，用戶在支付過程中，不用脫離當(dāng)前頁面或應(yīng)用程序，就可以輸入銀行卡號或使用與帳號綁定的信用卡等形式完成支付?；趹?yīng)用內(nèi)支付特點，其應(yīng)用場景主要集中在手機游戲購買道具、點卡，電子書購買等。從蘋果應(yīng)用商店和谷歌應(yīng)用商店相繼向開發(fā)者和用戶推出應(yīng)用內(nèi)支付情況看，應(yīng)用內(nèi)支付將是未來移動支付的發(fā)展趨勢。

1 應(yīng)用內(nèi)支付

移動應(yīng)用內(nèi)支付經(jīng)歷了3個發(fā)展階段。

1.1 短信支付

短信支付[1]是最早出現(xiàn)的支付方式，移動應(yīng)用通過發(fā)送包含特定的短信到指定端口（號碼），由運營商代扣費，此種方式是運營商代扣手機號碼中剩余話費來充當(dāng)應(yīng)用的費用。由于這種捆綁手機號繳費的支付方式容易被一些惡意軟件進行“暗扣”吸費，再加上屢屢發(fā)生的短信詐騙案件，使得短信實現(xiàn)應(yīng)用內(nèi)支付安全性較低，目前只有極少數(shù)應(yīng)用軟件在使用。

1.2 網(wǎng)銀支付

目前多數(shù)銀行都向用戶提供了快捷金融服務(wù)，各大銀行相繼自行研發(fā)了網(wǎng)上銀行和手機銀行產(chǎn)品。采用網(wǎng)銀支付在用戶體驗上相對較差，用戶在使用網(wǎng)銀支付時需輸入 19位銀行卡號和密碼，并且手機網(wǎng)上銀行的ActiveX控件在移動設(shè)備上支持不夠好，容易導(dǎo)致支付出現(xiàn)問題。

1.3 使用第三方支付渠道

第三方支付在PC端應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，最常見的是第三方支付即支付寶和財付通支付平臺。目前支付寶已經(jīng)向開發(fā)者提供手機無線支付SDK以實現(xiàn)IAP方式支付。國外第三方支付Paypal公司提供了MECL（移動快速結(jié)賬類庫）供開發(fā)者實現(xiàn)應(yīng)用內(nèi)支付功能。目前第三方支付渠道發(fā)展迅速，已基本實現(xiàn)了全平臺覆蓋，可以向用戶提供快捷、安全的支付體驗。

以上3種方式中，使用較多的是第三方支付渠道方式。但是在應(yīng)用單獨集成第三方渠道時，應(yīng)用開發(fā)者在編寫代碼集成前，需先研讀第三方支付渠道的接入接口文檔，熟悉接入流程和復(fù)雜的數(shù)據(jù)交互協(xié)議。這一過程無疑增加了開發(fā)者工作量和接入難度，延長了應(yīng)用開發(fā)周期。本文所設(shè)計的應(yīng)用內(nèi)支付平臺，通過對第三方支付渠道的二次封裝，簡化了應(yīng)用接入API，與第三方支付的核心數(shù)據(jù)通信全部由平臺管理服務(wù)端完成，以達到簡化開發(fā)者接入流程、降低開發(fā)難度、縮短開發(fā)周期的目的，讓開發(fā)者能夠?qū)⒅饕Ψ旁趹?yīng)用本身邏輯功能上。

2 平臺架構(gòu)設(shè)計

應(yīng)用內(nèi)支付平臺架構(gòu)[2]主要分為兩部分：平臺管理服務(wù)端和手機集成SDK（Software Development Kit）開發(fā)工具包。平臺管理服務(wù)端的功能包括向開發(fā)者提供應(yīng)用App的注冊和管理、查看用戶支付明細和向第三方支付平臺發(fā)送支付請求并獲取支付結(jié)果。應(yīng)用內(nèi)支付平臺架構(gòu)如圖1所示。

圖1 應(yīng)用內(nèi)支付平臺架構(gòu)

圖1不僅描述了應(yīng)用內(nèi)支付平臺架構(gòu)，還描述了支付的整個流程[34]：①使用應(yīng)用時確認發(fā)起購買支付，應(yīng)用內(nèi)集成的支付SDK向平臺服務(wù)端發(fā)送支付通知；②平臺服務(wù)端收到支付通知后，按照第三方支付渠道接入要求發(fā)起支付請求； ③當(dāng)用戶在應(yīng)用內(nèi)完成支付后，SDK開發(fā)包獲取平臺服務(wù)端返回的支付結(jié)果，SDK再將支付結(jié)果返回給應(yīng)用程序，同時平臺管理服務(wù)端系統(tǒng)通過回調(diào)的方式將支付詳情發(fā)送到開發(fā)者服務(wù)端系統(tǒng)。

平臺服務(wù)端在手機應(yīng)用程序和第三方支付渠道間搭建起一個橋梁，平臺服務(wù)端負責(zé)將支付請求包裝為符合第三方支付渠道的協(xié)議格式，支付完成后再將第三方渠道返回的響應(yīng)結(jié)果解析回送給應(yīng)用程序，應(yīng)用程序依此響應(yīng)結(jié)果為用戶開通相應(yīng)服務(wù)，平臺服務(wù)端負責(zé)完成第三方支付渠道數(shù)據(jù)包的組裝和解析工作。

SDK開發(fā)包面向移動應(yīng)用開發(fā)者，供開發(fā)者調(diào)用接入支付平臺以實現(xiàn)應(yīng)用內(nèi)支付功能。SDK開發(fā)包主要用于簡化開發(fā)者集成支付時的步驟，向開發(fā)者提供更為簡潔的接口API。開發(fā)者不需了解第三方支付渠道的通信協(xié)議和步驟，只需了解SDK的使用步驟就可以快速實現(xiàn)支付功能。Android平臺應(yīng)用的開發(fā)語言是Java語言，SDK開發(fā)包最終以.jar文件分發(fā)給開發(fā)者，開發(fā)者將其打包到移動應(yīng)用中[56]。

3 平臺設(shè)計

3.1 SDK開發(fā)包詳細設(shè)計

SDK開發(fā)包架構(gòu)如圖2所示。

（1） 基礎(chǔ)類庫。提供公用的數(shù)據(jù)加解密算法工具類、字符處理工具類等。

圖2 應(yīng)用內(nèi)支付SDK架構(gòu)

（2） 配置文件。填寫用戶在支付時的收款方帳號，此配置文件需開發(fā)者在打包應(yīng)用前修改，SDK在初始化時即讀取此配置文件信息，用以支撐后續(xù)的第三方支付平臺認證和支付。

（3） GUI。通常一個應(yīng)用內(nèi)支付不止包括一種第三方渠道，因此須提供一個界面供用戶選擇；同時在界面上添加問題反饋部分，讓應(yīng)用開發(fā)者能夠及時獲取用戶體驗結(jié)果。

（4） 支付邏輯封裝。核心內(nèi)容：SDK中所封裝的支付邏輯為不同第三方支付簡化后的支付流程，不包括與第三方支付平臺交互的數(shù)據(jù)內(nèi)容，與第三方支付平臺交互的數(shù)據(jù)由平臺服務(wù)端發(fā)送。

（5） 調(diào)用接口。由應(yīng)用開發(fā)者調(diào)用，封裝了支付的整個流程，從初始化認證到最終獲取用戶支付結(jié)果的全過程。應(yīng)用接口在設(shè)計上主要包括了SDK初始化、發(fā)送支付請求、用戶支付和獲取支付結(jié)果4個步驟。

依據(jù)面向開發(fā)者設(shè)計的調(diào)用接口，SDK開發(fā)包的工作流程包括以下幾個階段：

（1） 初始化階段。此階段完成的工作包括獲取手機設(shè)備的相關(guān)信息（IMEI代碼、MAC地址等），用于在支付平臺上標識支付手機端唯一性，檢測與三方支付平臺聯(lián)通性，讀取并解析本地配置文件。由于初始化階段需要獲取手機硬件相關(guān)信息和檢測網(wǎng)絡(luò)是否正常，因此比較耗時，應(yīng)將此階段放在后臺線程中執(zhí)行。

（2） 發(fā)送支付請求階段。此階段拆分為兩個小的步驟：①發(fā)送支付請求前應(yīng)完成與第三方支付平臺的認證，獲得認證成功信息后再進行后續(xù)支付操作；②按照第三方支付平臺要求發(fā)送支付參數(shù)（商品名稱、價格、數(shù)量等）。這一部分功能的實現(xiàn)全部由平臺服務(wù)端完成，這一設(shè)計一方面可以簡化開發(fā)者在使用SDK時的難度和復(fù)雜度，另一方面提高了支付過程的安全性。SDK開發(fā)包與平臺服務(wù)端之間進行交互后，平臺服務(wù)端收到SDK開發(fā)包發(fā)送的支付通知，平臺服務(wù)端自動向第三方支付渠道發(fā)起支付請求。

（3） 用戶支付階段。此階段是平臺服務(wù)端向第三方支付渠道成功發(fā)送支付參數(shù)后，SDK根據(jù)第三方支付平臺的要求打開支付界面。支付界面根據(jù)用戶錄入方式的不同而不同。例如Paypal支付平臺要求用戶必須在瀏覽器中顯示paypal官方頁面，用戶在官方頁面中輸入登錄名密碼后，由綁定的信用卡號完成支付。

（4） 獲取支付結(jié)果。在用戶支付完成后，SDK將獲取第三方支付平臺返回的結(jié)果，SDK將結(jié)果返回給應(yīng)用程序，應(yīng)用程序根據(jù)支付結(jié)果為用戶開通相應(yīng)服務(wù)。

3.2 平臺服務(wù)端詳細設(shè)計

平臺服務(wù)端封裝了支付過程中關(guān)鍵的數(shù)據(jù)請求部分，負責(zé)與第三方支付渠道通信。同時平臺服務(wù)端又包括了應(yīng)用App注冊和管理、支付明細查詢功能。平臺服務(wù)端的功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 平臺服務(wù)端功能結(jié)構(gòu)

平臺服務(wù)端主要分為4大模塊，各模塊功能如下：

（1）應(yīng)用App注冊及管理模塊：應(yīng)用App接入平臺前需先進行注冊，由平臺分配密鑰作為應(yīng)用的唯一標識，此密鑰存儲在SDK配置文件中，在SDK初始化時自動讀取密鑰完成與平臺的認證。應(yīng)用管理進行App基礎(chǔ)信息的維護更新、密鑰的更新。

（2）支付明細查詢模塊：以報表形式向開發(fā)者提供按日、按月的用戶支付明細，包括支付時間、金額、商品名稱、應(yīng)用名稱，幫助開發(fā)者進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

（3）第三方支付渠道通信模塊：封裝了與第三方支付渠道通信時所需的數(shù)據(jù)格式，完成與第三方支付渠道的交互。目前絕大多數(shù)第三方支付平臺在執(zhí)行支付前，需先完成客戶端的認證工作，并向客戶端分配會話令牌，此會話令牌是一次支付的標識，每次支付所獲取的會話令牌是不同的，獲取支付令牌后才能完成支付的后續(xù)操作。不同支付平臺要求的數(shù)據(jù)格式不同，此模塊封裝了在支付時最復(fù)雜的通信數(shù)據(jù)格式和消息請求步驟，將一些非重要參數(shù)屏蔽，向開發(fā)者提供更簡潔的接口。

（4）網(wǎng)絡(luò)通信模塊：封裝了底層TCP通信和HTTP通信的過程代碼，作為基礎(chǔ)工具向上一層模塊提供服務(wù)。

4 Paypal支付實例

Paypal是歐美國家使用最廣泛的在線支付渠道之一[7]。Paypal官方為應(yīng)用開發(fā)者提供了MECL（Mobile Express Checkout Library）類庫來實現(xiàn)應(yīng)用內(nèi)支付。MECL類庫在分發(fā)形式上為后綴.jar的文件，此文件需打包到支付SDK中[8]。MECL類庫支持兩種編程方式：第一種是支付請求在應(yīng)用程序內(nèi)部發(fā)起，即用戶點擊移動應(yīng)用中的某個按鈕來發(fā)起支付；第二種是支付在開發(fā)者的移動網(wǎng)站上發(fā)起。本文所述應(yīng)用內(nèi)支付使用第一種方式。支付請求由應(yīng)用發(fā)起的編程流程為：

（1） 初始化MECL類庫，獲取手機設(shè)備令牌。此令牌是手機設(shè)備信息的加密組合，作為手機設(shè)備的唯一標識，在支付時將發(fā)送到Paypal服務(wù)器端。

（2） 獲取Paypal支付按鈕并添加到應(yīng)用界面中，同時監(jiān)聽按鈕的單擊事件。

（3） 當(dāng)用戶點擊支付按鈕時，平臺服務(wù)器向Paypal服務(wù)端發(fā)送SetExpressCheckout請求，Paypal服務(wù)端獲取此請求后將向平臺服務(wù)端返回支付令牌，此支付信息將作為后續(xù)支付操作的依據(jù)。

（4） 打開瀏覽器跳轉(zhuǎn)到Paypal支付頁面，用戶完成登錄和支付確認操作，Paypal自動調(diào)用平臺服務(wù)端對應(yīng)的回調(diào)地址，平臺服務(wù)端繼續(xù)向Paypal服務(wù)器發(fā)送GetExpressCheckoutDetails請求和DoExpressCheckoutPayment請求。GetExpressChekcoutDetails請求用于獲取詳細的支付參數(shù)，DoExpressCheckoutPayment請求用于向Paypal服務(wù)端進行確認支付。

（5） 平臺服務(wù)端獲取到Paypal返回的支付結(jié)果后，將支付結(jié)果傳遞給移動應(yīng)用程序。

從以上流程可以看出，為了提高Paypal支付在手機端使用時的安全性，對于與Paypal交互的所有請求全部由平臺服務(wù)器發(fā)出，而不是由手機端發(fā)出。整合Paypal支付的SDK代碼結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 整合Paypal支付的SDK結(jié)構(gòu)

圖4中包含3個類，分別是Paypal_Callback類、Paypal_Config類、Paypal_Main類，其中Paypal_Main類是開發(fā)者進行調(diào)用的，Paypal_Main類對實現(xiàn)Paypal支付進行了封裝。其中initialize（）方法封裝了參數(shù)文件讀取；validate（）方法用于驗證SDK中密鑰是否正確，判斷手機端與平臺服務(wù)端是否連通；initLibrary（）方法用于初始化Paypal MECL組件，設(shè)置組件參數(shù)；fetchCheckoutButton（）方法用于獲取Paypal支付按鈕，由開發(fā)者將其添加到應(yīng)用主界面中；buildWebView（）方法是核心，此方法用于訪問Paypal官方網(wǎng)站的瀏覽器，用戶在瀏覽器中輸入賬號密碼進行登錄，然后確認支付。SDK監(jiān)控瀏覽器跳轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)支付完成后獲取平臺服務(wù)端返回的支付結(jié)果。buildWebView（）方法的主要代碼為：

public WebView buildWebView（Pitaya_Callback callback） {

String loadingUrl = fetchLoadURL（）；

final WebView _webView = new webView（this.context）；

_webView.getSettings（）.setJavaScriptEnabled（true）；

_webView.addJavascriptInterface（callback，"handler"）；

_webView.setWebViewClient（new WebViewClient（） {

public void onPageFinished（

WebView view，String url） {

if （_webView.getUrl（）.toLowerCase（）

.startsWith（Pitaya_Config.RETURN_URL

.toLowerCase（））） {

view.setVisibility（View.INVISIBLE）；

view.loadUrl（"javascript：window.handler.onClick（document.body.innerText）；"）；

} else {

super.onPageFinished（view，url）；

}

}

}）；

_webView.loadUrl（loadingUrl）；

_webView.requestFocus（View.FOCUS_DOWN）；

return _webView；

}

整合Paypal的應(yīng)用內(nèi)支付實現(xiàn)效果如圖5所示。

圖5 應(yīng)用內(nèi)Paypal支付效果

在圖5中，用戶首先點擊Paypal支付按鈕，應(yīng)用打開瀏覽器跳轉(zhuǎn)到Paypal官方頁面，輸入賬號密碼完成登錄操作，然后是支付確認，最后在應(yīng)用中獲取支付時間、支付結(jié)果等信息。

平臺管理服務(wù)端的運行效果如圖6所示。

圖6展示了接入多款手機游戲的平臺服務(wù)端，為了便于擴展，平臺在設(shè)計時支持某一款應(yīng)用集成多種第三方支付渠道，且為每一種支付渠道分配唯一密鑰[910]。在平臺服務(wù)端開通第三方支付渠道后，只需修改SDK中的配置文件便可在應(yīng)用內(nèi)進行支付。

圖6 平臺管理服務(wù)端運行效果

5 結(jié)語

移動應(yīng)用開發(fā)在添加應(yīng)用內(nèi)支付功能時，若分別與第三方支付渠道集成，會花費很大精力，延長應(yīng)用開發(fā)周期。采用本文所設(shè)計的應(yīng)用內(nèi)支付平臺將會減少開發(fā)者大量工作，開發(fā)者不再需要自己調(diào)試第三方支付渠道的API，而是按支付平臺所設(shè)計的簡潔、統(tǒng)一的API來完成。本文所設(shè)計平臺已經(jīng)在多款手機游戲上得到應(yīng)用，受到開發(fā)者一致好評。

參考文獻：

[1] TIAN XIUXIA ， SHENG YIHANG.Discussion on Android platform application development profit model [J].Journal of Shanghai University of Electric，2012（5）：490495.

[2] 田秀霞， 盛翌航.Android平臺的應(yīng)用開發(fā)盈利模式探討[J].上海電力學(xué)院學(xué)報，2012（5）：490495.

[3] 呂旭峰 ，尹亞偉， 華錦芝.移動支付技術(shù)發(fā)展趨勢簡析[J].軟件產(chǎn)業(yè)與工程，2012（6）：2327.

[4] 徐世鵬.手機支付平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2012.

[5] 鄒杰.基于Android的移動支付客戶端設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學(xué)，2011.

[6] 楊豐盛.Android技術(shù)內(nèi)幕[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

[7] 陳文， 郭依正.深入理解Android網(wǎng)絡(luò)編程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[8] 王青林 ，陸軍， 李響.國內(nèi)外第三方支付市場發(fā)展實踐研究[J].金融電子化，2012（7）：221226.

[9] 楊斌 ，高海燕.利用SDK開發(fā)智能手機的移動學(xué)習(xí)資源[J]. 甘肅廣播電視大學(xué)學(xué)報，2012，22（3）：5658.

[10] 謝若晨.統(tǒng)一支付清算系統(tǒng)的分析與設(shè)計[D].北京：北京郵電大學(xué)，2012.

（責(zé)任編輯：杜能鋼）