基于NFC手機(jī)的跨域交通卡移資應(yīng)用技術(shù)的研究

何建兵，徐 鋒，冷夢甜

(廣東嶺南通股份有限公司，廣東 廣州 510110)

0 引言

城市智能公交卡系統(tǒng)是以交通一卡通為運(yùn)行載體，以智能IC卡為主線，連接公交、地鐵、的士、輪渡等公共交通工具以及用戶、銀行的信息管理系統(tǒng)。隨著用戶跨區(qū)出行的頻率增加，建立跨區(qū)跨域的公共交通體系是目前公共交通的發(fā)展方向之一[1]。

2012年12月31日，國務(wù)院印發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于城市優(yōu)先發(fā)展公共交通的指導(dǎo)意見》，提出了保障公共交通路權(quán)優(yōu)先、優(yōu)先發(fā)展城市公共交通的意見要求，并且指示在“十二五”期間，全國將全面推廣普及城市公共交通“一卡通”建設(shè)，加快其在城市中不同交通方式中的應(yīng)用，逐步實現(xiàn)公共交通“一卡通”的互聯(lián)互通[1-3]。

隨著網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)的發(fā)展和NFC手機(jī)的逐漸普及，用戶通過TSM平臺將各城市或區(qū)域的交通卡下載到同一NFC手機(jī)上，方便跨區(qū)出行時享受各區(qū)域的公共出行服務(wù)[4-5]。由于同一個手機(jī)內(nèi)多張交通卡是完全獨(dú)立的，當(dāng)默認(rèn)交通卡余額不足時將需要進(jìn)行充值，無法從其他異地交通卡里進(jìn)行扣款，從而不利于用戶使用體驗的提升，制約著跨區(qū)域公共交通互聯(lián)互通的發(fā)展。

按照GP技術(shù)規(guī)范，兩個或者多個需要隱私選擇權(quán)限的應(yīng)用無法自動切換[1，6-11]。因此當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)所使用區(qū)域A的交通卡A余額不足無法消費(fèi)時，解決方法除了對交通卡A進(jìn)行充值再消費(fèi)外，還可以手動切換有余額的其他交通卡進(jìn)行消費(fèi)，但是該方法操作流程復(fù)雜，不利于交通一卡通的推廣與應(yīng)用[12]。

1 研究內(nèi)容

各城市的交通卡應(yīng)用都有自己的定制(私有)指令，且與GP技術(shù)規(guī)范是有沖突的，如果按照GP開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用，這些有沖突的指令返回的內(nèi)容就會與預(yù)期值不一致，造成兩個或者多個交通卡應(yīng)用之間無法協(xié)調(diào)[13-14]。

圖1 跨域交通卡定制指令轉(zhuǎn)化和接收圖

針對上述問題，可以通過轉(zhuǎn)化定制指令的方案來解決，如圖1所示，當(dāng)終端發(fā)出定制指令時，手機(jī)內(nèi)的CLF收到定制指令做相應(yīng)的轉(zhuǎn)化處理后，再轉(zhuǎn)發(fā)給GP平臺，最后由GP平臺將轉(zhuǎn)化處理的定制指令發(fā)送至各城市交通卡應(yīng)用，完成了各城市交通卡應(yīng)用之間的互通。通過轉(zhuǎn)化后的定制指令保證了同一臺NFC手機(jī)多個應(yīng)用間的兼容互通，在符合GP技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，使兩個或者多個需要隱私選擇權(quán)限的應(yīng)用能實現(xiàn)自動切換。

在此方案的基礎(chǔ)上，當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)所使用區(qū)域A的交通卡A余額不足無法消費(fèi)時，如果交通卡B內(nèi)余額不為0，按照“對交通卡B做一次按B標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)機(jī)消費(fèi)，再對交通卡A做一次按A標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)機(jī)充值”的方法將交通卡B內(nèi)余額轉(zhuǎn)入交通卡A內(nèi)，流程如圖2所示。這種方案能夠減少用戶的操作，提升用戶的使用體驗。

圖2 移資簡易流程圖

2 技術(shù)實現(xiàn)方案

2.1 系統(tǒng)實現(xiàn)的具體步驟

本系統(tǒng)提供了一種基于NFC手機(jī)的跨域交通卡移資應(yīng)用技術(shù)方法，其應(yīng)用于默認(rèn)交通卡余額不足時通過其他區(qū)域交通卡的余額進(jìn)行充值而繼續(xù)消費(fèi)應(yīng)用的情況，其包括以下步驟：

(1)當(dāng)用戶在區(qū)域A默認(rèn)使用A手機(jī)交通卡且余額不足時，手機(jī)后臺接收消費(fèi)終端反饋的信息后，由A聯(lián)機(jī)消費(fèi)后臺自動向移資換卡后臺發(fā)起移資申請。

(2)移資換卡后臺在通過手機(jī)端的指令確認(rèn)其他區(qū)域交通卡(如B或者C)是否余額充足，若B余額充足，向B聯(lián)機(jī)消費(fèi)后臺進(jìn)行余額移資申請，然后實現(xiàn)對B手機(jī)交通卡的余額遷出，再由B聯(lián)機(jī)消費(fèi)后臺向移資換卡后臺進(jìn)行余額移資消費(fèi)操作。步驟(2)具體包括以下步驟：

①NFC手機(jī)端接收移資換卡后臺所下發(fā)的移資指令后，選取與確認(rèn)有余額的區(qū)域B/C交通卡，且按照從余額較多的交通卡開始選??；

②確認(rèn)好區(qū)域B/C交通卡后，向該區(qū)域的聯(lián)機(jī)消費(fèi)后臺發(fā)起余額移資消費(fèi)操作，把B/C交通卡的全部余額通過消費(fèi)渠道進(jìn)行資金遷出。

(3)移資換卡后臺完成余額移資消費(fèi)操作后，向A聯(lián)機(jī)充值后臺發(fā)起余額移資充值操作，把余額從B聯(lián)機(jī)消費(fèi)后臺的消費(fèi)渠道向A聯(lián)機(jī)充值后臺的充值渠道進(jìn)行資金遷移，然后由A聯(lián)機(jī)充值后臺對A交通卡進(jìn)行余額遷入。步驟(3)具體包括以下步驟：

①B/C聯(lián)機(jī)消費(fèi)后臺完成資金遷出后，移資換卡后臺將向A聯(lián)機(jī)充值后臺發(fā)起余額移資充值操作；

②余額移資充值操作通過A聯(lián)機(jī)充值后臺的充值渠道把余額資金遷入到A交通卡，并完成相應(yīng)的寫卡操作。

(4)當(dāng)在區(qū)域B默認(rèn)使用B交通卡余額不足時，同理亦可實現(xiàn)對B交通卡的移資操作。

2.2 系統(tǒng)的組成模塊

本系統(tǒng)提供了基于NFC手機(jī)的跨域交通卡移資服務(wù)應(yīng)用體系，應(yīng)用于上述所描述的基于NFC手機(jī)的跨域交通卡移資應(yīng)用，其包括以下模塊：

(1)NFC手機(jī)端：主要是指具有NFC功能的、具備空中發(fā)卡功能的城市交通卡應(yīng)用手機(jī)設(shè)備。

(2)消費(fèi)終端：主要是指符合交通一卡通應(yīng)用需求的、可允許進(jìn)行刷卡消費(fèi)的POS設(shè)備。

(3)聯(lián)機(jī)消費(fèi)后臺：主要是指通過互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)實現(xiàn)與各消費(fèi)終端數(shù)據(jù)對接的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)處理與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

(4)聯(lián)機(jī)充值后臺：主要是指通過互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)實現(xiàn)與各充值終端數(shù)據(jù)對接的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)處理與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

(5)移資換卡后臺：主要負(fù)責(zé)與聯(lián)機(jī)消費(fèi)后臺、聯(lián)機(jī)充值后臺進(jìn)行數(shù)據(jù)對接，協(xié)調(diào)消費(fèi)與充值兩后臺間的資金流通和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，以完成余額的遷移操作。

系統(tǒng)的組成模塊如圖3所示。

3 技術(shù)安全性分析

3.1 手機(jī)的ESE安全分析

ESE(嵌入式安全芯片)是一種在NFC終端內(nèi)直接嵌入安全芯片的移動支付解決方案，是基于硬件的交通卡模式。掩膜Java cos及Applet的ESE模塊可使NFC終端實現(xiàn)近場支付、遠(yuǎn)程支付等金融支付功能，支持UPCARD(用于大額支付的銀行卡)、PBOC借貸記(銀聯(lián)借貸卡)、QPBOC(快速借記/貸記非接觸式支付卡)、電子現(xiàn)金等金融支付應(yīng)用，是一種安全的移動支付解決方案。

圖3 跨域交通卡移資系統(tǒng)模塊圖

3.2 移資過程的安全分析

若同一NFC手機(jī)內(nèi)既有A區(qū)域交通卡，又有B區(qū)域交通卡，將A區(qū)域交通卡上的余額移資到B區(qū)域交通卡內(nèi)，即是對A區(qū)域交通卡進(jìn)行了一筆聯(lián)機(jī)消費(fèi)，對B區(qū)域交通卡進(jìn)行一筆同等金額的聯(lián)機(jī)充值。

所有的消費(fèi)和充值過程都是在各自區(qū)域交通卡密鑰體系內(nèi)完成，各自的密鑰體系能夠保證消費(fèi)和充值過程的安全；而移資換卡后臺只是作為一個信息交互的中間平臺，不涉及消費(fèi)和充值過程，避免了兩者的密鑰體系相互滲透。移資過程是先建立安全通道(如圖4所示)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸(如圖5所示)，保證了移資過程中的安全。

圖4 安全通道建立流程

4 技術(shù)優(yōu)勢和應(yīng)用場景

4.1 技術(shù)優(yōu)勢

跨域交通卡移資應(yīng)用是基于成熟的空中充值和聯(lián)機(jī)消費(fèi)技術(shù)，充分利用移資換卡后臺這個中間信息交互中心，完成相關(guān)信息的共享和不同密鑰體系交通卡資金轉(zhuǎn)移。

該技術(shù)具有后臺程序快速執(zhí)行、操作簡單、移資安全等優(yōu)勢，能夠在推廣過程中使用戶和手機(jī)廠商、一卡通公司等快速地達(dá)成一致，提高用戶的使用體驗。

4.2 應(yīng)用場景

鑒于目前NFC手機(jī)的普及，跨區(qū)域來往人員增加，公共交通包括公交、地鐵的便利性都有很大提升，故能為很多跨區(qū)域頻繁來往人員提供方便，實現(xiàn)同一手機(jī)中多張交通卡余額資金的相互遷移，當(dāng)默認(rèn)交通卡余額不足時，用戶可開通資金遷移充值的服務(wù)應(yīng)用功能，提升了用戶使用體驗。

圖5 交易數(shù)據(jù)傳輸流程

5 結(jié)論

本文通過分析移資過程等提出了一種基于NFC手機(jī)的跨域交通卡移資應(yīng)用技術(shù)方法，在同一臺NFC手機(jī)上實現(xiàn)異地交通卡卡內(nèi)余額相互自動地在線移資應(yīng)用，解決多張交通卡余額資金無法共享使用的問題。該方案能夠提高手機(jī)一卡通用戶的使用體驗，進(jìn)一步提高了用戶的黏性。依據(jù)此思路，除了不同密鑰的交通卡之間能夠?qū)崿F(xiàn)移資，后續(xù)可研究不同領(lǐng)域交通卡之間資金轉(zhuǎn)移的技術(shù)問題等。