校園卡POS終端的應(yīng)用探索

李杭彩 謝宇威

摘要：校園POS終端是校園卡信息化服務(wù)的硬件支撐，文章通過對校園卡POS終端現(xiàn)有應(yīng)用場景和困境的分析，為了提升校園服務(wù)水平，滿足服務(wù)智能化，提出多介質(zhì)的終端配置方式，完善服務(wù)體系，提高服務(wù)效率。

關(guān)鍵詞：POS終端；校園卡；智能化；終端配置；服務(wù)體系

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）13-0116-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的興起，不斷推動(dòng)高校從網(wǎng)絡(luò)、資源和服務(wù)等方面加快信息化的建設(shè)[1-3]。校園卡平臺作為校園信息化服務(wù)的重要支撐部分，已成為智慧校園建設(shè)的核心內(nèi)容，校園POS終端是校園卡信息化服務(wù)的硬件支撐。校園卡平臺經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)完成從單機(jī)消費(fèi)模式到在線支付的轉(zhuǎn)變，POS終端也從單一的刷卡場景到二維碼、人臉識別、支付寶、云閃付等多渠道多介質(zhì)應(yīng)用的場景。由于校內(nèi)業(yè)務(wù)模式和應(yīng)用場景的不斷創(chuàng)新，校園POS終端的數(shù)量和類型不斷增加，導(dǎo)致終端管理的工作壓力和運(yùn)維成本不斷攀升。校園POS終端作為一種多功能終端，它的品牌和應(yīng)用版本較多，急需提高日常管理和維護(hù)POS終端設(shè)備的效率。

高校的整體服務(wù)水平逐漸成為衡量高校綜合實(shí)力的主要標(biāo)志，校園POS終端作為校園卡系統(tǒng)提供服務(wù)的基礎(chǔ)支撐，直接影響師生對校園卡業(yè)務(wù)的感知和體驗(yàn)效果，迫切需要利用先進(jìn)的信息化技術(shù)，構(gòu)建高效、便捷、優(yōu)質(zhì)的終端設(shè)備管理和服務(wù)系統(tǒng)，滿足提供多介質(zhì)化、移動(dòng)化和智能化的校園服務(wù)能力[4]。本文結(jié)合CPU卡的特性和浙江大學(xué)校園卡App的應(yīng)用，在傳統(tǒng)POS終端配置管理的基礎(chǔ)上，探索利用CPU卡和校園卡App二維碼提供多樣化方式對POS終端進(jìn)行配置，提高設(shè)備配置的效率和數(shù)據(jù)的安全性。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 現(xiàn)有應(yīng)用場景

信息化建設(shè)的深入和服務(wù)理念的變革，基于校園卡的應(yīng)用服務(wù)迅速發(fā)展，幾乎遍及校園生活的各個(gè)方面，提升了學(xué)校的信息化管理與服務(wù)水平，給師生的科研、學(xué)習(xí)、生活等方面提供方便、快捷、安全的服務(wù)。移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的迅速發(fā)展，以移動(dòng)終端為載體，二維碼認(rèn)證和支付的技術(shù)不斷提高，智能手機(jī)的普遍化以及用戶生活學(xué)習(xí)習(xí)慣的改變，移動(dòng)化支付深入人心。浙江大學(xué)校園卡平臺立足師生需求，于2017年率先推出校園卡在線賬戶體系，同時(shí)上線浙江大學(xué)校園卡App，拓展了校園卡的服務(wù)模式和應(yīng)用范圍[5-7]。

校園POS終端不僅是整個(gè)校園卡業(yè)務(wù)流程的起點(diǎn)而且也是終點(diǎn)。為給全校師生提供更便捷、更豐富、更智能的服務(wù)，結(jié)合校園卡平臺的業(yè)務(wù)場景和服務(wù)內(nèi)容，通過信息化手段不斷強(qiáng)化校園卡POS終端的服務(wù)能力，已使其成為校園生活中不可或缺的一部分。校園POS終端主要用于校園內(nèi)師生的身份認(rèn)證、消費(fèi)及服務(wù)領(lǐng)域，主要涉及簽到考勤、餐飲消費(fèi)、超市購物、校車、圖書借閱、上機(jī)管理、游泳館、門禁、體育館管理等。

1.2 現(xiàn)有困境

校園POS終端是學(xué)校日常運(yùn)行中必不可少的，具有全天候的特征，其運(yùn)行效果直接影響校園卡的業(yè)務(wù)開展、師生的生活秩序。隨著浙江大學(xué)的校區(qū)不斷增加，校區(qū)服務(wù)的地理范圍不斷擴(kuò)大，校園卡服務(wù)涉及的POS終端設(shè)備數(shù)量和類型日漸增多，校園卡的用戶數(shù)與日俱增，校內(nèi)業(yè)務(wù)模式和應(yīng)用場景不斷衍生，迫切需要減輕終端管理的工作壓力和人員成本。為滿足校內(nèi)不同服務(wù)場景的差異化需求，急需從功能和應(yīng)用上解決如下問題：

1） 接入終端管理平臺中的POS終端型號變化、位置變化等管理員無法實(shí)時(shí)感知，缺少一機(jī)一檔的機(jī)制，無法跟蹤和管理校園POS終端設(shè)備的整個(gè)生命周期。

2） 缺乏歷史故障、維護(hù)和維修記錄，無法動(dòng)態(tài)跟蹤故障隱患，分析統(tǒng)計(jì)設(shè)備故障，為后期POS終端的采購、選型、調(diào)度、資源優(yōu)化等提供數(shù)據(jù)支撐。

3） 相對于傳統(tǒng)的POS終端只支持刷卡認(rèn)證支付模式，當(dāng)前的POS終端不僅支持人臉識別、二維碼、NFC等多介質(zhì)身份核驗(yàn)，而且擁有微信、支付寶、校園卡App等多渠道支付模式。對不同類型的POS終端進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、監(jiān)控、升級，包括參數(shù)的配置、固件的升級、軟件升級以及故障處理維護(hù)等，缺乏訪問流量、訪問權(quán)限的可管可控。

4） 缺乏移動(dòng)端App查看操作資料和歷史維修記錄，操作人員不能及時(shí)掌握設(shè)備的情況、注意事項(xiàng)等，從而減少設(shè)備故障，提高設(shè)備維修保養(yǎng)技術(shù)，提升師生的體驗(yàn)。

5） 豐富智能化終端的升級和管理手段。目前移動(dòng)支付方式已經(jīng)普及，廣大師生的支付習(xí)慣正在從“一卡在手，走遍校園”，逐步過渡到“一機(jī)在手，暢游校園”，利用這“一卡一機(jī)”提高服務(wù)效率，快速對終端設(shè)備進(jìn)行管理[8]。

2 應(yīng)用探索

校園卡是校園消費(fèi)的主要渠道，目前高校校園采用的大多是CPU卡，CPU卡具有數(shù)據(jù)存儲、命令處理和數(shù)據(jù)安全保護(hù)等功能[9-10]。二維碼技術(shù)被融入校園卡系統(tǒng)后，因其便捷、安全、準(zhǔn)確等特點(diǎn)已被廣泛接受。傳統(tǒng)的POS終端配置方式難以滿足便捷性需求，本文在終端配置上拓展思路，以CPU卡、二維碼作為介質(zhì)，利用它們的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢拓展終端配置的方法，從而構(gòu)建智能化、簡捷性高的服務(wù)。

2.1 CPU卡

CPU卡也稱為智能卡，它與邏輯加密 IC卡類似，卡內(nèi)集成電路中帶有微處理器CPU、存儲單元和COS操作系統(tǒng)。COS操作系統(tǒng)用于安全判斷， CPU用于命令執(zhí)行。CPU卡中的微處理器和操作系統(tǒng)使得CPU卡具有很高的數(shù)據(jù)處理和計(jì)算能力，加快了CPU卡和終端之間的相互認(rèn)證。并且CPU卡密碼驗(yàn)證過程中，不是直接將密鑰發(fā)送，而是通過隨機(jī)數(shù)對加密算法加密，外部設(shè)備無法獲取真正的密鑰信息，保證了CPU卡的安全性[11]。

2.1.1 CPU卡設(shè)置終端信息

CPU卡在整個(gè)參數(shù)設(shè)置過程中，首先通過寫卡器將密鑰和不同型號版本的POS終端配置參數(shù)信息寫入CPU卡，然后通過POS終端識別CPU卡的有效性和卡內(nèi)的信息。CPU卡驗(yàn)證POS終端，驗(yàn)證通過則按照操作員的選擇將配置參數(shù)傳送給終端，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)置參數(shù)的功能。整個(gè)設(shè)置過程中需要CPU卡和POS終端互相進(jìn)行安全認(rèn)證，提高了安全性，從而確保杜絕偽造終端、偽造卡片等[12]。

1） POS終端認(rèn)證場景描述

POS終端認(rèn)證是終端對CPU卡合法性的認(rèn)證，POS終端尋找卡片，一旦檢測到卡片，產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)，CPU卡獲取這個(gè)隨機(jī)數(shù)，加密密鑰、設(shè)備型號版本等信息，并將這些信息傳給終端，終端解密并驗(yàn)證卡片的合法性，如果合法則在終端上顯示卡片內(nèi)存儲的POS終端型號和版本，操作員可按需選擇型號和版本從而獲取配置參數(shù)，認(rèn)證流程如圖1所示。

2） CPU卡認(rèn)證場景描述

CPU卡認(rèn)證是CPU卡對終端合法性的認(rèn)證，POS終端向CPU卡請求獲取一個(gè)隨機(jī)數(shù)，終端根據(jù)這個(gè)隨機(jī)數(shù)，加密密鑰并將加密過的密碼傳給CPU卡，CPU卡解密并驗(yàn)證終端的合法性，如果合法則將卡片內(nèi)存儲的POS終端配置參數(shù)傳給終端，否則返回錯(cuò)誤信息給終端，認(rèn)證流程如圖2所示。

2.1.2 CPU卡獲取POS終端參數(shù)

不僅可以利用CPU卡設(shè)置POS終端，而且可以將POS終端的參數(shù)信息寫入CPU卡。在這個(gè)過程中，只需要POS終端對CPU卡的有效性進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證通過后可將本機(jī)的參數(shù)信息寫入CPU卡內(nèi)，流程如圖3所示。

CPU卡獲取POS終端的參數(shù)后，可以使用該卡對相同品牌相同型號的POS終端進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。此時(shí)，因CPU卡中只有一種終端的參數(shù)信息，運(yùn)維人員或者用戶只需將卡片放在終端設(shè)備的刷卡區(qū)域，然后按下設(shè)置按鈕，在終端認(rèn)證CPU卡后就能將信息寫入終端，避免了用戶選擇品牌選擇型號的過程，實(shí)現(xiàn)了一鍵配置的能力。

2.2 二維碼

二維碼是一些黑白相間的特定幾何圖形按一定規(guī)律在平面上分布的矩形方陣，由一個(gè)二維碼矩陣圖形和一個(gè)二維碼號，它能夠在很小的面積內(nèi)以圖形的方式表示大量的信息，具有識別率高、容錯(cuò)能力強(qiáng)、信息容量大、成本低等優(yōu)勢。

POS終端通過二維碼展示包含POS終端唯一識別碼的信息數(shù)據(jù)，校園卡App通過攝像頭掃碼獲取信息，并將POS終端的型號和軟件版本等信息上傳至服務(wù)器；或者在校園卡App上選擇POS終端的型號和軟件版本，直接從服務(wù)器端動(dòng)態(tài)獲取信息并生成二維碼，二維碼包含網(wǎng)絡(luò)連接、軟網(wǎng)關(guān)IP、軟網(wǎng)關(guān)端口等業(yè)務(wù)參數(shù)。POS終端識別二維碼，如果已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)，直接將掃描識別的二維碼信息上傳到服務(wù)器，由服務(wù)器進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)合法性和有效性的驗(yàn)證，并將驗(yàn)證結(jié)果反饋給POS終端，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)處理，保障了數(shù)據(jù)的安全性。

但是當(dāng)POS終端由于自身或網(wǎng)絡(luò)問題而造成脫機(jī)時(shí)，就打破了這種閉環(huán)，增加了POS終端被惡意修改的風(fēng)險(xiǎn)。為了保證POS終端脫機(jī)時(shí)校園卡App的二維碼信息能被利用，終端根據(jù)自身的密鑰驗(yàn)證二維碼的有效性，驗(yàn)證通過后，則根據(jù)二維碼中的參數(shù)信息對終端進(jìn)行預(yù)設(shè)置。POS終端聯(lián)機(jī)后，再向服務(wù)器端發(fā)送終端密鑰和二維碼信息，服務(wù)器端驗(yàn)證通過后終端才真正完成配置，否則清除參數(shù)恢復(fù)至最近成功配置的參數(shù)。

3 安全性設(shè)計(jì)

校園POS終端的安全直接影響校園卡平臺的安全，因此，監(jiān)管終端機(jī)正常、安全、可靠地運(yùn)行非常重要。終端管理系統(tǒng)可從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)對PO終端的監(jiān)管：第一，增加監(jiān)控功能，防止非法移機(jī)或換機(jī)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理終端異常的情況，實(shí)時(shí)檢測出現(xiàn)異常的記錄，對異常進(jìn)行標(biāo)注或系統(tǒng)向管理員發(fā)送報(bào)警，交由人工再次核驗(yàn)，必要時(shí)系統(tǒng)可禁止異常POS終端的使用。第二，增加性能監(jiān)測功能，對終端機(jī)具的運(yùn)行狀態(tài)性能進(jìn)行監(jiān)測，掌握終端的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的性能變化。第三，增加故障管理和分析功能，收集終端日常的故障和告警信息，并對信息進(jìn)行分析，及時(shí)獲知終端的性能情況。第四，權(quán)限配置功能，不同層次、不同職責(zé)和不同崗位的人員須配置不同的訪問控制權(quán)限，嚴(yán)格落實(shí)不同職責(zé)不同控制權(quán)限，確保終端系統(tǒng)安全，提升人員的安全意識。

4 結(jié)束語

校園卡平臺作為學(xué)校的核心基礎(chǔ)平臺，涉及面廣、用戶群體多，與師生的學(xué)習(xí)生活息息相關(guān)，對接眾多管理部門的應(yīng)用系統(tǒng)，它的重要性日益凸顯。本文從多介質(zhì)和安全角度出發(fā)，通過對傳統(tǒng)終端管理系統(tǒng)利弊的研究，探索終端使用的新方法，從而降低現(xiàn)有人工對POS設(shè)備維護(hù)的成本和工作強(qiáng)度，加強(qiáng)對POS終端的安全性監(jiān)測，提高管理效率，提升安全管理水平。

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