公交一卡通的安全机制
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发布时间：2022-05-10 20:16
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时间：2023-10-28 08:24
1. 系统简介
该系统运用先进的非接触式IC技术和高效的网络系统，为公交支付提供了安全可靠，方便高效的支付方式和完整的业务处理系统，为提高公交行业的服务质量，树立公交行业优质高效服务的新形象，奠定了坚实的技术基础。同时，也为银行更进一步地发展持卡消费，创造了良好的条件。此外，非接触式IC卡多应用技术的实施，使得同一张IC卡能够提供更多的社会服务（如轮渡、地铁及公园门票的非接触式收费），真正做到一卡多用，从而产生积极的社会效益和可观的经济效益。
2. 系统结构
2.1 银行帐务主机
管理卡及帐户档案，以及所有卡及卡帐户的帐务处理，IC卡业务的收发包处理，IC卡黑名单管理等，可通过DDN或TCP/IP协议与公交公司帐务主机通讯。
2.2 银行网点充值系统
完成公交IC卡的开卡，存款以及日常结算工作，通过银行内部专用网络与银行帐务主机相联。
2.3 公交分公司系统
负责与公交主机系统的数据通讯及交易的管理，包括对下级车载机系统管理，驾驶员管理，通讯管理，统计管理，日志管理等。
2.4 车载机收费及数据采集系统
非接触式收费方式，均由非接触式接收器和相应通讯设施组成，完成公交IC卡的扣款，累计的交易统计数据可通过红外线数据采集器，传输到数据系统中，经过网络传输到公交主机。
3. 系统总体设计
3.1 车载系统
车载系统安装于公共汽车上，使用公共汽车电源。它具有以下功能:
Ø 车载机开机
车载机开机，驾驶员卡启动完成。开机后，可设置车票票额及路线。
Ø 车载机验票扣款
顾客上车后，使用IC卡，在10cm范围内，验票扣款。卡片可放在钱包内，不必取出。交易时间少于0.1秒。
Ø 语音及指示灯功能
正常交易及异常情况均有不同的铃声提示及指示灯显示。
Ø 余额显示
在每次验票扣款后，均有卡余额显示。
Ø 防碰撞功能（自动分辨功能）
当多张卡同时进入操作区时，车载机会提示只能一张卡进入，当一张卡完成操作未离开操作区而有另一张卡进入时，则这张卡不会对之前的卡片有影响。读写机也不会与后来的卡片交易，直至第一张卡离开读写区为卡。
Ø 驶员卡结算
驾驶员每天换班时，用其驾驶员卡结算本机的收入总数，人次总数，月票人次数，以及结算时间，机号，驾驶员号等信息。
3.2 数据采集系统
Ø 黑名单下载
红外线数据采集器通过公交信息系统下载来自银行的黑名单数据。
Ø 黑名单安装
红外线数据采集器在数据采集前，对车载机黑名单进行更新。
Ø 车载机红外线数据采集
对车载机交易明细数据进行采集。采集速度为115K BPS以上。
Ø 交易数据传输
红外数据采集器中的数据通过红外传输及RS232的方式送至数据采集系统中，再经由公交公司信息网络系统上送公交主机及银行后台主机。
3.3 公交公司信息网络系统
该系统由分公司系统及总公司系统组成。通过高速MODEM进行数据传输。
3.4 发卡系统设计
在非接触IC卡应用系统中，发卡系统的安全及其管理机制，影响着整个系统的安全。银行在指定范围内发行IC卡，如何安全地控制和管理发卡应用系统，便成为IC卡应用系统安全的关键。
本IC卡发卡系统，采用集中管理的方式，对于主密钥的安全存储采用硬件加密存储。发卡系统核心密钥的传输也采用3DES的方式实现。从而确保了整个发卡系统密钥的安全性。
3.4.1 发卡系统结构说明
3.4.2 主密码钥生成说明
由多人输入发卡主密钥。主密钥经由工厂密钥（Manufacture Key）经3DES加密后，传输至非接触式读卡机，并在读卡机内部经3DES解密，存放于加密存储器芯片中。主密钥包含以下密钥：
Ø ISSUER KEY：发行者密钥，用于系统控制。
Ø UPDATE KEY：个人信息修改密钥，用于修改个人信息控制。
Ø DEBIT KEY：钱包扣款密钥，用于验票扣款。
Ø CREDIT KEY：钱包存款密钥，用于钱包存款。
3.4.3 发卡过程说明
采用发卡管理卡启动发卡系统。
输入卡号等发卡信息。
读卡机读取卡片序列号（Card Serial Number）
在读卡机内，根据卡片序列号对各主密钥进行处理。
将密钥处理结果及数据写入卡片中。
卡片初始状态为非启用状态。
4. 系统安全
本系统IC卡脱机消费的特性，使得其安全性控制显得尤为重要，在本系统的安全性能设计中，主要考虑了银行后台安全控制，交易认证等一系列措施。
4.1 银行后台安全控制机制
为了确保系统的安全性，非接触式IC卡的钱包存款采用联机交易的方式，并且将存款密钥存放于银行后台的安全芯片中，每次存款交易由银行主机进行校验，有效地防止了伪造存款现象的发生。
4.2 交易认证
车载机在进行验票扣款时，采用3次密码的双向认证（符合ISO DIS9789-2要求）。所有数据均有16BIT的CRC校验。
4.3 网络系统信息安全
在该IC卡网络系统的信息安全控制上，采用的是MAC（Message Authentication Code）校验的技术，确保交易信息的完整性和一致性。
4.4 黑名单管理
黑名单管理是指IC卡处理时对黑名单卡信息的处理，由于IC卡在公交系统的大量脱机消费交易，使得黑名单的管理显得尤为重要，车载机上必须保存最新的黑名单信息，如上所述，黑名单管理采用了联机下传的方式。
5. 系统的特点
Ø 开放式平台设计，积木化配置业务功能
Ø 支持多种机型（服务器，AS/400，RS/6000，ES/9000）
Ø 支持多种版本，适应多种操作系统（AIX，SCO，HP UX，Linux等）
Ø 支持多种数据库（DB2，Oracle，Sybase，Informix等）
Ø 支持多种中间件（Tuxedo、MQSeries、TongLink等）
Ø 支持多种通讯协议，
Ø 适应多种外围系统，包括各种卡设备、ATM、POS、CallCenter、Internet等
Ø 广泛采用XML做为报文传递格式和参数定义保存格式，交易报文可灵活配置
Ø 采用多线程方式取代多进程方式提高并发性能
Ø 可选中间件产品提高通讯能力
