CN202998168U - 一种面向泛在网的安全设备和多应用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出以智能终端为平台，以安全模块为载体，以电子商务平台为依托，建立面向智慧城市泛在计算环境的移动支付多应用系统，实现与现行卡发行管理系统、交易清算结算系统、积分银行系统、决策支持系统、数据交换平台的无缝对接。优点在于采用NFC、UHF、Zigbee、WiFi融合接入技术、软硬件适配技术，将移动通信网、无线传感网、互联网有机融合在一起，构建多应用接入平台、采用专用安全模块和PKI相结合，通过多因子交叉组合校验来提高系统的安全性；实现与现有系统的无缝集成，使现有系统得以平稳过渡。这将大大提高了用户账户资金的安全，避免重复建设，实现业务整合。

Description

一种面向泛在网的安全设备和多应用系统

技术领域  

本发明涉及一种面向泛在网的安全设备和系统，尤其是涉及一种面向泛在网的安全设备、多应用系统及安全方法。

背景技术  

未来十年，手机将取代计算机成为下一个计算中心，无线城市解决了泛在计算、多网融合的普及问题，促进了电子商务向移动商务迁移，移动支付迎来了爆炸性发展的黄金时代。Juniper Research预计，到2015年，移动支付交易额将突破1700亿美元，而2011年仅为600亿美元。移动支付将会成为移动增值业务的下一个杀手级应用。NFC、UHF、Zigbee、WiFi技术和移动支付的结合是大势所趋，基于两者的创新应用也势在必行。本发明提出以智能终端（智能手机、平板电脑等）为平台，以安全模块为载体，以电子商务平台为依托，建立面向智慧城市泛在计算环境的移动支付多应用系统，实现与现行卡发行管理系统、交易清算结算系统、积分银行系统、决策支持系统、数据交换平台的无缝对接。不同于一般的移动支付系统，本发明采用NFC、UHF、Zigbee、WiFi融合接入技术、分布式密钥技术、嵌入式中间件技术、多接口适配技术，将移动通信网、无线传感网、互联网有机融合在一起，实现智慧城市的高保密安全接入、多路径融合传输、多行业应用集成。但是，该发明在系统设计和模式创新方面缺乏成熟的经验参照，因此，无论是射频识别、终端适配、应用集成、安全模型，都需要技术升级和模式创新。2011年09月19日公开的201210145966.5号中国发明专利申请说明书中公开了一种“基于WiFi 信号标识的移动支付系统”，该方案是基于WiFi 信号标识的移动支付系统，其特征在于，用户通过手机程序捕获商家的WiFi 无线信号，从中得到商家WiFi 发射设备的标识，用户程序根据此标识在服务器中寻找绑定的商家支付信息，并最终完成支付。该发明的接入方式过于单一，没有考虑泛在计算环境下智慧城市多网融合的特点和优点，并且在方案中缺乏安全保障的技术手段，本专利将通过构建多应用接入平台、采用专用安全模块和PKI相结合的机制，通过多因子交叉组合校验来提高系统的安全性；提供多路径自动选择和互为备份来保证系统传输的可靠性、稳定性和健壮性；通过跨平台中间件技术实现手机终端的全匹配，通过数字签名、生物特征识别等技术实现与现有系统的无缝集成，使现有系统得以平稳过渡。这将大大提高了用户账户资金和信息的安全，解决不同场景中对访问权限的动态调整问题，避免重复建设造成的资源浪费和互联互通难的情况。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种面向泛在网的安全设备，该设备可至少包括一壳体、一个主要控制芯片MCU、一个泛在网适配器和相应外部设备；MCU通过总线连接泛在网适配器，并在总线上收发指令通过泛在网适配器控制相应外部设备；其特征在于所述外部设备至少包括一个安全模块SE，还可包括收发器、放大器、天线或其组合、与泛在网适配器对接的移动终端；所述的SE用于存储密钥、数字证书、生物特征识别信息、个人隐私信息、签约服务信息，所述的签约服务信息包括泛在网中使用服务选择的网络优先配置信息、安全配置信息、交易配置信息；所述的泛在网适配器包括3G、LTE、GSM、GPRS、WLAN、WiMax、RFID、Zigbee、NFC、Bluetooth、IrDA、SDIO、音频、数据线及其组合的接口适配器，该适配器采用软件中间件适配器、硬件适配器及其组合做到与安全设备与外部环境设备、系统的泛在连接；所述的外部设备是与所述接口适配器对接的设备，包括收发器、放大器、天线，通过调节收发器、放大器、天线的功率保证信号的稳定可靠；所述的主要控制芯片MCU、所述的泛在网适配器和所述的SE可以集成为单芯片并与收发器、放大器等外围电路通过集成电路连接，所述的天线为导磁性的软质天线，可以弯曲变形以适配不同安全设备的构造，将信号顺利地通过导磁性材料或结构引出以保证信号的适配。所述的安全设备可以与存储卡、SIM卡、耳机、移动终端插件、移动终端挂件、IC卡身份证、市民卡、USB存储设备、充电器中至少一种两两结合，也可以内嵌到移动终端，多功能的融合将大大降低产品的成本、创新应用模式、改善用户体验；所述的指令符合IS07816标准、ISO14443标准；所述的安全模块SE符合EMV标准、PBOC2.0标准、CUPMobile规范、兼容非接触式快速借记贷记应用QPBOC、非接触式磁条应用MSD便于应用的平滑过渡。由于各类终端的形状不同，如果通过开模的方法将造成成本居高不下，而如果所述的壳体采用软质材料、可伸缩装置、分离器件组合适配移动终端，则可以将壳体的制造标准化，适合大规模制造以满足低成本的需要。所述的MCU、泛在网适配器和相应外部设备封装在所述壳体内或通过粘贴、嵌入、插卡、夹持、压制方式附着在所述壳体上，壳体作为一个支撑部件存在，可以印制广告以降低推广成本，还可以扩充出无线充电、读卡器等多种功能。 

本发明的目的之二是提供一种使用面向泛在网安全设备的多应用系统，它包括客户端、泛在网适配器、商户终端、认证中心、服务器和安全设备；其特征在于所述的安全设备至少包括一壳体、一个主要控制芯片MCU、一个接口适配器和与其对应连接的外部设备，所述的MCU通过总线连接所述的接口适配器，所述外部设备至少包括一个安全模块SE，所述的SE是带有片上操作系统的IC卡，所述IC卡存储密钥、数字证书、生物特征识别信息、个人隐私信息、签约服务信息，所述的签约服务信息包括泛在网中使用服务选择的网络优选、安全配置、交易方式；所述的接口适配器包括3G、LTE、GSM、GPRS、WLAN、WiMax、RFID、Zigbee、NFC、Bluetooth、IrDA、SDIO、音频接口、数据线及其组合的通讯适配器；所述的外部设备是与所述接口适配器对接的设备，包括收发器、放大器、天线；所述的客户端包括与所述安全设备对接的移动电话、手持终端、平板电脑及安装在其上的应用软件；所述的商户终端包括了POS机及安装在其上的应用软件，完成商家的业务逻辑，所述的泛在网适配器完成所述客户端与所述安全设备、所述的商户终端互联互通的接口适配、协议转换、交易数据透明传输功能，实现多网融合、多径传输、互联互通、互为备份功能；所述的认证中心根据签约服务信息中的安全配置对交易的进行基于PKI机制的多因子交叉认证；根据安全需求结合多因子交叉组合校验从技术和制度上裁剪和优化PKI流程能最大程度地满足业务需要；并根据签约服务信息和泛在网环境动态调整安全策略，所述的安全策略至少包括基于身份、规则、角色确定服务水平和优先级，可以根据身份、角色变换依照规则动态调整服务水平和优先级，并可以通过授权使用OTA更新安全设备存储的内容；所述的服务器实现多应用集成，负责与现行卡发行管理系统、交易清算结算系统、积分银行系统、决策支持系统、数据交换平台的无缝对接。所述的泛在网适配器提供的泛在网接入和通信传输为有偿服务；用户通过所述客户端、所述手机传感器发起与所述商户终端的交易，通过所述安全设备、所述认证中心、所述服务器的相互认证保证交易的安全；所述的有偿服务包括服务费、广告、付费业务，如果采用这种方式，智慧城市泛在环境中的公有或私有的无线设施都可以注册开放出来供个人用户使用以获得报酬，如会有更多的、更广泛的Wifi热点覆盖，个人智能手机也已在空闲作为Wifi热点供人使用以获得补偿；所述的交易包括积分兑换、积分互换、优惠券、消费、缴费、支付、个人金融服务，通过用户刷卡可以累计积分或电子现金到服务器、通过服务的积分互换、积分兑换以及其他服务可以返利给用户，提高用户黏度，同时增加服务器的访问量，使其具有广告新媒体潜质，进而发展广告置换实物业务，用实物兑换积分或电子现金。 

附图说明

图1为本发明实施例一的一种面向泛在网的安全设备结构原理图； 

图2为本发明的实施例二的一种使用面向泛在网安全设备的多应用系统结构原理图；

具体实施方式

在实际使用中，移动终端也可以选择移动电话、平板电脑或PDA，安全设备可以是带有NFC功能、插入MicroSD金融IC卡的苹果手机保护壳、NFC-SD金融IC 卡、NFC-SIM金融IC 卡、Wifi-TF金融IC 卡等。 

实施例一：一种面向泛在网的安全设备，如图1所示，它包括该设备可至少包括一PC塑料或硅胶材料的壳体1、一个主要控制芯片AU6438BS 作为MCU 2、一个接口适配器3和相应外部设备4；MCU 2通过USB总线6连接30针、8针的接口适配器3，并在总线6上收发指令通过接口适配器3控制相应外部设备4；其特征在于所述外部设备4至少包括一个安全模块MicroSD金融IC卡SE 5，还包括收发器、放大器、天线、与接口适配器3对接的iPhone手机或Android手机7；所述的SE 5用于存储密钥、数字证书、生物特征识别信息、个人隐私信息、签约服务信息，所述的签约服务信息包括泛在网中使用服务选择的网络优先方法、安全方法、交易方法及其配置信息；接口适配器3包括Wifi、NFC、Bluetooth、SDIO、音频、数据线及其组合的通讯适配器，采用软件中间件适配器配合硬件适配器的方法做到安全设备与外部环境设备POS、Wifi热点的泛在连接；所述的外部设备4是与所述接口适配器3对接的设备，包括收发器、放大器、天线，通过调节收发器、放大器、天线的功率保证信号的稳定可靠；所述的主要控制芯片MCU 2、所述的接口适配器和所述的SE可以集成为单芯片并与收发器、放大器等外围电路通过集成电路连接，如带Wifi功能的MicroSD金融IC卡，所述的天线为导磁性的塑料封装软质天线，对于安全模块5在电池下方的手机，可以通过弯曲、变形、延长天线以将泛在信号顺利地通过导磁性材料引出以保证信号的适配。所述的安全设备5可以与存储卡、SIM卡、耳机、移动终端插件、移动终端挂件、IC卡身份证、市民卡、USB存储设备、充电器中至少一种两两结合，也可以内嵌到移动终端，多功能的融合将大大降低产品的成本、创新应用模式、改善用户体验；所述的指令符合IS07816标准、ISO14443标准；所述的安全模块SE符合EMV标准、PBOC2.0标准、CUPMobile规范、兼容非接触式快速借记贷记应用QPBOC、非接触式磁条应用MSD便于应用的平滑过渡。由于各类终端的形状不同，如果通过开模的方法将造成成本居高不下，而如果所述的壳体采用硅胶材料、滑槽或分离器件组合的方法适配移动终端7，则可以将壳体1的制造标准化，适合大规模制造以满足低成本的需要。MCU 2、接口适配器3和相应外部设备4通过注塑工艺封装在壳体1内或通过粘贴、嵌入、插卡、夹持、压制方式附着在壳体1上，壳体1作为一个支撑部件存在，可以印制合作方广告以降低推广成本，还可以扩充出无线充电、读卡器等多种功能；所述的SE可以采用金融IC卡、市民卡、社保卡、预付费卡、会员卡、身份证、消费卡、缴费卡，通过插入壳体与手机7对接。 

实施例二：一种使用面向泛在网安全设备的多应用系统，如图2所示，它至少它包括客户端1、泛在网适配器2、商户终端3、认证中心4、服务器5和安全设备SE 6；其特征在于所述的安全设备6至少包括一PC塑料壳体、一个主要控制芯片AU6438BS 作为MCU、一个30针、8针的接口适配器和与其对应连接的iphone手机，所述的MCU通过总线连接所述的接口适配器，所述外部设备至少包括一个MicroSD金融IC卡安全模块SE，所述的SE是带有片上操作系统的IC卡，所述IC卡存储密钥、数字证书、生物特征识别信息、个人隐私信息、签约服务信息，所述的签约服务信息包括泛在网中使用服务选择的网络优选方法、安全方法、交易方法；所述的接口适配器包括3G、LTE、GSM、GPRS、WLAN、WiMax、RFID、Zigbee、NFC、Bluetooth、IrDA、SDIO、音频接口、数据线及其组合的通讯适配器；所述的外部设备是还包括与所述接口适配器对接收发器、放大器、天线；所述的客户端1包括与所述安全设备6对接的移动电话、手持终端、平板电脑及安装在其上的APP应用软件；所述的商户终端包括了POS机及安装在其上的应用软件，完成商家的业务逻辑，如消费、付款，所述的泛在网适配器2完成所述客户端与所述安全设备、所述的商户终端互联互通的接口适配、协议转换、交易数据透明传输功能，实现多网融合、多径传输、互联互通、互为备份功能；所述的认证中心根据签约服务信息中的安全配置对交易的进行基于PKI机制的多因子交叉认证；根据安全需求结合多因子交叉组合校验从技术和制度上裁剪和优化PKI流程能最大程度地满足业务需要；并根据签约服务信息和泛在网环境动态调整安全策略，所述的安全策略至少包括基于身份、规则、角色确定服务水平和优先级，可以根据身份、角色变换依照规则动态调整服务水平和优先级，并可以通过授权使用OTA更新安全设备存储的内容；所述的服务器实现多应用集成，负责与现行卡发行管理系统、交易清算结算系统、积分银行系统、决策支持系统、数据交换平台的无缝对接。所述的泛在网适配器提供的泛在网接入和通信传输为有偿服务；用户通过所述客户端、所述手机传感器发起与所述商户终端的交易，通过所述安全设备、所述认证中心、所述服务器的相互认证保证交易的安全；所述的有偿服务包括服务费、广告、付费业务，如果采用这种方式，智慧城市泛在环境中的公有或私有的无线设施都可以注册开放出来供个人用户使用以获得报酬，如会有更多的、更广泛的Wifi热点覆盖，个人智能手机也已在空闲作为Wifi热点供人使用以获得补偿；所述的交易包括积分兑换、积分互换、优惠券、消费、缴费、支付、个人金融服务，通过用户刷卡可以累计积分或电子现金到服务器、通过服务的积分互换、积分兑换以及其他服务可以返利给用户，提高用户黏度，同时增加服务器的访问量，使其具有广告新媒体潜质，进而发展广告置换实物业务，用实物兑换积分或电子现金。 

本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。    

Claims (10)

1.一种面向泛在网的安全设备，其特征在于至少包括一壳体、一个主要控制芯片MCU、一个泛在网适配器和相应外部设备；MCU通过总线连接泛在网适配器，并在总线上收发指令通过泛在网适配器控制相应外部设备；其特征在于所述外部设备至少包括一个安全模块SE，还可包括收发器、放大器、天线或其组合、与泛在网适配器对接的移动终端；所述的SE用于存储密钥、数字证书、生物特征识别信息、个人隐私信息、签约服务信息，所述的签约服务信息包括泛在网中使用服务选择的网络优先配置信息、安全配置信息、交易配置信息；所述的泛在网适配器包括3G、LTE、GSM、GPRS、WLAN、WiMax、RFID、Zigbee、NFC、Bluetooth、IrDA、SDIO、音频、数据线及其组合的接口适配器。

2.如权利要求1所述的一种面向泛在网的安全设备，其特征在于所述的壳体采用软质材料、可伸缩装置、分离器件组合适配移动终端，所述的壳体上可以印制广告以降低成本；所述的MCU、泛在网适配器和相应外部设备封装在所述壳体内或通过粘贴、嵌入、插卡、夹持、压制方式附着在所述壳体上；对于信号不易传出的移动终端，所述天线采用导磁性软质天线延长或中继放大。

3.如权利要求1所述的一种面向泛在网的安全设备，其特征在于所述的主要控制芯片MCU、所述的泛在网适配器、所述的SE可以集成为单芯片与收发器、放大器连接，所述的安全设备可以与存储卡、SIM卡、耳机、移动终端插件、移动终端挂件、IC卡身份证、市民卡、USB存储设备、充电器中至少一种两两结合，也可以内嵌到移动终端；所述的指令符合IS07816标准、ISO14443标准；所述的安全模块SE符合EMV标准、PBOC2.0标准，兼容非接触式快速借记贷记应用QPBOC、非接触式磁条应用MSD。

4.如权利要求1所述的一种面向泛在网的安全设备，其特征在于所述的SE为金融IC卡、市民卡、社保卡、预付费卡、会员卡、身份证、消费卡、缴费卡。

5.一种使用面向泛在网安全设备的多应用系统，它包括客户端、泛在网适配器、商户终端、认证中心、服务器和安全设备；其特征在于所述的安全设备至少包括一壳体、一个主要控制芯片MCU、一个接口适配器和与其对应连接的外部设备，所述的MCU通过总线连接所述的接口网适配器，所述外部设备至少包括一个安全模块SE，所述的SE是带有片上操作系统的IC卡，所述IC卡存储密钥、数字证书、生物特征识别信息、个人隐私信息、签约服务信息，所述的签约服务信息包括泛在网中使用服务选择的网络优选、安全配置、交易方式；所述的外部设备是与所述泛在网适配器对接的设备，包括收发器、放大器、天线；所述的泛在网适配器是3G、LTE、GSM、GPRS、WLAN、WiMax、RFID、UHF、Zigbee、NFC、Bluetooth、IrDA、SDIO、音频接口、数据线及其组合的接口适配器；所述的客户端包括与所述安全设备对接的移动电话、手持终端、平板电脑；所述的商户终端完成商家的业务逻辑，所述的泛在网适配器完成所述客户端与所述安全设备、所述的商户终端互联互通的接口适配、协议转换、交易数据透明传输功能；所述的认证中心根据签约服务信息中的安全配置对交易的进行基于PKI机制的多因子交叉认证，并根据签约服务信息和泛在网环境动态调整安全策略，所述的安全策略至少包括基于身份、规则、角色确定服务水平和优先级，可以根据身份、角色变换依照规则动态调整服务水平和优先级，并可以通过授权使用OTA更新安全设备存储的内容；所述的服务器实现多应用集成，负责与现行卡发行管理系统、交易清算结算系统、积分银行系统、决策支持系统、数据交换平台的无缝对接。

6.如权利要求4所述的一种使用面向泛在网安全设备的多应用系统，其特征在于所述的泛在网适配器提供的泛在网接入和通信传输为有偿服务；用户通过所述客户端、所述手机传感器发起与所述商户终端的交易，通过所述安全设备、所述认证中心、所述服务器相互认证保证交易安全；所述有偿服务包括服务费、广告、付费业务；所述交易包括积分兑换、积分互换、优惠券、消费、缴费、支付、个人金融服务。

7.如权利要求4所述的一种使用面向泛在网安全设备的多应用系统，其特征在于所述的服务器提供电子消费券、优惠券、积分服务、电子货币的查询、兑换服务、广告换实物服务；所述的安全设备与所述商户终端的交易时，所述的服务器可提供联机的电子消费券、优惠券、积分服务；所述的安全设备下载并存储所述的服务器上的电子消费券、优惠券、积分，与所述商户终端的交易时，可以提供脱机的电子消费券、优惠券、积分服务。

8.如权利要求4所述的一种使用面向泛在网安全设备的多应用系统，其特征在于所述的泛在网适配器还作为服务器的前置机，提供用户卡刷卡消费、电子消费券、优惠券、积分兑换服务、电子货币的查询、兑换服务、广告服务；所述的泛在网适配器接入所述商户终端，完成与认证中心、服务器的安全认证和业务对接，不仅实现通信的汇聚，也实现了业务的集成，既通过丰富的业务解决了所述商户终端业务过于单一、更新慢的问题，也解决了所述泛在网适配器获得相关资质和通过认证的难题。

9.如权利要求7所述的一种使用面向泛在网安全设备的多应用系统，其特征在于所述的用户卡是银联卡、预付费卡、市民卡、消费卡、支付卡、会员卡；所述的商户终端是带有生物特征识别设备、所述泛在网适配接口或其组合的POS机。

10.如权利要求4所述的一种使用面向泛在网安全设备的多应用系统，其特征在于所述的泛在网适配器还可以不接入所述商户终端而具有独立的消费、缴费、充值、广告、生活服务功能。

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