基于物聯(lián)網(wǎng)印章的銀行支票交易系統(tǒng)
引言
印章在我國是一種公認的重要法律憑證，但假冒印章及盜用印章對銀行支票交易安全帶來了巨大的危害。盜用印章是指不法分子在沒有得到授權(quán)的情況下私自蓋單位印章以進行非法活動。針對銀行支票交易過程潛在的兩個風險，銀行和單位現(xiàn)有的做法主要是兩點：第一，針對假冒印章，目前對銀行支票的鑒別主要還是采用底紋、水印或密碼等簡單方式，印文的鑒別主要依靠在強光下用肉眼進行比對。但隨著科學技術(shù)的進步和普及，犯罪分子偽造印章、印文的手段和方法也得到了迅速提高，因此，目前的印文識別和防偽技術(shù)并不能完全把通過假冒印章進行的經(jīng)濟犯罪拒之門外。第二，針對盜用印章，只能由單位加強對印章使用的管理，但這并不能完全防止印章被盜用。
近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全面興起，人們的傳統(tǒng)思維也將被打破。2005年，國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》報告指出：“過去任何人之間在任何時間、任何地點的信息交換，現(xiàn)在則加入了任何物體，因此，各種連接會成倍增加，并由此創(chuàng)造出一個全新的動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)一一聯(lián)網(wǎng)"。由此可以看出，物聯(lián)網(wǎng)是集智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。本文由此提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)印章的銀行支票交易安全保障系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實時監(jiān)控印章的使用，同時結(jié)合AES加密算法對印章信息、支票信息、經(jīng)辦人信息等進行加密，并采用QR二維條碼打印密文，從而有望從根本上解決現(xiàn)有銀行支票交易方面存在的潛在風險。
1物聯(lián)網(wǎng)印章
1.1物聯(lián)網(wǎng)及ZigBee技術(shù)
早在1999年，美國麻省理工學院(MIT)就首次提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念孔物聯(lián)網(wǎng)是未來互聯(lián)網(wǎng)的一部分，是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的一項新興技術(shù)，被定義為基于標準和交互通信協(xié)議的、具有自配置能力的動態(tài)全球網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。2010年，中國政府的工作報告所附的注釋中，對物聯(lián)網(wǎng)有如下說明：物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要包括無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和近程通信技術(shù)。傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)指使用帶有傳感器的設(shè)備組成的、在空間上呈分布式的無線自治網(wǎng)絡(luò)，用于量化外部世界的物理特征和化學特性，例如溫度、氣體濃度、重力變化等:近程通信技術(shù)是新興的短距離傳輸連接技術(shù)，從無接觸式的認證和互聯(lián)技術(shù)演化而來，RFID（RadioFrequencyIdentification）、ZigBee、藍牙、WiFi等是其中的重要代表。相對于其它無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),ZigBee技術(shù)可以大大節(jié)約成本，提供高可靠性，因此，本文的物聯(lián)網(wǎng)印章中使用ZigBee無線通信技術(shù)。
ZigBee技術(shù)并不是完全獨立、全新的標準，它的物理層、MAC層和鏈路層采用IEEE802.15.4（無線個人區(qū)域網(wǎng)）協(xié)議標準，但在此基礎(chǔ)上又進行了完善和擴展。其網(wǎng)絡(luò)層和高層應(yīng)用規(guī)范（API）由ZigBee聯(lián)盟進行制定，整個協(xié)議架構(gòu)如圖1所示。
ZigBee是以多個獨立的工作節(jié)點為依托，通過無線通信組成星狀、片狀或網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。因此，每個節(jié)點的功能并非都相同。在本系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)印章所處的位置為子節(jié)點，它可直接與協(xié)調(diào)器通信:而另外一些節(jié)點則負責與所控制的子節(jié)點通信、匯集數(shù)據(jù)、發(fā)布控制或起到通信路由的作用，稱為協(xié)調(diào)器。經(jīng)由協(xié)調(diào)器的作用，ZigBee支持具有自愈功能的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在因干擾物體的出現(xiàn)而導致一條路由失敗的情況下，它允許節(jié)點在整個網(wǎng)絡(luò)中重新路由，以找到新的路徑，從而使得ZigBee成為一種穩(wěn)健的解決方案。
1.2物聯(lián)網(wǎng)印章
本方案結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的特性，把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的印章中，其技術(shù)原理就是利用ZigBee協(xié)議構(gòu)成無線傳感網(wǎng)絡(luò),實時監(jiān)控印章狀態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)印章中植入了ZigBee無線收發(fā)模塊、控制芯片組等，并進行了特殊的內(nèi)部鑲嵌設(shè)計，防止芯片被取出，保證印章不能被仿冒，也可防止不法份子盜用印章。本系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)印章的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2中的組件1代表ZigBee無線收發(fā)模塊和芯片組。該模塊和芯片組采用Chipcon公司的CC2430，集成符合IEEE802.15.4標準2.4GHz的RF無線收發(fā)功能，可讀寫，并具有鎖定功能。
組件2是液晶屏，配合組件3工作，其作用是輸出相關(guān)提示信息。
組件3是輸入按鈕，用于輸入印章使用密碼。在密碼輸入錯誤情況下，即使完成蓋章操作，芯片組也不會工作，物聯(lián)網(wǎng)印章也不會發(fā)送相應(yīng)蓋章信息。如果銀行接收不到相應(yīng)的信息，即使支票上有印文也不能辦理轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)。
組件4是壓力傳感器。
對一次有效的蓋章動作，壓力傳感器將觸發(fā)組件1工作，通過ZigBee協(xié)議將組件1中的ID號、印章信息和隨機碼發(fā)送到上位機中保存。當上位機收到物聯(lián)網(wǎng)印章傳來的數(shù)據(jù)后，會返回數(shù)據(jù)（接收成功信號）到物聯(lián)網(wǎng)印章上，物聯(lián)網(wǎng)印章收到數(shù)據(jù)后會觸發(fā)組件2工作，在液晶屏上發(fā)送成功提示信息。
2基于物聯(lián)網(wǎng)印章的銀行支票交易系統(tǒng)的研究與設(shè)計
針對現(xiàn)有銀行支票交易存在的潛在風險，例如不法分子通過刻假印章進行，甚至公司員工通過盜用單位真印章來進行，這其中涉及到印章的真假及業(yè)務(wù)的真?zhèn)?。銀行支票交易的安全保障的難點在于，既要驗證印章的真假，又要驗證業(yè)務(wù)的真?zhèn)?。本文提出的方案，有望從根本上解決上述的問題，通過使用物聯(lián)網(wǎng)印章，可以有效防止假冒印章及盜用印章的行為。通過發(fā)送業(yè)務(wù)信息到服務(wù)器并對業(yè)務(wù)信息（明文）用AES加密算法進行加密，從而有效保證業(yè)務(wù)的真實性。AES加密算法相對于傳統(tǒng)的DES算法具有更高的安全性，因此，本方案采用AES加密算法對業(yè)務(wù)信息（明文）進行加密。
整個方案分為三大部分：企業(yè)用戶端、銀行業(yè)務(wù)受理端、服務(wù)器端，設(shè)計方案原理圖如圖3所示。
2.1企業(yè)用戶端的設(shè)計
企業(yè)用戶端的主要操作步驟有錄入支票信息、關(guān)聯(lián)印章蓋章信息與支票信息、發(fā)送業(yè)務(wù)信息（明文）、打印密文條形碼,其流程圖如圖4所示。
企業(yè)員工每次在支票上完成一次蓋章操作，物聯(lián)網(wǎng)印章都自動通過ZigBee發(fā)送芯片ID、印章信息、本次蓋
章產(chǎn)生的隨機碼等信息到上位機中。這實際上是實時監(jiān)控了物聯(lián)網(wǎng)印章的使用，徹底而有效地解決了假冒印章及盜用真章私自蓋章等行為。
接著，企業(yè)業(yè)務(wù)員在本機上實現(xiàn)支票信息（如支票編號、轉(zhuǎn)賬金額和經(jīng)辦人身份證等信息）錄入到上位機數(shù)據(jù)庫中，并把這些信息關(guān)聯(lián)起來，組成一個完整的業(yè)務(wù)信息（明文），然后再發(fā)送至服務(wù)器。服務(wù)器會為接收到的每一筆業(yè)務(wù)信息進行加密，并把生成的密文信息返回給企業(yè)用戶端。
企業(yè)用戶端收到密文信息后，把密文信息保存至上位機數(shù)據(jù)庫中，此時，業(yè)務(wù)員就可以打印圖5所示的業(yè)務(wù)（密文）條形碼，即QR碼。文獻［10,11］提出了一種基于QR碼的防偽系統(tǒng)，其思想是把QR碼作為水印，通過位替換的方式嵌入到載體圖像的DCT系數(shù)中，該思想也可應(yīng)用到本系統(tǒng)中有效防止條碼的偽造。選擇要辦理的業(yè)務(wù)時，該業(yè)務(wù)所對應(yīng)的密文信息為把該業(yè)務(wù)密文信息打印的QR二維條碼如圖6所示，其中含有銀行服務(wù)端進行驗證所需的必要信息。
打印業(yè)務(wù)條形碼后，業(yè)務(wù)員便可憑業(yè)務(wù)條形碼、有效證件去銀行業(yè)務(wù)受理端辦理業(yè)務(wù)。
2.2銀行業(yè)務(wù)受理端的設(shè)計
銀行業(yè)務(wù)受理端的主要工作是通過條碼閱讀器讀入二維條碼信息，條碼驗證通過后，進行業(yè)務(wù)辦理，其流程圖如圖7所示。
企業(yè)業(yè)務(wù)員來辦理業(yè)務(wù)時，銀行工作人員通過知碼閱讀器讀入二維條碼信息，并用后臺訪問服務(wù)器驗證其真?zhèn)?。當條碼驗證通過后，服務(wù)器會把該業(yè)務(wù)的詳細信息返回，并在工作人員的電腦上以圖8所示的形式顯示出來，銀行工作人員可通過對比辦理業(yè)務(wù)人員的有效證件及支票信息。
通過在企業(yè)用戶端發(fā)送業(yè)務(wù)信息(明文)到服務(wù)器，可收到返回的密碼后，打印業(yè)務(wù)(密文)條碼，銀行業(yè)務(wù)受理端后臺訪問服務(wù)器進行條碼驗證，以有效確保了驗證業(yè)務(wù)的真實性。
2.3日艮務(wù)器端的設(shè)計
服務(wù)器端為企業(yè)用戶端和銀行業(yè)務(wù)受理端提供后臺服務(wù)的主要流程如圖9所示。
對企業(yè)用戶端，服務(wù)器為從企業(yè)用戶端發(fā)送來的每一筆業(yè)務(wù)信息，隨機生成相應(yīng)的密鑰，保存該密鑰，并用該密鑰對業(yè)務(wù)信息進行加密，把生成的密文信息返回企業(yè)用戶端。
對于銀行業(yè)務(wù)受理端，服務(wù)器可提供對業(yè)務(wù)條碼的驗證，并用之前保存的該業(yè)務(wù)的密鑰對業(yè)務(wù)密文進行解密，然后與保存的業(yè)務(wù)信息(明文)進行對比，若對比通過，則返回該業(yè)務(wù)的詳細信息。
3結(jié)語
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的傳統(tǒng)思維及應(yīng)用被打破。本方案提出的物聯(lián)網(wǎng)印章概念，為傳統(tǒng)印章業(yè)帶來一次革新，通過印章的物聯(lián)，可以有效地對印章的使用進行監(jiān)控，從而徹底解決假冒印章和盜用印章行為。同時，通過錄入支票信息、關(guān)聯(lián)支票信息、加密業(yè)務(wù)信息、打印密文條碼，以便有效確保業(yè)務(wù)的真實性。經(jīng)過多次理論論證與測試，本方案可以極大地提高銀行支票交易安全。因此，物聯(lián)網(wǎng)在印章領(lǐng)域?qū)⒕哂羞h大的應(yīng)用前景與產(chǎn)業(yè)價值。
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