專利名稱：一種基于安全芯片和聲音載波通信的手機(jī)支付器及支付方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及手機(jī)和PAD等移動終端上實(shí)現(xiàn)基于安全芯片的支付器，應(yīng)用于移動支付領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
手機(jī)和無線通訊移動設(shè)備的安全認(rèn)證和移動支付市場，經(jīng)過評估可能數(shù)倍于網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證機(jī)制和基于PC支付市場規(guī)模，就如同毎年手機(jī)的銷售量十倍于計(jì)算機(jī)的銷售量一般。網(wǎng)上移動支付系統(tǒng)、移動辦公等需求將隨著手機(jī)傳輸帶寬及速率的不斷提升成為可能。這預(yù)示著一個(gè)以手機(jī)、移動設(shè)備為載體的移動業(yè)務(wù)時(shí)代的來臨。
·
對于網(wǎng)絡(luò)安全而言，身份認(rèn)證的安全是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全的核心。從政府機(jī)構(gòu)到金融機(jī)構(gòu)乃至一般商業(yè)的會員服務(wù)，都需要安全認(rèn)證機(jī)制來確認(rèn)使用者的身份和交易安全。在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，數(shù)字證書、USB KEY的解決方案已經(jīng)被成熟的應(yīng)用和推廣。但是在移動領(lǐng)域一直沒有一個(gè)完美地解決方案，也沒有辦法實(shí)現(xiàn)跨平臺的操作。眾所周知，基于智能卡的安全認(rèn)證機(jī)制最為有效、安全性最高。網(wǎng)上銀行是智能卡業(yè)較成熟的業(yè)務(wù)，使用者無須到銀行網(wǎng)點(diǎn)，只需通過Internet就能進(jìn)行轉(zhuǎn)帳、查詢等金融交易。網(wǎng)上銀行為用戶提供了快捷方便的交易模式。網(wǎng)上銀行系統(tǒng)使用基于公私鑰機(jī)制驗(yàn)證使用者身份。用戶必須是認(rèn)證介質(zhì)的合法擁有者，并且銀行驗(yàn)證用戶的數(shù)字簽名通過，該使用者才是網(wǎng)上銀行系統(tǒng)的合法使用者。隨著手機(jī)的普及和無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，隨著3G的推廣，手機(jī)上網(wǎng)的速度瓶頸已經(jīng)不是問題。通過手機(jī)登陸網(wǎng)上銀行是一個(gè)廣闊的市場契機(jī)。目前，國內(nèi)銀聯(lián)手機(jī)支付業(yè)務(wù)已經(jīng)開通21個(gè)省市，用戶數(shù)突破800萬，但是目前的手機(jī)銀行并沒有引入安全的PKI支付技木。手機(jī)網(wǎng)上購物是另ー個(gè)廣闊的空間，目前人們常用的支付錢包用戶數(shù)有7000萬，可以預(yù)期的支付錢包和手機(jī)的結(jié)合中，手機(jī)支付設(shè)備將是最重要的ー項(xiàng)革新技木。根據(jù)IMG的最新報(bào)告預(yù)測，2012年，全球移動銀行用戶將突破8億。所有的這些都預(yù)示著ー個(gè)十分廣闊的前景。而iResearch艾瑞咨詢的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2011年第三季度中國支付行業(yè)網(wǎng)上支付業(yè)務(wù)交易規(guī)模達(dá)到6197億元，同比增長130. 7%，環(huán)比增幅達(dá)至Ij 34. 8%。移動支付包括在線支付和線下支付兩種。在線支付使用移動等運(yùn)營商提供的通信信道，采用手機(jī)支付設(shè)備完成轉(zhuǎn)賬、交易支付等業(yè)務(wù)?？梢钥闯墒菍⒒ヂ?lián)網(wǎng)上的網(wǎng)銀業(yè)務(wù)擴(kuò)展到手機(jī)移動終端的業(yè)務(wù)模式。而線下支付是用戶使用手機(jī)移動終端在POS上直接進(jìn)行支付，一般采用無線近距離通信模式。目前有兩種線下支付ー是13. 56MHZ ;另外ー個(gè)是2. 4G。由于移動線下支付需要銀聯(lián)為代表的銀行體系的支持，以及用戶使用的認(rèn)可，銀聯(lián)SD卡已經(jīng)明確為未來線下支付的主流路徑。中移動前期主推的2. 4GRF-SIM卡方案由于需要對POS機(jī)等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行全面重建，以及射頻芯片為實(shí)現(xiàn)穿透手機(jī)金屬外殼需要比較強(qiáng)的射頻(2. 4G)，導(dǎo)致的安全性無法解決(射頻信息傳輸遠(yuǎn)超10公分)，已經(jīng)被實(shí)質(zhì)性廢棄。中電信和握奇的SIM-PASS方案需要更換SIM卡并加裝天線，導(dǎo)致手機(jī)終端使用不便，而且每次拆卸電池都將導(dǎo)致SIM卡和天線接觸面的磨損，不過由于和現(xiàn)有POS機(jī)體系頻率一致，兼容性好，可能仍有一定市場。中國聯(lián)通主推的NFC方案需要手機(jī)終端內(nèi)嵌NFC模塊，或者外購NFC貼卡，用戶體驗(yàn)不佳。但由于對現(xiàn)有POS機(jī)等基礎(chǔ)設(shè)施兼容性好(頻率一致)，長期看依然有潛力，至少可以分得一定市場份額。中國銀聯(lián)主推的SD智能卡技術(shù)，將移動支付功能內(nèi)置在SD卡中，不需要更換手機(jī)，而POS機(jī)的升級成本低，并由銀聯(lián)推行，目前是最為現(xiàn)實(shí)，用戶體驗(yàn)最好的移動線下支付方案，目前已經(jīng)開始推廣應(yīng)用。由于不同的支付方案涉及到不同利益方的主導(dǎo)問題，中移動的2. 4G方案將資金 流和結(jié)算納入中移動主導(dǎo)的后臺平臺，遭到銀聯(lián)抵制。由于現(xiàn)有支付基礎(chǔ)設(shè)施由銀聯(lián)為主的金融利益集團(tuán)主導(dǎo)，銀聯(lián)體系的反対，以及聯(lián)通在3G時(shí)代的業(yè)務(wù)增長已經(jīng)連續(xù)超越中移動，導(dǎo)致中移動支付方案被迫向SD卡轉(zhuǎn)向。銀聯(lián)倡導(dǎo)ー種SD卡加NFC手機(jī)的模式,主要利用手機(jī)里的Micro-SD卡進(jìn)行支付，SD卡內(nèi)植入的芯片相當(dāng)于網(wǎng)上支付的U盾，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程支付，而其植入的銀行卡安全信息，可通過專為銀聯(lián)移動支付設(shè)計(jì)的NFC手機(jī)通訊，進(jìn)行與POS機(jī)近距離的線下支付。但是由于支持NFC的移動終端設(shè)備非常少，因此可推廣性差，并且在移動終端上采用SD卡的方式也存在如下的局限性。(I)SD卡方式要求用戶的終端設(shè)備必須支持TF或SD插槽，但是目前有些公司產(chǎn)品沒有以上插槽，例如APPLE公司出品的iPhone和iPad產(chǎn)品不支持插槽。但是iPhone和iPad用戶群體非常龐大。(2)所有移動終端設(shè)備都只有ー個(gè)TF或SD插槽，如果被安全SD卡占用后，容量被限制，用戶自由選擇余地很?。辉倬褪遣灏蜹F或SD卡很不方便，很多設(shè)備需要取下電池完成這個(gè)操作，用戶體驗(yàn)差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種基于安全芯片和聲音載波通信的手機(jī)支付器及支付方法；該發(fā)明的創(chuàng)新之處是可以通過移動終端設(shè)備的3. 5_耳機(jī)插孔接入，并且完成相關(guān)支付業(yè)務(wù)處理。由于3. 5mm耳機(jī)插孔是全球標(biāo)準(zhǔn)，所有設(shè)備都支持，因此普適性很好；對于線下支付，本發(fā)明采用高頻聲音載波的方式和現(xiàn)場刷卡設(shè)備進(jìn)行交互，完成線下交易過程。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種基于安全芯片和聲音載波通信的手機(jī)支付器，包括
(1)雙界面接ロ采用USB和音頻雙界面通信接ロ ；
(2)無源取電模塊采用音頻取電方案，通過取電和存電的電路收集音頻信號上的能量，并暫存，以滿足密碼運(yùn)算部件耗費(fèi)電能的運(yùn)算所需；
(3)聲音載波通信模塊采用音頻編碼方案，進(jìn)行IS07816數(shù)據(jù)傳輸；IS07816規(guī)范中的命令和相應(yīng)，分別由移動終端的軟件和支付器的固件進(jìn)行編碼，并調(diào)制到音頻波段，由對方還原成IS07816數(shù)據(jù)；
(4)不對稱通信架構(gòu)使設(shè)備在取電和存電后3秒內(nèi)能訪問和使用安全芯片；
(5)安全芯片支持標(biāo)準(zhǔn)的SMl算法、SM2算法和RSA算法，支持PKI應(yīng)用；安全芯片上存儲用戶的私鑰和證書，提供強(qiáng)身份認(rèn)證和基于公鑰技術(shù)的支付。—種基于安全芯片和聲音載波通信的支付方法，包括
(1)在線支付
1)手機(jī)支付器插在手機(jī)的耳機(jī)孔上，手機(jī)程序把數(shù)據(jù)經(jīng)過FSK編碼和PCM音頻編碼后通過放音程序播放；
2)3. 5mm四極道耳機(jī)插頭接在取電電路的電量感應(yīng)端,通過取電電路獲取電量；
3)取電電路接在電容積分電路上，收到的聲音信號是經(jīng)過FSK編碼處理的信號，電容積分電路通過電容耦合將信號傳輸給16位單片機(jī)；
4)單片機(jī)上的程序解碼FSK信號，將IS07816串行數(shù)據(jù)發(fā)給安全芯片；
5)安全芯片經(jīng)過處理后把數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)編碼后通過IO端ロ發(fā)送給手機(jī)；
6)手機(jī)通過錄音程序接收音頻數(shù)據(jù)，再進(jìn)行解碼，還原出數(shù)據(jù)；
用戶通過手機(jī)上程序進(jìn)行認(rèn)證和支付的時(shí)候，插入支付器到耳機(jī)上，認(rèn)證數(shù)據(jù)和支付交易數(shù)據(jù)會傳輸?shù)街Ц镀髦型瓿呻娮雍灻娮雍灻椭Ц督灰仔畔⑼ㄟ^移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到第三方支付公司或者銀行進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過，則完成支付交易；
(2)線下支付
手機(jī)上下載安裝聲波支付程序，商家的POS機(jī)可以通過外設(shè)端ロ掛接支付模塊，或者直接采用手機(jī)支付器；手機(jī)支付程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行FSK編碼和PCM編碼后進(jìn)行播放，商家端的支付模塊或設(shè)備錄音聲音后進(jìn)行解碼和數(shù)據(jù)還原。線下支付中對編碼數(shù)據(jù)增加水印信號，這樣接收器能對比水印判斷出信號是數(shù)據(jù)還是干擾。線下支付中對應(yīng)用層還實(shí)現(xiàn)通信差錯(cuò)控制，對數(shù)據(jù)做校驗(yàn)比較，如果在某個(gè)聲音頻率上出現(xiàn)超時(shí)的數(shù)據(jù)發(fā)送校驗(yàn)失敗，則手機(jī)端和商家端設(shè)備同時(shí)跳頻選擇下ー個(gè)頻率進(jìn)行載波通信。有益效果
(1)集成安全芯片
在線支付中使用的支付器采用國家密碼管理局批準(zhǔn)的安全芯片，支持標(biāo)準(zhǔn)的SMl算法、SM2算法和RSA算法，支持PKI應(yīng)用。安全芯片上存儲用戶的私鑰和證書，提供強(qiáng)身份認(rèn)證和基于公鑰技術(shù)的支付?；诎踩酒闹Ц都夹g(shù)可以為支付提供強(qiáng)的安全保障，所以目前央行規(guī)定可用于大額或不限額度支付和轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)；
(2)無源式支付器
在線支付中使用的支付器通過耳機(jī)孔連接移動終端。依靠專業(yè)的設(shè)計(jì)使得支付器無需額外供電，僅僅依靠微弱的耳機(jī)電流可正常使用。該技術(shù)目前在國內(nèi)未見到，國外也沒有見到能支持安全芯片做到無需電池供電的類似設(shè)備。無源式支付器使用簡單、可靠性高、用戶體驗(yàn)好；
(3)跳頻載波通信
線下支付中使用跳頻載波通信完成手機(jī)和商家支付設(shè)備的非接觸交易。使用簡單、便捷、可靠性高，可廣泛用于線下小額支付交易。


圖I為雙界面接ロ的原理圖。圖2為無源取電模塊的原理圖。圖3為聲音載波通信的信號輸入原理圖。圖4為聲音載波通信的信號輸出原理圖。圖5為不對稱通信架構(gòu)的信號輸入原理圖。圖6為不對稱通信架構(gòu)的信號輸出原理圖。
·
圖7為支付器PCB的原理圖。圖8為支付器PCB中LTC芯片的連接電路圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、工作流程、使用方法達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面進(jìn)ー步闡述本發(fā)明。一種基于安全芯片和聲音載波通信的手機(jī)支付器，包括雙界面接ロ、無源取電模塊、聲音載波通信模塊、不對稱通信架構(gòu)、安全芯片。(I)雙界面接ロ
支付器采用USB和音頻雙界面通信接ロ，同時(shí)滿足移動設(shè)備和電腦使用。如圖I所示。(2)無源取電模塊
采用音頻取電方案，通過取電和存電的電路收集音頻信號上的微弱能量，并暫存，以滿足密碼運(yùn)算部件耗費(fèi)電能的運(yùn)算所需。如圖2所示。(3)聲音載波通信模塊
采用音頻編碼方案，進(jìn)行IS07816數(shù)據(jù)傳輸。IS07816規(guī)范中的命令和相應(yīng)，分別由移動終端的軟件和支付器的固件進(jìn)行編碼，并調(diào)制到音頻波段。由對方還原成IS07816數(shù)據(jù)。如圖3、圖4所示。(4)不對稱通信架構(gòu)
根據(jù)電量使用及成本要求，設(shè)計(jì)出不對稱通信架構(gòu)。由于解碼解調(diào)所耗費(fèi)的電能遠(yuǎn)高于調(diào)制所需，所以為了節(jié)省暫存電能，使音頻取電能滿足應(yīng)用，采用圖5和圖6所示的不對稱通信構(gòu)架，使得設(shè)備在取電和存電后3秒內(nèi)能訪問和使用安全芯片。(5)安全芯片
支持標(biāo)準(zhǔn)的SMl算法、SM2算法和RSA算法，支持PKI應(yīng)用。安全芯片上存儲用戶的私鑰和證書，提供強(qiáng)身份認(rèn)證和基于公鑰技術(shù)的支付。—種基于安全芯片和聲音載波通信的支付方法，包括移動支付包括在線支付和線下支付。I、在線支付
在線支付就是目前較為普及的在PC上通過USB Key進(jìn)行的網(wǎng)銀支付。它是通過互聯(lián)網(wǎng)完成電子商務(wù)活動和電子支付過程。而移動支付中的在線支付流程和互聯(lián)網(wǎng)支付類似，具體過程如下用戶到第三方支付公司或銀行的營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)去開通移動支付業(yè)務(wù)，獲取用戶的虛擬賬號，并且捆綁用戶個(gè)人在多家銀行開戶的賬戶。用戶領(lǐng)取移動支付器并且可以現(xiàn)場申請證書和下載證書到支付器中，也可以自己在線申請和下載證書。企業(yè)用戶類似。第三方支付公司或銀行在后臺系統(tǒng)中登記用戶的銀行賬戶、虛擬賬戶、數(shù)字證書和移動支付器卩隹ー電子序列號。用戶在移動終端上通過應(yīng)用程序訪問第三方支付公司的支付交易平臺，開展電子商務(wù)業(yè)務(wù)，包括賬戶信息查詢、轉(zhuǎn)賬匯款、信用卡還款、交易支付等。支付和交易的安全性通過用戶的移動支付器中的安全芯片來保障。其安全技術(shù)和原理和目前的網(wǎng)銀USB Key類似。移動支付系統(tǒng)采用的移動支付器既可以用于移動終端，也可通過USB接ロ應(yīng)用于PC機(jī)，提供基于PKI的安全應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性、身份認(rèn)證和不可否認(rèn)性。在移動支付器上完成密鑰生成、證書申請、證書下載存儲、數(shù)據(jù)加解密和簽名驗(yàn)簽等。 在線支付采用移動支付器作為支付的硬件保障。移動支付器中集成安全芯片，采用基于數(shù)字證書和公私鑰技術(shù)保障用戶的強(qiáng)身份認(rèn)證和對支付交易的電子簽名。目前，有把支付器做成SD或TF卡規(guī)格插在手機(jī)的SD或TF插槽上使用，手機(jī)上應(yīng)用程序可直接訪問安全芯片完成認(rèn)證和支付的簽名，但是該種應(yīng)用局限性大，用戶體驗(yàn)差。我們采用外置移動支付器設(shè)備，通過移動終端3. 5_耳機(jī)孔進(jìn)行通信交互。由于耳機(jī)孔傳輸電流很小，目前僅在歐美有基于3. 5_耳機(jī)孔進(jìn)行磁卡讀取的小設(shè)備。這種設(shè)備內(nèi)置微型磁頭，可以感應(yīng)銀行卡磁條信息，讀取用戶銀行卡號，通過手機(jī)程序獲取到卡號進(jìn)行支付。這種應(yīng)用方式安全性差，特別在國內(nèi)無法應(yīng)用。本發(fā)明設(shè)計(jì)的移動支付器內(nèi)置安全芯片，內(nèi)部采用了取電和存儲電荷的電路，當(dāng)在耳機(jī)孔插上支付器后即可取電，一般在3-4秒內(nèi)完成存儲電荷工作，設(shè)備可以正常工作。如圖7所示，支付器PCB的器件構(gòu)成和工作原理如下
1)支付器插在手機(jī)的耳機(jī)孔上，手機(jī)程序把數(shù)據(jù)經(jīng)過FSK編碼和PCM音頻編碼后通過放音程序播放；
2)3. 5mm四極道耳機(jī)插頭直接接在取電電路的電量感應(yīng)端，通過取電電路獲取電量；
3)取電電路接在電容積分電路上，收到的聲音信號是經(jīng)過FSK編碼處理的信號，電容積分電路通過電容耦合將信號傳輸給低功耗16位單片機(jī)；
4)單片機(jī)上的程序解碼FSK信號，將安全芯片所需的IS07816串行數(shù)據(jù)發(fā)給安全芯
片;
5)安全芯片經(jīng)過處理后同樣把數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)編碼后通過IO端ロ發(fā)送給手機(jī);
6 )手機(jī)通過錄音程序接收音頻數(shù)據(jù)，再進(jìn)行解碼，還原出數(shù)據(jù)。這樣用戶通過手機(jī)上程序進(jìn)行認(rèn)證和支付的時(shí)候需要插入支付器到耳機(jī)上，認(rèn)證數(shù)據(jù)和支付交易數(shù)據(jù)會傳輸?shù)街Ц镀髦型瓿呻娮雍灻?。電子簽名和支付交易信息通過移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到第三方支付公司或者銀行進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證通過，則完成支付交易。2、線下支付
智能手機(jī)的普及促成了移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的井噴式發(fā)展，也給近距離無線通信技術(shù)帶來了更為廣闊的應(yīng)用空間。目前，主流近距離無線通信技術(shù)主要包括NFC和RFID。由于這兩項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)都存在或多或少的硬傷，導(dǎo)致它們都并沒有在移動終端領(lǐng)域獲得大規(guī)模應(yīng)用。本發(fā)明對于線下支付通過聲音載波的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，因此，為線下支付提供了一種全新的移動支付方式“聲波支付”?；诙叹嚯x的聲波通信技術(shù)，可以充分利用移動終端固有的音頻播放和錄制功能，在不增加和修改硬件條件下，即可在移動終端(如手機(jī)、PDA、PAD等)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、PC和智能控件工具間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)十厘米內(nèi)的數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)具有近乎零成本、方便易用和快捷等特點(diǎn)。在支付處理這個(gè)環(huán)節(jié)，安裝在商家的支付終端類似于目前刷卡消費(fèi)過程中的POS機(jī)，或者安裝在POS機(jī)上的支付模塊。用戶下載相應(yīng)應(yīng)用程序并將其安裝到手機(jī)上，遇到需要用手機(jī)進(jìn)行線下(近場)支付，即通常所說的“刷手機(jī)”消費(fèi)的場景，由商家輸入支付信息，支付終端彈出“確認(rèn)支付”界面，點(diǎn)擊確認(rèn)后將手機(jī)靠近支付終端上顯示出的感應(yīng)區(qū)域，手機(jī)發(fā)出細(xì)小的聲音與支付終端之間進(jìn)行信息傳輸；待支付完成的提示彈出后打印憑條，交易完成。線下支付比較適合于小額支付。手機(jī)上下載安裝聲波支付程序，商家的POS機(jī)可以通過串ロ等外設(shè)端ロ掛接支付模塊，或者直接采用本發(fā)明研發(fā)的專用終端支付設(shè)備。手·機(jī)支付程序同樣對數(shù)據(jù)進(jìn)行FSK編碼和PCM編碼后進(jìn)行播放，商家端的支付模塊或設(shè)備錄音聲音后進(jìn)行解碼和數(shù)據(jù)還原?；具^程和前面的在線支付類似，但是由于通過聲音的載波通信，很容易受到干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)混亂。分析干擾源有兩種，第一種是背景白噪聲，這個(gè)可以通過濾波器進(jìn)行過濾；第二種是手機(jī)上的背景音樂，或者是環(huán)境中的背景人聲等，這種干擾的頻譜可能和數(shù)據(jù)編碼的頻譜類似，這樣很難過濾棹。為了解決這個(gè)問題，本發(fā)明是采用對編碼數(shù)據(jù)增加額外的水印信號，這樣接收器可以對比水印判斷出信號是數(shù)據(jù)還是干擾。除了以上處理，應(yīng)用層還需實(shí)現(xiàn)通信差錯(cuò)控制，通過對數(shù)據(jù)做校驗(yàn)比較，如果在某個(gè)聲音頻率上出現(xiàn)超時(shí)的數(shù)據(jù)發(fā)送校驗(yàn)失敗，則手機(jī)端和商家端設(shè)備同時(shí)跳頻選擇下ー個(gè)頻率進(jìn)行載波通信，這樣通過跳頻技術(shù)保障載波通信在復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)性。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明的要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種基于安全芯片和聲音載波通信的手機(jī)支付器，其特征是，包括 (1)雙界面接口采用USB和音頻雙界面通信接口 ； (2)無源取電模塊采用音頻取電方案，通過取電和存電的電路收集音頻信號上的能量，并暫存，以滿足密碼運(yùn)算部件耗費(fèi)電能的運(yùn)算所需； (3)聲音載波通信模塊采用音頻編碼方案，進(jìn)行IS07816數(shù)據(jù)傳輸；IS07816規(guī)范中的命令和相應(yīng)，分別由移動終端的軟件和支付器的固件進(jìn)行編碼，并調(diào)制到音頻波段，由對方還原成IS07816數(shù)據(jù)； (4)不對稱通信架構(gòu)使設(shè)備在取電和存電后3秒內(nèi)能訪問和使用安全芯片； (5)安全芯片支持標(biāo)準(zhǔn)的SMl算法、SM2算法和RSA算法，支持PKI應(yīng)用；安全芯片上存儲用戶的私鑰和證書，提供強(qiáng)身份認(rèn)證和基于公鑰技術(shù)的支付。
2.一種基于安全芯片和聲音載波通信的支付方法，其特征是，包括 (1)在線支付 1)手機(jī)支付器插在手機(jī)的耳機(jī)孔上，手機(jī)程序把數(shù)據(jù)經(jīng)過FSK編碼和PCM音頻編碼后通過放音程序播放； 2)3. 5mm四極道耳機(jī)插頭接在取電電路的電量感應(yīng)端,通過取電電路獲取電量； 3)取電電路接在電容積分電路上，收到的聲音信號是經(jīng)過FSK編碼處理的信號，電容積分電路通過電容耦合將信號傳輸給16位單片機(jī)； 4)單片機(jī)上的程序解碼FSK信號，將IS07816串行數(shù)據(jù)發(fā)給安全芯片； 5)安全芯片經(jīng)過處理后把數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)編碼后通過IO端口發(fā)送給手機(jī)； 6)手機(jī)通過錄音程序接收音頻數(shù)據(jù)，再進(jìn)行解碼，還原出數(shù)據(jù)； 用戶通過手機(jī)上程序進(jìn)行認(rèn)證和支付的時(shí)候，插入支付器到耳機(jī)上，認(rèn)證數(shù)據(jù)和支付交易數(shù)據(jù)會傳輸?shù)街Ц镀髦型瓿呻娮雍灻?，電子簽名和支付交易信息通過移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到第三方支付公司或者銀行進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過，則完成支付交易； (2)線下支付 手機(jī)上下載安裝聲波支付程序，商家的POS機(jī)可以通過外設(shè)端口掛接支付模塊，或者直接采用手機(jī)支付器；手機(jī)支付程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行FSK編碼和PCM編碼后進(jìn)行播放，商家端的支付模塊或設(shè)備錄音聲音后進(jìn)行解碼和數(shù)據(jù)還原。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于安全芯片和聲音載波通信的支付方法，其特征是線下支付中對編碼數(shù)據(jù)增加水印信號，這樣接收器能對比水印判斷出信號是數(shù)據(jù)還是干擾。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于安全芯片和聲音載波通信的支付方法，其特征是線下支付中對應(yīng)用層還實(shí)現(xiàn)通信差錯(cuò)控制，對數(shù)據(jù)做校驗(yàn)比較，如果在某個(gè)聲音頻率上出現(xiàn)超時(shí)的數(shù)據(jù)發(fā)送校驗(yàn)失敗，則手機(jī)端和商家端設(shè)備同時(shí)跳頻選擇下一個(gè)頻率進(jìn)行載波通 目。
全文摘要
一種基于安全芯片和聲音載波通信的手機(jī)支付器及支付方法，支付的安全技術(shù)通過安全芯片內(nèi)置的密碼算法解決，可支持基于PKI的強(qiáng)認(rèn)證機(jī)制。支付器采用無源式設(shè)計(jì)，內(nèi)部采用了取電和存電的電路，無需使用電池和外接電源即可工作。采用聲音載波通信和不對稱通信架構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)，使得設(shè)備在取電和存電后3秒內(nèi)可以訪問和使用安全芯片。本發(fā)明提供的手機(jī)支付器增加了用戶使用體驗(yàn)感，操作簡單，減小成本和系統(tǒng)復(fù)雜性，提高系統(tǒng)的性能和可靠性，非常適合在各類手機(jī)、PAD等移動終端上進(jìn)行安全移動支付的應(yīng)用。
文檔編號G06Q20/32GK102855561SQ20121026853
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者冷健 申請人:長沙銳得信息科技有限公司