CN103108277A - 基于手机客户端的空中业务实现方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及手机支付技术领域，提供了一种基于手机客户端的空中业务实现方法及系统，其中该系统包括：SIM卡，用于维护脱机钱包和射频协议集，通过与数据交互区交互接收手机客户端指令进行业务处理，并返回业务处理结果至手机客户端；数据交互区，分别与SIM卡和手机客户端交互，该数据交互区为SIM卡短信未发送区域；手机客户端，为用户提供可视化的操作界面，通过与数据交互区交互发送指令至SIM卡并接受SIM卡的业务处理结果，通过与空中圈存服务系统交互完成用户的合法性校验和圈存服务；空中圈存服务系统，与手机客户端交互，为手机客户端提供业务接入，管理圈存用户信息，提供支付网关功能，管理圈存交易记录。本发明易用性好，交易成功率高。

Description

基于手机客户端的空中业务实现方法及系统

技术领域

本发明涉及手机支付技术领域，特别是涉及一种基于手机客户端的空中业务实现方法及系统。

背景技术

空中圈存，即以手机支付的方式进行圈存，如通过手机打电话、短信、OTA（Over－the－Air Technology，空中下载技术）、菜单等方式即时将银行卡账户金额划转到手机卡钱包。相对于固定地点的传统圈存方式，移动支付大大提高了用户使用的便捷性，使用户在具备移动信号覆盖的区域就能够时时处处实现随心所欲的圈存操作。

现有的空中圈存普遍采用了OTA方案，请参阅图1所示，在此方案中，用户使用带有脱机电子钱包功能的手机，操作手机的STK（SIM Tool Kit，用户识别应用发展工具）菜单（SIM卡Subscriber Identity Module客户识别模块的缩写），通过空中圈存平台进行无线充值，空中充值系统通过计费协议与资金管理系统进行交互，请求扣款充值，通过SMS（Short Messaging Service，短消息服务）方式向用户的脱机电子钱包充值相应的金额，用户就可以使用手机进行各种脱机消费。

STK菜单方式在国内还不被大多数用户接受，特别是在智能手机越来越普及的时代，用户追求更加便捷的使用方式。OTA方案采用的是数据短消息作为上下行传递的媒介，因此其交易实时性较差，再加上上下行短信易于丢失或延迟，造成交易成功率较低。因此，OTA方案存在着易用性较差、交易成功率较低、系统复杂性较高、系统难于调测等诸多问题。

发明内容

本发明提供了一种基于手机客户端的空中业务实现方法及系统，旨在解决现有的OTA方案易用性较差、交易成功率较低的技术问题。

本发明采用如下技术方案：

一种基于手机客户端的空中业务实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S101、手机客户端向数据交互区存入获取卡序号指令短信，SIM卡通过数据交互区获取所述获取卡序号指令后向数据交互区存入卡序号信息短信；

S102、手机客户端通过HTTPS加密渠道将用户信息和卡序号提交至空中业务系统，空中业务系统根据卡序号从其密码管理系统中获取卡应用密钥并返回给手机客户端；

S103、手机客户端向数据交互区存入获取交易随机数指令短信，SIM卡通过数据交互区获取所述获取交易随机数指令后，按照规范生成交易随机数并存入数据交互区；

S104、手机客户端根据卡应用密钥、交易随机数和空中业务协议生成指令，向数据交互区存入指令短信；

S105、SIM卡通过数据交互区获取所述指令后根据空中业务协议执行指令，并将执行的指令结果存入数据交互区。

优选地，所述空中业务包括空中圈存、空中开卡和空中消费。

本发明还提供了一种基于手机客户端的空中圈存方法，所述方法包括如下步骤：

S201、手机客户端向数据交互区存入获取卡序号指令短信，SIM卡通过数据交互区获取所述获取卡序号指令后向数据交互区存入卡序号信息短信；

S202、手机客户端根据卡序号信息，通过运营商网络或无线网络向空中圈存服务系统发起充值请求；

S203、空中圈存服务系统完成银行圈存业务，获取卡应用密钥并返回给手机客户端；

S204、手机客户端向数据交互区存入获取交易随机数指令短信，SIM卡通过数据交互区获取所述获取交易随机数指令后，按照规范生成交易随机数并存入数据交互区；

S205、手机客户端根据卡应用密钥、交易随机数和空中业务协议生成充值指令，向数据交互区存入获取充值指令短信；

S206、SIM卡通过数据交互区获取所述充值指令后处理充值业务，并向数据交互区存入充值结果短信。

优选地，在所述步骤S201之前还包括如下步骤：

S200、手机客户端接收用户输入的圈存金额、圈存密码信息，触发空中圈存业务；

在所述步骤S206之后还包括如下步骤：

S207、手机客户端通过数据交互区获取到充值结果后提示用户充值结果，并自动向空中圈存服务系统上传充值流水。

优选地，所述数据交互区为SIM卡短信未发送区域。

优选地，在所述步骤S202中，所述充值请求内容包括用户手机号码、充值金额和SIM卡序号。

优选地，上述方法采用3级密钥体系，包括应用根密钥、卡应用密钥和工作密钥，其中：

应用根密钥为针对空中业务应用的原始密钥；

卡应用密钥为将应用根密钥和某张卡的卡序号按照约定的离散算法生成的某张卡的密钥；

工作密钥由卡应用密钥和SIM卡每次交互产生的交易随机数通过离散算法生成。

优选地，所述工作密钥在交易过程中由16字节卡应用密钥和8字节交易随机数经过两次DES加密和一次DES解密获取到。

优选地，所述步骤S104具体包括：

S1041、手机客户端获取到交易随机数后，按照空中业务协议生成交互指令，并将所述交互指令结合工作密钥按照加密指令算法生成密文指令；

S1042、手机客户端向数据交互区存入获取密文指令短信；

所述步骤S205具体包括：

S2051、手机客户端获取到交易随机数后，按照空中业务协议生成充值指令，并将所述充值指令结合工作密钥按照加密指令算法生成密文充值指令；

S2052、手机客户端向数据交互区存入获取密文充值指令短信。

优选地，所述步骤S105具体为：SIM卡通过数据交互区获取所述密文指令，根据所述加密指令算法对应的解密算法获取到明文指令，根据所述空中业务协议执行所述明文指令，并将执行的指令结果存入数据交互区；

所述步骤S206具体为：SIM卡通过数据交互区获取所述密文充值指令，根据所述加密指令算法对应的解密算法获取到明文充值指令，根据所述空中业务协议执行所述明文充值指令，并将充值结果存入数据交互区。

本发明还提供了一种基于手机客户端的空中圈存系统，所述系统包括SIM卡、数据交互区、手机客户端和空中圈存服务系统，其中：

所述SIM卡用于维护脱机钱包和射频协议集，通过与数据交互区交互接收手机客户端指令进行业务处理，并返回业务处理结果至手机客户端；

所述数据交互区分别与SIM卡和手机客户端交互；

所述手机客户端为用户提供可视化的操作界面，通过与数据交互区交互发送指令至SIM卡并接受SIM卡的业务处理结果，通过与空中圈存服务系统交互完成用户的合法性校验和圈存服务；

所述空中圈存服务系统与手机客户端交互，为手机客户端提供业务接入，管理圈存用户信息，提供支付网关功能，管理圈存交易记录。

优选地，所述数据交互区为SIM卡短信未发送区域。

本发明的有益效果在于：本发明使用目前主流的手机客户端方式完成空中圈存业务，通过SIM卡短信区作为数据交换区，解决了手机客户端与SIM卡不能交互的难题，易用性好，并且通过此方式增强了用户的操作体验感，提高了交易成功率，适应未来的业务拓展需求，对空中圈存业务大范围推广提供了契机。

附图说明

图1为现有技术中OTA方案的空中圈存系统示意图；

图2为本发明实施例1的空中业务流程图；

图3为本发明实施例2的空中圈存业务流程图；

图4为本发明实施例3的空中业务流程图；

图5为本发明实施例3的手机客户端和RFSIM卡的交互流程图；

图6为本发明实施例3中工作密钥生成算法示意图；

图7为本发明实施例3中加密指令算法示意图；

图8为本发明实施例4的空中圈存系统的组成示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本发明实施例1提供了一种基于手机客户端的空中业务实现方法。如图2所示，该方法包括下述步骤：

步骤S100：触发空中业务。

步骤S101：获取卡序号。手机客户端向数据交互区存入获取卡序号指令短信，SIM卡通过数据交互区获取该获取卡序号指令后向数据交互区存入卡序号信息短信。其中，数据交互区为SIM卡短信未发送区域。

步骤S102：获取卡应用密钥。手机客户端通过HTTPS（Hypertext TransferProtocol over Secure Socket Layer，以安全为目标的HTTP通道）加密渠道将用户信息和卡序号提交至空中业务系统，空中业务系统根据卡序号从其密码管理系统中获取卡应用密钥并返回给手机客户端。

步骤S103：获取交易随机数。手机客户端向数据交互区存入获取交易随机数指令短信，SIM卡通过数据交互区获取该获取交易随机数指令后，按照规范生成交易随机数并存入数据交互区。

步骤S104：根据卡应用密钥、交易随机数发送命令。手机客户端根据卡应用密钥、交易随机数和空中业务协议生成指令，向数据交互区存入指令短信。

其中，具体的指令集及其说明参见表1：

表1指令集

编号	命令	说明	备注
				1	0x10	寻卡指令	卡收到该指令返回8字节原始UID
2	0x20	取随机数	卡收到该指令返回8字节随机数
				3	0xC1	查询个人信息	卡收到该指令返回用户姓名、工号、余额
4	0xC2	充值命令	卡收到该指令将按充值金额充值卡余额
				5	0xC3	消费命令	卡收到该指令将按消费金额扣除卡余额
6	0xC4	开卡命令	卡接收到该指令将初始化个人信息

在表1所示的指令集中，本实施例所应用的业务领域除了空中圈存业务，还包括空中开卡、空中消费业务，并支持拓展更多的业务领域，譬如电子票务、身份识别、防伪、广告、积分兑换等。这些空中业务系统可应用于企业、校园一卡通领域。

步骤S105：获取指令执行结果。SIM卡通过数据交互区获取该指令后根据空中业务协议执行指令，并将执行的指令结果存入数据交互区。

本实施例使用目前主流的手机客户端方式完成各种空中业务，通过SIM卡短信区作为数据交换区，解决了手机客户端与SIM卡不能交互的难题，易用性好，并且通过此方式增强了用户的操作体验感，提高了交易成功率，适应未来的业务拓展需求。

实施例2：

本发明实施例2提供了一种基于手机客户端的空中圈存方法。如图3所示，该方法包括下述步骤：

步骤S200：触发空中圈存业务。手机客户端接收用户输入的圈存金额、圈存密码信息，触发空中圈存业务。

步骤S201：获取卡序号。手机客户端向数据交互区存入获取卡序号指令短信，SIM卡通过数据交互区获取该获取卡序号指令后向数据交互区存入卡序号信息短信。其中，数据交互区为SIM卡短信未发送区域。

步骤S202：发起充值请求。手机客户端根据卡序号信息，通过运营商网络或无线网络向空中圈存服务系统发起充值请求。其中，充值请求内容包括用户手机号码、充值金额和SIM卡序号。

步骤S203：获取卡应用密钥。空中圈存服务系统完成银行圈存业务，获取卡应用密钥并返回给手机客户端。其中，卡应用密钥用于保障手机客户端与SIM卡交互的数据安全。

步骤S204：获取交易随机数。手机客户端向数据交互区存入获取交易随机数指令短信，SIM卡通过数据交互区获取该获取交易随机数指令后，按照规范生成交易随机数并存入数据交互区。

步骤S205：根据卡应用密钥、交易随机数发送充值命令。手机客户端根据卡应用密钥、交易随机数和空中业务协议生成充值指令，向数据交互区存入获取充值指令短信。

步骤S206：获取充值结果。SIM卡通过数据交互区获取该充值指令后处理充值业务，并向数据交互区存入充值结果短信。

步骤S207：提示用户充值结果并上传充值流水。手机客户端通过数据交互区获取到充值结果后提示用户充值结果，并自动向空中圈存服务系统上传充值流水。

本实施例使用目前主流的手机客户端方式完成空中圈存业务，通过SIM卡短信区作为数据交换区，解决了手机客户端与SIM卡不能交互的难题，易用性好，并且通过此方式增强了用户的操作体验感，提高了交易成功率，适应未来的业务拓展需求，对空中圈存业务大范围推广提供了契机。

实施例3：

本发明实施例3提供了一种基于手机客户端的空中业务实现方法，该方法使用手机客户端结合RFSIM卡（Radio Frequency SIM，射频识别SIM卡）实现一卡通系统中的空中业务模块，主要包括空中圈存、空中开卡和空中消费业务。

图4描述了该方法的空中业务流程，图5描述了手机客户端和RFSIM卡的交互流程。该方法包括下述步骤：

步骤S300：触发空中业务。

步骤S301：获取卡序号。手机客户端向SIM卡短信未发送区域存入获取卡序号指令短信，RFSIM卡通过SIM卡短信未发送区域获取该获取卡序号指令后向SIM卡短信未发送区域存入卡序号信息短信。

步骤S302：获取卡应用密钥。手机客户端通过HTTPS加密渠道将用户信息和卡序号等信息提交至一卡通平台（也即空中业务系统），一卡通平台根据卡序号从一卡通的密码管理系统中获取卡应用密钥并返回给手机客户端。此密钥用于保证手机客户端与RFSIM卡的交互的数据安全。本实施例采用了3级密钥体系，详情如下：

1）应用根密钥：针对一卡通某具体应用的原始密钥；

2）卡应用密钥：将应用根密钥和某张卡的卡序号按照约定的离散算法生成的具体某张卡的密钥，要求一卡一密，也即一张RFSIM卡有单独的一个卡应用密钥；

3）工作密钥：用于保证手机客户端和RFSIM卡交互的数据安全，工作密钥由卡应用密钥和RFSIM卡每次交互产生的交易随机数通过离散算法生成。具体算法如图6所示，工作密钥在交易过程中由16字节卡应用密钥和8字节交易随机数经过两次DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）加密和一次DES解密获取到，其中每次生成的交易随机数只允许使用一次，下次交互必须使用新的交易随机数，因此每次生成的工作密钥也只能被使用一次。

步骤S303：获取交易随机数。手机客户端向SIM卡短信未发送区域存入获取交易随机数指令短信，RFSIM卡通过SIM卡短信未发送区域获取该获取交易随机数指令后，按照规范生成交易随机数并存入SIM卡短信未发送区域。

步骤S304：根据交易随机数生成交互指令并结合工作密钥生成密文指令。手机客户端获取到交易随机数后，按照空中业务协议生成交互指令，并将该交互指令结合工作密钥按照加密指令算法生成密文指令。具体算法如图7所示，以命令的8字节整数倍作为输入因子（如命令不足8字节整数倍则在其他以0XFF补足），使用8字节的工作密钥作为加密密钥，通过DES算法生成密文指令。

步骤S305：发送密文指令。手机客户端向SIM卡短信未发送区域存入获取密文指令短信。

步骤S306：解密密文指令并执行，获取执行结果。RFSIM卡通过SIM卡短信未发送区域获取该密文指令，根据图7加密指令算法对应的解密算法获取到明文指令，根据空中业务协议执行明文指令，并将执行的指令结果存入SIM卡短信未发送区域。

本实施例采用了3级密钥体系，进一步保证了手机客户端和RFSIM卡交互的数据安全，提高了本实施例应用的安全性能。

实施例4：

本发明实施例4提供了一种基于手机客户端的空中圈存系统。如图8所示，空中圈存系统1与银行系统2通信，空中圈存系统1包括：SIM卡11、数据交互区12、手机客户端13和空中圈存服务系统14，其中：

SIM卡11用于维护脱机钱包和射频协议集，通过与数据交互区12交互接收手机客户端13指令进行业务处理，并返回业务处理结果至手机客户端13。

通常手机客户端13是无法与SIM卡11直接交互的，为了解决这个难题，本发明采用了SIM卡短信区作为数据交互区12。数据交互区12分别与SIM卡11和手机客户端13交互。

手机客户端13为用户提供可视化的操作界面，增强系统的易用性，通过与数据交互区12交互发送指令至SIM卡11并接受SIM卡11的业务处理结果，通过与空中圈存服务系统14交互完成用户的合法性校验和圈存服务，有效地保证用户交易的安全性。

空中圈存服务系统14是提供空中圈存等诸多服务的综合交易系统，空中圈存服务系统14与手机客户端13交互，为手机客户端13提供业务接入，具备管理圈存用户信息，提供支付网关功能，管理圈存交易记录等功能。

此外，银行系统2负责将用户的银行卡、手机号和脱机电子钱包三方绑定，并录入到银行的圈存平台中，赋予其空中圈存权限。此外，银行还是用户账户资金的管理者，负责空中圈存资金的支付、清分和结算账户管理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于手机客户端的空中业务实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S101、手机客户端向数据交互区存入获取卡序号指令短信，SIM卡通过数据交互区获取所述获取卡序号指令后向数据交互区存入卡序号信息短信；

S102、手机客户端通过HTTPS加密渠道将用户信息和卡序号提交至空中业务系统，空中业务系统根据卡序号从其密码管理系统中获取卡应用密钥并返回给手机客户端；

S103、手机客户端向数据交互区存入获取交易随机数指令短信，SIM卡通过数据交互区获取所述获取交易随机数指令后，按照规范生成交易随机数并存入数据交互区；

S104、手机客户端根据卡应用密钥、交易随机数和空中业务协议生成指令，向数据交互区存入指令短信；

S105、SIM卡通过数据交互区获取所述指令后根据空中业务协议执行指令，并将执行的指令结果存入数据交互区。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空中业务包括空中圈存、空中开卡和空中消费。

3.一种基于手机客户端的空中圈存方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S201、手机客户端向数据交互区存入获取卡序号指令短信，SIM卡通过数据交互区获取所述获取卡序号指令后向数据交互区存入卡序号信息短信；

S202、手机客户端根据卡序号信息，通过运营商网络或无线网络向空中圈存服务系统发起充值请求；

S203、空中圈存服务系统完成银行圈存业务，获取卡应用密钥并返回给手机客户端；

S204、手机客户端向数据交互区存入获取交易随机数指令短信，SIM卡通过数据交互区获取所述获取交易随机数指令后，按照规范生成交易随机数并存入数据交互区；

S205、手机客户端根据卡应用密钥、交易随机数和空中业务协议生成充值指令，向数据交互区存入获取充值指令短信；

S206、SIM卡通过数据交互区获取所述充值指令后处理充值业务，并向数据交互区存入充值结果短信。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S201之前还包括如下步骤：

S200、手机客户端接收用户输入的圈存金额、圈存密码信息，触发空中圈存业务；

在所述步骤S206之后还包括如下步骤：

S207、手机客户端通过数据交互区获取到充值结果后提示用户充值结果，并自动向空中圈存服务系统上传充值流水。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述数据交互区为SIM卡短信未发送区域。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S202中，所述充值请求内容包括用户手机号码、充值金额和SIM卡序号。

7.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述方法采用3级密钥体系，包括应用根密钥、卡应用密钥和工作密钥，其中：

应用根密钥为针对空中业务应用的原始密钥；

卡应用密钥为将应用根密钥和某张卡的卡序号按照约定的离散算法生成的某张卡的密钥；

工作密钥由卡应用密钥和SIM卡每次交互产生的交易随机数通过离散算法生成。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述工作密钥在交易过程中由16字节卡应用密钥和8字节交易随机数经过两次DES加密和一次DES解密获取到。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S104具体包括：

S1041、手机客户端获取到交易随机数后，按照空中业务协议生成交互指令，并将所述交互指令结合工作密钥按照加密指令算法生成密文指令；

S1042、手机客户端向数据交互区存入获取密文指令短信；

所述步骤S205具体包括：

S2051、手机客户端获取到交易随机数后，按照空中业务协议生成充值指令，并将所述充值指令结合工作密钥按照加密指令算法生成密文充值指令；

S2052、手机客户端向数据交互区存入获取密文充值指令短信。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述步骤S105具体为：SIM卡通过数据交互区获取所述密文指令，根据所述加密指令算法对应的解密算法获取到明文指令，根据所述空中业务协议执行所述明文指令，并将执行的指令结果存入数据交互区；

所述步骤S206具体为：SIM卡通过数据交互区获取所述密文充值指令，根据所述加密指令算法对应的解密算法获取到明文充值指令，根据所述空中业务协议执行所述明文充值指令，并将充值结果存入数据交互区。

11.一种基于手机客户端的空中圈存系统，其特征在于，所述系统包括SIM卡、数据交互区、手机客户端和空中圈存服务系统，其中：

所述SIM卡用于维护脱机钱包和射频协议集，通过与数据交互区交互接收手机客户端指令进行业务处理，并返回业务处理结果至手机客户端；

所述数据交互区分别与SIM卡和手机客户端交互；

所述手机客户端为用户提供可视化的操作界面，通过与数据交互区交互发送指令至SIM卡并接受SIM卡的业务处理结果，通过与空中圈存服务系统交互完成用户的合法性校验和圈存服务；

所述空中圈存服务系统与手机客户端交互，为手机客户端提供业务接入，管理圈存用户信息，提供支付网关功能，管理圈存交易记录。

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