CN105205944A - 一种基于智能终端的自助存取系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动终端的掌纹认证ATM机自助存取系统的双因素认证机制的实现方法，包括移动终端部分和ATM机部分。移动终端带有摄像功能的智能手机，可自动获取每个用户所特有的掌纹图像信息，并将掌纹图像信息加以加密处理后发送到ATM机，并进行下一步的存取操作；ATM机用于接收并验证由移动终端传送来的掌纹加密信息，通过基于掌纹和手机IMEI码的双因素认证协议进行用户身份认证，若验证正确则进行ATM机后续操作。本发明的优势在于本作品创新性地取代了传统基于银行卡和密码的用户认证方式，采用了全新的认证机制与设备组成方式，最大程度地简化用户身份认证步骤，提高了用户使用的便捷性，去除了认证设备，进一步减小设备大小，并降低了设备的生产成本。

Description

一种基于智能终端的自助存取系统

技术领域

本发明属于移动平台以及嵌入式平台技术领域，更为具体地讲，是一种基于智能终端的自助存取系统。

背景技术

随着经济的飞速发展，人们的消费水平日益提高，消费购物的支付手段也变的多种多样。目前提款存款及消费支付主要分为线上支付操作和线下存取支付，由于人们安全意识逐渐提高，线上支付绝大多数都有安全保证，但是线下的存取及支付(例如ATM机和POS机)仍然存在着安全漏洞。

为满足广大用户日益增长的使用需求，银行ATM机大量布设，ATM机使用频率快速提高，针对传统的利用磁性代码卡或智能卡实现金融交易的ATM机自助服务的安全漏洞成为犯罪分子实施犯罪的主要目标。

现有的ATM机用户认证需要同时满足银行卡和密码，缺一不可。这不仅增加了使用的繁琐性也产生了一系列关于银行卡和密码的安全隐患。银行卡虽然便携但也同时带来了不便，不法分子通过在自助银行门禁系统上安装读卡器，在ATM机上安装针式微型摄像机，盗取银行卡账号信息和提款密码，然后利用克隆银行卡实施犯罪行为。有的是利用持卡人安全意识的缺乏，采取吸引持卡人注意力的方法，趁机调换持卡客户信用卡，直接盗取客户银行卡，给客户造成吞卡的假象，诱使持卡客户拨打事先预留在ATM机上的虚假客服电话，骗取客户密码。或利用虚假短信，谎称消费确认等手段，骗取被害人泄露银行卡号信息和密码，并在ATM机等自助设备上实施盗窃。密码虽然易记但也易破解泄露，被非法设备获取而造成财产损失的例子不在少数。近年来金融系统针对以上问题提出了许多解决方案，例如视频监控、插卡口增加磁场强度传感器、利用图像处理技术分析等。但他们仍存在着监控不及时、辨别准确度低、易受干扰等问题，难以从根本上解决ATM机的安全隐患。

目前ATM机POS机的认证方式为基于银行卡和密码的双因素认证机制，但在科技平民化的发展趋势下，这种加密方式已然不能百分百的保证用户的信息安全。人们也逐渐地从由数学问题上的加密认证逐渐地向生物信息特征加密过渡。近几年，指纹、虹膜等人们所独有的生物特征信息被发掘出来，并多数用于各种保密单位。随着人们的自我信息安全保护地意识越来越高，人们也把指纹信息认证应用到手机或者PC上，但是由于指纹信息的获取需要特制的传感器，而且指纹认证的算法比较复杂，对于移动终端来说需要增加额外的设备增添新的处理器，不仅增加了成本也增加了工艺难度。而简化验证算法却会导致指纹认证的不精确，这会造成更加严重的问题。虹膜认证应用实现难度更大，因为其对获取信息的设备要求更高，识别技术难度更大，因此虹膜认证一般只会应用在在机密单位或者保存机密文件的地方，并不能很好的应用在我们日常的生活中。反观掌纹识别，掌纹包含的信息丰富，利用其线特征、点特征、纹理特征、几何特征都可以确定一个人的身份，这也使掌纹认证成为了众多生物信息认证中的准确度较高的一种。相对于指纹信息认证和虹膜信息认证，掌纹信息的获取对传感器的要求很低，市场上现有的手持移动终端自带的摄像头都可满足其需求，而且算法实现相对容易，精确度有良好的保证，运行处理时间短，因此是个非常好的选择。

发明内容

本发明的目的在于针对ATM机等线下存取及支付系统现存的安全漏洞问题，提出一种基于智能终端的自助存取系统，利用掌纹生物特征识别和双因素认证机制算法，提高线下存取系统的安全性。

为实现上述发明目的，本发明基于智能终端的自助存取系统，包括以下步骤：

1.用户在使用前，先到所对应的银行办理及注册：

1.1)填完个人的基本信息后，根据银行办公人员提示连接到银行的WIFI，根据银行相关工作人员的指导下载安装掌纹识别APP，打开，首次登陆需设置打开应用的图案解锁密码。

1.2)利用设置好的图案解锁密码打开应用并解锁，应用会提示用户提取掌纹信息，用户将手掌放在手机摄像头下，设备自动完成掌纹提取。

1.3)完成掌纹提取后，将掌纹信息和用户手机的IMEI码经过双因素认证机制算法加密后发送到银行注册系统中。

1.4)银行办公人员将用户填好的个人信息填写进银行端的注册页面中，并将其保存进银行数据库中。

1.5)数据保存后，银行注册系统会将用户的IMEI和掌纹信息以及登录时所需的秘钥通过双因素认证机制算法加密后发送到用户的手机，手机应用在收到信息后，利用之前用户绘制的图案密码对其进行加密并保存在用户手机，完成注册。

(1)用户使用ATM机时，将在银行端注册过的手机连接到ATM机的自助局域网。

(2)用户打开手机上的掌纹识别ATM机App，利用在银行端设置的图案密码解锁应用，跳转到步骤3.1：

3.1)应用提示用户进行掌纹登录，用户需将在银行注册时使用的手掌放在手机的摄像头下，进行掌纹信息获取。

3.2)提取掌纹信息后，手机应用端将获取的掌纹信息以及保存在手机内部的注册信息通过双因素认证机制算法加密后发送到ATM机，ATM机向银行获取用户的秘钥并通过双因素认证机制算法进行认证，并判断是否通过；

如果认证通过，进入用户操作界面，进行步骤3.3；

如果认证没通过，弹窗提示认证失败，用户可以选择退出或重新获取掌纹；如果连续3次认证没通过，ATM机则向银行提出封存用户的账号，并提示用户需要去银行办理解封账户，以保证用户账户的安全。

3.3)根据双因素认证机制，登录成功后，ATM机会新生成秘钥代替原来保存在用户手机内的秘钥，用新生成的秘钥加密的IMEI和原始掌纹信息代替原来保存在用户手机内的用原始秘钥加密的IMEI和原始掌纹信息，并发送到银行更新数据库。

(4)在用户成功登录后，手机应用端自动跳转到用户的操作界面，用户可在手机上进行查询，取款，存款和转账操作；

4.1)用户点击查询功能后，手机应用会将查询信号发送到ATM机，ATM机接收信号后，向银行发送请求查询信号，并把登录者的账号即用户手机的IMEI发送到银行，接收到银行返回结果后，将结果发送到用户手机，显示信息给用户。

4.2)用户点击取款功能后，应用会提示用户输入金额，在用户确定后，手机端会先向ATM机发送查询信号，ATM机接收信号后，向银行发送请求查询信号，判断用户的余额是否不足；如果不足，则提示用户“您的余额已不足”；

如果余额大于输入金额，银行端进行扣除账户相应取款费用，处理完成后向ATM发送成功信号及扣款金额，ATM机进行吐钱操作，把相应的钱数吐出。

4.3)用户点击存款功能后，手机端应用发送存款信号到ATM机，ATM接收到信号后，提示用户进行存钱操作并点击确定，ATM机并将收入的钱数发给手机，用户确认无误后再点击确认，手机发送确认存款信号给ATM机，ATM机收到确认存款信号后发送存款信号给银行，银行处理成功后，发送成功信号给ATM机，ATM机将吞入的钱收入ATM机内的保险箱，然后发送存款成功信号给手机，手机提示用户存款成功。

如果用户发现错误或者取消存款则点击取消，手机发送取消存款信号给ATM机，ATM机将吞入的钱吐出。

4.4)用户点击转账功能后，应用提示用户输入要给转账的账号和转账的金额，在用户点击确认后，向ATM机发送查询信号判断余额是否足够，若余额足够，则将账户信息和金额以及转账信号发送给ATM机；

如果不足，将提示用户并跳转功能菜单。

4.5)ATM机接收到后，把账户信息和金额还有转账信号发送给银行，银行处理后，将成功信号发送给ATM机，ATM机接收到成功信号后发送转账成功信号发给手机，提示用户转账成功。

(5)用户在使用完后，点击应用上的退出按钮，发送退出信号给ATM机并安全退出，ATM机重置，使用结束。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提出了一种基于智能终端的自助存取系统的身份认证的实现方法，目标系统在掌纹信息认证机制算法的基础上，并利用手机的IMEI的唯一性，进行安全认证后登录并操作。本发明的优势在于取代了传统的基于银行卡和密码的用户认证方式，采用了掌纹认证与手机IMEI码相结合的双因素认证方式，最大程度的简化认证步骤，提高了用户使用的便捷性。并且采用用户随身携带的智能终端与ATM机相结合，去除其他认证设备，进一步减小设备大小并降低了设备的生产成本。

附图说明

图1是本发明基于智能终端的自助存取系统的具体实现方式的结构示意图

图2是本发明基于智能终端的自助存取系统具体实现方式的流程图

图3是本发明基于双因素认证机制算法的注册阶段结构图

图4是本发明基于双因素认证机制算法的登录阶段结构图

图5是手机端应用首次登录设置图案密码界面

图6是手机端应用成功登录后的用户操作界面

图7是手机端应用用户进行用户查询操作界面

图8是手机端应用用户进行取款操作界面

图9是手机端应用用户进行存款操作界面

图10是手机端应用用户进行转账操作界面

具体实施方式

下面结合附图对具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

图1是本发明基于智能终端的自助存取系统一种具体实施方式的结构示意图

在本实施例中，如图1所示，手机应用端是11，用户需要通过11在ATM机13上进行登陆并通过11对13进行操作。11和13的通信必须要通过双因素认证机制算法12，以保证11和13之间的通信安全。

本例中，为保证用户注册的顺利进行和增加银行单位时间内可接待顾客的人数，用户首先要先在11上下载本发明中的APP，并进行安装，然后去银行进行注册，注册的阶段也要通过双因素认证机制算法12，注册成功后，用户的基本信息以及账户信息及11的IMEI和12中所用的秘钥保存在银行的数据库14中，用秘钥加密的11的IMEI和用户的掌纹信息以及秘钥通过用户设置的图案密码加密保存在11上。

用户在使用ATM机时，先用图案密码解锁进入11上的应用，11将会提示用户进行掌纹认证，在获取到用户的掌纹后，利用保存在11上的秘钥通过12将保存在11上的原始秘钥信息和IMEI的密文以及新获取的掌纹信息发送到13上，13访问14获得用户的秘钥，经过12进行验证。若认证成功，通过12发送成功信号给11；若失败，发送错误信号给11，并记录失败次数，若失败次数超过限制，则发送信号给14,封存账户，并发送提示信号给11，提醒用户到银行解封。

登录成功后，13将自己生成新的秘钥将在13上解密出来的原始掌纹信息和IMEI进行加密，并通过12将新生成的秘钥以及加密好的密文发送给11，代替原始的保存的信息。13也会将新的秘钥发送给14代替原始的秘钥。

登录成功后，11上的应用将自动跳转到用户操作界面，用户可以通过11对ATM机进行操作，完成账户查询，取款，存款和转账的操作。

在用户完成操作后，通过11进行安全退出，11将经过12发送退出信号给13,13将进行重置。

图2是本发明基于智能终端的自助存取系统具体实施方式的流程图

在本实施例中，如图2所示，基于智能终端的掌纹识别ATM机自助存取系统的使用步骤为：

步骤101：用户在要注册的手机上下载APP并成功安装；

步骤102：用户在初次登录时要绘制图案密码；

步骤103：用户在银行注册时在连接到银行指定的局域网后，解锁图案密码后要进行掌纹信息获取；

步骤104：在获取完成后将手机的IMEI和注册的掌纹信息发送到银行，银行办公人员将用户的个人信息输入并生成秘钥和用户手机的IMEI一起保存到银行的数据库中；

步骤105：保存数据库后，银行端用随机生成的秘钥将注册手机的IMEI和用户的掌纹信息加密后发送给用户手机，并生成注册码，用注册码加密随机生成的秘钥发送给用户手机，用户在手机上输入注册码获得秘钥，并和银行发送过来的信息一起保存在手机后，注册完成；

步骤106：用户用手机进行ATM机登录时，要先连接ATM机的自组局域网；

步骤107：用户进入应用输入图案密码解密；

步骤108：获取用户登录用的掌纹信息；

步骤109：登录过程手机先将手机的IMEI发送给ATM机，ATM机向银行请求获取相对应的秘钥；

步骤110：通过双因素认证机制算法将手机内保存的信息和新获取的掌纹信息发送给ATM机；

步骤111：进行新旧掌纹信息比对，判断是否成功；

步骤112：认证失败后，失败次数加1，并判断失败次数是否超过限制的失败次数；

步骤113：失败次数超过限定的次数后，ATM机向银行发送封存账户信息的请求；

步骤114：ATM机向手机发送信号，提示账户需要到银行办理解封手续；

步骤115：认证成功后，ATM机随机生成新的秘钥并用新的秘钥加密手机的IMEI和原始掌纹信息发送给手机，代替注册或上一次登录成功后保存的信息。进入用户操作界面；

步骤116：判断用户是否点击了安全退出；

步骤117：用户进行查询操作；

步骤118：向ATM机发送查询信号；

步骤119：ATM机向银行发送查询信号；

步骤120：银行返回查询结果；

步骤121：ATM机将结果发送给手机；

步骤122：用户进行取款操作输入金额；

步骤123：向ATM机发送查询信号，查询余额是否足够，如果不够，提醒用户余额不足；

步骤124：余额足够时，向ATM机发送取款操作；

步骤125：ATM机向银行发送取款信号，修改银行数据库；

步骤126：ATM机收到银行的操作成功信号后，进行吐钱操作，并向手机发送取款成功信号；

步骤127：用户进行存款操作；

步骤128：向银行发送存款信号；

步骤129：ATM机打开存钱口，待用户放入钱后，将钱吞入并返回金额数给手机端，等待用户确认；

步骤130：用户确认后，手机向ATM机发送确认存款信号；

步骤131：ATM机向银行发送存款信号

步骤132：ATM机收到银行的存款成功信号后，将钱移入到ATM机内部的保险箱中，并向手机发送存款成功信号；

步骤133：用户进行转账操作输入账号和金额；

步骤134：向ATM机发送查询信号，查询余额是否足够，如果不够，提醒用户余额不足，并且查询账户是否存在，若不存在，提醒用户账户不存在；

步骤135：余额足够并且用户存在时，向ATM机发送转账信号以及转账的用户及金额；

步骤136：ATM机将信息和转账信号发送给银行；

步骤137：ATM机接收到银行发送的转账成功信号后，向手机发送转账成功信号；

步骤138：向ATM机发送退出信号；

步骤139：接收到退出信号后，ATM机将进行重置。

图3是本发明基于双因素认证机制算法的注册阶段结构图

步骤1001：手机发送消息注册信号给注册系统；

步骤1002：注册系统随机生成注册号S和主秘钥K0，后以MD5(S)为秘钥对K0进行SMS4加密，并发送给手机。在手机上输入注册号S，并解密得到K0的MD5哈希值；

步骤1003：录取掌纹信息，并进行特征提取，得到特征值PW0，将PW0和手机的IMEI的MD5哈希值作为数据包，连接起来。并以K0的MD5值作为秘钥对其进行SMS4加密。公式如下：

SMS4_MD5(K0)(PW0||MD5(IMEI)||H1)

其中H1＝MD5(PW0||MD5(IMEI))将加密后的信息发送到注册系统；

步骤1004：在注册系统以K0的MD5哈希值作为秘钥进行解密，先进行数据包验证，看所发的数据是否在传送中出现差错丢包现象。正确的话，随机生成秘钥x和秘钥K1。并以下面的公式进行加密:

SMS4_MD5(K0)(SMS4_MD5(x)(PW0||MD5(IMEI)||MD5(K1)||H1))

其中H1＝MD5(PW0||MD5(IMEI))发送到手机端，手机端接收到消息后，以MD5(K0)作为秘钥进行解密，并进行数据包验证，验证成功后，保存x和MD5(K1)。并发回成功信号；

步骤1005：注册系统收到成功信号后，将K1和x保存到银行数据库中；

步骤1006：保存成功后返回成功信号，注册完成。

图4本发明基于双因素认证机制算法的登录阶段结构图

步骤10001：在点击登录后，手机发送登录信号发到ATM机；

步骤10002：在接收到登录信号后，发送登录确认信号到手机；

步骤10003：手机在接收到登录确认信号后，发送MD5(IMEI)到ATM机；

步骤10004：ATM机向银行发送查询秘钥K1和X的请求

步骤10005：ATM机得到秘钥K1和X

步骤10006：ATM机生成随机数b并开启定时器，以如下公式：

SMS4_(MD5(K))(MD5(b))

进行加密并发送给手机端；

步骤10007：手机端接收到信息后以MD5(k)作为秘钥进行解密，得到MD5(b)，后获取登录掌纹信息以如下公式进行加密：

SMS4_(MD5(b))(PW1||SMS4_MD5(x)(PW0||MD5(IMEI)||H1)

其中H1＝MD5(PW0||MD5(IMEI))发送到ATM机；

步骤10008：接收到信息后，以MD5(b)作为秘钥进行解密并验证数据是否正确，如果正确用MD5(x)作为秘钥解密出注册时的PW0并与PW1进行计算，判断是否认证成功，如果成功重新生成秘钥k’和秘钥x’，并以如下的公式

SMS4_(MD5(k))(SMS4_MD5(x’)(PW0||MD5(IMEI))||MD5(k’)||H1)

其中H1＝MD5(PW0||MD5(IMEI))否则发送失败信号。重新认证，b失效，手机接收到信息后以MD5(b)作为秘钥进行解密，并进行数据验证，如果正确则发送成功信号ATM机，并用，MD5(k’)代替原有的信息；

步骤10009：ATM机向银行提出申请用k’和x’代替秘钥k和秘钥x。

图5是手机端应用首次登录设置图案密码界面

此界面是用户首次使用应用的时候，需要绘制进入应用的图案密码。

图6是手机端应用成功登录后的用户操作界面

此界面是用户登录成功后，进入的用户操作界面，用户通过此界面对ATM机进行操作

图7是手机端应用用户进行用户查询操作界面

此界面是用户进行账户查询操作时，显示用户信息和余额的界面。

图8是手机端应用用户进行取款操作界面

此界面是用户进行取款操作时，让用户选择取款的金额的界面。

图9是手机端应用用户进行存款操作界面

此界面是用户进行存款操作时，确认存款金额并确认进行存款操作的界面。

图10是手机端应用用户进行转账操作界面

此界面是用户进行转账操作时，让用户输入账号和转账金额并确认转账的界面。

Claims (1)

1.一种基于智能终端的掌纹识别ATM机的使用，包括以下步骤：

(1)用户在使用前，先到所对应的银行办理及注册：

1.1)填完个人的基本信息后，根据银行办公人员提示连接到银行的WIFI，根据银行相关工作人员的指导下载安装掌纹识别APP，打开，首次登陆需设置打开应用的图案解锁密码。

1.2)利用设置好的图案解锁密码打开应用并解锁，应用会提示用户提取掌纹信息，用户将手掌放在手机摄像头下，设备自动完成掌纹提取。

1.3)完成掌纹提取后，将掌纹信息和用户手机的IMEI码经过双因素认证机制算法加密后发送到银行注册系统中。

1.4)银行办公人员将用户填好的个人信息填写进银行端的注册页面中，并将其保存进银行数据库中。

1.5)数据保存后，银行注册系统会将用户的IMEI和掌纹信息以及登录时所需的秘钥通过双因素认证机制算法加密后发送到用户的手机，手机应用在收到信息后，利用之前用户绘制的图案密码对其进行加密并保存在用户手机，完成注册。

(2)用户使用ATM机时，将在银行端注册过的手机连接到ATM机的自组局域网。

(3)用户打开手机上的掌纹识别ATM机App，利用在银行端设置的图案密码解锁应用，跳转到步骤3.1：

3.1)应用提示用户进行掌纹登录，用户需将在银行注册时使用的手掌放在手机的摄像头下，进行掌纹信息获取。

3.2)提取掌纹信息后，手机应用端将获取的掌纹信息以及保存在手机内部的注册信息通过双因素认证机制算法加密后发送到ATM机，ATM机向银行获取用户的秘钥并通过双因素认证机制算法进行认证，并判断是否通过；

如果认证通过，进入用户操作界面，进行步骤3.3；

如果认证没通过，弹窗提示认证失败，用户可以选择退出或重新获取掌纹；如果连续3次认证没通过，ATM机则向银行提出封存用户的账号，并提示用户需要去银行办理解封账户，以保证用户账户的安全。

3.3)根据双因素认证机制，登录成功后，ATM机会新生成秘钥代替原来保存在用户手机内的秘钥，用新生成的秘钥加密的IMEI和原始掌纹信息代替原来保存在用户手机内的用原始秘钥加密的IMEI和原始掌纹信息，并发送到银行更新数据库。

(4)在用户成功登录后，手机应用端自动跳转到用户的操作界面，用户可在手机上进行查询，取款，存款和转账操作；

4.1)用户点击查询功能后，手机应用会将查询信号发送到ATM机，ATM机接收信号后，向银行发送请求查询信号，并把登录者的账号即用户手机的IMEI发送到银行，接收到银行返回结果后，将结果发送到用户手机，显示信息给用户。

4.2)用户点击取款功能后，应用会提示用户输入金额，在用户确定后，手机端会先向ATM机发送查询信号，判断用户的余额是否不足；

如果不足，则提示用户“您的余额已不足”；

如果余额大于输入金额，银行端进行扣除账户相应取款费用，处理完成后向ATM发送成功信号及扣款金额，ATM机进行吐钱操作，把相应的钱数吐出。

4.3)用户点击存款功能后，手机端应用发送存款信号到ATM机，ATM接收到信号后，提示用户进行存钱操作并点击确定，ATM机并将收入的钱数发给手机，用户确认无误后再点击确认，手机发送确认存款信号给ATM机，ATM机收到确认存款信号后发送存款信号给银行，银行处理成功后，发送成功信号给ATM机，ATM机将吞入的钱收入ATM机内的保险箱，然后发送存款成功信号给手机，手机提示用户存款成功。

如果用户发现错误或者取消存款则点击取消，手机发送取消存款信号给ATM机，ATM机将吞入的钱吐出。

4.4)用户点击转账功能后，应用提示用户输入要给转账的账号和转账的金额，在用户点击确认后，向ATM机发送查询信号判断余额是否足够，若余额足够，则将账户信息和金额以及转账信号发送给ATM机；

如果不足，将提示用户并跳转功能菜单。

4.5)ATM机接收到后，把账户信息和金额还有转账信号发送给银行，银行处理后，将成功信号发送给ATM机，ATM机接收到成功信号后发送转账成功信号发给手机，提示用户转账成功。

(5)用户在使用完后，点击应用上的退出按钮，发送退出信号给ATM机并安全退出，ATM机重置，使用结束。