CN105279626A - 一种基于移动终端的双线架构快递信息保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对快递行业的信息化管理相关技术的研究，提出了一种基于移动终端的双线架构快递信息保护方法。本发明中，快递员收快递时，将用户隐私信息输入快递员客户端本地数据库中，使用掌纹认证代替传统签字认证，同时根据快递信息生成唯一二维码贴在快递上；其次，通过改进SQLCipher加密数据库实现对快递信息的封锁，保证了快递信息的安全性；在快递运输时，用户隐私信息通过扫二维码在快递员之间通过蓝牙传输，将快递员、快递公司等与用户隐私信息相隔离，而快递还是通过传统物流网运输；为提高快递业务的效率，提出了基于网状结构的定向推出式分拣模型，设计了基于Floyd算法的路径优化方案，使得分拣模型与路径优化方案相互配合，相得益彰。

Description

一种基于移动终端的双线架构快递信息保护方法

技术领域

本发明涉及物流系统领域，特别涉及快递系统和快递信息系统的新架构的提出。

技术背景

近两年，随着电子商务的急速发展，中国快递业务依然持续着快速增长的良好势头。根据邮政局2013年10月公布的邮政行业运行情况，2013年1-10月，全国规模以上快递服务企业业务量累计完成70.3亿件。中国的GDP每增长1％，中国快递业就将以2.9％，相当于3倍的速度增长；物流费用占GDP的比例每降低1个百分点，就可带来4000多亿元的经济效益，对降低制造业成本、进而拉低物价水平有重要意义。由此可见中国快递行业发展的潜力和重要地位。伴随着快递业务的增长，随之而来的客户个人信息以快递单的形式流传并将继续扩大而引发重大信息安全隐患。

最近的调查结果显示，网民的消费生活中，在可能泄漏消费者个人信息的服务行业中，网民最担心的是快递服务行业。目前的快递凭单分为两部分，一部分是流程单，上面写着客户的个人信息，主要是供快递人员核实是否为本人接收，在快递派发收件确认后会被快递人员揭下来。另一部分是收款信息，上面没有客户的详细个人信息。一般情况下，流程单会整理入库便于客户事后查询，一般会有半年的保存期。目前已有记者调查曝光，网上存在快递信息买卖的买卖网站，直接搜索就能够搜到很多专售快递单号的网站，个人信息正在被公开叫卖。据了解，快递单号售卖的现象已经多次被媒体曝光。据国家邮政数据显示，去年我国快递业务量近百亿件，意味着每天超过2700余万条的个人信息存在被泄漏的危险。

与此同时，来自360网络安全检测平台的信息也显示，国内快递公司的网站安全性普遍较差。除了央视曝光部分小型快递公司网站存在漏洞以外，一些知名大型快递公司的网站也频繁出现高危漏洞，这也暴露出快递物流等传统行业在信息化建设方面存在一定的安全缺陷。据白帽子反馈，申通快递，全晨快递，亚风快递等公司官网以及国家邮政局快递业务经营许可管理信息系统，分别存在客户快递的信息泄漏，远程代码执行等不同类型漏洞。比高危漏洞更可怕的其实是快递公司缺乏基本的安全意识，没有专业的安全维护系统。传统快递行业对于客户身份的认证要求度很低，达不到严格的客户身份认证标准。以快递单的形式承载客户个人信息一方面也是对纸张资源的浪费。繁冗的投递流程也使得运输系统杂乱无章，执行效率低下，造成的运输成本浪费也是系统臃肿不堪的鸡肋。重要的是传统的快递业务中承载的客户个人信息属于完全没有保障暴露于社会中的状态，随时可能被窃取到而引发客户人身财产安全隐患。

针对目前快递行业存在的问题，绝大多数快递公司并未持有积极面对的态度，最近邮政公司由于本身业务员偷盗快递包裹中的物品，偷将砖头换成快递包裹中的苹果手机等丑闻已经在网络上大肆曝光，这些快递企业安于现状主要是因为传统快递企业硬件升级成本高昂，且大部分疏于管理的民营企业疏于个人承包制，导致快递行业并没有可实现的统一管理升级的企业管理团队。恶劣的是泄露快递信息的主要渠道来源正是这些民营快递公司，与此同时顺丰快递作为国内快递行业的领头羊对于企业的管理有着极其严格的规章制度，严禁公司的员工贩卖快递单，对违规的业务员以一定数目的罚款作为处罚方案。此外，电商企业，诸如京东这样拥有自己的运输团队的快递公司，是否不会发生快递单售卖的情况，企业本身也并没有建立相应的管理机制，由近期曝出京东商城、当当网等知名网站账户被盗等用户数据泄露事件，可以得知数据泄密无非是电商网站受到黑客攻击、电商卖家本身偷卖信息或者电商网站内部人员泄密这两种方式。

发明内容

为解决上述问题，本发明推翻传统的快递系统架构，从隐私保护，提高效率，安全认证，降低成本、节约资源和保护环境几个方面，基于互联网的发展现状，提出一种新的快递系统架构----双线架构。从根本上实现快递系统的更新换代，实现隐私保护，效率提高，认证安全，成本降低、资源节约和环境保护。

本发明所采用的技术方案主要包括：快递和快递信息分开保存和运输，使快递信息独立出来加以保护。快递信息在每个中转站部分显示，只显示关键的方向性信息，使隐私信息在每个单独的环节失效。快递信息通过快递单号实现和快递的联动，在隔离的蓝牙通路中运输，在加密的移动终端中保存。物流信息的本体保留在物流网络中，每个环节，每个终端皆采用独立密码加密，架空快递信息系统(只保存快递单号和对应运输状态)，保证快递信息安全。具体内容如下：

1、快递物品与快递单信息的分离，在收取快递物品时，将快递单信息单独输入移动终端，使快递单信息和快递物品分离，快递单信息加密保存在收件人员的移动终端中，而快递物品则正常入库。

2、快递物品与快递单信息平行运输，快递物品在快递公司收件人员、运输人员和派件人员的手中或运输工具中转移运输，快递单信息也在对应负责人员的移动终端中传输和保存。形成区别于传统张贴快递单的快递物品的单线运输架构的双线平行架构，即快递物品和快递单号各自单独但同步的在两个运输线路中流转。

3、快递物品的派送，移动终端在扫描二维码后自动通知收件人取件并验证收件人身份。

4、快递单信息的留存和销毁，即按照法规要求所做的快递单信息的保存，以及到期之后的销毁。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.运输中，快递与快递信息分离，以及不同站点部分显示快递信息，使包括快递公司在内的所有相关方都与快递信息隔离。保存中，快件信息本身以电子方式流转在物流网络中，每个环节在不同的移动终端中采用不同的密码离线加密保存。使快递信息的隐私保护成为可能。

2.移动终端在收件时采集掌纹或指纹等生理特征作为身份认证依据，派件以取货密码作为身份验证依据，不再使用可主观伪造的签名或者裸露在外面的手机号作为身份验证依据，提高身份认证的安全性和不可抵赖性。

3.物流信息保存为电子形式，使物流信息的识别效率显著提高，更便于机器自动获取，提高自动分拣流程的效率。改进的动态路径规划和网状运输模型使得快递在运输中随时改变路线，规避拥挤路线，提高整个系统的运行效率。任何资料的集中保存都会导致风险的存在，尤其是保存大量客户隐私的信息库，更容易受到黑客的攻击。而我们采用化整为零的思想，将传统意义上庞大的数据信息库分散到无数快递员手中，每个快递员又采用自己独特的密码对这些信息进行加密，从而彻底降低数据信息被恶意攻击的可能性。

4.基于可拍照有蓝牙的移动终端，考虑到智能手机的普及率，其完全可以取代传统快递行业的专业设备----标枪(读取快递单一维码，自动发送短信的设备)，使整个快递系统简化，节约设备成本和系统更新成本。网状运输路线和自动分拣流水线可节约运营成本，以小面积二维码取代传统一式三份或更多份的纸质快递单，明显节约资源。

5.快递单信息以电子信息方式存储，与存储大量快递单据相比，明显节约空间，节约库存成本。销毁时也不会像传统快递系统一样需要焚烧大量快递单据，保护环境。

附图说明

图1为本发明的双线架构图

图2为满足本发明快递系统架构的移动终端应用应具备的基本架构图

图21为本发明各个加密数据库信息对照表

图22为本发明快递信息数据库表中信息表(exp.db)

图23为本发明加密保存的掌纹数据库信息表(palm.db)，掌纹转换为二进制数据保存

图3为本发明的收/派件模块流程图

图4为本发明收件时信息采集流程图

图5为本发明二维码生成打印工作流程图

图6为本发明自动短信通知流程图

图7为本发明运输交接流程图

图8为本发明二维码识别流程图

图9为本发明地址信息4级分层示意图

图10为本发明地址信息部分显示对比流程图

图11为本发明蓝牙通信模块流程图

图12为本发明集散中心门禁流程图

图13为本发明快件信息保存数量控制算法流程图

图14为本发明分拣流程图

图15为本发明分拣原理模型图

图16为本发明动态路径规划流程图

图17为本发明物流网模型图

图18为本发明路径规划信息转换流程图

图19为本发明动态路径规划算法流程图

图25为本发明站点编号和对应即时吞吐量对照表

图26为本发明本地站点编号和对应最大吞吐量对照表

图20为本发明快递查询流程图

图24是用矩阵表示的各个站点间距离的有向图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的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。

图1为本发明的双线架构图，其主要步骤包括：

1.快递物品与快递单信息的分离,在收取快递物品时，将快递单信息单独输入移动终端，使快递单信息和快递物品分离，快递单信息加密保存在快递工作人员的移动终端中，而快递物品则正常入库,具体流程如图4所示：

(1).寄件人在快递工作人员的移动终端上输入收寄件人姓名、联系方式、地址等包含隐私的快递信息，以及一个用于收件的取件密码。核对无误后保存。

其中，移动终端需具有摄像和蓝牙传输(或其他近场传输)功能，摄像功能用于快件上二维码信息的采集，蓝牙传输(或其他近场传输)功能用于快递单号信息在移动终端之间的传输，以及连接便携二维码打印机打印二维码。其运行的程序需依托快递公司收件人员的身份证号、手机号等信息进行收件人员身份认证。

(2).快递公司收件人收取快递，并根据快递规格及用户所选择的服务类型填写非隐私信息，采集用户掌纹(或指纹等)认证信息。

其中，保存在移动终端的信息包含收寄件人姓名、电话、地址和其他涉及隐私的部分，以及用于关联快递的快递单号。完整移动终端的数据如图22所示，对应意义参见图21.

其中，认证信息类似于掌纹或者指纹等不可修改的生物特征即可，保存形式为原图保存或者采集特征值或者转化为二进制数据皆可，只要保证其可安全认证即可。如图23所示为将拍摄的掌纹二维码以二进制数据形式保存在加密数据库中。

(3).移动终端根据所填信息，自动生成价格，并调用收费平台完成电子支付，生成订单。

其中，价格由寄件人所填收寄件人所在地和快递工作人员所填快件尺寸重量及所选服务种类共同计算得出。内置计算公式非快递公司负责人不得修改。

(4).支付完成，移动终端发送短信给收寄件人进行订单确认。通过所连接便携打印机打印二维码，快递公司工作人员将二维码张贴在快递物品上，完成收件。

其中，快递单号为采集电子快件信息时自动生成，不做预设。以年月日时分秒组成的数字串为开头，用作快递产生的时间标识，连接其他如收寄人手机号后四位或当前站点编号等信息生成，不重复使用。其同时保存于二维码和移动终端中，用作快递与快递信息的关联。

其中，二维码中的信息包含服务类型、快递物品体积、重量、目的城市和其他不涉及隐私的部分，以及用于关联移动终端中快递信息的快递单号。

其中，以后的任何时候，都只可通过快递上二维码的单号为依据，查询本地加密数据库中的快递信息。收件人地址将按省、市、县、详细四级划分(如图9)，并只显示与扫码终端所在地址不同的最高级别的地址信息(显示算法如图10)。如收件人地址为四川成都郫县荣光街56号四级，当快递处于江苏(四川省外)时，扫码移动终端只会显示四川(不同的，最高地址级)两个字用于运输，屏蔽其他信息。当快递处于成都市时(四川省内成都市内)，将会显示郫县(不同的，最高级)两个字用于指示运输方向，而屏蔽其他信息。快递信息将会通过片面显示的方式失去其隐私属性。

其中，发送短信为直接调用移动终端模块，流程不可见，即不会显性显示短信内容和收寄件人隐私信息，发送短信流程如图6所示。

2.快递与快递信息平行运输，指快递在快递公司收件人员、运输人员和派件人员的手中或运输工具中转移运输，快递信息也在对应负责人员的移动终端中传输和保存。形成区别于传统张贴快递单快递的单线运输架构的双线平行架构，即快递物品和快递单号各自单独但同步的在两个运输线路中流转。

快递的分拣步骤为(分拣平面图如图15)：

(1)运输人员进厂时，在门禁处上传运输工具中所有快递信息(门禁流程图如图12)。

其中，任何快递信息交接的时候都会上传快递单号、本地地址和所执行操作类型等不涉及隐私的信息，留备查询以及计算当前站点吞吐量，即信息系统中将不再涉及隐私信息的保存。

(2)将快递放上流水线，自动/手动分拣。

其中，利用改进的动态路径规划的结果进行分拣(如图16)，动态路径规划将考虑每个省的集散站点以及站点(网状运输如图17)的实际吞吐量，从而规避爆仓站点。自动分拣时，路径规划的结果，为处于最短路径上的邻省集散中心，因而其只有可能存在两三个分拣出口(各省大约有三四个左右的邻省，去掉快递的来源邻省，各省份向相邻两三个邻省中转快件)，也只会接收到三四个方向的来件(各省份只接受邻省的快件)，从而大大精简分拣流程。手动分拣时，直接显示快递的终点站(即路径规划的最后一站)，因而可由人工手动分拣，也不必经由邻省层层中转运输，可直达或利用传统运输路线，从而兼容传统快递系统架构。

其中，对于路径的规划基于现实中的地理位置图，可以抽象成为一个网状的路径图。为了方便在计算机中进行运算，用路径规划表的形式保存路径图的具体信息。而当要具体保存进计算机的时候，就需要转变成一个二维数组(信息转换流程如图18)。在进行路径规划之前需要先将地图(表)的信息进行初始化，我们定义一个数组E[][]来保存信息并对其进行初始化。E[][]是一个34*34的二维数组，E[i][j]中保存的是从编号i的站点到编号j的站点的物理距离。如果并不存在从i站点到j站点的实际物理道路，则将其所对应的数组值赋为一个相当大的数(本算法采用Android环境最大的int数值9999999，而正常的权值在10000以内，单位公里)。这样就在应用中创建了一个34*34的表如图24.

其中，注意E[j][i]与E[i][j]在本步骤中虽然赋值一样(两个方向的距离一样)，但在之后的步骤中将会做出不同的修正。

其中，服务器中一直维持着一张表(图25)，时刻记录着正在驶往某站点的运输车的数量，而在本地也保存着一张各个站点最大吞吐量的表(图26)，算法将会从服务器获得所有站点的信息并与本地中最大吞吐量表进行对比。如果驶往某站点的车辆数量超过了该站点最大吞吐量的值，则将所有驶向该站点编号的对应数组值修正为9999999，比如上面的情况就会将E[0][33]赋值为9999999，而E[33][0]却不需要做出修正。通过这种方式可以让路径规划的路线避开可能爆仓的站点来选择最优路径。

其中，根据前面修正的路径表来进行传统路径规划，通过不断迭代的方式规划出最优路径。本发明中最后规划出的结果将会从终点依次输出，本算法对路径不进行保存(动态路径规划将会在每个站点重新进行，所以并没有保存的意义)，算法会直接判断起点，发现起点就直接把下一站信息输出。

(3)分拣出的快递装车。

其中，自动分拣方式下，假如只有三个邻省，除去来源省份之外，还有两个去向(邻省)存在，因而一个流水线只有两个出口，一条流水线作为一个单元，开始分拣时，第二辆车的货物进入流水线之后，进入分拣单元两辆空车，两车快递从两个流水线出口中出来，因而，必然有一个方向的货物超过一辆车的承载量，之后每进来一辆车都可以装满货物离开一辆车。其他少数量流水线出口的分拣过程类似，总可以实现进入和离开车辆的速度等价的平衡，从而使分拣流水线可以不间断运行，提高效率。

其中，分检完的快递装车时，需司机或快递负责人扫描快递二维码，将在服务器记录车上承载的快递单号。

其中，在本发明中，涉及客户隐私的快递信息在与快递物流网平行的快递员手机中传输，同时为了更加强化本系统隐私保护的特性，我们使整个快递物流过程中，只有两个快递员手机能同时保存客户隐私信息。为此，我们设计了单号数量控制算法(流程如图13)。该算法是在快递员上传所持快递物流信息时，对服务器上logisticsquery表中，所有与上传的快递单号相同的记录的delete_id+1。快递物流信息上传更新完毕后，服务器检索logisticsquery表中，所有courier_id为该快递员id的记录，并返回delete_id>＝3的记录中的lorder。返回的所有lorder为该快递员可以在本地数据库中删除的快递单号，同时把这些记录的delete_id全部改为-100。

(4)运输人员出厂时，在门禁处获得运输工具中所有快件信息。

其中，获取快件信息的依据为上一步中在服务器上保存的本车承载的快件单号。

快递中转步骤为(如图7)：

(1).快递持有人打开移动终端蓝牙服务端，快递接收人打开移动终端蓝牙客户端，建立近场可信连接(蓝牙连接过程如图11)。

其中，首次连接需接受和交付双方验证蓝牙连接的编码，成功配对之后，以后的交接工作可直接在配对列表中点击对方从而完成可信连接。

(2).快递持有人扫描快件物品上二维码，获得成功提示后将扫码的快递交与快递接收人，二维码识别流程如图8。

其中，扫码之后，接受快递信息的移动终端会上传快递单号和本站点或负责区域所在地址，以备用户查询。

3.快递的派送，指移动终端在扫描二维码后自动通知收件人取件并验证收件人身份。

具体派件步骤为：

(1)派件人员扫描将派件的二维码，移动终端生成取货号，同时发送短信通知取件人取件，派件人员将取货号写在快递上并摆放好。

其中，取货号根据扫码时间确定。

其中，发给收件人的短信中包含取货地点、时间、联系人等移动终端中预设的信息，以及刚生成的取货号。自动发送短信用于自动化派件流程，更用于用户隐私保护。

(2)收件人前来取件时，派件人员根据其提供的取货号，找到快递并再次扫码，将显示的取件密码与收件人所提供取件密码核对，一致则点击派件按钮完成派件。否则继续等待正确的收件人。

(3)若遇到收件人拒收或长期无法联系等特殊情况，可在此扫码退回快件，将重复运输步骤。

其中，退件将存在标志位用于区分于普通快件，从而执行特殊操作。

4.快递信息的留存和销毁，即按照法规要求所做的快递信息的保存，以及到期之后的销毁。

(1)快递信息的保存。

派件人员负责备份快递信息，派件环节中，移动终端会在派件成功后，备份本地加密数据库，并以加密数据库的形式直接离线汇总到快递公司或者相关部门的离线存储系统中，本地对应快递信息会被删除。总体上快递信息将被分割成多份，且每份都被一个派件环节快递员的私有密码单独加密，最终存放在一起，通过碎片化，实现快递信息的360°隔离，预防黑客攻击从而实现安全保存。

其中，保存备查的数据因为由派件环节的快递员最终加密并保存，所以任何对于快递信息的查询操作都需要派件快递员在场。

(2)快递信息的销毁。

数据库备份时将按照最后派件的快递单号的前半部分(时间部分)重新命名，在删除快递信息前先检测文件名上的时间信息，然后将满足时间长度要求的信息删除即可。不必考虑快递单据的保存和集中焚烧问题。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (5)

1.一种基于移动终端的双线架构快递信息保护方法，包括以下步骤：

(1)快递与快递信息的分离；

(2)快递与快递信息平行运输；

(3)快递的派送；

(4)快递信息的留存和销毁。

2.根据权利要求1所述的基于移动终端的双线架构快递信息保护方法，所述的快递与快递信息分离是在收取快递时，将快递信息单独输入移动终端，以电子信息形式加密保存在快递公司收件人员的移动终端中，而快递本身则正常入库，使快递信息和快递分离。

具体收件步骤为：

(1).寄件人在快递工作人员的移动终端上输入收寄件人姓名、联系方式、地址等包含隐私的快递信息，以及一个用于收件的取件密码。核对无误后保存。

(2).快递工作人员收取快递，并根据快递规格及用户所选择的服务类型填写非隐私信息，采集用户掌纹(或指纹等)认证信息。

(3).移动终端根据所填信息，自动生成价格，并调用收费平台完成电子支付，生成订单。

(4).支付完成，移动终端发送短信给收寄件人进行订单确认。通过所连接便携打印机打印二维码，快递工作人员将二维码张贴在快递物品上，完成收件。

3.根据权利要求1所述的基于移动终端的双线架构快递信息保护方法，所述的快递与快递信息平行运输，是指快递在快递公司收件人员、运输人员和派件人员的手中或运输工具中转移运输，快递信息也在对应负责人员的移动终端中传输和保存。形成区别于传统张贴快递单快递的单线运输架构的双线平行架构，即快递物品和快递单号各自单独但同步的在两个运输线路中流转。

快递的分拣步骤为：

(1)运输人员进厂时，在门禁处上传运输工具中所有快递信息。

(2)将快递放上流水线，自动/手动分拣。

(3)分拣出的快递装车。

(4)运输人员出厂时，在门禁处获得运输工具中所有快递信息。

快递中转步骤为：

(1).快递持有人打开移动终端蓝牙服务端，快递接收人打开移动终端蓝牙客户端，建立近场可信连接。

(2).快递持有人扫描快递物品上的二维码，获得成功提示后将扫码的快递交与快递接收人。

4.根据权利要求1所述的基于移动终端的双线架构快递信息保护方法，所述的快递的派送，是指移动终端在扫描二维码后自动通知收件人取件并验证收件人身份。

具体派件步骤为：

(1)派件人员扫描将派件的二维码，移动终端生成取货号，同时发送短信通知取件人取件，派件人员将取货号写在快件上并摆放好。

(2)收件人前来取件时，派件人员根据其提供的取货号，找到快件并再次扫码，将显示的取件密码与收件人所提供取件密码核对，一致则点击派件按钮完成派件。否则继续等待正确的收件人。

(3)若遇到收件人拒收或长期无法联系等特殊情况，可在此扫码退回快件，将重复运输步骤。

5.根据权利要求1所述的基于移动终端的双线架构快递信息保护方法，所述的快递信息的留存和销毁，即按照法规要求所做的快递信息的保存，以及到期之后的销毁。

(1)快递信息的保存。

派件人员负责备份快递信息，派件环节中，移动终端会在派件成功后，备份本地加密数据库，并以加密数据库的形式直接离线汇总到快递公司或者相关部门的离线存储系统中，本地对应快递信息会被删除。总体上快递信息将被分割成多份，且每份都被一个派件环节快递员的私有密码单独加密，最终存放在一起，通过碎片化，实现快递信息的360°隔离，预防黑客攻击从而实现安全保存。

(2)快递信息的销毁。

数据库备份时将按照最后派件的快件单号的前半部分(时间部分)重新命名，在删除快递信息前先检测文件名上的时间信息，然后将满足时间长度要求的信息删除即可。不必考虑快递单据的保存和集中焚烧问题。