CN107180351A - 一种脱机动态二维码生成方法、支付方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱机动态二维码生成方法、支付方法及设备，本方案基于时间的动态口令令牌技术，依据令牌种子密钥、时间因子并结合包含交易金额的交易信息进行加密运算，分算出本次交易动态密码，并据此形成动态二维码图案。本方案将动态令牌密码技术应用到动态二维码生成技术，能够很好的解决静态二维码不能实现一次一码的问题；再者，由于本方案中动态令牌和认证服务器在时间上是同步、在算法上一致，因此可以不依赖于联机，采用脱机方式就可以保证生成的二维码数据能够被后台识别和认证；同时脱机的好处在于减少了联机流程，缩短了网络交互时间，减少交易流程和步骤，提高了交易效率。

Description

一种脱机动态二维码生成方法、支付方法及设备

技术领域

本发明涉及网络支付技术，具体涉及二维码支付技术。

背景技术

二维码支付技术是目前越来越流行的支付方式，消费者可以通过手机APP等应用软件来扫描商家提供的二维码完成支付。但是目前绝大部分商家采用的二维码是静态二维码，是印刷在各种纸质载体张贴在店内柜台、桌面、橱窗上的，俗称二维码贴纸。这种贴纸上的二维码是静态的，容易被恶意替换和涂改，存在极大安全隐患，并且这种二维码仅是一个商户链接，不包含每次支付订单的金额，使用时并不方便和安全。

基于以上原因，亟需一种动态二维码方案，用于实现每时每刻每次订单呈现出的二维码都不相同，以一次一码的动态形式呈现，并且该动态二维码还需包含金额信息，由此来解决现有二维码支付订单技术所存在的问题。

另外，动态密码是一种一次性密码，每个密码只能使用一次。动态密码可以随时间、次数和挑战信息而变化。动态密码具有良好的安全性，广泛适用于各类信息系统。动态令牌是一种密码设备，用来生成动态口令，动态口令技术可以有效防止盗号，免除频繁修改静态密码的烦恼。

动态令牌的实现机制一般是基于时间同步机制，由于时间同步机制是以时间值作为参数每次动态地算出一串数字上传至中心认证服务器，所以它要求令牌和认证服务器在时间上保持一致性。

发明内容

针对现有二维码支付订单技术所存在的问题，需要一种动态二维码支付订单的方案。

为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种脱机动态二维码生成方法、支付方法及设备，提高二维码支付的安全性和便捷性。

为了解决上述技术问题，本发明提供的脱机动态二维码生成方法，基于时间的动态口令令牌技术，依据令牌种子密钥、时间因子并结合包含交易金额的交易信息进行加密运算，分算出本次交易动态密码，并据此形成动态二维码图案。

在本生成方案中，所述动态二维码生成方法在不联网，脱机状态下生成交易动态密码和/或动态二维码图案。

在本生成方案中，所述动态二维码生成方法包括如下步骤：

在脱机状态下获取交易金额信息，并结其它交易信息，以及时间因子和种子密钥进行加密运算，生成动态密码；

将生成的动态密码和交易信息附加在支付网关URL地址之后，组合成二维码数据ID；

将二维码数据ID转换成对应的二维码图案，待扫描解析进行支付处理。

在本生成方案中，所述其它交易信息包括二维码订单生成设备内部的商户号、系列号。

为了解决上述技术问题，本发明提供的脱机动态二维码支付方法，包括步骤：

扫描解析上述生成方法形成的动态二维码图案得到二维码数据，并发送给后台支付网关；

后台支付网关通过令牌认证服务器，采用同样基于种子和时间窗口的认证技术，生成用于认证的动态密码，并将生成的动态密码与接收到的二维码数据中的动态密码进行对比验证；

若验证成功，则通知收单服务器完成本次二维码收单交易，否则拒接交易。

在本支付方案中，所述令牌认证服务器和动态二维码生成的设备中的令牌种子密钥是同步注入的。

在本支付方案中，所述令牌的时间因子是与令牌认证服务器时严格同步的，并且认证服务器设定有时间窗口，在设定的时间窗口内都可以同步成功。

为了解决上述技术问题，本发明提供的脱机动态二维码生成设备，该设备基于上述生产方法在脱机状态下生成用于支付的动态二维码。

在本设备方案中，所述设备包括：

显示模块，用于图形形式显示各种二维码；

二维码生成模块，用于组成形成二维码数据ID，并将二维码数据ID转换成二维码图案输出；

加密模块，用于基于时间的动态口令令牌技术，依据令牌种子密钥、时间因子并结合相应的交易信息，进行加密运算，分算出本次交易动态密码；

存储模块，用于存储订单信息及对应的URL地址；

电源模块，用于为设备提供续航供电；

键盘，作为信息输入模块，用来输入订单金额信息；

主控模块，对整个设备组件和系统进行控制调度并管理其它各个子模块，以配合在脱机状态生成动态二维码订单。

在本设备方案中，所述设备还包括告警模块，用于对扫码支付操作结果进行声光电提示。

本方案将动态令牌密码技术应用到动态二维码生成技术，能够很好的解决静态二维码不能实现一次一码的问题；再者，由于本方案中动态令牌和认证服务器在时间上是同步、在算法上一致，因此可以不依赖于联机，采用脱机方式就可以保证生成的二维码数据能够被后台识别和认证；同时脱机的好处在于减少了联机流程，缩短了网络交互时间，减少交易流程和步骤，提高了交易效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明实施例中脱机生成动态二维码的流程示意图；

图2为本发明实施例中动态二维码数据结构示意图；

图3为本发明实施例中二维码支付流程示意图；

图4为本发明实施例中脱机动态二维码终端设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

鉴于动态令牌基于时间同步机制，本方案采用基于时间的动态口令令牌技术，依据令牌种子密钥、时间因子并结合相应的交易信息(如商户编号、设备系列号、交易金额信息等)进行加密运算，分算出本次交易动态密码，并据此形成动态二维码图案(即动态二维码订单)，该动态二维码图案中包含交易金额信息等本次交易的相关信息，作为本次交易的支付账单，待扫描解析可直接完成支付处理。

本方案在生成用于完成支付的动态二维码图案(即动态二维码订单)是在不联网，脱机状态下进行的，即本方案中的交易动态密码和/或动态二维码图案(即动态二维码订单)的生成是在不联网，脱机状态下生成的，基于令牌和认证后台严格的时间同步和算法同步来保证一致性，由此保证整个二维码支付交易的安全性和可靠性。

这里涉及到的动态令牌和挑战令牌技术，可采用现有公知的令牌方案，此处不加以赘述。

针对上述方案，以下通过以具体实例来具体说明。

这里需要说明的，本实施例的描述不限于本发明的实施范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种实施例的变更和变化。

首先，本实例基于相应的动态二维码支付处理系统来完成，如图3所示，该支付处理系统完成动态二维码订单(包含交易金额信息)的生成，交易信息的认证以及处理。其主要由脱机动态二维码终端设备、相应的后台认证服务器、收单服务器以及收单机构配合构成。

其中，脱机动态二维码终端设备作为订单生成设备，能够在脱机状态下基于时间的动态口令令牌技术，依据令牌种子密钥、时间因子并结合相应的交易信息(如商户编号、设备系列号、交易金额信息等)进行加密运算，分算出本次交易动态密码，并据此形成动态二维码图案(即动态二维码订单)。

具体的，该脱机动态二维码终端设备主要包括主控模块1、显示模块2、转换模块3、加密模块4、存储模块7、键盘5、电源模块8、以及告警模块6。

其中，显示模块2用于图形形式显示各种二维码；

二维码生成模块3，用于组成形成二维码数据ID，并将二维码数据ID转换成二维码图案输出；

加密模块4，用于基于时间的动态口令令牌技术，依据令牌种子密钥、时间因子并结合相应的交易信息(如商户编号、设备系列号、交易金额信息等)进行加密运算，分算出本次交易动态密码；

存储模块7，用于存储订单信息(如商户编号、设备系列号、交易金额信息等)及对应的URL地址；

电源模块8用于为设备提供续航供电；

告警模块6用于对扫码支付操作结果进行声光电提示；

键盘5作为信息输入模块，用来输入订单金额信息；

主控模块1为整个设备的中央处理器，可以对整个设备组件和系统进行控制调度并管理其它各个子模块，以配合在脱机状态生成动态二维码订单。

根据使用场景不同，设备的大小和形态都可以灵活变化，可以采用大型设备，也可以采用小型设备，但基本功能逻辑包含这些模块。

基于上述方案，本设备在具体实施时，可以采用一种便携式移动支付设备，小巧易于携带；并不限于此，还可以采用其它方案，如采用一种大型显示屏幕的平板设备，放置在商户固定台面上。

作为举例，本实施例以便携式移动设备来进行说明。本实施例提供的便携式移动支付设备，其主控模块采用常见的MCU控制，具有功能紧凑、代码精简、易于控制的特点，可以在内部运行各种算法。较佳地，也可以采用性能更强的CPU做主控模块控制器。

本实施例中的显示模块用图形形式显示各种二维码；本实例采用128*64的黑白屏幕显示屏，可以显示64x64点阵的二维码。较佳地，亦可以采用分辨率更高、或者支持彩色显示的LCD来显示二维码。本实施例的显示模块，可以但不限于显示二维码，根据需要还可以显示业务菜单、订单金额、设备状态、支付结果等信息。

本实施例中的设备键盘，具有0-9个数字键盘和特殊符号键盘，以及退格、确认、取消键。较佳地，可以采用更多键的键盘，但包括0-9数字输入和小数点输入是必须不可少的；较佳地，也可以采用触摸屏键盘，电阻触摸和电容触摸都是一种较佳选择；本实施例从便携性因素出发采用了标准POS按键键盘。

本实施例中的二维码生成模块，用于将生成动态密码和本次交易信息附加在支付网关URL地址之后，组合成二维码数据ID，并将其转换成二维码图案输出。

这里的的交易信息指的就是商户编号、设备号、本次订单金额；生成的二维码图案为QR码、Data Matrix码，以黑白点阵图形输出。较佳地，也可以采用具有彩色二维码；另外，根据需要还可以在二维码图形中心位置显示Logo图案。

本实施例中的加密模块，读取交易金额信息，并读取设备内部的商户号、系列号，采集当前时间因子和种子密钥进行加密运算，将运算结果截短并转换为可显示数据，从而生成相应的动态密码。

本实施例中的存储模块，可以存储最近交易的订单信息和对应URL地址，保存历史交易订单数据用以商户对账，具有至少存储300笔最近交易的订单记录存储能力。本实例中的存储记录按照时间戳顺序存储。

本实施例中的电源模块，采用可以充电的锂电池方案，可以便携和易于充电。

本实施例中的告警模块采用蜂鸣器和指示灯来进行二维码支付成功、失败的提示，如果支付成功，可以用绿色LED灯提示成功，并通过蜂鸣器发出特定声音提示已经支付成功；如果支付失败，可以用红色LED闪烁提示失败，并通过蜂鸣器发出特定声音提示支付失败。较佳地，也可以采用语音播报的方式来提示成功或者失败。

根据上述方案构成的便携式移动支付设备在脱机生成动态二维码订单时，通过设备上的键盘输入相应的订单金额信息，设备中的主控模块根据键盘输入的订单金额信息，并附加设备号，商户号及时间戳信息得到订单信息，并将该订单信息存储到存储模块。

加密模块，从存储模块中读取交易金额信息，并读取设备内部的商户号、系列号，采集当前时间因子和种子密钥进行加密运算，将运算结果截短并转换为可显示数据，从而生成相应的动态密码。

二维码生成模块，从加密模块获取本次交易的动态密码，同时从存储模块中读取本次交易信息，将两者附加在支付网关URL地址之后，组合成二维码数据ID，并将其转换成二维码图案，再传至LCD屏显示输出，等待扫码支付。

消费者用手机扫一扫设备上的二维码完成支付，消费者可以用支付、微信或者钱包类应用来扫码支付。支付结果由业务后台发送给设备，如果支付成功，在屏幕上显示支付成功；如果支付失败，在屏幕上提示支付失败，并通过指示灯和蜂鸣器给出提示。

后台认证服务器，为相应的令牌认证服务器，其基于时间的动态口令令牌技术对解析动态二维码图案获取到的交易订单信息进行验证，以保证交易的安全性和可靠性。

收单服务器，根据后台认证服务器认证结果，进行二维码收单交易处理，并将交易结果反馈给后台认证服务器和收单机构。

收单机构，接受并处理收单服务器反馈的交易结果。

本动态二维码支付处理系统中，令牌种子密钥是脱机动态二维码终端设备出厂时和令牌认证服务器同步注入的。

其中，令牌的时间因子是与令牌认证服务器时严格同步的，并且认证服务器设定有时间窗口，在设定的时间窗口内都可以同步成功。

基于上述的动态二维码支付处理系统来进行二维码支付处理时，在不联网，脱机状态下生成动态二维码订单(包含交易金额信息)，依靠时间和种子与后台保持同步。

由此，二维码是动态生成的，时间不同、交易金额不同、交易次数不同所生成的二维码都不相同，不会重复，一次一码；再者，二维码是脱机生成的，生成过程中不需要联网，减少了交易流程和步骤，缩短交易时间。

下面具体说明一下基于本动态二维码支付处理系统来进行二维码支付处理时流程(参见图3)：

(1)通过脱机动态二维码终端设备输入交易金额信息，可以通过键盘或者触摸屏输入并按确认键确认。

(2)脱机动态二维码终端设备读取交易金额信息，并读取设备内部的商户号、系列号，采集当前时间因子和种子密钥进行加密运算，将运算结果截短并转换为可显示数据，从而生成6或8位的动态密码(如图1所示)。

同时，针对步骤(2)的方案，本实施例提供一种具体生成方法。设HOTP k(T)表示用种子密钥K对T进行加密运算。K为种子密钥，K的长度为160bit。K1是商户编号，K2是设备号，K3是交易金额，T1是时间，S1是种子。欲产生随机密钥TOTP，动态密码计算过程如下：

1.TOTP＝HOTP k(K1,K2,K3,T1,S1)，TOTP长度为20byte；

2.进行动态截短，Sbits＝DT(TOTP)，Sbits长度为4byte；

3.将Sbits转换为数字Snum＝StToNum(Sbits)；

4.得到动态码D＝Snum mod 10^Digit(Digit为动态密码位数)Digit可以取6位或者8位，本实施例取8位。

(3)脱机动态二维码终端设备将生成的8位动态密码和本次交易信息附加在支付网关URL地址之后，组合成二维码数据ID；参见图2。

这里的交易信息指的就是商户编号、设备号、本次订单金额。支付网关URL地址一般是预置在设备内部，就是一个网关地址。

(4)脱机动态二维码终端设备根据内置二维码生成算法将二维码数据ID转换成二维码图案，呈现在设备屏幕上给具有二维码扫描解析且能够完成支付处理的终端进行扫描(如安装识别二维码APP的智能终端等)；本实施例设备采用QR算法生成二维码数据。

(5)消费者用安装识别二维码APP的智能终端扫描后解析出二维码数据，发送给后台支付网关，参见图3。

(6)后台支付网关具有令牌认证服务器，采用同样基于种子和时间窗口的认证技术，生成用于认证的动态密码，并将生成的动态密码与接收到的动态密码进行对比验证。本实施例的时间窗口设置为5分钟。

(7)如果验证成功，则通知收单服务器完成本次二维码收单交易，否则拒接交易。

(8)收单服务器进行本次支付交易，并将交易结果通知给收单机构和消费者智能终端APP。

基于上述方案可知，由此生成的二维码订单是动态呈现的，时间不同、交易金额不同、交易次数不同所生成的二维码都不相同，不会重复，一次一码。

再者，本方案生成的订单二维码是包含了订单金额信息，消费者直接用手机或者移动设备扫码完成支付，不需再次输入金额，减少了支付操作步骤，也减少了操作出错的概率。

再者，二维码设备是脱机设备，具有成本低、可靠性高的特点，在动态二维码生成过程中不需要联网，减少了交易流程和步骤，缩短交易时间。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种脱机动态二维码生成方法，其特征在于，所述生成方法基于时间的动态口令令牌技术，依据令牌种子密钥、时间因子并结合包含交易金额的交易信息进行加密运算，分算出本次交易动态密码，并据此形成动态二维码图案。

2.根据权利要求1所述的脱机动态二维码生成方法，其特征在于，所述动态二维码生成方法在不联网，脱机状态下生成交易动态密码和/或动态二维码图案。

3.根据权利要求2所述的脱机动态二维码生成方法，其特征在于，所述动态二维码生成方法包括如下步骤：

在脱机状态下获取交易金额信息，并结其它交易信息，以及时间因子和种子密钥进行加密运算，生成动态密码；

将生成的动态密码和交易信息附加在支付网关URL地址之后，组合成二维码数据ID；

将二维码数据ID转换成对应的二维码图案，待扫描解析进行支付处理。

4.根据权利要求3所述的脱机动态二维码生成方法，其特征在于，所述其它交易信息包括二维码订单生成设备内部的商户号、系列号。

5.一种脱机动态二维码支付方法，其特征在于，包括步骤：

扫描解析上述生成方法形成的动态二维码图案得到二维码数据，并发送给后台支付网关；

后台支付网关通过令牌认证服务器，采用同样基于种子和时间窗口的认证技术，生成用于认证的动态密码，并将生成的动态密码与接收到的二维码数据中的动态密码进行对比验证；

若验证成功，则通知收单服务器完成本次二维码收单交易，否则拒接交易。

6.根据权利要求5所述的脱机动态二维码支付方法，其特征在于，所述令牌认证服务器和动态二维码生成的设备中的令牌种子密钥是同步注入的。

7.根据权利要求5所述的脱机动态二维码支付方法，其特征在于，所述令牌的时间因子是与令牌认证服务器时严格同步的，并且认证服务器设定有时间窗口，在设定的时间窗口内都可以同步成功。

8.一种脱机动态二维码生成设备，其特征在于，所述设备基于权利要求1-4中任一项所述生产方法在脱机状态下生成用于支付的动态二维码。

9.根据权利要求8所述的脱机动态二维码生成设备，其特征在于，所述设备包括：

显示模块，用于图形形式显示各种二维码；

二维码生成模块，用于组成形成二维码数据ID，并将二维码数据ID转换成二维码图案输出；

加密模块，用于基于时间的动态口令令牌技术，依据令牌种子密钥、时间因子并结合相应的交易信息，进行加密运算，分算出本次交易动态密码；

存储模块，用于存储订单信息及对应的URL地址；

电源模块，用于为设备提供续航供电；

键盘，作为信息输入模块，用来输入订单金额信息；

主控模块，对整个设备组件和系统进行控制调度并管理其它各个子模块，以配合在脱机状态生成动态二维码订单。

10.根据权利要求8所述的脱机动态二维码生成设备，其特征在于，所述设备还包括告警模块，用于对扫码支付操作结果进行声光电提示。