CN109426848A - 具有集成生物特征传感器和电源的支付卡 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有集成生物特征传感器和电源的支付卡。本发明提供利用太阳能为卡上的生物特征传感器供电的支付卡，该生物特征传感器用于认证支付卡的用户。通过利用太阳能，因此可以通过经由太阳能电源补充由支付终端可递送的电力来适应由于生物传感器引起的附加负载，从而潜在地增加在使用支付卡期间生物特征认证的可靠性。其他实施例可以利用其他电源类型，如将从以下讨论中显而易见的。
Description
技术领域
本发明涉及支付卡技术，并且特别地，实施例可能涉及具有集成生物特征(biometric)传感器和电源的支付卡、被配置为与支付卡协作的支付终端、包括支付卡和支付终端的支付系统、以及对应的支付卡认证处理。
背景技术
支付卡在当今社会中已经变得无处不在，并且继续取代现金和支票作为商家和商家的客户之间进行金融交易的优选方式。但是，客户、商家和金融机构的实质利益在一定程度上被卡失窃和欺诈的风险所抵消。为了提高支付卡的安全性，这些卡现在被设置在其面上印有“卡验证值”或CVV号码，这样做在理论上CVV号码只能由拥有支付卡的人提供。但是，这提供了相对弱的保护程度，因为支付卡的失窃或对支付卡的紧密观察足以允许在支付交易中欺诈性地使用与卡相关联的账户。
为了进一步提高支付卡的安全性，最近已经将指纹扫描仪结合到一些销售点(POS)终端中。因此，支付卡的授权用户可以在处于POS终端处之前的早些时候在登记或注册处理期间通过将他们的手指中的至少一个手指放在指纹扫描仪上来注册至少一个指纹。登记或注册处理可以由金融机构或发行支付卡的代理来执行。指纹扫描仪生成用户指纹的图像，然后该图像经受本领域中被称为“特征提取”的处理以确定指纹的特性或“特征”，这些特性或“特征”组合地提供用户的唯一标识符。在登记处理之后，提取出的特征构成存储在模板数据库中的指纹模板。在支付卡交易期间，可以提示用户使用POS终端的扫描仪来扫描用户的指纹，然后，扫描的指纹在POS终端处经受对应的特征提取处理。只有当两个指纹模板(从模板数据库检索的存储模板和新生成的模板)是匹配的一对时，才授权继续支付卡交易；否则，交易被拒绝。
尽管在这些领域取得了显著进展，但仍然有改进的空间。
期望克服或至少减轻现有技术的一个或多个困难，或者至少提供有用的替代方案。
发明内容
在第一方面，提供了一种支付卡，包括：
处理器；
存储将由处理器执行的指令的非易失性存储器；
生物特征传感器；
与生物特征传感器进行通信的电源；
易失性存储器，当该易失性存储器由电源供电时，临时存储来自生物特征传感器的数据；以及
数据传送接口，其与易失性存储器和非易失性存储器进行通信，数据传送接口被配置为将数据从生物特征传感器传输到外部读取器设备。
应当认识到的是，本发明的广泛形式及其相应的特征可以结合使用、可互换地和/或独立地使用，并且对单独的广泛形式的引用不旨在是限制性的。
附图说明
在下文中，仅通过示例的方式，参考附图描述了本发明的一些实施例，其中相同的元件具有相同的附图标记，并且其中：
图1A和图1B分别包括根据本发明实施例的具有集成生物特征传感器和电源的支付卡的图示和框图；
图2是根据本发明的一些实施例的支付处理的流程图；
图3是示出支付系统的组件的框图，该支付系统包括图1的支付卡和被配置为与支付卡协作的支付终端；
图4是示出图3中所示系统的示例销售点(POS)设备的组件的示意图；以及
图5是示出图3中所示的示例服务器的组件的示意图。
具体实施方式
本发明的实施例提供了一种支付卡，其利用太阳能为卡上的生物特征传感器供电，生物特征传感器用于验证支付卡的用户。生物特征传感器比智能卡的常规电子组件消耗更多电力，智能卡通常由诸如支付终端之类的读取器供电。通过利用太阳能，由于生物特征传感器导致的附加负载可以因此通过经由太阳能电源补充由支付终端可输送的电力来接纳，从而潜在地增加支付卡使用期间生物特征认证的可靠性。其它实施例可以利用其它电源类型，如将从以下讨论中显而易见的。
如图1A和图1B所示，支付卡100包括集成传感器102和电源104、至少一个处理器106、易失性存储器(RAM)108、非易失性存储器110和接口112，该接口允许支付卡100和外部设备或系统之间的通信。在一些实施例中，接口112包括电触点。在其它实施例中，接口112包括无线收发器，例如，NFC收发器。
集成传感器102感测支付卡100的用户的生物特征信息。在所描述的实施例中，传感器102是指纹扫描仪；但是，可以附加地或替代地使用能够获取用户的生物特征信息的其它类型的传感器；例如，用于与声纹(voiceprint)识别一起使用的麦克风，或用于获取用户的脸部或虹膜的图像的成像传感器。在本公开的启发下，能够集成到支付卡100中的其它类型的生物特征传感器对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
支付卡100的被供电组件，包括处理器106和易失性存储器108，这些组件由电源104供应的电能供电，电源104包括生成电力的能量换能器。在一些实施例中，当支付卡100与销售点(POS)终端耦合时，支付卡100的被供电组件也可能由POS终端供电。应该认识到的是，将支付卡100与POS终端耦合可能涉及将支付卡100插入到POS终端的读卡接口中的动作，经由支付卡100的(经由电触点的)接口和POS终端的对应电触点来对应地建立支付卡100和POS终端之间的电通路，从而允许支付卡100和POS终端交换数据和/或允许向支付卡100传输电力，并且因此彼此通信和/或为支付卡100供电。
易失性存储器108被配置为当易失性存储器108由电源104供电时临时存储来自集成传感器102的数据，并且电源104与集成传感器102进行通信。但是，电源104也可以包括相关联的供电组件，诸如用于电压管理和短期存储从能量换能器生成的能量的电容器和/或电池。在所描述的实施例中，能量换能器104是光伏设备；但是，可以是其它形式的能量换能器，诸如例如运动感应能量换能器，该能量换能器能够供应足够的电力以在使用支付卡100的交易期间至少部分地为生物特征匹配处理供电。
在一些实施例中，易失性存储器108被配置为当易失性存储器108由POS终端供电时临时存储来自集成传感器102的数据。
图2是支付卡处理200的流程图，图2图示了在使用如图3所示的支付销售点(POS)终端302和支付系统300的其它组件认证基于支付卡的交易中支付卡100的使用。支付系统300包括发行组织或“发行方(issuer)”(通常是银行)304的至少一个服务器(该至少一个服务器包括或至少可以访问具有相关联的生物特征数据库308的生物特征服务器306)、私有支付卡网络(诸如MasterCardTM)310、以及经由诸如互联网的通信网络314通信地耦合到支付终端302的收单组织或“收单方(acquirer)”(通常是商家银行)312的至少一个服务器。应该注意的是，支付POS终端302可以是已经使用的已知类型。支付应用303可能有必要进行更新，使得支付卡100可以以期望的方式使用，特别是在生物特征认证方面。
POS终端302
在图4中示出了用于支付系统300中的合适的POS终端302。
在这个示例中，POS终端302包括至少一个微处理器400、存储器401、可选的输入/输出设备402，诸如显示器、键盘、触摸屏等、读卡接口405和经由如图所示的总线404互连的外部接口403。在这个示例中，当与诸如通信网络314的外围设备通信时，POS终端302可以利用外部接口403。尽管只示出了单个接口403，但这仅出于示例的目的，并且在实践中可以提供使用各种方法(例如，以太网、串行、USB、无线、低能耗蓝牙TM(BLE)、近场通信(NFC)等)的多个接口。
在使用中，微处理器400执行存储在存储器401中的以支付应用软件303的形式的指令以允许与支付卡100进行通信，例如，以接收生物特征用户信息，并且收单方服务器312例如发起支付授权。应用软件可以包括一个或多个软件模块，并且可以在合适的执行环境(诸如操作系统环境等)中来执行。
因此，应该认识到的是，POS终端302可以由任何合适的处理系统形成，该处理系统诸如任何电子处理设备，包括微处理器、微芯片处理器、逻辑门配置、可选地与实现诸如FPGA(现场可编程门阵列)的逻辑相关联的固件、或任何其它适当配置的电子设备、系统或布置。但是，POS终端302也可以由适当编程的PC、互联网终端、膝上型或手持式PC、平板电脑或智能电话等形成。因此，在一个示例中，POS终端302是标准处理系统，诸如基于英特尔体系架构的处理系统，该处理系统执行存储在非易失性(例如，硬盘)存储装置上的软件应用，但是这不是必需的。
发行方服务器304和收单方服务器312
本文的任何示例的发行方服务器304和收单方服务器312可以由任何合适的处理设备形成，并且图5中示出了一种这样的合适的设备。
在这个示例中，处理设备由与数据库501通信的服务器500提供，如图5所示。服务器500能够根据需要使用标准通信协议通过通信网络314与POS终端302和/或其它处理设备进行通信。
可以以各种方式对服务器500的组件进行配置。组件可以完全由软件实现以在标准计算机服务器硬件上执行，标准计算机服务器硬件可以包括一个硬件单元或分布在各个位置的不同计算机硬件单元，其中一些计算机硬件单元可能需要通信网络314以供通信。许多组件或其部件也可以由专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列实现。
在图5所示的示例中，服务器500是基于32位或64位英特尔体系架构的商业可用的服务器计算机系统，并且由计算机系统500执行的处理和/或方法以存储在与服务器500相关联的非易失性(例如，硬盘)计算机可读存储装置503上的一个或多个软件组件或模块502的编程指令的形式实现。软件模块502的至少部分可以替代地被实现为一个或多个专用硬件组件，诸如专用集成电路(ASIC)和/或现场可编程门阵列(FPGA)。
服务器500包括以下标准的商业可用的计算机组件中的至少一个或多个，所有这些都通过总线505互连：
1.随机存取存储器(RAM)506；
2.至少一个计算机处理器507，以及
3.外部计算机接口508：
a.通用串行总线(USB)接口508.1(其中至少一个连接到一个或多个用户接口设备，诸如键盘、指示设备(例如，鼠标509或触摸板)，
b.网络接口连接器(NIC)808.2，其将服务器500连接到数据通信网络314；以及
c.显示器适配器508.3，其连接到显示设备510，诸如液晶显示(LCD)面板设备。
服务器500包括多个标准软件模块，包括：
1.操作系统(OS)511(例如，Linux或Microsoft Windows)；
2.web服务器软件512(例如，Apache，可从http://www.apache.org获得)；
3.脚本语言模块513(例如，个人主页或PHP，可从http://www.php.net，或Microsoft ASP获得)；以及
4.结构化查询语言(SQL)模块514(例如，MySQL，可从http://www.mysql.com获得)，SQL模块514允许数据存储在SQL数据库中并从SQL数据库检索/访问。
web服务器512、脚本语言513和SQL模块514一起向计算机系统500提供允许网络314的用户用配备有标准web浏览器软件的标准计算设备来访问服务器500并且特别地向数据库501提供数据以及从数据库501接收数据的一般能力。本领域技术人员将理解的是，服务器500向这些用户提供的具体功能由web服务器512可访问的脚本提供，包括实现由服务器500执行的处理的一个或多个软件模块502，以及任何其它脚本和支持数据515，包括标记语言(例如，HTML、XML)脚本、PHP(或ASP)和/或CGI脚本、图像文件、样式表等。
软件模块502中的组件和模块之间的边界是示例性的，并且替代实施例可以合并模块或对模块的功能施加替代的分解。例如，本文讨论的模块可以被分解成子模块以作为多个计算机进程被执行，并且可选地，在多个计算机上被执行。而且，替代实施例可以组合特定模块或子模块的多个实例。此外，可以组合操作，或者可以根据本发明在附加操作中分配操作的功能。可替代地，这些动作可以体现在实现这样的功能的电路系统结构中，诸如复杂指令集计算机(CISC)的微代码、被编程到可编程或可擦除/可编程设备中的固件、现场可编程门阵列(FPGA)的配置、门阵列或全定制专用集成电路(ASIC)的设计等。
由服务器500执行的处理的每个步骤可以由(软件模块502的)模块或模块的一部分来执行。这些处理可以体现在非瞬态机器可读和/或计算机可读介质中，用于对计算机系统进行配置来执行方法。软件模块可以存储在计算机系统存储器内和/或被传输到计算机系统存储器以对计算机系统进行配置来执行模块的功能。
服务器500通常根据程序(诸如特定应用程序和/或操作系统的内部存储的指令列表)来处理信息，并经由输入/输出(I/O)设备508来产生结果输出信息。计算机进程通常包括执行(运行)程序或程序的一部分、当前程序值和状态信息、以及由操作系统用来管理进程执行的资源。父进程(parent process)可以生成其它子进程(child process)以帮助执行父进程的整体功能。由于父进程专门生成子进程以执行父进程的整体功能的一部分，因此由子进程(和孙进程(grandchild process)等)执行的功能有时可以被描述为由父进程执行。
为了使用支付系统300，支付卡100的授权用户首先在注册处理期间将其生物特征信息提供给发行方304，使得用户的生物特征信息或至少从该信息得到的对应信息可以存储在生物特征数据库308中。因此，在所描述的实施例中，授权用户将他们的一个手指放在指纹扫描仪上。在所描述的实施例中，用于注册的指纹扫描仪位于固定位置，即，在发行机构的分支办公室处，但是替代地，如果在安全条件下使用，则可以是用户自己的支付卡100上的传感器302(例如，注册可以仅在用户的支付卡100仍然插入在被配置为执行安全注册的读卡器中并且位于发行机构的分支办公室处时才被执行)。在用户的支付卡100插入到读卡器中的情况下，支付卡100可以部分地或完全地为在传感器302处提取用户的指纹图像供电。
在所描述的实施例中，标准特征提取被应用于用户指纹的图像，并且得到的提取特征被存储在数据库中作为用户的生物特征信息。但是，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，存储在数据库中的生物特征信息可以采用各种不同的形式中的任何形式。例如，生物特征信息可以被存储为提取出的用户指纹特征的单向散列。在本公开的启发下，许多其它可能的形式对于本领域技术人员而言是显而易见的。
在已经注册了他们的生物特征信息(或从该信息得到的对应信息)之后，支付卡100现在可以用于使用交易处理200进行和授权交易，如图2所示。通常，但不必须的是，每个交易将涉及用户向商家进行金融支付用于换取从商家购买商品和/或服务。在该上下文中，在选择商品和/或服务之后，客户准备好发起交易，并且在步骤202处(例如，从钱包或手包中)检索他们的支付卡100。
在所描述的实施例中，在步骤204处，在电源104包括光伏设备的情况下，当客户检索他们的支付卡100时，环境光(其可以是自然的和/或人造的)与在步骤204处暴露的支付卡100的光伏设备102相互作用，以生成为支付卡100的组件(包括处理器106和易失性存储器108)供电的电力。在启动时，处理器106执行存储在非易失性存储器110中的指令，这些指令将处理器106和指纹扫描仪102置于准备好检测手指在指纹扫描仪102上的放置的状态。
为了将用户认证为支付卡100的授权用户，用户将手指(其指纹先前已经如上所述在支付系统300中注册)放置在支付卡100的指纹扫描仪102上。作为响应，在步骤206处，处理器106和指纹扫描仪102生成与用户的指纹对应的生物特征数据，并且在步骤208处，处理器106(临时)将生物特征数据存储在支付卡100的随机存取存储器(RAM)108中。
现在已经生成了(至少名义上)唯一地识别用户的生物特征数据，然后，在步骤210处，用户启用支付卡100与商家的支付终端302之间的通信。在一些实施例中，可以通过在卡读取接口405处将支付卡100插入到支付终端302中的动作来执行通信，经由支付卡100的(经由电触点的)接口112和支付终端302的对应电触点在支付卡100和支付终端302之间建立电通路，从而允许支付卡100和支付终端302交换数据和/或允许向支付卡100传输电力，并且因此彼此进行通信和/或向支付卡100供电。
在其它实施例中，可以通过将支付卡100定位在靠近商家的支付终端302附近的动作来执行通信，使得可以经由支付卡100的接口112(经由NFC收发器)和支付终端302的接收器来执行数据的无线传输。数据可以包括用户的生物特征信息。
在步骤212处，支付卡100将用户的生物特征信息发送到支付终端302。在一些实施例中，可以以加密形式将生物特征信息发送到支付终端302。
在所描述的实施例中，以用户指纹的数字图像的形式从支付卡100接收生物特征数据，但是在其它实施例中不必是这种情况。
在所描述的实施例中，用户的生物特征数据和与支付卡100相关联的唯一标识符(例如，与支付卡100相关联的主帐号(PAN))经由通信网络314以及收单方312、支付卡网络310和发行方304被发送到生物特征服务器306或者如虚线316所表示的被直接发送到生物特征服务器306。如果生物特征数据以加密形式被发送，则它由生物特征服务器306进行解密。在一些实施例中，只有与支付卡100相关联的唯一标识符被发送到生物特征服务器306。
在一些实施例中，一旦支付卡100将用户的生物特征数据和唯一标识符发送到支付终端302，支付卡处理器就从支付卡100的RAM108中移除生物特征数据。
在任一情况下，生物特征服务器306使用唯一标识符(例如，用户的PAN)来检索与支付卡100相关联的生物特征数据，并且该唯一标识符表示或对应于支付卡100的注册用户的至少一个指纹。如果生物特征服务器306从支付终端302接收到用户的生物特征数据，则在步骤214处，生物特征服务器306处理用户的生物特征数据和支付卡100的注册用户的生物特征数据以确定他们是否匹配或至少对应，使得用户被确定为是(或不是)支付卡100的注册用户(或至少高置信度)。可替代地，如果支付终端302不发送用户的生物特征数据，则支付终端302执行比较或处理步骤214，但是以传送支付卡100的注册用户的生物特征数据为代价，即使是以加密的形式。
如上所述，在所描述的实施例中，生物特征服务器306以用户指纹的数字图像的形式接收用户的生物特征数据，并且生物特征服务器306通过执行本领域技术人员已知的标准特征提取来处理该图像，以便以从数字图像中提取出的特征的形式生成对应的生物特征数据。存储在生物特征数据库308中的支付卡的注册用户的生物特征数据已经是这种形式，并且使用本领域技术人员已知的标准方法对这两组生物特征数据进行比较。
如果验证步骤214确定支付卡100的注册用户的生物特征数据与支付卡100生成的生物特征数据匹配，则在步骤216处，用户被认为被认证，然后支付卡交易可以在步骤220处继续(其中执行本领域技术人员已知的标准步骤，包括发行方304检查用户的账户余额以确定交易是否可以继续)。否则，如果在步骤216处用户未被认证，则在步骤218处交易被拒绝。
指示生物特征验证处理的结果的数据可以包括以下内容：
·生物特征匹配(例如，2位)
·是否在远程服务器上执行匹配；
·是否在生物特征卡(即，具有至少一个生物特征传感器的卡)上执行匹配；
·是否在支付终端上执行匹配。
·存储的生物特征模板(例如，2位)
.模板/图像是否存储在服务器上；
.模板/图像是否存储在生物特征卡上。
·所使用的最佳可用匹配(例如，1位)
.是否注册了多个指纹，以及是否使用了最佳匹配的生物特征(例如，最佳可用的指纹)。
.设备/卡的认证机制的评级(2位)
.传感器是否已经被批准机构(例如，发行方、诸如MastercardTM的支付网络或第三方设备批准机构)批准(误匹配率/误失配率数字满足要求)；
.传感器/设备是否未被批准机构批准(误匹配率/误失配率数字不满足要求)；
.是否仅进行安全评估，未执行功能评估；
.未执行评估的情况。
在一些实施例中，当从支付终端302移除支付卡100时，(如果一旦生物特征数据被发送到支付终端302还未被移除，如上所述)，处理器从支付卡100的RAM 108中移除生物特征数据。在其它实施例中，并且在任何情况下，当RAM 108不再由电源104供电时，通常当用户将支付卡100返回到他或她的口袋或钱包或手包中时，支付卡的RAM 108的所有内容都被清除。在所有这些实施例中，用户的生物特征数据独立于支付卡100生成，并且仅在生物特征数据用于认证用户并因此授权支付卡交易时才由支付卡100存储短暂一段时间。
将显而易见的是，本文描述的自供电支付卡提供了超过现有支付卡的许多优点，包括获取生物特征数据而不必将支付卡插入到支付终端或其它设备中，同时将该生物特征数据的认证留给支付终端或其它设备的能力。在支付卡的能源是光伏设备的情况下，这些设备通常比电池更可靠且寿命更长，因此减少了更换支付卡的需要，从而降低了成本和塑料浪费。
在不脱离本发明的范围的情况下，许多修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
Claims (11)
1.一种支付卡，包括：
处理器；
非易失性存储器，存储将由所述处理器执行的指令；
生物特征传感器；
电源，与所述生物特征传感器进行通信；
易失性存储器，所述易失性存储器在由所述电源供能时，临时存储来自所述生物特征传感器的数据；以及
数据传送接口，与所述易失性存储器和所述非易失性存储器进行通信，所述数据传送接口被配置为将数据从所述生物特征传感器传输到外部读取器设备。
2.如权利要求1所述的支付卡，其中所存储的指令在被所述处理器执行时，使得所述处理器：
向所述生物特征传感器传输指令以生成表示提取出的用户生物特征信息的数据；
在所述易失性存储器中临时存储表示提取出的用户生物特征信息的数据；以及
将表示提取出的用户生物特征信息的数据从所述支付卡发送到所述外部读取器设备用于特征提取，以确定用户是否是所述支付卡的授权用户。
3.如权利要求1或2所述的支付卡，其中所述电源包括换能器以产生电能。
4.如权利要求3所述的支付卡，其中所述换能器包括光伏设备。
5.如权利要求3或4所述的支付卡，其中所述电源还包括电池以存储来自所述换能器的所述电能中的至少一些电能。
6.如权利要求1至5中任一项所述的支付卡，其中所述数据传送接口包括被配置为与卡读取器设备的对应电触点接触的多个电触点。
7.如权利要求1至5中任一项所述的支付卡，其中所述数据传送接口包括无线收发器，所述无线收发器是NFC收发器。
8.如权利要求1至7中任一项所述的支付卡，其中所述生物特征传感器包括指纹扫描仪。
9.如权利要求7所述的支付卡，其中所述生物特征传感器被配置为捕获所述支付卡的用户的指纹的数字图像和/或作为从所述支付卡的所述用户的指纹的数字图像生成并且对应于所述支付卡的所述用户的指纹的数字图像的生物特征模板。
10.如权利要求1至7中任一项所述的支付卡，其中所述生物特征传感器包括图像捕获传感器。
11.如权利要求10所述的支付卡，其中所述生物特征传感器被配置为捕获所述支付卡的用户的虹膜的数字图像和/或作为从所述支付卡的所述用户的虹膜的数字图像生成并且对应于所述支付卡的所述用户的虹膜的数字图像的生物特征模板。
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