CN110120953A - 一种面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统 - Google Patents

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Abstract

一种面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统，包括注册模块、登录模块、生物信息认证模块和身份认证模块，本发明实现了一种基于区块链的面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统，基于区块链的铁路旅客身份认证系统能够让用户身份实现本地存储、信息摘要链上校验，弱化传统身份认证系统中心体系架构下的中心压力，增加旅客身份信息管理的透明性和可审计性，实现铁路旅客身份信息数据访问的细粒度控制，保障铁路旅客身份信息安全，提升铁路旅客的乘车体验。

Description

一种面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统
技术领域
本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种铁路旅客身份认证技术。
背景技术
我国是铁路客运大国，铁路客运量逐年上升，庞大的运量背后，是浩如烟海的铁路旅客个人身份信息，具有巨大数据体量、繁多数据类型、快速数据处理和高价值等特征，这些结构、半结构及非结构化的身份信息，安全防护面临着极大风险与挑战。12306网站中心化的身份认证系统和传统的身份认证模式已经不能满足铁路旅客身份认证的安全需求、体验需求，它无法保证数据权利归属，缺乏数据透明性和可审计性，缺乏数据访问的细粒度控制，认证缺乏有效性，数据防篡改能力薄弱，身份所有权模糊等问题严重影响了铁路旅客身份认证的效率和体验。总之，现有中心化的身份认证系统有信息泄露的风险，身份信息保护措施的不完善，使身份信息所有者无法掌控信息的所有权，让不法分子可以盗取别人身份信息，利用身份信息进行不正当经济活动。
发明内容
为了解决现有铁路身份认证系统存在的上述问题，本发明提供了一种面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统，包括注册模块、登录模块、生物信息认证模块和身份认证模块；旅客出行用户通过手机客户端向服务器发起注册请求，服务器生成一个可登录的账户存入普通数据库内，生成JWT返回至客户端，客户端在本地创建非对称秘钥对，并使用生物信息加密，用户将注册请求信息和公钥回传至服务器，用户身份审核通过后，系统将存储用户公钥并用公钥将用户身份信息加密后写入区块链；客户端向服务器发起登录请求，服务器接受请求，从数据库请求用户账户信息摘要，数据库返回账户信息摘要，服务器验证账户信息并向客户端反馈结果；客户端向服务器发起请求获取公钥加密的身份信息，服务器接受请求，并向区块链请求公钥加密的身份信息，区块链向服务器返回公钥加密的身份信息，服务器向客户端返回公钥加密的身份信息，客户端调用手机生物认证，成功后用私钥解密身份信息；身份校验方向客户端发起身份认证请求，客户端调用生物信息认证模块得到身份信息，客户端向校验方发送私钥加密的用户信息、用户名、时间戳，校验方向服务器请求公钥，服务器验证校验方合法性后返回用户公钥，校验方用公钥解密信息并校验时间戳，校验方使用用户名向区块链请求该用户加密的身份信息，区块链向校验方返回用户加密的身份信息，校验方用公钥加密用户身份信息并与区块链上的加密信息进行验证。
还包括认证记录查询模块，客户端调用手机生物认证核实用户身份，生物认证成功后，客户端向服务器发起请求获取身份认证记录，服务器接受请求，并向区块链请求身份认证记录，区块链向服务器返回身份认证记录，服务器向客户端返回身份认证记录。
所述注册请求信息包含本人的手机号、身份证号、用户名、密码信息。
本发明的面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统，实现了一种基于区块链的面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统，基于区块链的铁路旅客身份认证系统能够让用户身份实现本地存储、信息摘要链上校验，弱化传统身份认证系统中心体系架构下的中心压力，增加旅客身份信息管理的透明性和可审计性，实现铁路旅客身份信息数据访问的细粒度控制，保障铁路旅客身份信息安全，提升铁路旅客的乘车体验。
附图说明
图1是本发明面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统架构图。
图2是本发明面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统功能模块图。
图3是本发明面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统工作流程图。
图4是本发明面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统注册模块工作流程图。
图5是本发明面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统登录模块工作流程图。
图6是本发明面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统生物信息认证模块工作流程图。
图7是本发明面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统身份认证模块工作流程图。
图8是本发明面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统认证记录查询模块工作流程图。
具体实施方式
区块链的去中心化、去信任、不可篡改等特点可用于解决传统旅客身份认证系统的问题，将区块链应用于铁路旅客身份认证领域，符合区块链的应用场景，可以更好的保证铁路旅客身份信息的安全。因此，本发明利用区块链技术，结合不对称加密，零知识证明和生物识别技术来设计与开发一套铁路旅客身份认证系统，以期提高铁路旅客身份认证效率，保障旅客身份信息安全，提升铁路客运服务运作管理系统的品质。
本发明提出“区块链技术+不对称加密技术+数字身份认证服务+生物识别技术”为基础的总体解决方案，选取Ethereum作为开发平台，运用HTML5混合移动应用开发技术，使用React Native作为开发框架，采用C/S开发模型，基于Node.js，使用Nest.js作为服务框架，构建一个对React Native友好的服务器，并将非敏感数据存储在PostgreSQL数据库中，少量敏感数据存储在区块链中。系统将在以太坊平台上开发实现，结合以太坊的架构设计，本系统采用分层的架构，整个系统被分为两个层次：应用接口层和基础服务层，如图1所示。
基础服务层提供基础区块链服务，应用接口层为上层提供基本区块链操作接口，进行实际用户和区块链之间的数据转化，设定了铁路旅客、校验方、服务提供方、监管方等几个实体，使得接口层能够对外提供基本身份认证服务。应用接口层和基础链服务层作为信任服务模型为外部应用提供基础的区块链服务，基于该模型可以改观现有中心化身份管理体系的现状，同时兼顾到用户隐私保护需求与监管需求。
本系统主要分为五大模块，分别是注册模块、登录模块、生物信息认证模块、身份认证模块和认证记录查询模块，图2为系统功能模块图，系统流程图如图3所示。
1)注册模块，注册模块流程图如图4所示：首先旅客出行用户需要提供本人的手机号，用户名，密码等账户信息，生成一个可登录的账户存入普通数据库内，生成JWT返回至客户端，然后客户端在本地创建非对称秘钥对，并使用生物信息加密，用户将其他身份信息(手机号码，身份证号码等)和公钥回传至服务器，系统将信息提交至身份审核接口；用户身份审核通过后，系统将存储用户公钥并用公钥将用户身份信息加密后写入区块链；系统激活用户账户并调用智能合约将其余身份信息加密后写入区块链，最后旅客用户注册成功。
2)登录证模块，登录模块流程图如图5所示：客户端向服务器发起登录请求；服务器接受请求，从数据库请求用户账户信息摘要；数据库返回账户信息摘要；服务器验证账户信息并生成token；服务器向客户端返回token，用户登录成功。
3)生物信息认证模块，生物信息认证模块流程图如图6所示：客户端向服务器发起请求获取公钥加密的身份信息；服务器接受请求，并向区块链请求公钥加密的身份信息；区块链向服务器返回公钥加密的身份信息；服务器向客户端返回公钥加密的身份信息；客户端调用手机生物认证，成功后用私钥解密身份信息。
4)身份认证模块，身份认证模块流程图如图7所示：身份校验方向客户端发起身份认证请求；客户端调用生物信息认证模块得到身份信息；客户端向校验方发送私钥加密的用户信息、用户名、时间戳；校验方向服务器请求公钥；服务器验证校验方合法性后返回用户公钥；校验方用公钥解密信息并校验时间戳；校验方使用用户名向区块链请求该用户加密的身份信息；区块链向校验方返回用户加密的身份信息；校验方用公钥加密用户身份信息并与区块链上的加密信息进行验证；认证成功。
5)认证记录查询模块，认证记录查询模块流程图如图8所示：客户端调用手机生物认证核实用户身份；生物认证成功后，客户端向服务器发起请求获取身份认证记录；服务器接受请求，并向区块链请求身份认证记录；区块链向服务器返回身份认证记录；服务器向客户端返回身份认证记录。
本发明面向智能手机用户端，设计并实现了一套基于区块链应用模式的铁路旅客身份认证管理系统。第一，系统把铁路旅客身份信息保存在客户端本地，信息摘要封存在链上，实现了铁路旅客身份信息本地存储、链上校验，验证时无需出示明文身份信息，仅需出示存有相关信息的数据摘要、公钥的二维码即可，校验方通过寻址对比就能验证信息真实性，有效避免了铁路旅客身份信息泄露问题；第二，系统将旅客身份信息数据分布式存储，采用时间戳技术增强了旅客身份数据的抗篡改性和可追溯性，利用非对称加密技术在保护旅客隐私、实现实名制的前提下增强了数据的透明性、安全性和鲁棒性，进行生物信息认证确保了铁路旅客对身份信息的所有权，部署智能合约提高了铁路旅客身份认证的准确性和智能化水平，提供API实现第三方认证集成调用，提供SDK实现二次扩展集成开发。
本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统，其特征在于：包括注册模块、登录模块、生物信息认证模块和身份认证模块；旅客出行用户通过手机客户端向服务器发起注册请求，服务器生成一个可登录的账户存入普通数据库内，生成JWT返回至客户端，客户端在本地创建非对称秘钥对，并使用生物信息加密，用户将注册请求信息和公钥回传至服务器，用户身份审核通过后，系统将存储用户公钥并用公钥将用户身份信息加密后写入区块链；客户端向服务器发起登录请求，服务器接受请求，从数据库请求用户账户信息摘要，数据库返回账户信息摘要，服务器验证账户信息并向客户端反馈结果；客户端向服务器发起请求获取公钥加密的身份信息，服务器接受请求，并向区块链请求公钥加密的身份信息，区块链向服务器返回公钥加密的身份信息，服务器向客户端返回公钥加密的身份信息，客户端调用手机生物认证，成功后用私钥解密身份信息；身份校验方向客户端发起身份认证请求，客户端调用生物信息认证模块得到身份信息，客户端向校验方发送私钥加密的用户信息、用户名、时间戳，校验方向服务器请求公钥，服务器验证校验方合法性后返回用户公钥，校验方用公钥解密信息并校验时间戳，校验方使用用户名向区块链请求该用户加密的身份信息，区块链向校验方返回用户加密的身份信息，校验方用公钥加密用户身份信息并与区块链上的加密信息进行验证。
2.根据权利要求1所述的一种面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统，其特征在于：还包括认证记录查询模块，客户端调用手机生物认证核实用户身份，生物认证成功后，客户端向服务器发起请求获取身份认证记录，服务器接受请求，并向区块链请求身份认证记录，区块链向服务器返回身份认证记录，服务器向客户端返回身份认证记录。
3.根据权利要求1所述的一种面向智能手机客户端的铁路旅客身份认证系统，其特征在于：所述注册请求信息包含本人的手机号、身份证号、用户名、密码信息。
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