CN111815320A - 一种基于手机面对面互扫的数字钱包与双离线支付方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于手机面对面互扫的数字钱包与双离线支付方法。它包括耦合模块、交易模块、二维码生成模块、摄像头调用模块、提取模块、UTXO记账模块和通讯模块，二维码生成模块用于将双离线交易过程中付款钱包与收款钱包之间的交互数据生成二维码信息并控制显示，摄像头调用模块用以在交易过程中控制手机前置摄像头显示的二维码信息，提取模块用以从扫描获取的二维码信息中提取付款钱包与收款钱包之间交互数据。本发明对市场现有智能手机均支持，无需区分Android与ios操作系统，无需手机具备NFC功能，也无需手机厂商开放接口，便于市场普及双离线支付，利用未来推广法定数字货币在飞行、航海和境外等无网络应用场景。

Description

一种基于手机面对面互扫的数字钱包与双离线支付方法
技术领域
本发明属于计算机技术领域，具体涉及一种基于手机面对面互扫的数字钱包与双离线支付方法。
背景技术
目前支付宝、微信的离线支付是“单离线”：对用户离线、对商户在线。其做法是，在支付宝、微信客户端上生成一段标识码(通常是二维码)，可以标示该支付宝用户。商户获取该标识码后，并向支付宝后台申请在该标识码对应的支付宝账户中扣款。
支付宝、微信支付这种单离线支付，商户为了确保用户的支付结果可信赖，必须要自己的终端或者系统从支付公司获得支付结果，而不能以消费者的支付结果凭证作为结论。以传统POS业务举例，商户必须要看到POS机打出支付成功单据后才认为支付有效。这种单离线支付尚有一个可信任的机构(支付宝、微信支付)做记账计算，这个机构可以了解离线方账户的余额、信用以及通过另一连线方获取实时的交易行为，在相对安全的情况下促成交易的完成。而双离线支付是点对点的支付，双方如何达成信任，其难度骤然提升。
根据申请号为：201811240336.X和申请号为：201911042786.2两个发明专利内容，可以看出它们均存在以下缺点：
1、上述专利没有研究两个手机如果不能基于NFC“碰一碰”支付怎么办，没有研究双离线可否扫码支付，没有研究现有Android与ios操作系统手机均支持的双离线数据传输方法。
2、因为上述专利双离线数据传输主要依靠NFC和蓝牙技术，而苹果手机的ios操作系统对NFC有限制，无法开源共享；蓝牙技术又操作不方便，安全性能较差，所以，上述专利应用难以在市场普及推广。
发明内容
本发明解决的技术问题：有鉴于此，本发明实施例提供一种数字货币双离线支付方法和系统，能够在双离线(无网络)时，实现市场现有Android与ios操作系统手机均支持的双离线数据传输与交易，满足不同品牌手机均能支持双离线支付，便于市场普及与推广。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
在第一方面，本发明提供了一种基于手机面对面互扫的数字钱包，包括：
耦合模块，用以将数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联，使得所述数字货币钱包存款与借记卡存款可双向兑换并存储；
交易模块，支持双离线交易模式，用以在双离线交易时生成双离线交易信息；
二维码生成模块，用于将双离线交易过程中付款钱包与收款钱包之间的交互数据生成二维码信息，且控制生成的二维码信息在手机显示屏进行显示；
摄像头调用模块，用以在交易过程中控制手机前置摄像头工作，以扫描对方手机显示屏上显示的二维码信息；
提取模块，用以从扫描获取的二维码信息中提取付款钱包与收款钱包之间交互数据，以实现付款钱包与收款钱包之间的交易数据传输；
UTXO记账模块，用以根据双离线交易数据更新账户金额；
通讯模块，用以在网络恢复后上传双离线交易数据，以在线记入和在线同步区块链UTXO账本。
进一步的，所述付款钱包与收款钱包之间的交互数据包括：
付款钱包向收款钱包发送的双离线交易数据和收款钱包向付款钱包返回的确认交易信息，所述双离线交易数据由付款钱包的数字货币加密字串和双离线交易信息实时同步加密生成。
进一步的，所述双离线交易信息包括转账数字货币和金额、付款者账号、交易时间和付款者私钥签名。
进一步的，所述确认交易信息包括付款方发送的双离线交易数据、收款者账号和收款方的私钥签名。
进一步的，所述交易模块还支持单离线和在线交易模式，并可自动生成三种交易模式对应的交易列表和汇总生成可溯源的交易总表。
进一步的，所述双离线交易数据还包括耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，所述耦合信息由数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联时生成，所述认证证书由用户借记卡所属账户银行私钥为所述耦合信息签发生成，所述收款钱包在收到双离线交易数据时以用户借记卡所属账户银行公钥验证耦合信息与认证证书是否匹配，以对付款钱包是否已实名认证进行验证。
进一步的，还包括声音提示模块，所述声音提示模块用于控制手机扬声器在交易过程中和交易成功后分别发出不同的提示音。
在第二方面，本发明还提供了一种基于手机面对面互扫的双离线支付方法，包括：
将数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联，使得所述数字货币钱包存款与借记卡存款可双向兑换并存储；
付款钱包在双离线交易时生成双离线交易信息；
将付款钱包中的数字货币加密字串和双离线交易信息实时同步加密生成携带有双离线交易数据的交易二维码信息；
将付款钱包的手机与收款钱包的手机面对面设置，通过收款钱包的手机前置摄像头扫描所述交易二维码信息，以使收款钱包获取所述双离线交易数据；
收款钱包对双离线交易数据后予以确认，并生成携带有确认交易信息的确认二维码信息，通过付款钱包的手机前置摄像头扫描所述确认二维码信息，以使付款钱包获取确认交易信息；
根据双离线交易数据更新账户金额；
网络恢复后，所述付款钱包与收款钱包分别将其确认交易信息上传并下载对方上传的确认交易信息，以在线记入和在线同步区块链UTXO账本。
进一步的，以人民银行和商业银行构建区块链的联盟链，以数字货币钱包作为该联盟链上轻节点，用户双离线交易的双方报文信息分别经过加密签名和自动关联时间戳及交易指针，实时生成双离线交易区块，异步上链存证，完成交易双方数据互为备份。
进一步的，所述双离线交易数据还包括耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，所述耦合信息由数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联时生成，所述认证证书由用户借记卡所属账户银行私钥为所述耦合信息签发生成，所述收款钱包在收到双离线交易数据时以用户借记卡所属账户银行公钥验证耦合信息与认证证书是否匹配，以对付款钱包是否已实名认证进行验证。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明对市场现有智能手机均支持，无需区分Android与ios操作系统，无需手机具备NFC功能，也无需手机厂商开放接口，便于市场普及双离线支付，利用未来推广法定数字货币在飞行、航海和境外等无网络应用场景。
附图说明
图1是本发明实施例的数字货币双离线支付状态示意图；
图2是数字货币双离线支付方法的时序示意图；
图3是构建形成的联盟链的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1和3所示，本发明实施例提供了一种数字货币钱包，包括耦合模块、交易模块、二维码生成模块、摄像头调用模块、提取模块、通讯模块和UTXO记账模块。
其中，本发明实施例的耦合模块用以将数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联，使得所述数字货币钱包存款与借记卡存款可双向兑换并存储。用户可以将借记卡存款1:1兑换为数字货币并且存储在该钱包中，支持用户在移动终端上同步可视数字货币图像(如数字货币的Logo)，反之，用户可以将该钱包中数字货币1:1兑换为银行存款存储在借记卡银行账户中。实名制的手机号码可以作为该钱包的账号，交易时保护隐私、匿名可控。
本发明实施例的交易模块支持双离线交易模式，用以在双离线交易时生成双离线交易信息。其中，双离线交易信息包括转账数字货币和金额、付款者账号、收款者账号、交易时间和付款者私钥签名。
本发明实施例的二维码生成模块用于将双离线交易过程中付款钱包与收款钱包之间的交互数据生成二维码信息，且控制生成的二维码信息在手机显示屏进行显示。
具体的，付款钱包与收款钱包之间的交互数据包括：付款钱包向收款钱包发送的双离线交易数据和收款钱包向付款钱包返回的确认交易信息，双离线交易数据由付款钱包的数字货币加密字串和双离线交易信息实时同步加密生成。其中，确认交易信息包括付款方发送的双离线交易数据、收款者账号和收款方的私钥签名。双离线交易数据和确认交易信息可以通过某种加密算法(例如SM3)，利用交易双方的私钥，对双离线交易数据和确认交易信息分别进行加密签名。对同一笔交易，交易双方都能获得对方的签名信息。
本发明实施例的摄像头调用模块用以在交易过程中控制手机前置摄像头工作，以扫描对方手机显示屏上显示的二维码信息。具体的，如图1所示，在支付时，将付款手机与收款手机面对面放置，付款手机与收款手机将需要双离线传输的数据分别转换为两组二维码显示在手机屏幕上，通过付款手机与收款手机上的前置摄像头扫描对方已打开的屏幕，相互读取并实现数据无网络传输。
本发明实施例的提取模块，用以从扫描获取的二维码信息中提取付款钱包与收款钱包之间交互数据。进而，通过生成二维码、扫描二维码和从二维码中提取数据的方式，就实现了付款钱包与收款钱包之间的交易数据在无网络状态下的传输。
本发明实施例的UTXO记账模块在通讯模块发出或收到确认交易信息后，根据双离线交易数据更新其账户金额。不同于比特币，央行数字货币表现形式为加密字串，且具有唯一编号，交易要求“一次一密、一币一密”，数字货币加密字串在付款钱包与收款钱包中流转，来源币登记作废，去向币确权可用。因此，可以将来源币的加密字串视为交易输入(Input)，将去向币的加密字串视为交易输出(Output)，UTXO记账模式不仅可以记录与追溯数字货币交易链条及其现金流向，杜绝重花，而且，可以聚合计算每个钱包的余额，预防和稽核中心化账户可能出现的误差。
本发明实施例的通讯模块用于在网络恢复后，付款钱包与收款钱包分别通过其通讯模块自动将其确认交易信息上传并下载对方上传的确认交易信息，以在线记入和在线同步区块链UTXO账本。通讯模块的该功能是基于手机的如3G或4G通信功能实现的。具体来说，付款钱包与收款钱包在离线交易完成后，如付款钱包先网络恢复，此时，付款钱包的通讯模块就自动将付款钱包的确认交易信息上传，进而在线记入区块链UTXO账本；当收款钱包的网络恢复后，收款钱包的通讯模块除了将其确认交易信息进行上传之外，还从区块链UTXO账本下载付款钱包上传的确认交易信息，同样，在收款钱包的通讯模块除了将其确认交易信息上传完成后，付款钱包的通讯模块从区块链UTXO账本下载收款钱包上传的确认交易信息，从而完成在线记入和在线同步区块链UTXO账本。另外，通讯模块同时支持多笔双离线交易。
本发明实施例的交易模块还支持单离线和在线交易模式，从而具有在线交易支付、单离线交易支付和双离线交易支付这三种交易模式，交易模块并可自动生成三种交易模式对应的交易列表和汇总生成可溯源的交易总表。
为了对数字货币钱包进行实名制认证和提高交易的安全性，本发明实施例的双离线交易数据还包括耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，耦合信息由数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联时生成，认证证书由用户借记卡所属账户银行私钥为耦合信息签发生成，收款钱包在收到双离线交易数据时，也就收到了耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，进而收款钱包就可以以用户借记卡所属账户银行公钥验证耦合信息与认证证书是否匹配，来对付款钱包是否已实名认证进行验证。
为了便于使付款方和收款方清楚的知道当前的交易状态，本发明实施例还包括声音提示模块，声音提示模块用于控制手机扬声器在交易过程中和交易成功后分别发出不同的提示音。具体的，如在交易过程中，可以控制扬声器发出较为急促的“嘟嘟嘟……”，在更新账户金额以后，可控制扬声器发出一声“嘟”持续1秒左右的长鸣。也可以在交易过程，控制扬声器发出如“交易中”或“支付中”等语音提醒，在更新账户金额后发出“交易成功”或“支付成功”等语音提醒，需要说明的是，声音提醒不限于上述方式，可以根据需要进行调整。
基于以上实施例，本领域技术人员可以理解，本发明实施例还提供了一种基于手机面对面互扫的双离线支付方法，其特征在于，包括：
将数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联，使得所述数字货币钱包存款与借记卡存款可双向兑换并存储。用户可以将借记卡存款1:1兑换为数字货币并且存储在该钱包中，支持用户在移动终端上同步可视数字货币图像(如数字货币的Logo)，反之，用户可以将该钱包中数字货币1:1兑换为银行存款存储在借记卡银行账户中。实名制的手机号码可以作为该钱包的账号，交易时保护隐私、匿名可控。
付款钱包在双离线交易时生成双离线交易信息。其中，双离线交易信息包括转账数字货币和金额、付款者账号、收款者账号、交易时间和付款者私钥签名。
将付款钱包中的数字货币加密字串和双离线交易信息实时同步加密生成携带有双离线交易数据的交易二维码信息。
将付款钱包的手机与收款钱包的手机面对面设置，通过收款钱包的手机前置摄像头扫描所述交易二维码信息，以使收款钱包获取双离线交易数据。
收款钱包对双离线交易数据后予以确认，并生成携带有确认交易信息的确认二维码信息，通过付款钱包的手机前置摄像头扫描所述确认二维码信息，以使付款钱包获取确认交易信息。其中，确认交易信息包括付款方发送的双离线交易数据、收款者账号和收款方的私钥签名。双离线交易数据和确认交易信息可以通过某种加密算法(例如SM3)，利用交易双方的私钥，对双离线交易数据和确认交易信息分别进行加密签名。对同一笔交易，交易双方都能获得对方的签名信息。
根据双离线交易数据更新账户金额。
网络恢复后，付款钱包与收款钱包分别通过其通讯模块自动将其确认交易信息上传并下载对方上传的确认交易信息，以在线记入和在线同步区块链UTXO账本。通讯模块的该功能是基于手机的如3G或4G通信功能实现的。具体来说，付款钱包与收款钱包在离线交易完成后，如付款钱包先网络恢复，此时，付款钱包的通讯模块就自动将付款钱包的确认交易信息上传，进而在线记入区块链UTXO账本；当收款钱包的网络恢复后，收款钱包的通讯模块除了将其确认交易信息进行上传之外，还从区块链UTXO账本下载付款钱包上传的确认交易信息，同样，在收款钱包的通讯模块除了将其确认交易信息上传完成后，付款钱包的通讯模块从区块链UTXO账本下载收款钱包上传的确认交易信息，从而完成在线记入和在线同步区块链UTXO账本。
还可以以人民银行和商业银行构建区块链的联盟链，以数字货币钱包作为该联盟链上轻节点，用户双离线交易的双方报文信息分别经过加密签名和自动关联时间戳及交易指针，实时生成双离线交易区块，异步上链存证，完成交易双方数据互为备份。加密算法对交易的签名信息，保障了交易任何一方，对上链之前的数据不可单独伪造和篡改；上链存证的信息，确保付款钱包和收款钱包交易数据一致并不可伪造和篡改。通过区块链浏览器可以精准查询追溯每一笔双离线交易数字货币金额、编号、来源币、去向币和交易双方的钱包账户。
为了对数字货币钱包进行实名制认证和提高交易的安全性，本发明实施例的双离线交易数据还包括耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，耦合信息由数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联时生成，认证证书由用户借记卡所属账户银行私钥为耦合信息签发生成，收款钱包在收到双离线交易数据时，也就收到了耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，进而收款钱包就可以以用户借记卡所属账户银行公钥验证耦合信息与认证证书是否匹配，来对付款钱包是否已实名认证进行验证。
需要说明的是，本申请主要描述的在双离线支付中，面对面扫码的数据交互方式。后续UXTO记账等方式只是记账方式的改进或补充，采用是可选的，采用与否不影响本申请的实质表达。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于手机面对面互扫的数字钱包，其特征在于，包括：
耦合模块，用以将数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联，使得所述数字货币钱包存款与借记卡存款可双向兑换并存储；
交易模块，支持双离线交易模式，用以在双离线交易时生成双离线交易信息；
二维码生成模块，用于将双离线交易过程中付款钱包与收款钱包之间的交互数据生成二维码信息，且控制生成的二维码信息在手机显示屏进行显示；
摄像头调用模块，用以在交易过程中控制手机前置摄像头工作，以扫描对方手机显示屏上显示的二维码信息；
提取模块，用以从扫描获取的二维码信息中提取付款钱包与收款钱包之间交互数据，以实现付款钱包与收款钱包之间的交易数据传输；
UTXO记账模块，用以根据双离线交易数据更新账户金额；
通讯模块，用以在网络恢复后上传双离线交易数据，以在线记入和在线同步区块链UTXO账本。
2.根据权利要求1所述的基于手机面对面互扫的数字钱包，其特征在于，所述付款钱包与收款钱包之间的交互数据包括：
付款钱包向收款钱包发送的双离线交易数据和收款钱包向付款钱包返回的确认交易信息，所述双离线交易数据由付款钱包的数字货币加密字串和双离线交易信息实时同步加密生成。
3.根据权利要求1所述的基于手机面对面互扫的数字钱包，其特征在于，所述双离线交易信息包括转账数字货币和金额、付款者账号、交易时间和付款者私钥签名。
4.根据权利要求2所述的基于手机面对面互扫的数字钱包，其特征在于，所述确认交易信息包括付款方发送的双离线交易数据、收款者账号和收款方的私钥签名。
5.根据权利要求1所述的基于手机面对面互扫的数字钱包，其特征在于，所述交易模块还支持单离线和在线交易模式，并可自动生成三种交易模式对应的交易列表和汇总生成可溯源的交易总表。
6.根据权利要求2所述的基于手机面对面互扫的数字钱包，其特征在于，所述双离线交易数据还包括耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，所述耦合信息由数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联时生成，所述认证证书由用户借记卡所属账户银行私钥为所述耦合信息签发生成，所述收款钱包在收到双离线交易数据时以用户借记卡所属账户银行公钥验证耦合信息与认证证书是否匹配，以对付款钱包是否已实名认证进行验证。
7.根据权利要求1所述的基于手机面对面互扫的数字钱包，其特征在于，还包括声音提示模块，所述声音提示模块用于控制手机扬声器在交易过程中和交易成功后分别发出不同的提示音。
8.一种基于手机面对面互扫的双离线支付方法，其特征在于，包括：
将数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联，使得所述数字货币钱包存款与借记卡存款可双向兑换并存储；
付款钱包在双离线交易时生成双离线交易信息；
将付款钱包中的数字货币加密字串和双离线交易信息实时同步加密生成携带有双离线交易数据的交易二维码信息，并将交易二维码信息显示在付款钱包的手机屏幕上；
将付款钱包的手机屏幕与收款钱包的手机屏幕面对面设置，通过收款钱包的手机前置摄像头扫描所述交易二维码信息，以使收款钱包获取所述双离线交易数据；
收款钱包对双离线交易数据后予以确认，并生成携带有确认交易信息的确认二维码信息，并将确认二维码信息显示在收款钱包的手机屏幕上，通过付款钱包的手机前置摄像头扫描所述确认二维码信息，以使付款钱包获取确认交易信息；
根据双离线交易数据更新账户金额；
网络恢复后，所述付款钱包与收款钱包分别将其确认交易信息上传并下载对方上传的确认交易信息，以在线记入和在线同步区块链UTXO账本。
9.根据权利要求8所述的基于手机面对面互扫的双离线支付方法，其特征在于，以人民银行和商业银行构建区块链的联盟链，以数字货币钱包作为该联盟链上轻节点，用户双离线交易的双方报文信息分别经过加密签名和自动关联时间戳及交易指针，实时生成双离线交易区块，异步上链存证，完成交易双方数据互为备份。
10.根据权利要求8所述的基于手机面对面互扫的双离线支付方法，其特征在于，所述双离线交易数据还包括耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，所述耦合信息由数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联时生成，所述认证证书由用户借记卡所属账户银行私钥为所述耦合信息签发生成，所述收款钱包在收到双离线交易数据时以用户借记卡所属账户银行公钥验证耦合信息与认证证书是否匹配，以对付款钱包是否已实名认证进行验证。
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