CN114501373A - 一种智能水表充值防作弊方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据处理方法技术领域，特别涉及一种智能水表充值防作弊方法，包括以下步骤：S1，对手机APP、BLE蓝牙水表两者的蓝牙配对码加密以防作弊；S2，手机APP与水表在指令交互过程中防作弊；S3，手机APP给水表充值指令利用多字段配合验证防作弊；S4，业务服务器端防止充值指令随意申请。本发明从手机APP与水表配对阶段、指令交互阶段、充值指令结构、充值指令申请共4个关键点来实现对BLE水表的充值防作弊。借助智能手机蓝牙、4G/WiFi网络，完成对水表的充值交费，减少了APP被破解带来了的充值隐患，解决了充值对于NB网络的依赖。

Description

一种智能水表充值防作弊方法

技术领域

本发明涉及数据处理方法技术领域，特别涉及一种智能水表充值防作弊方法。

背景技术

目前市场上有多种类型的智能水表，根据安装环境、使用场景有很多定制化的充值方案。当下比较流行的BLE水表充值有两种方案：

1、手机APP与BLE水表进行会话充值，并通过手机4G/WiFi网络上报充值结果给业务服务器。该方案只要破解了手机APP，就完成了对整个水表充值的破解，不做定期巡检无法核对账目，造成了供水企业损失及维护成本增加。

2、通过手机APP交费完成，业务服务器接收到支付结果后，利用NB网络与水表通讯进行充值。若水表到账不及时需要手机APP通过蓝牙激活水表联网。该方案充值主要借助NB网络完成，需要借助强大的基站网络，增加了额外的硬件成本。

为此，本申请设计了一种智能水表充值防作弊方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明为了弥补现有技术中的不足，提供了一种智能水表充值防作弊方法。

一种智能水表充值防作弊方法，包括以下步骤：

S1，对手机APP、BLE蓝牙水表两者的蓝牙配对码加密以防作弊，手机APP以水表号为输入参数，向业务服务器申请此水表蓝牙配对码，水表蓝牙配对码在生产出厂时写入水表，不可更改；

S2，手机APP与水表在指令交互过程中防作弊，手机APP发送到水表的指令，需要向业务服务器提交指令类型及指令合成所需参数，业务服务器通过加密算法生成新指令返给手机APP，再由手机APP发给水表，水表发送到APP的指令由手机APP转发给业务服务器，通过业务服务器解密，并将解密结果返回给手机APP；

S3，手机APP给水表充值指令利用多字段配合验证防作弊，指令通过“指令可用次数”、“系统时间”、“有效时长”、“充值序号”四个字段配合来防止某一充值指令被重复利用；

S4，业务服务器端防止充值指令随意申请，每一笔支付订单成功，数据库服务器都会记录订单状态，任何向业务服务器发起的充值指令申请，都需要通过数据库服务器进行核实，手机APP向支付平台发起支付请求，支付未完成期间，手机APP采用轮询的方式，等待支付平台与业务服务器同步支付结果，手机APP查到支付订单成功后携订单号向业务服务器发起充值指令申请，业务服务器查阅此订单状态，确定是否下发与此订单相关联的充值指令。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述S1具体为，

S11，手机APP登录业务服务器，业务服务器返回水表号列表、登录Token，手机APP搜索附近所属水表，选择水表连接，此过程中手机APP以水表号为输入参数，向业务服务器申请该水表的配对码，业务服务器通过不公开加/解密算法A根据水表号计算出配对码后返给手机APP，所述不公开加/解密算法A是自定义的一种数据指令加/解密算法，此算法仅在加/解密蓝牙配对码时使用，由业务服务器保管；

S12，水表在出厂时，已经将配对码固定到水表内，不可更改；

S13，蓝牙配对成功，手机APP与水表建立会话连接，配对失败，手机APP禁用后续功能。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述S2具体为，

S21，手机APP发给水表的“充值”、“读表余额”、“清除故障”等指令，由手机APP向业务服务器提交指令类型、Token及指令合成所需参数，业务服务器核验提交的Token等附加消息，确认无误后，延长Token时效，通过不公开加/解密算法B加密所需指令，将加密指令返给手机APP，再由手机APP直接转发此指令到水表；所述不公开加/解密算法B，是自定义的一种数据指令加/解密算法，此算法在手机APP发往水表的指令加密阶段使用，水表收到指令利用此算法进行解密，此算法由业务服务器及水表保管；

S22，水表获取到手机APP指令进行解密，并执行相关动作，执行完毕，将执行结果以不公开加/解密算法C加密后发给手机APP；所述不公开加/解密算法C，是自定义的一种数据指令加/解密算法，此算法在水表发往手机APP的指令加密阶段使用，业务服务器收到经由APP接收并转发的水表指令，利用此算法进行解密，此算法由业务服务器及水表保管；

S23，手机APP收到水表回复的指令，不做任何处理，将指令转发给业务服务器；

S24，业务服务器收到经由手机APP转发来的水表指令，通过不公开解密算法C对指令解密。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述S3具体为，

S31，充值指令结构中含有“指令可用次数”、“系统时间”、“有效时长”、“充值序号”四个字段用以确保指令不会多次执行；

S32，水表依据指令中的“系统时间”与“有效时长”，同步本地时间，并计算指令到期时间，在指令到期之前允许使用；

S33，充值指令到期之前，充值序号用以判断同一订单是否被反复使用充值，水表收到重复指令后回应相应错误信息，重复次数超过“指令可用次数”，不再进行回复，并断开蓝牙连接，等待唤醒周期到来；

S34，指令解密错误，不予回复，超过2次后，自动断开，等待蓝牙唤醒周期到来；

S35，水表充值成功后，修改充值序号，将结果加密后经由手机APP上报业务服务器，业务服务器解密并同步数据库服务器信息。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述S4具体为，

S41，手机APP发起支付请求后采用轮询方式向业务服务器查询订单支付结果；

S42，业务服务器接收支付平台返回订单处理结果，在数据库服务器更新订单结果；

S43，手机APP在业务服务器查到订单成功后，携带此订单号向业务服务器发起充值指令申请，业务服务器查阅数据库服务器该订单状态，订单成功才可以下发此订单的充值指令，防止不明来源的充值指令申请。

本发明的有益效果是：

本发明解决了手机APP被破解带来了的充值隐患，通过4G/WiFi网络和手机蓝牙完成BLE水表的充值，不需要额外的NB网络及硬件开销。

附图说明

图1为本发明的APP、BLE蓝牙水表的蓝牙配对码防作弊方法流程图；

图2为本发明的手机APP与水表两者在指令交互过程中的防作弊流程图；

图3为本发明的手机APP对水表操作的功能展示图；

图4为本发明的充值指令明文和密文结构图；

图5为本发明的手机APP给水表充值指令利用多字段配合验证防作弊流程图；

图6为本发明的手机APP支付流程图；

图7为本发明的手机APP支付成功后充值界面；

图8为本发明的手机APP充值成功后的界面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例具体为一种BLE水表充值防作弊方法，包括以下步骤：

S1，对手机APP、BLE蓝牙水表（图1中所示，后文都以“水表代替”）两者的蓝牙配对码加密以防作弊。手机APP以水表号为输入参数，向业务服务器申请此水表蓝牙配对码。水表蓝牙配对码在生产出厂时写入水表，不可更改。

S2，手机APP与水表在指令交互过程中防作弊。手机APP发送到水表的指令，需要向业务服务器提交指令类型及指令合成所需参数，业务服务器通过加密算法生成新指令返给手机APP，再由手机APP发给水表；水表发送到手机APP的指令由手机APP转发给业务服务器，通过业务服务器解密，并将解密结果返回给手机APP。由于手机APP属于大众应用可以被下载，虽然也经过了技术处理，仍然存在被破解的风险。因此，指令加/解密算法由业务服务器及水表进行保管，保持两者算法一致，降低了作弊风险。

S3，手机APP给水表充值指令利用多字段配合验证防作弊。指令通过“指令可用次数”、“系统时间”、“有效时长”、“充值序号”四个字段配合来防止某一充值指令被重复利用。

S4，业务服务器端防止充值指令随意申请。每一笔支付订单成功，数据库服务器都会记录订单状态。任何向业务服务器发起的充值指令申请，都需要通过数据库服务器进行核实。手机APP向支付平台发起支付请求。支付未完成期间，手机APP采用轮询的方式，等待支付平台与业务服务器同步支付结果（支付结果由业务服务器更新到数据库服务器）。手机APP查到支付订单成功后携订单号向业务服务器发起充值指令申请，业务服务器查阅此订单状态，确定是否下发与此订单相关联的充值指令。

如图1所示，本实施例的步骤1中的配对码防作弊方法具体为：

S11，手机APP登录业务服务器，业务服务器返回水表号列表、登录Token。手机APP搜索附近所属水表，选择水表连接。此过程中手机APP以水表号为输入参数，向业务服务器申请该水表的配对码，业务服务器通过不公开加密算法A根据水表号计算出配对码后返给手机APP。所述不公开加/解密算法A，是自定义的一种数据指令加/解密算法，此算法仅在加/解密蓝牙配对码时使用。此算法由业务服务器保管。

S12，水表在出厂时，已经将配对码固定到水表内，不可更改。

S13，蓝牙配对成功，手机APP与水表建立会话连接。配对失败，手机APP禁止使用后续功能。

如图2所示，本实施例的步骤2在手机APP与水表两者在指令交互过程中的防作弊流程具体为：

S21，手机APP发给水表的“充值”、“读表余额”、“清除故障”等指令，由手机APP向业务服务器提交指令类型、Token及指令合成所需参数。业务服务器核验提交的Token等附加消息，确认无误后，延长Token时效，通过不公开加/解密算法B加密所需指令，将加密指令返给手机APP，再由手机APP直接转发此指令到水表。所述不公开加/解密算法B，是自定义的一种数据指令加/解密算法，此算法在手机APP发往水表的指令加密阶段使用，水表收到指令利用此算法进行解密。此算法由业务服务器及水表保管。

S22，水表获取到手机APP指令进行解密，并执行相关动作，执行完毕，将执行结果以不公开加/解密算法C加密后发给手机APP。所述不公开加/解密算法C，是自定义的一种数据指令加/解密算法，此算法在水表发往手机APP的指令加密阶段使用，业务服务器收到经由APP接收并转发的水表指令，利用此算法进行解密。此算法由业务服务器及水表保管。

S23，手机APP收到水表回复的指令，不做任何处理，将指令转发给业务服务器。

S24，业务服务器收到经由手机APP转发来的水表指令，通过不公开解密算法C对指令解密。

如图4和图5所示，本实施例的步骤3充值指令利用多字段配合验证防作弊流程如下：

S31,充值指令结构中含有“指令可用次数”、“系统时间”、“有效时长”、“充值序号”四个字段用以确保指令不会多次执行。

S32，水表依据指令中的“系统时间”与“有效时长”，同步本地时间，并计算指令到期时间，在指令到期之前允许使用。

S33，充值指令到期之前，充值序号用以判断同一订单是否被反复使用充值。水表收到重复指令后回应相应错误信息，重复次数超过“指令可用次数”，不再进行回复，并断开蓝牙连接，等待唤醒周期到来。

S34，指令解密错误，不予回复，超过2次后，自动断开，等待蓝牙唤醒周期到来。

S35，水表充值成功后，修改充值序号，将结果加密后经由手机APP上报业务服务器，业务服务器解密并同步数据库服务器信息。

如图6所示，本实施例的步骤4具体为：

S41，手机APP发起支付请求后采用轮询方式向业务服务器查询订单支付结果。

S42，业务服务器接收支付平台返回订单处理结果，在数据库服务器更新订单结果。

S43，手机APP在业务服务器查到订单成功后，携带此订单号向业务服务器发起充值指令申请。业务服务器查阅数据库服务器该订单状态，订单成功才可以下发此订单的充值指令，防止不明来源的充值指令申请。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种智能水表充值防作弊方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，对手机APP、BLE蓝牙水表两者的蓝牙配对码加密以防作弊，手机APP以水表号为输入参数，向业务服务器申请此水表蓝牙配对码，水表蓝牙配对码在生产出厂时写入水表，不可更改；

S2，手机APP与水表在指令交互过程中防作弊，手机APP发送到水表的指令，需要向业务服务器提交指令类型及指令合成所需参数，业务服务器通过加密算法生成新指令返给手机APP，再由手机APP发给水表，水表发送到APP的指令由手机APP转发给业务服务器，通过业务服务器解密，并将解密结果返回给手机APP；

S3，手机APP给水表充值指令利用多字段配合验证防作弊，指令通过“指令可用次数”、“系统时间”、“有效时长”、“充值序号”四个字段配合来防止某一充值指令被重复利用；

S4，业务服务器端防止充值指令随意申请，每一笔支付订单成功，数据库服务器都会记录订单状态，任何向业务服务器发起的充值指令申请，都需要通过数据库服务器进行核实，手机APP向支付平台发起支付请求，支付未完成期间，手机APP采用轮询的方式，等待支付平台与业务服务器同步支付结果，手机APP查到支付订单成功后携订单号向业务服务器发起充值指令申请，业务服务器查阅此订单状态，确定是否下发与此订单相关联的充值指令。

2.根据权利要求1所述的智能水表充值防作弊方法，其特征在于：

所述S1具体为，

S11，手机APP登录业务服务器，业务服务器返回水表号列表、登录Token，手机APP搜索附近所属水表，选择水表连接，此过程中手机APP以水表号为输入参数，向业务服务器申请该水表的配对码，业务服务器通过不公开加/解密算法A根据水表号计算出配对码后返给手机APP，所述不公开加/解密算法A是自定义的一种数据指令加/解密算法，此算法仅在加/解密蓝牙配对码时使用，由业务服务器保管；

S12，水表在出厂时，已经将配对码固定到水表内，不可更改；

S13，蓝牙配对成功，手机APP与水表建立会话连接，配对失败，手机APP禁用后续功能。

3.根据权利要求1所述的智能水表充值防作弊方法，其特征在于：

所述S2具体为，

S21，手机APP发给水表的“充值”、“读表余额”、“清除故障”等指令，由手机APP向业务服务器提交指令类型、Token及指令合成所需参数，业务服务器核验提交的Token等附加消息，确认无误后，延长Token时效，通过不公开加/解密算法B加密所需指令，将加密指令返给手机APP，再由手机APP直接转发此指令到水表；所述不公开加/解密算法B是自定义的一种数据指令加/解密算法，此算法在手机APP发往水表的指令加密阶段使用，水表收到指令利用此算法进行解密，此算法由业务服务器及水表保管；

S22，水表获取到手机APP指令进行解密，并执行相关动作，执行完毕，将执行结果以不公开加/解密算法C加密后发给手机APP；所述不公开加/解密算法C是自定义的一种数据指令加/解密算法，此算法在水表发往手机APP的指令加密阶段使用，业务服务器收到经由APP接收并转发的水表指令，利用此算法进行解密，此算法由业务服务器及水表保管；

S23，手机APP收到水表回复的指令，不做任何处理，将指令转发给业务服务器；

S24，业务服务器收到经由手机APP转发来的水表指令，通过不公开解密算法C对指令解密。

4.根据权利要求1所述的智能水表充值防作弊方法，其特征在于：

所述S3具体为，

S31，充值指令结构中含有“指令可用次数”、“系统时间”、“有效时长”、“充值序号”四个字段用以确保指令不会多次执行；

S32，水表依据指令中的“系统时间”与“有效时长”，同步本地时间，并计算指令到期时间，在指令到期之前允许使用；

S33，充值指令到期之前，充值序号用以判断同一订单是否被反复使用充值，水表收到重复指令后回应相应错误信息，重复次数超过“指令可用次数”，不再进行回复，并断开蓝牙连接，等待唤醒周期到来；

S34，指令解密错误，不予回复，超过2次后，自动断开，等待蓝牙唤醒周期到来；

S35，水表充值成功后，修改充值序号，将结果加密后经由手机APP上报业务服务器，业务服务器解密并同步数据库服务器信息。

5.根据权利要求1所述的智能水表充值防作弊方法，其特征在于：

所述S4具体为，

S41，手机APP发起支付请求后采用轮询方式向业务服务器查询订单支付结果；

S42，业务服务器接收支付平台返回订单处理结果，在数据库服务器更新订单结果；

S43，手机APP在业务服务器查到订单成功后，携带此订单号向业务服务器发起充值指令申请，业务服务器查阅数据库服务器该订单状态，订单成功才可以下发此订单的充值指令，防止不明来源的充值指令申请。

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