TWI751852B - 無人商店安全性漏洞檢測系統 - Google Patents

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童曉儒
張雯雅
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Abstract

一種無人商店安全性漏洞檢測系統,用以解決習知無人商店的監測設備受限於其偵測能力而存在監測漏洞的問題。係包含:一購物歷程模型,具有數個元件各自可轉移的狀態、該數個元件各自從一原本狀態轉移至一目的狀態的事件與執行的動作,以及一狀態轉移對應表,該狀態轉移對應表用以記錄其中一元件發生狀態轉移時,具有至少另一元件發生對應狀態轉移的資訊;一分析模組,根據該狀態轉移對應表確認,該最新狀態與自身的原本狀態不相同的至少二元件是否發生相對應的狀態轉移,若否,通知該無人商店的管理者,其監測設備具有安全性漏洞。

Description

無人商店安全性漏洞檢測系統
本發明係關於一種尤其是一種用以檢測無人商店的監測設備是否存在安全性漏洞者。
近年來,零售業面臨勞動力短缺、勞動力成本飆升,以及電商平台的崛起等因素,造成零售業者無法承擔實體店面的營運成本而結束經營。隨著5G網路、物聯網與智慧手機的快速發展,促使零售業者改以建構一具有自主零售(Autonomous RetailS6g)能力的實體商店,例如:Amazon Go、X-S1及Scan&Go,以提供一個自由且無人為干擾的無人商店(Unmanned S1),並據以降低營運成本。
上述無人商店,係可以透過如金屬感測器、物聯網、重量感測器、影像辨識技術及無線射頻辨識等技術的監測設備,以達到購物的安全保護機制,使得消費者可於該無人商店中選購商品,並透過手機自行完成結帳,而不需要任何服務人員協助。惟,該無人商店的監測設備可能受限於其偵測能力而存在監測漏洞,使得有心人士根據該監測漏洞偷竊商品,而造成零售業者的損失。
有鑑於此,確實有必要提供一種安全性漏洞檢測系統,以檢測無人商店的監測設備是否有加以改善之必要。
為解決上述問題,本發明的目的是提供一種無人商店安全性漏洞檢測系統,係可以在購物過程中,檢測位於一無人商店的數個元件行為的適當性是否合理者。
本發明的次一目的是提供一種無人商店安全性漏洞檢測系統,係可以記錄消費者整個購物過程中,該數個元件狀態轉移的變化者。
本發明的又一目的是提供一種無人商店安全性漏洞檢測系統,係可以對該無人商店的監測設備所能提供的安全性進行分析,以計算出該無人商店的安全性等級者。
本發明全文所述方向性或其近似用語,例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」、「側面」等,主要係參考附加圖式的方向,各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例,非用以限制本發明。
本發明全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞,僅是為了方便使用且提供本發明範圍的通常意義;於本發明中應被解讀為包括一個或至少一個,且單一的概念也包括複數的情況,除非其明顯意指其他意思。
本發明全文所述之「資料庫單元(Database Unit)」,係指將一群相關的電子資料集合並儲存在硬碟、記憶體或上述之組合,且可藉由資料庫管理系統(DBSMS)所提供的語法功能,例如新增、讀取、搜尋、更新及刪除等,對電子資料進行相關處理;該資料庫管理系統可以藉由不同資料結構方式管理電子資料,例如可以為關聯式、階層式、網狀式或物件導向式等,本發明係以關聯式資料庫管理系統為例進行以下說明,惟非用以限制本發明。
本發明全文所述之「處理器單元(Processor Unit)」,係指任何具有資料儲存、運算及訊號產生功能的電子晶片,或具有該電子晶片的電子設備。舉例而言,該電子晶片可以為中央處理單元(CPU)、微控制器(MCU)、數位訊號處理器(DSP)、現場可程式化邏輯閘陣列(FPGA)或系統單晶片(SoC);該電子設備可以為可程式邏輯控制器(PLC)或Arduino UNO,本發明中具有通常知識者可以依據運算效能、價格、體積限制或功能需求等予以選擇者。
本發明全文所述之「耦接(Coupling)」,係指二裝置之間可藉由任何直接或間接的連接手段,以相互傳遞資料。舉例而言,一第一裝置耦接一第二裝置,於本發明中應被解讀為該第一裝置可以直接連接該第二裝置,例如可以藉由有線實體(如:電線、排線、走線、雙絞線)連接;或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接該第二裝置,例如可以藉由無線媒介(如:WiFi、藍芽)或異質網路(Heterogeneous Network)連接,本發明中具有通常知識者可以依據欲相連之裝置的常態連接手段予以選擇者。
本發明的無人商店安全性漏洞檢測系統,包含:一資料庫單元,用以儲存一購物歷程模型,該購物歷程模型具有數個元件各自可轉移的狀態、該數個元件各自從一原本狀態轉移至一目的狀態的事件與執行的動作,以及一狀態轉移對應表,該狀態轉移對應表用以記錄其中一元件發生狀態轉移時,具有至少另一元件發生對應狀態轉移的資訊;及一分析模組,耦接該資料庫單元,並具有一接收單元及一處理器單元,該接收單元供耦接一無人商店的一監測設備,以取得該監測設備偵測位於該無人商店的該數個元件時所產生的一監測數據,該監測數據包含一消費者帳號,以及該數個元件各自的一識別碼及一最新狀態數值,該處理器單元電性連接該接收單元,並透過該購物 歷程模型將該數個元件各自的最新狀態數值,轉換成相對應的一最新狀態,並判斷具有同一個消費者帳號的各該元件的最新狀態與自身的原本狀態是否均相同,若判斷結果為否,該處理器單元根據該狀態轉移對應表確認,該最新狀態與自身的原本狀態不相同的至少二元件是否發生相對應的狀態轉移,若確認結果為否,該處理器單元產生一警告訊號,以通知該無人商店的管理者,該監測設備具有安全性漏洞。
據此,本發明的無人商店安全性漏洞檢測系統,係能夠利用有限狀態機描述無人商店的監測設備所監測的元件,並協助該無人商店建立購物歷程模型,以描述整個購物行為中各元件之間的互動行為,並於發生不正常的購物行為時適時提出警告,如此,本發明的無人商店安全性漏洞檢測系統,係可以具有即時地檢查購物歷程的適當性,並於發生不正常購物行為時發出警告訊號,以通知該無人商店的管理者注意等功效。
其中,該數個元件係為消費者與商品的配對,或是消費者、商品與購物設備的配對。如此,係具有同時對消費者與商品,或是同時對消費者、商品與購物設備的購物行為進行監測的功效。
其中,該處理器單元根據該狀態轉移對應表確認,該最新狀態與自身的原本狀態不相同的至少二元件是否發生相對應的狀態轉移,若確認結果為是,該處理器單元將該至少二元件的原本狀態各自改成最新狀態。如此,係具有紀錄狀態改變的功效。
其中,當任一元件的狀態機被觸發時,該處理器單元產生相對應該元件的一狀態轉移流程,並於該元件的狀態機發生轉態轉移時,在該狀態轉移流程中產生一檢核點,該檢核點具有該消費者帳號、該元件的識別碼、最新狀態,以及由該元件的原本狀態轉換成該最新狀態的時間戳記,該處理器單元將各該元件於不同時間點所產生的檢核點,根據其時間戳記依序排列 形成於各自的狀態轉移流程,以形成一檢核點時程圖。如此,係具有提供該無人商店的管理者查看該數個元件各自的轉移狀態過程,以及該數個元件各自產生狀態轉移時的狀態關聯性的功效。
其中,該處理器單元根據各該元件的檢核點產生一購物歷程紀錄表,該購物歷程紀錄表用以記錄該無人商店的消費者在購物過程中,在每一個時間點所經歷的事件及執行的動作,在該時間點被觸發的狀態機的元件所發生的狀態轉移過程,以及其他元件的最新狀態。如此,係具有在出現消費糾紛時,該無人商店的管理者係可以根據該購物歷程紀錄表,以評估出該無人商店的安全性漏洞的功效。
其中,該處理器單元透過一安全係數公式計算該監測設備所能提供給該無人商店的一安全性量化數值,該安全係數公式的計算方式如下式所示:
Figure 109145746-A0305-02-0007-11
,其中,S:係表示為該安全性量化數值;n:係表示為該數個元件的數量,且n≧2;m i :係表示為第i個元件的狀態數量,且i=1,...,n。如此,係能夠提供對於該無人商店的監測設備的安全性分析,以對該無人商店的監測設備的安全性進行量化,係具有提供安全性量化數值,以供該無人商店的管理者改善該監測設備的依據的功效。
〔本發明〕
1:資料庫單元
11:購物歷程模型
2:分析模組
21:接收單元
22:處理器單元
M:監測設備
S:無人商店
〔第1圖〕本發明一較佳實施例的系統方塊圖。
〔第2圖〕本發明一較佳實施例的消費者狀態機的示意圖。
〔第3圖〕本發明一較佳實施例的商品狀態機的示意圖。
〔第4圖〕本發明一較佳實施例的購物設備狀態機的示意圖。
〔第5圖〕本發明一較佳實施例的檢核點時程圖的示意圖。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂,下文特舉本發明之較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:請參照第1圖所示,其係本發明無人商店安全性漏洞檢測系統的一較佳實施例,係包含一資料庫單元1及一分析模組2,該資料庫單元1耦接該分析模組2。
該資料庫單元1用以儲存一購物歷程模型11,該購物歷程模型11具有數個元件(Entity)各自可轉移(Transition)的狀態、該數個元件各自從一原本狀態轉移至一目的狀態的事件(Event)與執行的動作(Action),以及一狀態轉移對應表,該狀態轉移對應表用以記錄其中一元件發生狀態轉移時,具有至少另一元件發生對應狀態轉移的資訊。舉例而言,該二元件分別表示商品狀態與購物設備狀態,當消費者由貨架上將商品取下並加入至購物車時,該商品的商品狀態係可以由一貨架狀態轉換成一未付款狀態,相對應地,該購物車的購物設備狀態係可以對應轉換成一商品加入狀態。
具體而言,該購物歷程模型11用以描述購物過程中,該數個元件彼此之間的互動行為,該數個元件係為設置於一無人商店S的監測設備M所偵測的對象,且各該元件的狀態係可以根據該監測設備M的自主監測能力,並透過有限狀態機(Finite State Machine)對該數個元件各自的狀態數值進行描述,以產生用以描述該數個元件各自的行為與狀態的狀態機。在本實施例中,該數個元件係可以為消費者狀態與商品狀態的配對,意即,該購物歷程模型11具有一消費者狀態機及一商品狀態機,以分別用以描述消費者與商品各自的行為與狀態;或該數個元件係可以為消費者狀態、商品狀態與購物設備狀態的配對,意即,該購物歷程模型11具有一消費者狀態機、一商品 狀態機及一購物設備狀態機,以分別用以描述消費者、商品與購物設備各自的行為與狀態。
該分析模組2用以確認該無人商店S的監測設備M是否具有安全性漏洞(Vulnerability),該分析模組2耦接該資料庫單元1,並具有一接收單元21及一處理器單元22,該接收單元21供耦接該監測設備M,以取得該監測設備M偵測該數個元件時所產生的一監測數據,該監測數據包含一消費者帳號,以及該數個元件各自的一識別碼及一最新狀態數值。在本實施例中,該分析模組2可以採用一樹莓派(Raspberry Pi 3/4)作為控制平台,且該接收單元21可以為4G、5G、WiFi、ZigBee、LoRa、Sigfox、NB-IoT或Bluetooth等無線傳輸模組。
該處理器單元22電性連接該接收單元21,並透過該購物歷程模型11將該數個元件各自的最新狀態數值,轉換成相對應的一最新狀態,並判斷具有同一個消費者帳號的各該元件的最新狀態與自身的原本狀態是否均相同,若判斷結果為是,則不需執行額外的作動;若判斷結果為否,該處理器單元22根據該狀態轉移對應表確認,該最新狀態與自身的原本狀態不相同的至少二元件是否發生相對應的狀態轉移,若確認結果為是,該處理器單元22將該至少二元件的原本狀態各自改成最新狀態;若確認結果為否,該處理器單元22產生一警告訊號,以通知該無人商店S的管理者,該監測設備M具有安全性漏洞。
承上述,該處理器單元22除了確認該至少二元件是否發生相對應的狀態轉移之外,較佳地,本發明無人商店安全性漏洞檢測系統,還可以產生一檢核點時程圖,該檢核點時程圖用以記錄該無人商店S的消費者在購物過程中,該數個元件各自發生狀態轉移的過程,以及該數個元件之間的關聯性。
詳言之,當任一元件的狀態機被觸發時,該處理器單元22產生相對應該元件的一狀態轉移流程,並於該元件的狀態機發生轉態轉移時,在該狀態轉移流程中產生一檢核點,該檢核點具有該消費者帳號、該元件的識別碼、最新狀態,以及由該元件的原本狀態轉換成該最新狀態的時間戳記等資訊;該處理器單元22將各該元件於不同時間點所產生的檢核點,根據其時間戳記依序排列形成於各自的狀態轉移流程,以形成該檢核點時程圖,以供該管理者查看該數個元件各自的轉移狀態過程,以及該數個元件各自產生狀態轉移時的狀態關聯性。
本發明無人商店安全性漏洞檢測系統之處理器單元22,還可以根據各該元件的檢核點產生一購物歷程紀錄表,該購物歷程紀錄表用以記錄該無人商店S的消費者在購物過程中,在每一個時間點所經歷的事件及執行的動作,在該時間點被觸發的狀態機的元件所發生的狀態轉移過程,以及其他元件的最新狀態,當出現消費糾紛時,該無人商店S的管理者係可以根據該購物歷程紀錄表,以評估出該無人商店S的安全性漏洞。
本發明的無人商店安全性漏洞檢測系統,還可以計算該無人商店S的安全性。具體而言,該處理器單元22係可以透過一安全係數公式計算該監測設備M所能提供給該無人商店的一安全性量化數值,該安全係數公式的計算方式係可以如下式所示:
Figure 109145746-A0305-02-0010-8
其中,S:係表示為該安全性量化數值;n:係表示為該數個元件的數量,且n≧2;m i :係表示為第i個元件的狀態數量,且i=1,...,n
舉例而言,該無人商店S的監測設備M係可以透過具有人臉辨識功能的一影像偵測模組,以取得消費者的所在位置,在本實施例中,該影像偵測模組係能夠分辨出消費者是位於商店入口、商店出口或商品貨架位 置。又,該監測設備M係可以在放置商品的貨架上設置一無線射頻讀取器(RFID Reader),並於商品外觀設置一電子標籤(Tag),該電子標籤內具有如商品編號及貨架編號等自身商品資訊,使該監測設備M可以得知商品是否位於貨架上。
再且,該監測設備M係可以具有一電子商務系統(Electronic Commerce System),消費者係可以透過行動載具安裝相關的行動應用程式(APP),以連線到該電子商務系統。消費者可利用該行動裝置掃描設置於該商品上的電子標籤,以將該商品加入至該電子商務系統的線上購物車內,以及利用該行動裝置將該商品由該線上購物車內移除或結清該線上購物車內的商品,使該監測設備M可以得知商品的付款狀態。此外,該無人商店S的出入口係可以分別設置一掃碼裝置,使消費者在進出該無人商店S時,以該行動裝置顯示自身消費者帳號並供該掃碼裝置讀取,使該監測設備M可以得知消費者進入或離開該無人商店S。
請參照第2~4圖及下列表一所示,藉由上述監測設備M,當該數個元件係為消費者狀態、商品狀態與購物設備狀態的配對時,該購物歷程模型11可以具有一消費者狀態機、一商品狀態機及一購物設備狀態機,在本實施例中,該消費者狀態機係可以包含一位於商店內狀態(S1);該商品狀態機係可以包含一貨架狀態(S2)、一未付款狀態(S3)及一已付款狀態(S4);該購物設備狀態機係可以包含一商店入口狀態(S5)、一商品加入狀態(S6)、一商品移除狀態(S7)及一商店出口狀態(S8)。
Figure 109145746-A0305-02-0011-1
Figure 109145746-A0305-02-0012-10
請參照第5圖所示,其係本發明無人商店安全性漏洞檢測系統之檢核點時程圖的示意圖,本發明在使用時,消費者係可以事先透過如手機、平板等行動裝置連接到一無人商店的電子商務系統,並進行註冊以申請一組消費者帳號。消費者操控該行動裝置顯示該消費者帳號,並供設置於該無人商店S入口的掃碼裝置讀取,使該購物歷程模型11將該消費者狀態轉換成位於商店內狀態(S1),以及將該購物設備狀態轉換成商店入口狀態(S5)。
該無人商店S的員工將貼附有電子標籤的商品擺放於貨架上,並藉由設置於該貨架的無線射頻讀取器讀取該商品,使該購物歷程模型11將該商品狀態轉換成貨架狀態(S2)。當消費者由放置商品的貨架上將商品取下並加入至該電子商務系統的線上購物車時,由於該無線射頻讀取器未讀取到該商品,因此,該購物歷程模型11將該商品狀態由貨架狀態(S2)轉換成未付款狀態(S3)。另一方面,透過該電子商務系統得知該商品新增至該線上購物車,使該購物歷程模型11將該購物設備狀態由商店入口狀態(S5)轉換成商品加入狀態(S6)。
承上述,消費者亦可改變主意而不想購買該商品,而將該商品由該線上購物車移除並放回貨架,此時,透過該無線射頻讀取器重新讀取到該商品,使該購物歷程模型11將該商品狀態由未付款狀態(S3)轉換成貨架狀態(S2),以及透過該電子商務系統得知該商品由該線上購物車中移除,使該購物歷程模型11將該購物設備狀態由商品加入狀態(S6)轉換成商品移除狀態(S7)。當消費者透過該電子商務系統結清該線上購物車內商品時,該購物歷程模型11將該商品狀態由未付款狀態(S3)轉換成已付款狀態(S4),以及將該購物設備狀態由商品加入狀態(S6)轉換成商店出口狀態(S8)。
其中,當該消費者狀態機、該商品狀態機或該購物設備狀態機被觸發時,該處理器單元22產生相對應的一狀態轉移流程,並於該狀態轉移流程中產生一檢核點,以形成該檢核點時程圖,並透過該數個元件各自產生的檢核點,以確認各該元件是否有發生相對應的狀態轉移,例如:該商品狀態由貨架狀態(S2)轉換成未付款狀態(S3)時,該購物設備狀態應該也得由商店入口狀態(S5)轉換成商品加入狀態(S6),若該購物設備狀態未轉換成商品加入狀態(S6),即可能表示該電子商務系統未偵測到有商品加入到該線上購物車中,此時,該處理器單元22係可以發出一警告訊號,以通知該無人商店S的管理者,該電子商務系統具有安全性漏洞,使該管理者可以對該電子商務系統的漏洞進行錯誤修正。
承上述,在本發明中,係可以根據該消費者狀態的狀態轉移流程(Ps1)、該商品狀態的狀態轉移流程(Pp1),以及該購物商品的狀態轉移流程(Pc1)中的檢核點,以形成該購物歷程記錄表,該購物歷程記錄表係可以如下列表二所示,以記錄該無人商店S的消費者在購物過程中,在每一個時間點所經歷的事件及執行的動作,在該時間點被觸發的狀態機的元件所發生的狀態轉移過程,以及其他元件的最新狀態。
Figure 109145746-A0305-02-0013-3
Figure 109145746-A0305-02-0014-4
Figure 109145746-A0305-02-0015-7
該處理器單元22係可以透過該安全係數公式計算該無人商店的監測設備M的安全性量化數值。在上述的舉例中,由於該消費者狀態機具有一個狀態、該商品狀態機具有三個狀態,以及該購物設備狀態機具有四個狀態,因此,該監測設備M的安於性量化數值係為1×3×4=12,係屬於風險較高的無人商店。
綜上所述,本發明的無人商店安全性漏洞檢測系統,係能夠利用有限狀態機描述無人商店的監測設備所監測的元件,並協助該無人商店建立購物歷程模型,以描述整個購物行為中各元件之間的互動行為,並於發生不正常的購物行為時適時提出警告,如此,本發明的無人商店安全性漏洞檢 測系統,係可以具有即時地檢查購物歷程的適當性,並於發生不正常購物行為時發出警告訊號,以通知該無人商店的管理者注意等功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內,相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1:資料庫單元
11:購物歷程模型
2:分析模組
21:接收單元
22:處理器單元
M:監測設備
S:無人商店

Claims (6)

  1. 一種無人商店安全性漏洞檢測系統,包含:一資料庫單元,用以儲存一購物歷程模型,該購物歷程模型具有數個元件各自可轉移的狀態、該數個元件各自從一原本狀態轉移至一目的狀態的事件與執行的動作,以及一狀態轉移對應表,該狀態轉移對應表用以記錄其中一元件發生狀態轉移時,具有至少另一元件發生對應狀態轉移的資訊;及一分析模組,耦接該資料庫單元,並具有一接收單元及一處理器單元,該接收單元供耦接一無人商店的一監測設備,以取得該監測設備偵測位於該無人商店的該數個元件時所產生的一監測數據,該監測數據包含一消費者帳號,以及該數個元件各自的一識別碼及一最新狀態數值,該處理器單元電性連接該接收單元,並透過該購物歷程模型將該數個元件各自的最新狀態數值,轉換成相對應的一最新狀態,並判斷具有同一個消費者帳號的各該元件的最新狀態與自身的原本狀態是否均相同,若判斷結果為否,該處理器單元根據該狀態轉移對應表確認,該最新狀態與自身的原本狀態不相同的至少二元件是否發生相對應的狀態轉移,若確認結果為否,該處理器單元產生一警告訊號,以通知該無人商店的管理者,該監測設備具有安全性漏洞。
  2. 如請求項1之無人商店安全性漏洞檢測系統,其中,該數個元件係為消費者與商品的配對,或是消費者、商品與購物設備的配對。
  3. 如請求項1之無人商店安全性漏洞檢測系統,其中,該處理器單元根據該狀態轉移對應表確認,該最新狀態與自身的原本狀態不相同的至少二元件是否發生相對應的狀態轉移,若確認結果為是,該處理器單元將該至少二元件的原本狀態各自改成最新狀態。
  4. 如請求項1之無人商店安全性漏洞檢測系統,其中,當任一元件的狀態機被觸發時,該處理器單元產生相對應該元件的一狀態轉移流程, 並於該元件的狀態機發生轉態轉移時,在該狀態轉移流程中產生一檢核點,該檢核點具有該消費者帳號、該元件的識別碼、最新狀態,以及由該元件的原本狀態轉換成該最新狀態的時間戳記,該處理器單元將各該元件於不同時間點所產生的檢核點,根據其時間戳記依序排列形成於各自的狀態轉移流程,以形成一檢核點時程圖。
  5. 如請求項4之無人商店安全性漏洞檢測系統,其中,該處理器單元根據各該元件的檢核點產生一購物歷程紀錄表,該購物歷程紀錄表用以記錄該無人商店的消費者在購物過程中,在每一個時間點所經歷的事件及執行的動作,在該時間點被觸發的狀態機的元件所發生的狀態轉移過程,以及其他元件的最新狀態。
  6. 如請求項1之無人商店安全性漏洞檢測系統,其中,該處理器單元透過一安全係數公式計算該監測設備所能提供給該無人商店的一安全性量化數值,該安全係數公式的計算方式如下式所示:
    Figure 109145746-A0305-02-0018-12
    ,其中,S:係表示為該安全性量化數值;n:係表示為該數個元件的數量,且n≧2;m i :係表示為第i個元件的狀態數量,且i=1,...,n
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