論全國(guó)通卡應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

文章出處：http://www.mjagi.com 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月08日

　　一、 前言

　　(一)城市一卡通應(yīng)用蓬勃發(fā)展

　　自1999年建立上海公共交通IC卡應(yīng)用系統(tǒng)以來(lái)，城市一卡通應(yīng)用系統(tǒng)在全國(guó)范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展。到目前為止，在北京、上海、天津、南京、石家莊、廣州、哈爾等大中城市均已建立起了城市一卡通系統(tǒng)，更多的城市正在或計(jì)劃從單純的行業(yè)(公交)應(yīng)用向一卡通應(yīng)用(多領(lǐng)域)升級(jí)。

　　一卡通應(yīng)用系統(tǒng)的建立，方便了城市居民的日常生活，帶動(dòng)了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)了城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展;同時(shí)，政府利用城市一卡通應(yīng)用數(shù)據(jù)實(shí)行各項(xiàng)補(bǔ)貼，使得針對(duì)城市公交的補(bǔ)貼更加準(zhǔn)確、合理;政府針對(duì)特殊群體的優(yōu)惠政策通過(guò)城市通特種卡進(jìn)行落實(shí)，增強(qiáng)了政策落實(shí)的有效性。城市一卡通應(yīng)用具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

　　(二)區(qū)域互聯(lián)需求不斷涌現(xiàn)

　　隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系不斷加強(qiáng)，城市一卡通的城市間、區(qū)域間的互通需求越來(lái)越多迫切。一方面，城市居民希望能持有一張IC卡能在多個(gè)城市進(jìn)行消費(fèi);另一方面，通過(guò)城市間的互通，可聯(lián)手多家卡公司共同進(jìn)行一卡通應(yīng)用的市場(chǎng)開(kāi)拓，同時(shí)可在經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)讓更多的市民享受政府的優(yōu)惠政策。

　　鑒于此，幾個(gè)大的經(jīng)濟(jì)區(qū)域在嘗試著進(jìn)行區(qū)域間的互通應(yīng)用，如長(zhǎng)三角地區(qū)的上海、南京、杭州的互通，粵通卡的規(guī)劃，鄂通卡的武漢城市圈等。這些地區(qū)通過(guò)互通實(shí)踐取得了一定的成功經(jīng)驗(yàn)，但在此過(guò)程中也遇到到了一些問(wèn)題，其原因主要是因?yàn)檫@種基于單個(gè)城市建立的一卡通系統(tǒng)有其局限性，要更大面積地推廣區(qū)域互通，則必須采用新的思路。

　　(三)更多的中小城市在城市一卡通系統(tǒng)建設(shè)中面臨著困難

　　在全國(guó)城市一卡通應(yīng)用迅速發(fā)展的同時(shí)，許多中小城市也對(duì)城市一卡通系統(tǒng)的建設(shè)表現(xiàn)出了強(qiáng)烈的需要，而且從一卡通應(yīng)用的整體發(fā)展來(lái)說(shuō)，更多的城市開(kāi)展一卡通應(yīng)用，將更有利于一卡通市場(chǎng)的拓展。但很多中小城市在發(fā)展一卡通應(yīng)用時(shí)，受到了多方面的制約。首先是資金投入的問(wèn)題，他們要建立一個(gè)完備的一卡通系統(tǒng)，往往投入的資金是他們無(wú)法承受的;其次是市場(chǎng)規(guī)模的制約，由于這些城市的市場(chǎng)規(guī)模較小，建成的系統(tǒng)由于達(dá)不到應(yīng)有的規(guī)模而導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本極高;同時(shí)，由于中小城市人才方面的限制，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)所必需的技術(shù)人才缺乏，系統(tǒng)的管理、維護(hù)壓力巨大。

　　鑒于以上幾個(gè)方面的原因，尋找一個(gè)有效的系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)模式，以滿足一卡通應(yīng)用的發(fā)展需要將十分必要。

　　二、 全國(guó)通業(yè)務(wù)開(kāi)展特點(diǎn)

　　全國(guó)通應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，是以全國(guó)一卡通應(yīng)用為主要目的。通過(guò)有效的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，達(dá)到全國(guó)互通應(yīng)用。

　　(一)卡片發(fā)行

　　要實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)的城市“一卡多用，一卡通用”的目標(biāo)，采用統(tǒng)一的全國(guó)一卡通卡片(簡(jiǎn)稱(chēng)全國(guó)通卡)是最基本的前提。全國(guó)通卡采用非接觸式CPU卡作為卡載體，以保證全國(guó)通應(yīng)用的安全。

　　為保證卡片層面的全國(guó)應(yīng)用互通，卡片在選型及全國(guó)通卡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)將遵從建設(shè)部發(fā)布的《建設(shè)事業(yè)非接觸式CPU卡芯片技術(shù)要求》、《建設(shè)事業(yè)非接觸式CPU 卡COS 技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)的要求;采用統(tǒng)一的卡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);所有的全國(guó)通卡向城市定向發(fā)行，以支持各個(gè)城市的個(gè)性化業(yè)務(wù)需求。

　　1、密鑰管理系統(tǒng)

　　為保證全國(guó)通卡發(fā)行的安全性和權(quán)威性，系統(tǒng)采用住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部IC卡應(yīng)用服務(wù)中心專(zhuān)門(mén)為全國(guó)通卡應(yīng)用開(kāi)發(fā)的“城市公用事業(yè)IC卡密鑰管理系統(tǒng)”。新的密鑰管理系統(tǒng)在原有密鑰管理系統(tǒng)成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上進(jìn)行了完善和加強(qiáng)，使之在滿足全國(guó)通應(yīng)用的前提下，卡片應(yīng)用安全得到了進(jìn)一步的保障。

　　2、安全認(rèn)證碼

　　可作為全國(guó)通卡應(yīng)用的CPU卡必須在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中加寫(xiě)一個(gè)安全認(rèn)證碼后才能成為全國(guó)通卡的空白卡。

　　全國(guó)通卡的安全認(rèn)證碼與CPU卡中的MID||UID0 UID1 UID2 UID3(共5字節(jié))相對(duì)應(yīng)，通過(guò)“建設(shè)事業(yè)IC卡密鑰管理系統(tǒng)”按照特定的算法計(jì)算出四字節(jié)的識(shí)別碼，最終由MID|| UID0 UID1 UID2 UID3||識(shí)別碼(共9字節(jié))，由卡片生產(chǎn)廠家寫(xiě)入CPU卡中;該認(rèn)證碼一旦寫(xiě)入卡片后將不可篡改，并在卡片交易過(guò)程中充當(dāng)合法性校驗(yàn)的重要組成部分。

　　當(dāng)卡片生產(chǎn)廠商生產(chǎn)全國(guó)通CPU卡時(shí)，首先必須從數(shù)據(jù)中心申請(qǐng)到相應(yīng)的安全認(rèn)證碼。

　　3、發(fā)卡

　　全國(guó)通卡發(fā)卡就是將空白卡制作成一張符合全國(guó)通卡應(yīng)用規(guī)范的成品卡的過(guò)程。

　　全國(guó)通卡采用一次性發(fā)卡模式，即由發(fā)卡方(區(qū)域中心、城市卡務(wù)中心或城市一卡通)一次性完成全國(guó)通卡的制卡工作。在一次性發(fā)卡模式下，由發(fā)卡方直接向卡片生產(chǎn)廠商購(gòu)買(mǎi)符合全國(guó)通應(yīng)用需求的空白卡片，利用從數(shù)據(jù)中心獲取到的密鑰及本地掌握的充值密鑰進(jìn)行制卡。

　　為保證全國(guó)通卡應(yīng)用的安全，全國(guó)通卡采用一卡一密的基本策略。制卡時(shí)，發(fā)卡系統(tǒng)利用本地加密機(jī)計(jì)算出其消費(fèi)相關(guān)密鑰及消費(fèi)TAC密鑰，卡消費(fèi)、維護(hù)等相關(guān)密鑰則需從數(shù)據(jù)中心獲取。

　　4、售卡

　　售卡是將全國(guó)通成品卡轉(zhuǎn)換成全國(guó)通用戶卡的過(guò)程(卡啟用)。

　　各地(區(qū)域中心或城市)可根據(jù)自己的應(yīng)用需求確定卡類(lèi)型及各類(lèi)型全國(guó)通卡的應(yīng)用規(guī)則，如全國(guó)通卡在公交行業(yè)應(yīng)用中的折扣優(yōu)惠、有效期控制等。常見(jiàn)的卡類(lèi)型主要有：普通卡、學(xué)生卡、特種卡等;不同的類(lèi)型的全國(guó)通卡可有不同的售卡模式，包括：出租、出售、免費(fèi)提供等。

　　(二)用戶卡充值

　　每張合法的全國(guó)通卡中設(shè)計(jì)有一個(gè)電子錢(qián)包，全國(guó)通卡可利用該電子錢(qián)包中的“資金”進(jìn)行消費(fèi)支付。用戶卡充值是實(shí)現(xiàn)向全國(guó)通卡電子錢(qián)包中充入資金的過(guò)程。充值業(yè)務(wù)可有多種實(shí)現(xiàn)方式：窗口充值、自助充值、后臺(tái)充值等。所謂后臺(tái)充值是指在后臺(tái)進(jìn)行批量用戶卡的充值，再通過(guò)特殊設(shè)備將充值金額寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的用戶卡錢(qián)包中。對(duì)于全國(guó)通卡的本地充值業(yè)務(wù)，可采用聯(lián)機(jī)或脫機(jī)兩種方式實(shí)現(xiàn)充值。在脫機(jī)方式下，充值機(jī)具依靠ISAM卡計(jì)算出相應(yīng)卡的充值操作密鑰;在聯(lián)機(jī)模式下，充值則需通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到后臺(tái)系統(tǒng)獲取充值相關(guān)密鑰。

　　根據(jù)全國(guó)通應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)充值業(yè)務(wù)的需求，系統(tǒng)必須提供全國(guó)通卡異地充值的業(yè)務(wù)支持，因而系統(tǒng)必須采用聯(lián)機(jī)充值的方式進(jìn)行全國(guó)通卡的異地充值。

　　在全國(guó)通應(yīng)用系統(tǒng)中，全國(guó)通卡的充值相關(guān)密鑰由各個(gè)區(qū)域中心(或城市)掌控，針對(duì)不同區(qū)域發(fā)行的全國(guó)通卡具有不同的充值相關(guān)密鑰，因而不可能提供一張統(tǒng)一的ISAM卡實(shí)現(xiàn)所有全國(guó)通卡的充值。當(dāng)某一全國(guó)通卡在異地充值時(shí)，系統(tǒng)必須以聯(lián)機(jī)的方式到卡屬區(qū)域中心獲取到相應(yīng)的充值操作密鑰;在充值業(yè)務(wù)成功完成后，充值交易必須在交易發(fā)生區(qū)域中心、卡屬區(qū)域中心及數(shù)據(jù)中心等三級(jí)系統(tǒng)中進(jìn)行正確的處理，從而最終實(shí)現(xiàn)異地充值業(yè)務(wù)的正確清算。

　　在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，可有兩種方式實(shí)現(xiàn)全國(guó)通卡的異地充值業(yè)務(wù)：全國(guó)通自有網(wǎng)絡(luò)充值和銀行網(wǎng)絡(luò)充值。兩種方式各有利弊，具體選擇可視業(yè)務(wù)開(kāi)展情況及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)成本來(lái)確定。

　　1、全國(guó)通自有網(wǎng)絡(luò)充值

　　在全國(guó)通應(yīng)用系統(tǒng)中，各個(gè)區(qū)域中心通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了與數(shù)據(jù)中心的連接，因而充值業(yè)務(wù)可以在此網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上有效地實(shí)現(xiàn)，具體充值業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下圖所示：

圖 二-1 用戶卡充值處理協(xié)作圖

　　從用戶卡充值處理協(xié)作圖可看出，全國(guó)通應(yīng)用系統(tǒng)支持用戶卡的本地充值和異地充值應(yīng)用。

　　-本地充值

　　針對(duì)本區(qū)域全國(guó)通卡的充值業(yè)務(wù)。對(duì)于本地充值，區(qū)域中心將通過(guò)7、8、9等步驟實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的交易處理。

　　-異地充值

　　針對(duì)非本區(qū)域全國(guó)通卡的充值業(yè)務(wù)。對(duì)于異地充值，交易發(fā)生地的區(qū)域中心將通過(guò)10、11、12、13等步驟實(shí)現(xiàn)充值交易的處理，充值業(yè)務(wù)的最終處理者為卡屬區(qū)域中心;異地充值最終交易記錄會(huì)在數(shù)據(jù)中心、交易發(fā)生區(qū)域中心和卡屬區(qū)域中心進(jìn)行保存。

　　采用本方式實(shí)現(xiàn)全國(guó)通卡的異地充值業(yè)務(wù)，所有的充值業(yè)務(wù)在全國(guó)通卡系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，方便了充值業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和業(yè)務(wù)調(diào)整，有利于充值業(yè)務(wù)的控制和管理;但由于充值業(yè)務(wù)在全國(guó)通卡應(yīng)用業(yè)務(wù)中，充值業(yè)務(wù)的重要性不言而喻，因而要求區(qū)域中心與數(shù)據(jù)中心間的網(wǎng)絡(luò)具有更高的安全級(jí)別。

　　2、銀行網(wǎng)絡(luò)充值

　　加強(qiáng)與結(jié)算銀行的合作，借助于銀行業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全國(guó)通異地充值業(yè)務(wù)是提高充值業(yè)務(wù)安全、降低對(duì)全國(guó)通業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全要求及建設(shè)成本的重要手段。其業(yè)務(wù)流程如下圖所示：

 　　圖 二-2 銀行網(wǎng)絡(luò)支持異地充值業(yè)務(wù)協(xié)作圖

　　在此技術(shù)方案下，充值終端由區(qū)域中心(或城市)進(jìn)行統(tǒng)一開(kāi)發(fā)，機(jī)具的投放則由區(qū)域中心與當(dāng)?shù)亟Y(jié)算銀行協(xié)商投放。

　　- 當(dāng)本地卡在充值機(jī)具上進(jìn)行充值時(shí)，充值業(yè)務(wù)與銀行業(yè)務(wù)獨(dú)立

　　- 當(dāng)異地卡在此機(jī)具上交易時(shí)，由區(qū)域中心向當(dāng)?shù)劂y行以銀行中間業(yè)務(wù)的方式向銀行業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)送充值業(yè)務(wù)請(qǐng)求，由銀行業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過(guò)自己的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)將充值業(yè)務(wù)路由到卡屬地銀行，再與卡屬地銀行與卡屬區(qū)域中心系統(tǒng)進(jìn)行交互(包括驗(yàn)證卡的合法性、獲取卡充值操作的相關(guān)密鑰、處理充值交易等)，最終實(shí)現(xiàn)全國(guó)通卡的異地充值業(yè)務(wù)。具體業(yè)務(wù)過(guò)程如圖中10至16步所示。

　　采用銀行中間業(yè)務(wù)的方式進(jìn)行全國(guó)通卡異地充值業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，可充分利用銀行網(wǎng)絡(luò)的安全性，加強(qiáng)全國(guó)通應(yīng)用與合作銀行的合作，但要求合作銀行在其業(yè)務(wù)系統(tǒng)中增加相應(yīng)的中間業(yè)務(wù)支持，在充值業(yè)務(wù)需求發(fā)生變更時(shí)可能需要銀行的相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)做出響應(yīng)的變更。