基于物聯(lián)網(wǎng)印章的銀行支票交易系統(tǒng)
引言
印章在我國是一種公認的重要法律憑證，但假冒印章及盜用印章對銀行支票交易安全帶來了巨大的危害。盜用印章是指不法分子在沒有得到授權的情況下私自蓋單位印章以進行非法活動。針對銀行支票交易過程潛在的兩個風險，銀行和單位現(xiàn)有的做法主要是兩點：第一，針對假冒印章，目前對銀行支票的鑒別主要還是采用底紋、水印或密碼等簡單方式，印文的鑒別主要依靠在強光下用肉眼進行比對。但隨著科學技術的進步和普及，犯罪分子偽造印章、印文的手段和方法也得到了迅速提高，因此，目前的印文識別和防偽技術并不能完全把通過假冒印章進行的經(jīng)濟犯罪拒之門外。第二，針對盜用印章，只能由單位加強對印章使用的管理，但這并不能完全防止印章被盜用。
近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的全面興起，人們的傳統(tǒng)思維也將被打破。2005年，國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》報告指出：“過去任何人之間在任何時間、任何地點的信息交換，現(xiàn)在則加入了任何物體，因此，各種連接會成倍增加，并由此創(chuàng)造出一個全新的動態(tài)的網(wǎng)絡一一聯(lián)網(wǎng)"。由此可以看出，物聯(lián)網(wǎng)是集智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。本文由此提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)印章的銀行支票交易安全保障系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術實時監(jiān)控印章的使用，同時結合AES加密算法對印章信息、支票信息、經(jīng)辦人信息等進行加密，并采用QR二維條碼打印密文，從而有望從根本上解決現(xiàn)有銀行支票交易方面存在的潛在風險。
1物聯(lián)網(wǎng)印章
1.1物聯(lián)網(wǎng)及ZigBee技術
早在1999年，美國麻省理工學院(MIT)就首次提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念孔物聯(lián)網(wǎng)是未來互聯(lián)網(wǎng)的一部分，是在現(xiàn)有網(wǎng)絡基礎上的一項新興技術，被定義為基于標準和交互通信協(xié)議的、具有自配置能力的動態(tài)全球網(wǎng)絡設施。2010年，中國政府的工作報告所附的注釋中，對物聯(lián)網(wǎng)有如下說明：物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡，它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上延伸和擴展的網(wǎng)絡。
物聯(lián)網(wǎng)技術主要包括無線傳感網(wǎng)絡技術和近程通信技術。傳感網(wǎng)絡技術指使用帶有傳感器的設備組成的、在空間上呈分布式的無線自治網(wǎng)絡，用于量化外部世界的物理特征和化學特性，例如溫度、氣體濃度、重力變化等:近程通信技術是新興的短距離傳輸連接技術，從無接觸式的認證和互聯(lián)技術演化而來，RFID（RadioFrequencyIdentification）、ZigBee、藍牙、WiFi等是其中的重要代表。相對于其它無線網(wǎng)絡技術,ZigBee技術可以大大節(jié)約成本，提供高可靠性，因此，本文的物聯(lián)網(wǎng)印章中使用ZigBee無線通信技術。
ZigBee技術并不是完全獨立、全新的標準，它的物理層、MAC層和鏈路層采用IEEE802.15.4（無線個人區(qū)域網(wǎng)）協(xié)議標準，但在此基礎上又進行了完善和擴展。其網(wǎng)絡層和高層應用規(guī)范（API）由ZigBee聯(lián)盟進行制定，整個協(xié)議架構如圖1所示。
ZigBee是以多個獨立的工作節(jié)點為依托，通過無線通信組成星狀、片狀或網(wǎng)狀網(wǎng)絡。因此，每個節(jié)點的功能并非都相同。在本系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)印章所處的位置為子節(jié)點，它可直接與協(xié)調(diào)器通信:而另外一些節(jié)點則負責與所控制的子節(jié)點通信、匯集數(shù)據(jù)、發(fā)布控制或起到通信路由的作用，稱為協(xié)調(diào)器。經(jīng)由協(xié)調(diào)器的作用，ZigBee支持具有自愈功能的網(wǎng)格網(wǎng)絡結構。在因干擾物體的出現(xiàn)而導致一條路由失敗的情況下，它允許節(jié)點在整個網(wǎng)絡中重新路由，以找到新的路徑，從而使得ZigBee成為一種穩(wěn)健的解決方案。
1.2物聯(lián)網(wǎng)印章
本方案結合物聯(lián)網(wǎng)的特性，把物聯(lián)網(wǎng)技術應用到傳統(tǒng)的印章中，其技術原理就是利用ZigBee協(xié)議構成無線傳感網(wǎng)絡,實時監(jiān)控印章狀態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)印章中植入了ZigBee無線收發(fā)模塊、控制芯片組等，并進行了特殊的內(nèi)部鑲嵌設計，防止芯片被取出，保證印章不能被仿冒，也可防止不法份子盜用印章。本系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)印章的內(nèi)部結構如圖2所示。
圖2中的組件1代表ZigBee無線收發(fā)模塊和芯片組。該模塊和芯片組采用Chipcon公司的CC2430，集成符合IEEE802.15.4標準2.4GHz的RF無線收發(fā)功能，可讀寫，并具有鎖定功能。
組件2是液晶屏，配合組件3工作，其作用是輸出相關提示信息。
組件3是輸入按鈕，用于輸入印章使用密碼。在密碼輸入錯誤情況下，即使完成蓋章操作，芯片組也不會工作，物聯(lián)網(wǎng)印章也不會發(fā)送相應蓋章信息。如果銀行接收不到相應的信息，即使支票上有印文也不能辦理轉賬業(yè)務。
組件4是壓力傳感器。
對一次有效的蓋章動作，壓力傳感器將觸發(fā)組件1工作，通過ZigBee協(xié)議將組件1中的ID號、印章信息和隨機碼發(fā)送到上位機中保存。當上位機收到物聯(lián)網(wǎng)印章傳來的數(shù)據(jù)后，會返回數(shù)據(jù)（接收成功信號）到物聯(lián)網(wǎng)印章上，物聯(lián)網(wǎng)印章收到數(shù)據(jù)后會觸發(fā)組件2工作，在液晶屏上發(fā)送成功提示信息。
2基于物聯(lián)網(wǎng)印章的銀行支票交易系統(tǒng)的研究與設計
針對現(xiàn)有銀行支票交易存在的潛在風險，例如不法分子通過刻假印章進行，甚至公司員工通過盜用單位真印章來進行，這其中涉及到印章的真假及業(yè)務的真?zhèn)巍ｃy行支票交易的安全保障的難點在于，既要驗證印章的真假，又要驗證業(yè)務的真?zhèn)?。本文提出的方案，有望從根本上解決上述的問題，通過使用物聯(lián)網(wǎng)印章，可以有效防止假冒印章及盜用印章的行為。通過發(fā)送業(yè)務信息到服務器并對業(yè)務信息（明文）用AES加密算法進行加密，從而有效保證業(yè)務的真實性。AES加密算法相對于傳統(tǒng)的DES算法具有更高的安全性，因此，本方案采用AES加密算法對業(yè)務信息（明文）進行加密。
整個方案分為三大部分：企業(yè)用戶端、銀行業(yè)務受理端、服務器端，設計方案原理圖如圖3所示。
2.1企業(yè)用戶端的設計
企業(yè)用戶端的主要操作步驟有錄入支票信息、關聯(lián)印章蓋章信息與支票信息、發(fā)送業(yè)務信息（明文）、打印密文條形碼,其流程圖如圖4所示。
企業(yè)員工每次在支票上完成一次蓋章操作，物聯(lián)網(wǎng)印章都自動通過ZigBee發(fā)送芯片ID、印章信息、本次蓋
章產(chǎn)生的隨機碼等信息到上位機中。這實際上是實時監(jiān)控了物聯(lián)網(wǎng)印章的使用，徹底而有效地解決了假冒印章及盜用真章私自蓋章等行為。
接著，企業(yè)業(yè)務員在本機上實現(xiàn)支票信息（如支票編號、轉賬金額和經(jīng)辦人身份證等信息）錄入到上位機數(shù)據(jù)庫中，并把這些信息關聯(lián)起來，組成一個完整的業(yè)務信息（明文），然后再發(fā)送至服務器。服務器會為接收到的每一筆業(yè)務信息進行加密，并把生成的密文信息返回給企業(yè)用戶端。
企業(yè)用戶端收到密文信息后，把密文信息保存至上位機數(shù)據(jù)庫中，此時，業(yè)務員就可以打印圖5所示的業(yè)務（密文）條形碼，即QR碼。文獻［10,11］提出了一種基于QR碼的防偽系統(tǒng)，其思想是把QR碼作為水印，通過位替換的方式嵌入到載體圖像的DCT系數(shù)中，該思想也可應用到本系統(tǒng)中有效防止條碼的偽造。選擇要辦理的業(yè)務時，該業(yè)務所對應的密文信息為把該業(yè)務密文信息打印的QR二維條碼如圖6所示，其中含有銀行服務端進行驗證所需的必要信息。
打印業(yè)務條形碼后，業(yè)務員便可憑業(yè)務條形碼、有效證件去銀行業(yè)務受理端辦理業(yè)務。
2.2銀行業(yè)務受理端的設計
銀行業(yè)務受理端的主要工作是通過條碼閱讀器讀入二維條碼信息，條碼驗證通過后，進行業(yè)務辦理，其流程圖如圖7所示。
企業(yè)業(yè)務員來辦理業(yè)務時，銀行工作人員通過知碼閱讀器讀入二維條碼信息，并用后臺訪問服務器驗證其真?zhèn)巍．敆l碼驗證通過后，服務器會把該業(yè)務的詳細信息返回，并在工作人員的電腦上以圖8所示的形式顯示出來，銀行工作人員可通過對比辦理業(yè)務人員的有效證件及支票信息。
通過在企業(yè)用戶端發(fā)送業(yè)務信息(明文)到服務器，可收到返回的密碼后，打印業(yè)務(密文)條碼，銀行業(yè)務受理端后臺訪問服務器進行條碼驗證，以有效確保了驗證業(yè)務的真實性。
2.3日艮務器端的設計
服務器端為企業(yè)用戶端和銀行業(yè)務受理端提供后臺服務的主要流程如圖9所示。
對企業(yè)用戶端，服務器為從企業(yè)用戶端發(fā)送來的每一筆業(yè)務信息，隨機生成相應的密鑰，保存該密鑰，并用該密鑰對業(yè)務信息進行加密，把生成的密文信息返回企業(yè)用戶端。
對于銀行業(yè)務受理端，服務器可提供對業(yè)務條碼的驗證，并用之前保存的該業(yè)務的密鑰對業(yè)務密文進行解密，然后與保存的業(yè)務信息(明文)進行對比，若對比通過，則返回該業(yè)務的詳細信息。
3結語
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，越來越多的傳統(tǒng)思維及應用被打破。本方案提出的物聯(lián)網(wǎng)印章概念，為傳統(tǒng)印章業(yè)帶來一次革新，通過印章的物聯(lián)，可以有效地對印章的使用進行監(jiān)控，從而徹底解決假冒印章和盜用印章行為。同時，通過錄入支票信息、關聯(lián)支票信息、加密業(yè)務信息、打印密文條碼，以便有效確保業(yè)務的真實性。經(jīng)過多次理論論證與測試，本方案可以極大地提高銀行支票交易安全。因此，物聯(lián)網(wǎng)在印章領域?qū)⒕哂羞h大的應用前景與產(chǎn)業(yè)價值。
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