CPU智能卡脫機支付交易流程技術剖析
文章出處：http://yunxinrui.cn 作者： 人氣： 發(fā)表時間：2012年09月25日
1 引言
國內CPU智能卡越來越普及，使用范圍也越來越廣泛，種類也越來越多，有公共交通卡、社?？?、金融卡等等。依托CPU智能卡的高安全性，一般都能支持脫機支付交易，也即無需實時聯(lián)接后臺系統(tǒng)就能完成支付交易，那么脫機支付應該關注的技術要點有那些，本文將著重對此CPU智能卡脫機支付交易流程技術進行剖析，并對幾類國內幾個標準的卡產品脫機交易進行比較，以供大家參考。
2 CPU智能卡產品特點
CPU智能卡是一種具有微型處理器、硬件算法加密協(xié)處理器、硬件隨機數(shù)發(fā)生器、帶有存儲器、具有接觸式或非接觸式或雙界面通訊的安全設備，具有身份認證和電子支付等功能，可應用于金融、社會保障、公共交通、水電煤氣和政府事業(yè)等領域。
智能卡產品為無源設備，本身不具有電源，電源完全來自于終端POS機設備。因此，智能卡在使用過程中，經常會發(fā)生異常中斷的過程。在發(fā)生異常情況時，智能卡產品要保證卡內數(shù)據的完整 和準確性，同時應該提供一些輔助手段或方法給終端POS機進行交易情況的查詢。特別是，進行脫機交易過程中，如果發(fā)生異常，此時，交易完成審查機制顯得優(yōu)為重要即交易防拔機制。
目前國內主要智能卡產品，從應用技術標準來分，主要有基于借記，貸記應用的金融IC卡(包括標準借記／貸記應用卡、基于借記／貸記應用的電子現(xiàn)金卡、快速借記／貸記卡即Qpboc卡)、社會保障Ic卡、基于建設部CPU卡COS標準的電子錢包卡等，本文將以這幾種卡產品作為分析對象。
3 脫機交易關系分析
CPU智能卡脫機交易主要涉及到幾方面有，發(fā)卡方后臺系統(tǒng)、收單方POS機、卡片和持卡人，其交易關系簡圖如圖1：
圖1 脫機支付交易關系圖
4 脫機支付技術要點分析
4．1 卡片對持卡人的認證
一般采用持卡人密碼來實現(xiàn)這一驗證，此合法性認證主要用于防止卡片被盜刷或未授權的使用。
基于借記／貸記應用的金融IC卡進行脫機交易時，對持卡入合法認證為可選，但是必須檢查持卡人驗證錯誤次數(shù)是否超限；社會保障IC卡如果持卡人設置了密碼則在脫機交易時必須進行持卡人認證；建設IC卡由于其交易金額和交易速度的要求脫機交易時不支持持卡人認證。
4．2 POS機對卡片合法性認證
主要用于防止復制卡片或仿造卡，從而保護持卡人和發(fā)卡行的利益。在脫機交易過程中，POS機采用對稱或非對稱算法方案來驗證卡片關鍵數(shù)據的完整性或者關鍵數(shù)據未被被篡改和復制，從而達到驗證卡片身份目的。
4．3 卡片對POS機合法性認證
主要是防止卡片被非法修改，從而保護持卡人的利益。特別是針對預付費不記名的卡片產品優(yōu)為重要。社會保障IC卡和建設IC卡采用對稱算法方案，對脫機交易過程中POS機的關鍵數(shù)據進行完整性驗證，從而達到對POS機合法性的驗證。
4．4 交易審查機制即防拔功能
主要實現(xiàn)當脫機交易過程中發(fā)生異常時，提供一種辦法，來查詢上次交易是否成功完成，并且返回成功交易的關鍵驗證數(shù)據。社會保障IC卡和建設IC卡具有很好的防拔交易機制，能很好的配合POS機實現(xiàn)完善異常交易處理；而基于借記／貸記應用的金融IC卡則，不具備此功能。
4．5 卡片交易流水防偽造TAC或TC計算
主要實現(xiàn)對卡片產生的脫機交易驗證數(shù)據，用于防止持卡人交易抵賴和POS機發(fā)生偽造流水的風險。一般采用對稱算法對關鍵數(shù)據進行計算而得，每張卡片每筆交易產生的TAC或TC都是不一樣的。
4．6 脫機支付需要PSAM
在脫機支付過程中，根據產品的密鑰管理特點，有卡片需要PSAM卡的支撐，而有些卡片則不需要PSAM?；诮栌?，貸記應用的金融IC卡采用非對稱密鑰體系，脫機交易過程中不需要PSAM卡的支持；而社會保障IC卡和建設IC卡采用的是對稱密鑰體系，脫機交易必須有PSAM卡參與才能完成。
4．7 記帳方式
卡內可脫機支付額記帳方式一般存在預授權方式和預付費方式兩種。基于金融借記／貸記金融IC卡通常采用預授權方式，卡內可脫機支付的是銀行預先設定好的可脫機額度并非真實金額，脫機支付時只扣減了卡內的可用授權額度，實際貨幣支付發(fā)生在后臺清算時。
社會保障IC卡和建設IC卡通常都采用預付費方式，卡內可脫機支付額必須通過“充值”操作預先存入的真實金額，實際貨幣支付發(fā)生在脫機支付之前。但是有些地方社會保障IC卡也采用預授權方式，實際貨幣支付發(fā)生在脫機支付之后的后臺清算時。
另外，金融IC卡和社保IC卡采用記名方式，卡片丟失，可能會發(fā)生損失；而建設IC卡則采用不記名方式，卡片丟失，卡內的錢也隨之丟失。
5 國內幾類CPU智能卡比較
從智能卡產品特點和交易過程角度，可以歸納以下6個脫機支付技術要點來進行比較，如表1。
表1 技術要點比較
注釋：
MAC驗證：數(shù)據報文驗證方式，采用對稱算法驗證數(shù)據的合法性和完整性；
SDA：靜態(tài)數(shù)據認證，采用非對稱算法驗證卡內數(shù)據被篡改；
DDA：動態(tài)數(shù)據認證，采用非對稱算法驗證卡不為復制卡或偽卡；
CDA：復合動態(tài)數(shù)據認證，采用非對稱算法驗證卡不為復制卡或偽卡；
基于借記／貸記的金融Ic卡優(yōu)勢，采用非對稱密鑰體系，交易過程中無需PSAM卡的參與，從而對卡片的互通無限制；
基于借記／貸記的金融Ic卡脫機交易存在的缺點，無法對POS機合法身份進行認證，同時，不具有交易防拔機制。
6 產品應用場景建議
根據各類產品特點，在脫機支付時應用場景進行相關建議，如表2。（東信和平智能卡股份有限公司 雷迭生）
表2 應用場景建議
注釋：建議金融IC卡采用聯(lián)機交易
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