[发明专利]实现货到付款交易的物流安全支付方法

摘要

本发明涉及实现货到付款交易的物流安全支付方法，通过各收件人的移动智能终端构建其合法拥有者正常状态时针对各按键的左右手摁压力数据库，以验证支付操作者的身份；派件员的手持POS终端经最佳NFC中继连接收件人的移动智能终端后，手持POS终端和移动智能终端均分别发送各自当前位置、当前位置噪声和空气湿度以及获取空气湿度时间给认证机构，认证机构判断支付双方位于安全的同一位置处时，发送交易秘钥给货到付款的支付双方，移动智能终端发送其合法拥有者通过各摁键输入的正确支付密码给银行系统，由银行系统转移费用到物流公司账户内；货到付款交易完毕后，物流公司经银行系统转移对应的费用给商家，保证了货到付款过程的效率和支付安全。

主权项

实现货到付款交易的物流安全支付方法，用于商家终端、网上购物平台、多个消费者终端、物流公司管理平台、银行系统以及认证机构构成的支付交易系统，其特征在于，依次包括如下步骤：步骤1，商家通过商家终端在网上购物平台发布商品，消费者利用各消费者终端在网上购物平台选择目标商品后，输入收件人的联系信息，并选择货到付款，由网上购物平台生成针对所购商品的交易订单，并保存该交易订单；其中，交易订单包括订单生成时间、所购商品名称及价格、所购商品所属商家联系信息、收件人信息及货到付款方式；步骤2，网上购物平台发送取货通知和交易订单给物流公司管理平台，物流公司管理平台保存交易订单后，通知物流公司取货员根据交易订单信息在商家处取货，并由物流公司存储交易订单取货员的身份信息；步骤3，物流公司在银行系统开设收款账户，并利用物流公司管理平台对其具有NFC功能的各手持POS终端均进行备案，建立各手持POS终端分别与银行系统、认证机构的通信连接，利用手持POS终端分别发送认证请求给银行系统和认证机构，银行系统生成其与手持POS终端通信的公钥以及手持POS终端的金融认证证书，并发送金融认证证书和公钥给手持POS终端；认证机构生成其与手持POS终端通信的公钥以及手持POS终端的信用认证证书，并发送信用认证证书和公钥给手持POS终端；其中：所述手持POS终端记为POS，银行系统记为BANK，认证机构记为TSM，手持POS终端的金融认证证书记为Cert(BANK_POS)，银行系统与手持POS终端的公钥记为k(POS,BANK)；手持POS终端的信用认证证书记为Cert(TSM_POS)，认证机构与手持POS终端公钥记为k(POS,TSM)；步骤4，物流公司管理平台根据交易订单中的各收件人信息，安排物流车辆发货，并由物流公司管理平台通知物流公司派件员携带已备案的手持POS终端、NFC中继融合终端以及L(L≥3)个NFC中继终端按照交易订单中的各收件人信息派送商品；步骤5，各收件人利用其具有NFC功能的移动智能终端分别发送认证请求给银行系统和认证机构，银行系统生成其与移动智能终端通信的公钥以及移动智能终端的金融认证证书，并发送金融认证证书和公钥给移动智能终端；认证机构生成其与移动智能终端通信的公钥以及移动智能终端的信用认证证书，并发送信用认证证书和公钥给移动智能终端；其中，移动智能终端记为Mobile，移动智能终端的金融认证证书记为Cert(BANK_Mobile)，银行系统与移动智能终端的公钥记为k(Mobile,BANK)；移动智能终端的信用认证证书标记为Cert(TSM_Mobile)，认证机构与移动智能终端的公钥记为k(Mobile,TSM)；步骤6，移动智能终端在预设时间周期内实时采集其合法拥有者正常状态下在键盘上各按键的摁压力数值及摁压力方向，构建移动智能终端的合法拥有者正常状态下利用左手和右手分别针对各按键的左手摁压力数据库和右手摁压力数据库，并分别计算各按键左手摁压力数据库和右手摁压力数据库的方差；其中：所述移动智能终端上第i个按键标记为Button_i，针对按键Button_i所构建的移动智能终端合法拥有者的左手摁压力数据库标记为移动智能终端合法拥有者的右手摁压力数据库标记为n∈N，N为左手摁压力数据库以及摁压力数据库中分别存储的摁压力数据个数；表示针对按键Button_i采集的移动智能终端合法拥有者左手的第n个摁压力数据，表示针对按键Button_i采集的移动智能终端合法拥有者右手的第n个摁压力数据；所述按键Button_i所受移动智能终端合法拥有者左手摁压力的方差标记为移动智能终端合法拥有者右手摁压力的方差标记为方差和的计算公式分别如下：${\mathrm{\σ}}_{Left}^2\left({\mathrm{Button}}_i\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}\frac{{\left(F_{Buttoni}^{Left}\right(n)-\stackrel{\‾}{F_{Buttoni}^{Left}})}^2}{N},\stackrel{\‾}{F_{Buttoni}^{Left}}=\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}\frac{F_{Buttoni}^{Left}\left(n\right)}{N};$${\mathrm{\σ}}_{Right}^2\left({\mathrm{Button}}_i\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}\frac{{\left(F_{Buttoni}^{Right}\right(n)-\stackrel{\‾}{F_{Buttoni}^{Right}})}^2}{N},\stackrel{\‾}{F_{Buttoni}^{Right}}=\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}\frac{F_{Buttoni}^{Right}\left(n\right)}{N};$步骤7，物流公司派件员按照各交易订单信息中的地址进行归类，且当同一地址的交易订单达到预设的派送数目时，派件员则送递商品至同一地址的多个收件人处，派件员开启各NFC中继终端以及手持POS终端的NFC功能，并分别布设各NFC中继终端位于不同的位置处，等待各收件人利用各自的移动智能终端付款；步骤8，多个收件人中的其中一个收件人开启其移动智能终端的NFC功能后，手持POS终端获取当前位置数据以及当前位置的噪声和空气湿度，存储当前位置数据、当前位置噪声和空气湿度以及分别获取当前位置和空气湿度的时间，并以手持POS终端的私钥发送包括手持POS终端自身签名的付款请求信息给该移动智能终端；其中：所述付款请求信息包括手持POS终端当前位置数据P(x_POS,y_POS,z_POS)、付款请求ReqM、获取当前位置数据的时间手持POS终端当前位置噪声SNR_POS、手持POS终端当前位置空气湿度RH_POS、获取当前位置空气湿度的时间手持POS终端的金融认证证书Cert(BANK_POS)、手持POS终端的信用认证证书Cert(TSM_POS)、手持POS终端的自身签名Sig_POS以及手持POS终端的私钥记为sk(POS)；其中，该付款请求信息记为Message_P‑M，付款请求信息Message_P‑M标记如下：${\mathrm{Message}}_{P-M}=\left\{\begin{array}{c}POS,Mobile,P_{POS},SN{R}_{POS},R{H}_{POS},T_{POS}^P,T_{POS}^{RH},Cert\left(BAN{K}_{POS}\right),\\ Cert\left(TS{M}_{POS}\right),\mathrm{Re}qM,Si{g}_{POS},sk\left(POS\right)\end{array}\right\};$其中，P_POS＝P(x_POS,y_POS,z_POS)；步骤9，移动智能终端接收、获取手持POS终端发送的付款请求信息，获取移动智能终端的当前位置和当前位置噪声、获取移动智能终端当前位置时间、移动智能终端当前位置空气湿度以及获取移动智能终端当前位置空气湿度时间，并以其与认证机构间的公钥发送包括手持POS终端付款请求信息的认证请求信息给认证机构；其中：所述移动智能终端发送的认证请求信息包括手持POS终端的付款请求信息、移动智能终端获取的当前位置数据M(x_Mobile,y_Mobile,z_Mobile)、移动智能终端当前位置噪声SNR_Mobile、获取移动智能终端当前位置数据时间移动智能终端当前位置空气湿度RH_Mobile、获取当前位置空气湿度RH_Mobile的时间认证请求ReqT以及移动智能终端与手持POS终端会话请求ReqSession；移动智能终端的该认证请求信息标记为Message_M‑T，认证请求信息Message_M‑T由公式标记如下：${\mathrm{Message}}_{M-T}=\left\{\begin{array}{c}Messag{e}_{P-M},TSM,M_{Mobile},T_{Mobile}^M,T_{Mobile}^{RH},SN{R}_{Mobile},R{H}_{Mobile},\\ \mathrm{Re}qT,\mathrm{Re}qSession,k(Mobile,TSM)\end{array}\right\};$其中，M_Mobile＝M(x_Mobile,y_Mobile,z_Mobile)；步骤10，手持POS终端和移动智能终端分别将各自获取的当前自身位置数据发送给NFC中继融合终端，由NFC中继融合终端以手持POS终端和移动智能终端连线的中点作为球心，以移动智能终端距手持POS终端距离的一半作为球半径，建立空间的球体方程S；其中，所述球心记为O(x_o,y_o,z_o)，球半径记为R，球体方程S计算公式如下：S:(x‑x_o)²+(y‑y_o)²+(z‑z_o)²＝R²；$\left\{\begin{array}{c}{x}_o=\frac{1}{2}(x_{POS}+x_{Mobile})\\ y_o=\frac{1}{2}(y_{POS}+y_{Mobile})\\ z_o=\frac{1}{2}(z_{POS}+z_{Mobile})\end{array}\right.;R=\frac{1}{2}\sqrt{{(x_{Mobile}-x_{POS})}^2+{(y_{Mobile}-y_{POS})}^2+{(z_{Mobile}-z_{POS})}^2};$步骤11，各NFC中继终端分别将各自获取的自身位置数据及信噪比发送给NFC中继融合终端，由NFC中继融合终端判断、选取最佳NFC中继终端；其中，NFC中继融合终端选取最佳NFC中继终端的过程包括如下步骤11‑1至步骤11‑3：步骤11‑1，根据第l个NFC中继终端的位置数据(x_Relay,l,y_Relay,l,z_Relay,l)，NFC中继融合终端判断(x_Relay,l‑x_o)²+(y_Relay,l‑y_o)²+(z_Relay,l‑z_o)²≤R²时，则选取该NFC中继终端作为参与近场通信的备选中继；否则，则剔除该NFC中继终端，由手持POS终端和移动智能终端直接进行近场通信；步骤11‑2，NFC中继融合终端根据接收的各备选中继的信噪比，计算获取各备选中继的中继诚信系数；其中，第l个备选中继的中继诚信系数记为κ_Relay,l，κ_Relay,l计算公式如下：${\mathrm{\κ}}_{\mathrm{Re}lay,l}=\frac{\sqrt{\frac{1}{L^{\′}}\underset{l=1}{\overset{L^{\′}}{\Σ}}{({\mathrm{SNR}}_{\mathrm{Re}lay,l}-{\stackrel{\‾}{SNR}}_{\mathrm{Re}lay,l})}^2}}{{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{Re}lay,l}},{\stackrel{\‾}{SNR}}_{\mathrm{Re}lay,l}=\frac{1}{L^{\′}}\underset{l=1}{\overset{L^{\′}}{\Σ}}{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{Re}lay,l};L^{\′}\≤L;$步骤11‑3，NFC中继融合终端根据各备选中继距离球心的距离d_Relay,l以及获取的各备选中继的中继诚信系数，获取各备选中继的参与系数ξ_Relay,l，并以参与系数最大值所对应的备选中继作为最佳NFC中继终端；其中，参与系数l＝1,2,…,L'；步骤12，移动智能终端与手持POS终端之间距离大于近场通信距离时，手持POS终端发送包括手持POS终端自身签名以及当前位置噪声和空气湿度值的付款请求信息给最佳NFC中继终端，最佳NFC中继终端获取其所处位置的当前位置噪声和空气湿度后，将其获取的当前位置噪声和空气湿度以及手持POS终端付款请求信息给移动智能终端；其中：所述付款请求信息包括手持POS终端的当前自身位置数据P(x_POS,y_POS,z_POS)、付款请求ReqM、手持POS终端获取当前自身位置数据的时间T_P、当前位置噪声SNR_POS、当前位置空气湿度值RH_POS、手持POS终端的金融签证证书Cert(BANK_POS)、手持POS终端的信用签证证书Cert(TSM_POS)、手持POS终端的自身签名Sig_POS以及手持POS终端的私钥sk(POS)；其中，该付款请求信息标记为Message_P‑M，付款请求信息Message_P‑M由公式标记如下：${\mathrm{Message}}_{P-M}=\left\{\begin{array}{c}POS,Mobile,P_{POS},SN{R}_{POS},R{H}_{POS},T_P,Cert\left(BAN{K}_{POS}\right),Cert\left(TS{M}_{POS}\right),\\ \mathrm{Re}qM,Si{g}_{POS},sk\left(POS\right)\end{array}\right\};$步骤13，移动智能终端接收经最佳NFC中继终端转发的手持POS终端的付款请求信息以及最佳NFC中继终端所处位置的噪声和空气湿度，并获取移动智能终端的当前位置、当前位置噪声和空气湿度值，由移动智能终端发送包括手持POS终端付款请求信息的认证请求信息以及最佳NFC中继终端所处位置空气湿度给认证机构；其中：所述移动智能终端发送的认证请求信息包括手持POS终端的付款请求信息、移动智能终端的当前位置数据、获取当前位置时间、移动智能终端当前位置噪声、移动智能终端当前位置空气湿度值、获取当前位置空气湿度值时间、认证请求以及其与手持POS终端会话请求；其中，移动智能终端的该认证请求信息标记为Message_M‑T，认证请求信息Message_M‑T由公式标记如下：${\mathrm{Message}}_{M-T}=\left\{\begin{array}{c}Messag{e}_{P-M},TSM,M_{Mobile},SN{R}_{Mobile},R{H}_{Mobile},T_{Mobile}^M,T_{Mobile}^{RH},\mathrm{Re}qT,\\ \mathrm{Re}qSession,k(Mobile,TSM)\end{array}\right\};$步骤14，认证机构接收、提取移动智能终端发送的认证请求信息以及最佳NFC中继终端所处位置噪声和空气湿度，并根据所提取的移动智能终端认证请求信息中的当前位置数据、当前位置噪声和空气湿度情况，对移动智能终端做出反馈；其中，该步骤依次包括步骤14‑1至步骤14‑3：步骤14‑1，当认证机构判断提取的认证请求信息中的信用签证证书存在于认证机构已存储的信用签证证书数据库中时，则表明该信用签证证书对应的POS终端为安全终端，认证机构生成移动智能终端与该POS终端之间的交易秘钥，并执行步骤14‑2；否则，认证机构发送拒绝交易信息给移动智能终端；步骤14‑2，认证机构根据提取的认证请求中手持POS终端当前位置数据和移动智能终端当前位置数据，判断手持POS终端与移动智能终端之间的空间距离小于预设的安全交易空间距离阈值，且两者所对应位置的噪声差值位于预设的范围内时，则执行步骤14‑3；否则，认证机构发送拒绝交易信息给移动智能终端；步骤14‑3，认证机构根据提取的手持POS终端当前位置空气湿度值、移动智能终端当前位置空气湿度值以及分别获取空气湿度值的时间，判断手持POS终端与移动智能终端、手持POS终端与最佳NFC中继终端所分别对应的空气湿度之差均位于预设的差值范围内且获取空气湿度数据的时间间隔均位于预设安全时间间隔范围内时，则认证机构发送确认交易信息给移动智能终端；否则，认证机构发送拒绝交易信息给移动智能终端；其中，所述认证机构发送的确认交易信息标记为Message_{T‑M‑Confirm}，认证机构发送的拒绝交易信息标记为Message_{T‑M‑Reject}；其中：${\mathrm{Message}}_{T-M-Confirm}=\{TSM,Mobile,POS,P_{POS},M_{Mobile},T_{POS}^P,Cert\left({\mathrm{TSM}}_{POS}\right),K,k(Mobile,TSM)\};$Message_{T‑M‑Reject}＝{TSM,Mobile,POS,P_POS,M_Mobile,RejectP,k(Mobile,TSM)}；步骤15，移动智能终端接收认证机构发送的确认交易信息，并将包括移动智能终端签名的交易交互信息经最佳NFC中继终端发送给手持POS终端；其中：所述交易交互信息包括移动智能终端的签名Sig_Mobile、移动智能终端的当前位置数据、移动智能终端与手持POS终端之间的交易秘钥、移动智能终端的金融签证证书、移动智能终端的信用签证证书以及持POS终端的信用签证证书；所述移动智能终端发送的交易交互信息标记为Message_M‑P，其中：${\mathrm{Message}}_{M-P}=\left\{\begin{array}{c}Mobile,POS,TSM,M_{Mobile},Cert\left(BAN{K}_{Mobile}\right),Cert\left(TS{M}_{Mobile}\right),K,Si{g}_{Mobile},\\ Cert\left(TS{M}_{POS}\right)\end{array}\right\};$步骤16，手持POS终端接收、提取经最佳NFC中继终端转发的移动智能终端的交易交互信息，并根据在交易交互信息中提取的信息做出判断：当提取到的信用签证证书已经存储于手持POS终端已存储的信用签证证书数据库中时，则执行步骤17，由手持POS终端与移动智能终端经最佳NFC中继终端进行支付交易；否则，手持POS终端拒绝与移动智能终端进行支付交易；步骤17，手持POS终端生成随机数，并以其与移动智能终端之间的交易秘钥，发送包括生成的随机数、移动智能终端当前位置数据、移动智能终端所需支付款项数据以及手持POS终端自身位置数据的支付款项信息经最佳NFC中继终端发送给移动智能终端；其中，所述支付款项信息标记为Message_{P‑W‑Payment}，Message_{P‑W‑Payment}由公式标记如下：Message_{P‑W‑Payment}＝{POS,Mobile,m,M,P_POS,Payment,K}；其中，m表示手持POS终端生成的随机数，Payment表示该移动智能终端所需支付款项，K为手持POS终端与移动智能终端之间的交易秘钥；步骤18，移动智能终端接收经最佳NFC中继终端转发的手持POS终端的支付款项信息，并生成随机数，由移动智能终端将包括所接收支付款项信息以及新生成随机数的支付交易记录信息发送给签证机构存储；所述支付交易记录信息标记为S_{W‑T‑Payment}，其中：S_{W‑T‑Payment}＝{Wallet,TSM,POS,r,k(Wallet,TSM)}，r表示移动智能终端生成的随机数；步骤19，移动智能终端接收外部通过各按键输入的支付密码，并实时采集此时各按键所受的摁压力数值和方向，然后移动智能终端根据各按键所受摁压力方向判断摁压各按键的为左手或右手后，并将实时采集的各按键所受摁压力添加到对应的摁压力数据库中，重新计算此时各按键对应摁压力数据库的方差，并根据各按键重新所得摁压力数据库方差与步骤6中所对应摁压力数据库方差之间的差值，对是否执行支付操作做出支付判断：当各按键所得摁压力数据库方差之间的差值均小于或等于预设阈值时，表示该支付密码为移动智能终端合法拥有者所输入，则执行步骤20；否则，表示该支付密码不是移动智能终端合法拥有者输入，移动智能终端拒绝执行支付操作；步骤20，移动智能终端发送包括其金融签证证书和接收的支付密码的支付命令给银行系统，由银行系统将该移动智能终端账户的款项转移至物流公司在银行系统的账户内，并在转款完成后分别发送转款成功通知给手持POS终端、物流公司账户管理平台和移动智能终端；否则，移动智能终端在预设终止交易时间段内，拒绝接收任何付款请求；手持POS终端在接收到银行系统发送的转款成功通知后，物流公司派件员将商品交给收件人，完成物流公司对该收件人所对应商品的派送和收款；步骤21，剩余各收件人的移动智能终端分别对应执行步骤8至步骤20的过程，以完成物流公司对各交易订单中对应商品的派送和收款，然后物流公司管理平台按照其与网上购物平台预设的派送费用，在扣除其派送费用后，物流公司管理平台按照各订单信息中的目标商品价格，发送支付命令给银行系统，由银行系统将物流公司管理平台中的对应款项分别转移给各订单信息中所对应商家的账户，完成货到付款的安全支付过程。