带隐藏信道的可见光与条码认证在线支付装置的制作方法

本发明属于光支付技术领域，特别是一种带隐藏信道的可见光与条码认证在线支付装置。

背景技术：

可见光通信（visiblelightcommunication，简称vlc）技术。vlc技术就是利用led可以发出高频闪烁且人眼无法感知到的灯光闪烁的这一特点，在数据发送端用led的高频闪烁来携带信号，在接收端用响应时间同样很快的感光元件进行信号的采集，从而实现无线通信的方法。

“扫码”是时下很流行的信息获取方式，“扫码支付”则是在“扫码”技术和微信、支付宝等技术的基础上发展起来的线上支付方式手段。然而，属于“扫码支付”的支付手段，仍然是一种离不开网络的在线支付方式。

“扫码”的“码”通常是一个动态可变的“码”，需要在显示屏上的显示出来，现用的液晶屏、led屏都是需要提供背光照明，而照明背光又是可见光通信的一个很好的载体。照明背光是一个容易被忽略的信息载体，将照明背光作为一个隐藏信号的传输载体，应用在光支付领域，可以提供一个隐藏通道，提高支付环节的安全性。

本发明得到以上几个技术方式的启发，利用了摄像头、闪光灯、环境光感知传感模块这几个几乎是现代智能手机、平板电脑的标准配置，共同构造一个带有安全而隐蔽的在线支付装置，让人们只要带了手机、平板就可以轻松购物、消费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种带隐藏信道的可见光与条码认证在线支付装置。

本发明是这样实现的：一种带隐藏信道的可见光与条码认证在线支付装置，包括：电子钱包、消费机和服务器。

电子钱包，包括：可见光发射模块、条码扫描模块、控制模块、输入模块、显示模块、数据接口和钱包光接收模块；控制模块分别与可见光发射模块、条码扫描模块、输入模块、显示模块、数据接口和钱包光接收模块电连接；可见光发射模块，用于根据控制模块输入的信息，生成并发送可见光信号；条码扫描模块，用于扫描识别条码，并将识别的结果输出给控制模块；控制模块，用于：1、将待发送的信息进行处理，生成数据包，并输出给可见光发射模块，驱动可见光发射模块发送可见光信号；2、接收条码扫描模块的扫描结果输出，并对扫描结果进行验证；3、接收钱包光接收模块的结果输出，并予以识别、认证；4、根据收到的信息和生成的支付信息，生成需要通过可见光发射模块的信息；5、能够通过数据接口与服务器进行数据交互；输入模块，用于向控制模块输入包括支付金额、查询密码、支付密码、操作指令在内的信息；显示模块，用于显示支付金额、密码输入界面、操作指令以及提示信息；数据接口，用于提供电子钱包的联网功能，提供与服务器连接并进行数据交换、数据维护和升级的功能；钱包光接收模块，用于接收背光模块发送的可见光背光信号。

消费机，包括：可见光接收模块、条码显示模块、读写控制模块、键盘模块、通信模块和背光模块；读写控制模块分别与可见光接收模块、键盘模块、条码显示模块、通信模块和背光模块电连接；可见光接收模块，用于接收可见光信号，并处理还原成对应的数字信号，还原成数据包；条码显示模块，用于：1、根据读写控制模块的输入信息，生成并显示出条码；2、显示交易金额、密码输入界面、操作指令以及提示信息；读写控制模块，用于：1、接收可见光接收模块的输出，并予以识别、认证；2、将待发送的信息进行处理，输出给条码显示模块；3、将需要通过光信号形式发送的信息进行处理，生成数据包，并输出给背光模块，驱动背光模块发送可见光信号；4、提供数据接口，通过通信模块与服务器进行信息的上传和下载；键盘模块，用于向读写控制模块输入交易金额、交易密码、操作指令；通信模块，用于通过有线或者无线的方式，连接上位机或者接入网络，从而与服务器相连；背光模块，用于为条码显示模块提供显示的照明背光，同时利用背光发送可见光背光信号；服务器，用于：1、与消费机通过通信模块建立上传、下载的数据连接；2、与电子钱包通过数据接口建立上传、下载的数据连接；3、提供本支付方法的后台服务支持；4、提供整个支付装置与金融系统的资金流动的接口；5、为消费机、电子钱包发放或取消授权，提供包括：密钥更新、算法更新和升级、使用权限调整、有效期调整、电子钱包充值、消费机缴款、电子钱包和消费机公开信息查询在内的服务；6、保存包括：授权用户清单、黑名单、操作日志汇总、消费机清单在内的信息。

授权用户清单，用于保存包括：已经授权可以进行在线支付的电子钱包的身份标识、使用权限、有效期、电子钱包持有者的身份信息；黑名单，用于保存授权用户清单中，因欠费、挂失、有不正当使用记录而被拒绝支付交易的那部分电子钱包的身份标识信息；支付接口，用于提供整个在线支付装置与金融系统的资金流动的接口；操作日志汇总，用于保存包括所有消费机、电子钱包的查询、充值、消费的操作的时间、支付金额、支付过程数据参数在内的信息；消费机清单，用于保存包括：已经授权可以进行在线支付交易的消费机身份标识、使用权限、有效期、消费机持有者的身份信息；服务器用于给包括上述消费机的模块及其功能的设备发放权限，使其具备接受装置内的电子钱包进行支付的功能；服务器用于给包括上述电子钱包的模块以及功能的设备发放权限，使其具备向装置内的消费机进行支付的功能；同时由服务器给用户发放一个授权,授权方式是发放一个授权实体硬件设备,或者是为已有设备的用户提供一个授权号；并为设备充值，写入电子钱包身份标识、使用权限、有效期、电子钱包的支付密码和查询密码、电子钱包持有者的身份信息。

在支付流程中，从电子钱包接收消费机发送的数据,以及从消费机接收电子钱包发送的数据,都可能在收发过程中存在无法识别的可能，所以在支付流程中，对于无法识别的数据，以及因为无法接收数据而导致无法识别的情况，装置都会在一个设定的等待时间超时后，单方面结束支付流程。

在支付流程中，从电子钱包向消费机发送的数据,以及从消费机向电子钱包发送的数据,可能在收发过程中存在数据的丢失、被篡改、伪造的风险，因此在支付流程中，对每次收到的关键数据，都假定当前收到的数据与支付流程的前面的步骤生成的或者接收到的数据不一样，需要对比验证，由此保证收发数据的真实、完整。

本发明以可见光通信技术和条码扫描识别技术两者相结合为前提，并利用条码和其他提示信息的显示装置的照明背光，构造了一个隐藏信道，以提高支付过程的安全性，从而提出的一种带隐藏信号的可见光与条码ca认证的在线支付装置，本发明把时下最流行的智能手机、平板电脑作为电子钱包的载体，利用其摄像头、闪光灯、环境光感知器件等常见配置作为通信工具，实现了一个在线支付方法。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的实施例中装置的结构图。

图中标记：1-电子钱包；2-消费机；3-服务器；11-控制模块；12-输入模块；13-显示模块；14-数据接口；15-条码扫描模块；17-可见光发射模块；18-钱包光接收模块；21-读写控制模块；22-条码显示模块；24-可见光接收模块；25-键盘模块；26-背光模块；27-通信模块。

具体实施方式

实施例：

一种带隐藏信道的可见光与条码认证在线支付装置，包括：电子钱包1、消费机2、服务器3。

电子钱包1，包括：可见光发射模块17、条码扫描模块15、控制模块11、输入模块12、显示模块13、数据接口14、钱包光接收模块18；控制模块11分别与可见光发射模块17、条码扫描模块15、输入模块12、显示模块13、数据接口14、钱包光接收模块18电连接。

可见光发射模块17，用于根据控制模块11输入的信息，生成并发送可见光信号。

条码扫描模块15，用于扫描识别条码，并将识别的结果输出给控制模块11。

控制模块11，用于：1、将待发送的信息进行处理，生成数据包，并输出给可见光发射模块17，驱动可见光发射模块17发送可见光信号；2、接收条码扫描模块15的扫描结果输出，并对扫描结果进行验证；3、接收钱包光接收模块18的结果输出，并予以识别、认证；4、根据收到的信息和生成的支付信息，生成需要通过可见光发射模块17的信息；5、能够通过数据接口14与服务器3进行数据交互。

输入模块12，用于向控制模块11输入支付金额、查询密码、支付密码、操作指令。

显示模块13，用于显示支付金额、密码输入界面、操作指令以及提示信息。

数据接口14，用于提供电子钱包1的联网功能，提供与服务器3连接，并进行数据交换、数据维护和升级的功能。

钱包光接收模块18，用于接收背光模块26发送的可见光背光信号。

电子钱包1采用配置了闪光灯、光电感知器件和摄像头的智能手机实现。

消费机2，包括：可见光接收模块24、条码显示模块22、读写控制模块21、键盘模块25、通信模块27、背光模块26；读写控制模块21分别与可见光接收模块24、条码显示模块22、键盘模块25、通信模块27、背光模块26电连接。

可见光接收模块24，用于接收可见光信号，并处理还原成对应的数字信号，还原成数据包。

条码显示模块22，用于:1、根据读写控制模块21的输入信息，生成并显示出条码；2、显示交易金额、密码输入界面、操作指令以及提示信息。

读写控制模块21，用于：1、接收可见光接收模块24的输出，并予以识别、认证；2、将待发送的信息进行处理，输出给条码显示模块22；3、将需要通过光信号形式发送的信息进行处理，生成数据包，并输出给背光模块26，驱动背光模块26发送可见光信号；4、通过通信模块27与服务器3进行信息的上传和下载。

键盘模块25，用于向读写控制模块21输入交易金额、交易密码、操作指令。

通信模块27，用于通过有线或者无线的方式，连接上位机或者接入网络，从而与服务器3相连。

背光模块26，用于为条码显示模块22提供显示的照明背光，同时利用背光发送可见光背光信号。

服务器3，用于：1、与消费机2通过通信模块17建立上传、下载的数据连接；2、与电子钱包1通过数据接口14建立上传、下载的数据连接；3、提供本支付方法的后台服务支持；4、提供整个在线支付装置与金融系统的资金流动的接口；5、为消费机3和电子钱包1发放或取消授权，提供包括：密钥更新、算法更新和升级、使用权限调整、有效期调整、电子钱包充值、消费机缴款、电子钱包1和消费机2公开信息查询在内的服务；6、保存包括：授权用户清单、黑名单、操作日志汇总、消费机清单在内的信息。

授权用户清单，用于保存包括：已经授权可以进行在线支付的电子钱包的身份标识、使用权限、有效期、电子钱包持有者的身份信息。

黑名单，用于保存授权用户清单中，因欠费、挂失、有不正当使用记录而被拒绝支付交易的那部分电子钱包的身份标识信息。

支付接口，用于提供整个在线支付装置与金融系统的资金流动的接口。

操作日志汇总，用于保存包括所有消费机、电子钱包的查询、充值、消费的操作的时间、支付金额、支付过程数据参数在内的信息。

消费机清单，用于保存已经授权可以进行在线支付交易的消费机终端的信息、使用权限、有效期。

电子钱包的发行过程包括：由服务器给用户发放一个授权,授权方式可以是发放一个授权实体硬件设备,也可以是为用户已有的配备本发明的设备提供一个授权号；并为设备充值，写入电子钱包身份标识、使用权限、有效期、电子钱包的支付密码和查询密码、电子钱包持有者的身份信息。

由持有身份标识为cid的消费机2的收款方和持有身份标识为qid的电子钱包1的付款方共同完成，一个由收款方发起的支付流程如下：

bf1，由收款方发出收款请求，处理流程包含如下步骤：

bf1.1，收款方在消费机2上输入待接收的收款金额jr1。

bf1.2，读写控制模块21生成一个光随机码gsj1、收款随机码sksj1，并根据bf1.1输入的收款金额jr1，生成一个含有收款金额jr1和消费机身份标识cid1、随机码gsj1的收款请求skqq1；通过通信模块27将收款请求skqq1上传到服务器3；由服务器3生成并从服务器3下载一个收款随机码sksj1；并将收款请求skqq1输出到条码显示模块22；同时，并将收款随机码sksj1输出到背光模块26，以可见光信号的形式发送出去。

bf1.3，条码显示模块22根据收款请求skqq1生成一个条码并显示出来，用背光模块26将收款随机码sksj1，以可见光信号的形式发送出去；并开始等待接收付款方的响应；如果在一个设定的等待时间内未收到来自付款方的响应，则刷新条码显示模块22，等待下一个的收款请求的输入。

bf2，付款方接受来自收款方的收款请求，并根据收款请求做出付款响应，处理流程包含如下步骤：

bf2.1，电子钱包1用条码扫描模块15扫描识别收款方的条码显示模块22，得到收款请求skqq2；利用钱包光接收模块18接收收款随机码sksj2。

bf2.2，控制模块11根据收款请求skqq2，得到收款金额jr2和消费机身份标识cid2、随机码gsj2，通过连接服务器3，进行核验：

1）核验消费机2身份标识cid2，确认该身份标识cid2的消费机，是否为经过授权且未列入黑名单。

2）核验服务器3给消费机2下载的收款随机码sksj1和电子钱包1收到的收款随机码sksj2是否一样。

如果以上两个核验有至少一个不通过，则在显示模块13上显示服务3器核验不通过的信息；否则如果两个核验都通过，并将jr2、cid2和付款提示信息显示在显示模块13上，并等待付款方确认；如果付款方同意支付，就通过输入模块12输入同意支付的指令，并进入到bf2.3；如果付款方输入不同意支付的指令或者在一定设定的时间内不予确认是否同意，则退出支付流程。

bf2.3，电子钱包1得到同意支付的指令后，在显示模块13上显示输入密码的提示。

bf2.4，用户根据bf2.3中的密码输入的提示，由输入模块13输入支付密码。

bf2.5，控制模块11将输入模块13输入的支付密码zfmm2，生成一个含有电子钱包身份标识qid2、支付同意zfty2、支付金额fkjr2、收款请求skqq2、收款随机码sksj2和支付密码zfmm2的数据包，并将该数据包输出到可见光发射模块17，由可见光发射模块17将数据包以可见光信号的形式发送出去，并开始等待收款方的响应；如果在一个设定的等待时间内未收到来自收款方的响应，则结束操作，退出支付流程。

bf3，收款方根据付款方发送的付款响应，发出做出收款受理，处理流程包含如下步骤：

bf3.1，由消费机2的可见光接收模块24接收可见光信号，并转换成数据包，再输出给读写控制模块21。

bf3.2，读写控制模块21从数据包中提取出电子钱包身份标识qid3、收款请求skqq3、支付金额fkjr3、支付同意zfty3、支付密码zfmm3、收款随机码sksj2。

通过通信模块27向服务器3上传提取出的信息，并由服务器3进行如下三个验证：

1）验证电子钱包身份标识qid3是否并未列入黑名单中，如果电子钱包身份标识qid3在黑名单中，为验证不通过；否则为验证通过。

2）收到数据包里的收款请求skqq3与由收款方发送的skqq1是否一致，如果两者一致，为验证通过；否则为验证不通过。

3）付款响应的数据包里的支付金额fkjr3是否与由收款方发送的收款金额jr1一致，如果两者一致，为验证通过；否则为验证不通过。

4）支付密码zfmm3是否与服务器3上保存的身份标识为qid3电子钱包1支付密码一致；如果两者一致，为验证通过；否则为验证不通过。

5）支付金额fkjr3是否大于身份标识为qid3电子钱包1的余额；如果余额足够则验证通过；否则如果余额不足为验证不通过。

6）由服务器3生成的收款随机码sksj1与bf3.2中从数据包收款随机码sksj3是否一致，如果两者一致，为验证通过；否则为验证不通过。

以上6个都验证通过时，服务器3返回一个验证确认码ysqr3给消费机2并进入bf3.3，否则只要有至少一个验证不通过，服务器3返回验证不通过的信息给消费机,再由读写控制模块21向条码显示模块22发送一个验证不通过的提示信息，通过条码显示模块22告知收款方的用户，同时结束操作，退出支付流程；当验证为余额不足时，还提示余额不足的提示信息。

bf3.3，读写控制模块21生成一个包括了收款金额jr1、消费机身份标识cid1、电子钱包身份标识qid3、支付同意zfty3、收款码skm3、验证确认码ysqr3的受理信息slx3以及光应答随机码gdsj3，并将受理信息slx3输出到条码显示模块。

bf3.4，条码显示模块22根据受理信息slx3生成一个条码并显示出来，同时，并将光应答随机码gdsj3输出到背光模块26，以可见光信号的形式发送出去；并开始等待接收服务器的响应；如果在一个设定的等待时间内未收到来自服务器3的响应，则刷新条码显示模块22，结束本次支付的流程操作，退出支付流程。

bf4，支付方接收来自收款方的收款受理信息，并据此做出付款答复，付款方的处理流程包括：

bf4.1，电子钱包1用条码扫描模块15扫描识别收款方的条码显示模块22，得到受理信息slx4；利用钱包光接收模块18接收光应答随机码gdsj4。

bf4.2，控制模块11根据受理信息slx4,得到收款金额jr4、消费机身份标识cid4、电子钱包身份标识qid4、支付同意zfty4、收款码skm4、验证确认码ysqr4，通过数据接口14向服务器3上传提取出的信息，并由服务器3进行如下三个验证：

1）收款金额jr2与收款金额jr4是否一致。

2）消费机身份标识cid2与cid4是否一致。

3）电子钱包身份标识qid2与qid4是否一致。

4）支付同意zfty2与支付同意zfty4是否一致。

5）消费机2接收到的服务器3返回的验证确认码ysqr3与电子钱包1从收到的受理信息slx4提取的验证确认码ysqr4。

如果以上5个对比都分别一致，为验证通过，进入bf4.3；如果只要有一个对比不一致，则为验证不通过，就由服务器3生成一个验证不通过的信息发送给电子钱包1和消费机2，bf4.5；再由控制模块11向显示模块13发送一个验证不通过的提示信息，通过显示模块13告知付款方，同时结束操作，退出支付流程。

bf4.3，服务器3更新身份标识为qid4的电子钱包1的余额，并本次付款操作的时间、收款金额jr4、消费机身份标识cid4、支付码zfm4、收款码skm4、并给电子钱包1和消费机2发送一个收款完成码skwc。

bf4.4，电子钱包1接收到收款完成码skwc，通过控制模块11向显示模块13发送一个支付完成的提示信息，通过显示模块13显示出来以告知付款方，同时结束操作，退出支付流程。

bf4.5，电子钱包1收到验证不通过的信息，再由控制模块11向显示模块13发送一个验证不通过的提示信息，通过显示模13块告知付款方，同时结束操作，退出支付流程。

bf5，收款方接收服务器3的信息，处理流程包含如下步骤：

bf5.1，消费机2接收到收款完成码skwc或者验证不通过的信息，如果接收到收款完成码skwc，通过读写控制模块21向条码显示模块22发送一个支付完成的提示信息，通过条码显示模块22显示出来以告知收款方，同时结束操作，退出支付流程；如果接收到验证不通过的信息，则通过读写控制模块21向条码显示模块22发送一个验证不通过的提示信息，通过条码显示模块22显示出来以告知收款方，同时结束操作，退出支付流程。