基于可见光通信的无线Key支付系统及支付方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线短距离传输技术领域和网络安全技术领域，具体涉及一种基于可见光通信的无线Key支付系统及支付方法。
【背景技术】
[0002]可见光通信(Visible Light Communicat1ns，VLC)技术是以白光LED作为光源，以光电变换器件或者光学成像器件作为光电探测器，以大气为信道，将发送信号调制在LED发出的可见光上进行通信的无线光通信技术。这种技术随着LED照明(即固体照明)技术的迅猛发展应运而生。
[0003]因为与白炽灯和日光灯等传统光源相比，LED具有宽得多的调制带宽，能以更高的频率进行开关切换，这使以LED作为光源进行高速通信成为可能。由于调制频率非常高，人眼觉察不到灯光的闪烁。通常，可见光通信可以作为LED的第二功能，在照明的同时完成通
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[0004]随着电子商务的发展，网银业务越来越普及。为了保障网上金融交易的安全性，同时也为了提高使用的便捷性，各种支付保障技术应运而生。目前的技术有蓝牙、NFC、动态口令牌、USB Key等。各种技术各有优缺点，其中以USB Key较为常用。
[0005]蓝牙抗干扰能力差，网络性能易受其他短距离无线技术干扰，且设备成本高。
[0006]NFC通过NFC射频收发装置与手机通信，但是NFC在手机上普及度低，且NFC芯片成本高。
[0007]动态口令牌采用对称加密算法，动态码由芯片根据特定加密算法生成，根据时间和次数生成当时的密码，服务器也根据同样的加密算法生成密码，用户输入后服务器核对一致即可。此方法成本低，操作简单，但基于此技术的系统依赖服务器认证系统和网络管理员，这就对认证系统的安全性、稳定性和网络管理员本身的自觉性有很高的要求。
[0008]USB Key采用非对称加密算法，用户的数字签名证书和私钥只能通过USB Key本身生成而不能导出。USB Key上设定了物理按键，限定时间内手动按下确认按键才能签名成功完成交易，可防止黑客模仿交易操作；通过显示屏显示信息，可防止用户不知情的情况下数据被篡改。USB Key的设计有较高的安全性。
[0009]目前应用较广泛的USB Key的使用方法是，登录网银系统时，计算机上插入USBKey,然后输入PIN码，验证通过后进行相关交易。通过非对称加密，私钥安全地保存在USBKey中，弥补了动态口令牌单钥加密的缺陷。但USB Key的应用场景单一，只能在计算机上操作交易时使用。
【发明内容】
[0010]针对目前各支付保障技术存在的缺陷，本发明采用可见光技术作为关键技术，提供了一种基于可见光通信的无线Key支付系统及支付方法，改进现有USB Key设备和使用方式，使之既能够与手机建立通信实现交易，也可以与计算机建立通信实现交易，使支付的过程更安全、快捷、稳定。
[0011]本发明提供的基于可见光通信的无线Key支付系统，涉及智能手机、Key和计算机。
[0012]智能手机包括闪光灯、摄像头和客户端软件；其中，闪光灯用于通过高频闪烁发送信号；摄像头用于读取Key的二维码；客户端软件用于控制智能手机的支付流程。
[0013]Key包括控制单元、可见光接收模块、USB接口、显示屏和电池。其中，控制单元用于存储用户的私钥以及数字证书，利用内置的公钥算法实现对用户身份的认证，利用数字证书对交易数据进行加密生成二维码；显示屏用于显示文本信息和二维码；ro模块用于接收手机闪光灯发送来的可见光信号。USB接口用于接入计算机进行通信。电池内置于Key中，在手机使用Key进行交易时为Key供电，当Key通过USB接口接入计算机时进行充电。
[0014]智能手机同Key建立双向的通信链路，利用闪光灯发送可见光信号给Key的H)模块，利用摄像头读取Key屏幕上的二维码。
[0015]基于上述的无线Key支付系统，本发明的基于可见光通信的无线Key支付方法，通过智能手机进行时，实现步骤为:
[0016]步骤I，进入手机客户端软件，提示打开Key ;
[0017]步骤2，打开Key，Key的显示屏显示包含设备ID和账号验证序列的二维码；
[0018]步骤3，手机摄像头读取二维码，验证Key与手机上账户的对应关系；
[0019]步骤4，确认Key是与手机上的账户对应后，在手机上输入Key的PIN码；
[0020]步骤5，手机将PIN码和交易数据通过闪光灯高频闪烁发送给Key，Key通过H)模块接收可见光信号，在Key接收完信号后，在Key的显示屏上显示接收信息完毕，手机停止发送可见光信号；
[0021]步骤6，Key验证PIN码，当验证通过时，在显示屏上显示出交易数据；
[0022]步骤7，用户确认Key上显示的内容正确后，点击Key上确认键，控制单元利用数字证书对交易数据进行加密生成二维码，并在显示屏上显示；
[0023]步骤8，手机通过摄像头接收二维码；
[0024]步骤9，手机将加密的交易数据发送给账户系统服务器；
[0025]步骤10，账户系统服务器根据指令完成转账，短信通知用户交易成功，交易结束。
[0026]本发明基于可见光通信的无线Key支付系统和方法，其优点与积极效果在于:
[0027](I)在现有USB Key的基础上只添加了可见光接收模块(PD模块)和电池，电路在现有基础上做简单改造即可实现，成本非常低；相比于蓝牙和NFC技术，本发明中使用的LED闪光灯和驱动电路、PD模块相比蓝牙和NFC模块，成本低很多。
[0028](2)相比于现有的USB Key，本发明不仅可以接入计算机进行操作，还可以独立与手机进行操作，方便携带、使用方式灵活，可以通过充电反复使用，寿命长。
[0029](3)相比于蓝牙技术，可见光信号不会轻易受到其它无线信号的干扰，并且可见光适用于各种环境，不用担心电磁干扰，也不会像射频信号那样有损人体健康。本发明通过利用可见光定向、点对点、人眼可见等特性，提高了支付过程的安全性；以不会受到电磁干扰的可见光技术作为关键技术，提高了支付过程的健壮性。
【附图说明】
[0030]图1是本发明实施例提供的智能手机的组成模块示意图；
[0031]图2是本发明实施例提供的Key的组成模块示意图；
[0032]图3是本发明通过智能手机使用Key完成交易的流程图；
[0033]图4是本发明通过计算机使用Key完成交易的流程图。
【具体实施方式】
[0034]下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0035]理论上讲，只有脱离用户的操作系统，使用独立的身份认证硬件设备，才能构造出安全的网银系统。本发明在现有USB Key基础上进行改进，提供了一种基于可见光通信的无线Key系统及方法，为一种新的支付保障技术。
[0036]本发明基于可见光通信的无线Key系统，涉及智能手机、Key和计算机。
[0037]智能手机包括闪光灯、摄像头和客户端软件，如图1所示。其中，含LED光源及其驱动电路的闪光灯用于通过高频闪烁发送信号。摄像头用于接收信号，通过读取Key的二维码来获取信号。客户端软件用于控制智能手机的支付流程，本发明实施例基于android框架实现客户端。
[0038]Key是一种便携的硬件设备，如图2所示，包括控制单元、PD模块、显示屏、USB接口和电池。控制单元为内置的单片机或智能卡芯片，有一定的存储空间，可以存储用户的私钥以及数字证书，利用内置的公钥算法实现对用户身份的认证，利用数字证书对交易数据进行加密生成二维码。由