淺談基于智能卡的校園一卡通系統(tǒng)設計

文章出處：http://www.xianjuhong.com 作者： 人氣： 發(fā)表時間：2011年09月16日

    一、概述

    信息時代的校園，離不開信息化的管理，數(shù)字化“校園一卡通”建設是校園信息化建設的重要組成部分，是為信息化校園提供信息采集的基礎工程，也是獲取學校信息化服務的主要方式之一。

    校園一卡通將智能IC卡的強大功能與計算機網(wǎng)絡的數(shù)字化理念融入校園，將學校各個系統(tǒng)連為一體，動態(tài)掌握每一持卡人情況，極大提高學校的管理水平和服務質量。

    二、方案設計

    校園一卡通，是以IC卡為信息載體，通過校園卡集成校內各類身份認證與消費功能，并與銀行卡實現(xiàn)自助圈存，師生員工在學校各處出入、辦事、活動和消費均只需要校園卡便可進行。以卡代幣、以卡代證。

    三、校園一卡通系統(tǒng)建設的目的和意義

    校園一卡通系統(tǒng)建設是高校信息化發(fā)展的必然趨勢，是高?，F(xiàn)代化管理的標志。

    校園一卡通系統(tǒng)建設將有效促進數(shù)字化校園建設的進程。它是數(shù)字化校園中的核心骨干，是數(shù)字化校園的先行官，將為其他信息系統(tǒng)的互連互通打好基礎。

    校園一卡通系統(tǒng)的建設采取銀行卡的金融功能與校園卡的校務管理功能整合的方式，由銀行與學校聯(lián)合發(fā)行銀行卡一校園卡，師生可以用銀行卡在各地的銀行網(wǎng)點或自助終端實現(xiàn)存取款、消費、轉帳等金融支付；對于校園貨幣電子化而言，其目標是：凡有現(xiàn)金、票證或需要身份識別的場合，均用一張智能卡來完成；可供持卡人用于校園內部處理雜務，購買食品、飲料、書本、借閱圖書、查資料，報到注冊、交納費用、洗澡等。持卡人只需在相關銀行開設帳戶并存入金額，即可啟用其電子錢包功能。

    校園一卡通系統(tǒng)的建設，使原有業(yè)務和管理體系相對獨立、互不協(xié)調的現(xiàn)象得到有效整合，減少資源浪費和重復建設，達到業(yè)務流程重組。
    校園一卡通系統(tǒng)的建設，將有效緩解校務管理和后勤服務的繁重業(yè)務，提高學校的管理水平，提高后勤的服務質量，做到減員增效、提高效率。
    校園一卡通系統(tǒng)的建設，為學校實現(xiàn)財務統(tǒng)一管理提供科學的、現(xiàn)代化的手段，將加速資金周轉的效率。

    四、校園一卡通功能介紹

    （一）校園一卡通系統(tǒng)架構

    校園一卡通解決方案的架構分為四個部分：數(shù)據(jù)平臺、數(shù)據(jù)交換平臺、一卡通中心平臺、應用系統(tǒng)。

    1、數(shù)據(jù)平臺：數(shù)據(jù)存儲分為三部分，綜合教務數(shù)據(jù)庫、一卡通中心數(shù)據(jù)庫、人力資源數(shù)據(jù)庫。綜合教務數(shù)據(jù)庫和人力資源數(shù)據(jù)庫存儲校園卡用戶的身份信息，通過數(shù)據(jù)交換平臺實現(xiàn)與一卡通中心數(shù)據(jù)庫同步；一卡通中心數(shù)據(jù)庫存儲校園卡用戶、各商戶的賬戶信息和消費結算信息。
    2、數(shù)據(jù)交換平臺：提供數(shù)據(jù)存取和數(shù)據(jù)交換服務。數(shù)據(jù)存取可利用現(xiàn)有的商業(yè)組件，如ODBC、JDBC和ADO等，也可以使用專有組件。數(shù)據(jù)交換可使用數(shù)據(jù)集成工具ezETL數(shù)據(jù)轉換工具，為校園一卡通系統(tǒng)實現(xiàn)非實時的數(shù)據(jù)交換服務，校園一卡通系統(tǒng)內交換信息內容包括校園卡身份信息、卡使用和變更信息、各業(yè)務系統(tǒng)卡消費信息等。
    3、一卡通中心平臺：采用同方軟件的IC卡核心平臺ezCAS，提供校園卡核心業(yè)務組件，包括卡務管理、資金管理、設備管理、運行監(jiān)控、圈存、現(xiàn)金充值等。在一卡通平臺上，可以實現(xiàn)身份和電子錢包信息的共享，實現(xiàn)校園卡資金的統(tǒng)一管理。一卡通中心平臺負責校園卡的卡務管理、資金管理、設備管理、運行監(jiān)控、以及向持卡人提供信息查詢和自助服務。其中，資金管理又包括現(xiàn)金充值、圈存轉賬、個人結算、商戶結算、充值結算和圈存對賬等。在校園一卡通平臺上，可以掛接新的子系統(tǒng)，一卡通平臺為將來的擴展提供開放的接口。還可實現(xiàn)對各個子系統(tǒng)、設備的狀態(tài)監(jiān)控，為系統(tǒng)維護人員提供可視的、快捷的維護管理模式。
    4、應用系統(tǒng)：校園一卡通相關的應用系統(tǒng)括通用消費、門禁管理、會議簽到、考試簽到、校門控制管理、校車管理等。一卡通中心平臺通過服務接口為應用系統(tǒng)提供支持。

    （二）系統(tǒng)功能組成

    1、綜合卡務管理子系統(tǒng)

    可以實現(xiàn)多個卡務中心的集成，實現(xiàn)多部門各司其職，數(shù)據(jù)集中管理，應用分級授權。主要功能包括：
    卡務中心負責卡的整體管理：卡加密、分類、重用、壞卡、更改信息、卡替換、信息查詢、卡升級、卡流水查詢等等。 
    帳戶卡管理：開戶、銷戶、修改信息、存取款、卡掛失解掛、換卡、修卡、凍結、解凍遺失卡、臨時卡管理。

    2、結算管理子系統(tǒng)

    提供標準的財務管理流程，標準的會計科目管理，豐富的賬戶管理功能，精準的報表統(tǒng)計數(shù)據(jù)。主要功能包括：
    普通帳戶管理：卡戶沖帳、轉帳、信息查詢、流水查詢、信息修改、密碼修改、異?？ü芾?、其他信息查詢；
    獨立帳戶管理：獨立帳戶開戶銷戶、轉帳、凍結解凍、信息查詢、流水查詢、密碼修改、信息修改、取款；　
    財務報表管理：日常報表、日報表、階段報表、商戶報表、卡日報、對帳表、日結單、帳戶、流水統(tǒng)計、結帳；
    操作員管理：開設操作員、修改信息、修改權限、修改密碼、查詢操作員。

    3、自助服務管理子系統(tǒng)

    提供電話、網(wǎng)絡、多媒體終端等多元化自助服務管理。主要功能包括：
    校內任何一部電話，通過共用電話網(wǎng)撥入語音自助服務模塊的指定電話號碼，語音卡獲取該撥入信息進行使用導航，最后完成請求者的請求服務。
    語音自助服務應用模塊通過一卡通專網(wǎng)直接訪問中心數(shù)據(jù)庫，來提供各種自助服務。

    4、設備管理與監(jiān)控子系統(tǒng)

    提供對門禁設備的信息管理和設備運行監(jiān)控。

    5、中心服務及數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)

    提供平臺中心的后臺服務、數(shù)據(jù)通訊、服務轉發(fā)、安全控制、數(shù)據(jù)同步等功能。

    6、第三方應用系統(tǒng)集成

    集成圖書館、校醫(yī)院、上網(wǎng)收費、門禁、通道、會議簽到、考試簽到等多種第三方應用系統(tǒng)。

    （三）特點及優(yōu)勢

    1、采用CPU卡，安全性高；
    2、支持異構網(wǎng)絡環(huán)境，適用面廣；
    3、全B/S軟件結構，維護簡便；
    4、多元化的自助服務系統(tǒng)（電話，網(wǎng)絡，多媒體機等）；
    5、豐富的對外擴展接口，實現(xiàn)多種協(xié)議下的第三方系統(tǒng)互聯(lián)；
    6、多層軟件架構、組件化的模塊管理，提供了強大的擴展性支持。

    五、系統(tǒng)部署模塊

    部署模塊主要是商業(yè)性質和功能性質，因此增強了安裝、使用的安全性問題，保證公司的產品能夠得到有效的付費使用權限。也正是因為這個性質，雖然都是由公司內部的技術人員登錄進行操作，卻不把維護模塊放到部署模塊中，而是作為一個獨立的功能模塊。

    1、系統(tǒng)部署模塊的目的和意義
    （1）安全、有效的配置整個一卡通系統(tǒng)的業(yè)務點；
    （2）靈活的配置系統(tǒng)的各子功能模塊，根據(jù)用戶的需要，給出相應的功能模塊集；
    （3）將原有子系統(tǒng)的某些配置功能置于系統(tǒng)部署模塊中，可以有效的防止系統(tǒng)由于一卡通用戶配置不當而產生的不好后果，從而減少了售后和系統(tǒng)維護的開銷；
    （4）從商務角度，根據(jù)一卡通用戶要求的業(yè)務點和功能模塊的類型和數(shù)量，收取相應的費用?？梢蕴峁┯脩魳藴逝渲谩⒃鲋蹬渲玫榷喾N選擇和多種價目。

    2、系統(tǒng)部署模塊的功能

    （1）配置分區(qū)：系統(tǒng)的增刪分區(qū)，包括發(fā)卡中心、結算中心、經營管理中心。同時，為了安全性保證，各區(qū)號的設置可以與IP或物理地址等一一映射。
    （2）子系統(tǒng)及功能模塊配置：
    （3）設置管理費級別：給出一卡通系統(tǒng)中的多種管理費級別，使得一卡通用戶不用配置直接選擇所需的管理費級別。
    （4）設置終端類型：給出一卡通系統(tǒng)用到的終端類型，使得一卡通用戶在經營管理中心中配置底層結算客戶端時，不用配置，直接選擇終端所屬的類型。
    （5）根據(jù)不同終端類型，如食堂、水控等，設置不同的分段時刻，如對于食堂，給出四個時刻6：00，10：00，16：00，20：00，規(guī)定6：00到10：00為早餐，10：00到16：00為午餐，16：00到20：00為晚餐，20：00到6：00為夜宵，系統(tǒng)中所有食堂，在統(tǒng)計賬目分類時，按此時間劃分。而對于水控，則分為上午、下午、晚上三個時段。
    （6）設置系統(tǒng)運行參數(shù)：學校名稱、代碼等信息，顯示于各應用程序名稱中及各報表中。系統(tǒng)部署模塊功能描述及目的。

    六、影響系統(tǒng)安全性的因素

    由于整個“校園一卡通”系統(tǒng)是建立在校園虛擬網(wǎng)的基礎之上，網(wǎng)絡環(huán)境的開放性和由故障造成的非實時性原因，以及智能卡本身的特點，使得“校園一卡通”的安全問題受到多方面的威脅。我們把這些威脅歸納為兩類：

    1、卡片本身受到的威脅：對卡片的攻擊手段包括復制合法卡、模仿卡的個人化過程(個人化指IC卡發(fā)給個人時，由發(fā)行商向卡內寫入發(fā)行商代碼、用戶密碼、及應用所需其它信息的過程，個人化后卡片交給持卡人使用。)來偽造卡、篡改卡內數(shù)據(jù)區(qū)的內容(如余額信息)、在交易進行過程中替換卡等。“校園一卡通”系統(tǒng)的某些子系統(tǒng)(比如班車收費系統(tǒng))是建立在非實時的網(wǎng)絡基礎上，無法實時通過校園網(wǎng)到管理中心實時驗證IC卡的合法性，而只能根據(jù)IC卡上本身的信息來驗證卡的合法性。因此，在校園卡系統(tǒng)中，確保IC卡不能被非法復制、偽造和篡改，就顯得更加重要。
    2、交易過程受到的威脅：交易過程指各應用子系統(tǒng)將系統(tǒng)產生的電子賬單傳到結算中心，并結算為現(xiàn)金，返還到各子系統(tǒng)管理單位的過程。交易過程面臨的威肋實際上是各子系統(tǒng)到校園卡結算中心的數(shù)據(jù)傳輸面臨的威脅。對交易過程的攻擊手段主要包括：竊取交易信息和篡改交易信息。同時還存在冒充他人身份進行交易以及不承認自己做過的交易，進行抵賴等。對與卡片本身威脅，我們可以選擇一些硬件設施好、安全性高的卡片，并在校園卡系統(tǒng)中增加識別偽卡的技術來防御。由于“校園一卡通”的交易涉及學校各方面的經濟利益，交易過程的可信性涉及到全校廣大教職工的切身經濟利，交易信息的更改將會造成巨額的經濟損失和數(shù)萬的“校園一卡通”軟、硬件設備的作廢，因此其安全性是整個“校園一卡通”系統(tǒng)安全性的根本保證。

    七、總結

    本論文研究的校園一卡通系統(tǒng)，旨在運用智能卡技術，以先進的管理理念為指導，以方便學生的學習、生活和提升學校的現(xiàn)代化管理水平，集多種功能于一卡，真正實現(xiàn)“一卡在手，走遍校園”的構想。

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