CN101192324A - 基于嵌入式计算机***的数码货币流通交易*** - Google Patents

Abstract

一种基于嵌入式计算机***的数码货币流通交易***，其由嵌入式计算机***的ATM自动柜员机、自助转账机、自动存款机等金融自助设备，核心模块密码加载器、商用或税控收款机设备，手持数码货币终端机，银行卡及网络组成。通过多重安全技术手段，使以数码货币形态交易流通可行。

Description

基于嵌入式计算机***的数码货币流通交易***

所属技术领域

本发明涉及一种无须银行工作人员或值守人员实时服务的基于通讯网络运行的金融自助装置；商场或酒店交易的商用收款***；还有个人手持数码货币终端机及银行卡等组成的转账、货币购物交易***。尤其是指安全性、可靠性更高的嵌入式计算机***数码货币流通交易***装置的自助转账机、ATM自动柜员机、自助存款机、商用收款机、税控收款机及手持数码货币终端机等设备

背景技术

目前，公知的货币符号形式主要有纸币和硬币。消费者除了通过几种银行划账方式外，主要通过这些货币形式直接地或间接地进行前沿的经贸往来、买卖、赠与等交易。间接交易主要是指通过先消费后付款或先付款后消费等方式，发放IC卡、磁卡等记账方式，其本质还是可分期发生额便捷的传统货币购物交易。纸币作为当今货币主要和广泛的流通形式，有重量轻、体积小、可大面值等优势；但仍存在着一些缺陷：面值固定，经常需要找钱换零，交易不够便捷；易损耗、受脏，携带不够便捷，遗失可能导致损财；被不法份子侵占的不可知性；被伪造，难辩认，坑骗受害人等。

货币由国家机关监制，银行***发行，账户人支取，在市场流通。支取方式主要上银行柜台办理支取，或上ATM自动柜员机自助支取。

ATM自动柜员机、自助转账机、自动存款机可统称金融自助设备，基于网络运作。其由计算机***外接打印机、IC卡读写器、存折刷卡器、显示器、传感器、视频监控、控制模块、键盘、磁读卡器或还有出钞模块、存钞模块等构成；并用UPS提供不间断电源。其运算、数据处理、数据备份、通信等核心部分都是借助于通用计算机***或通用计算机主板，或用冗余***等性能好些的服务器、工控机、或称工业计算机，其本质还是为通用计算机***。其特征是：计算机主板主要包含有标准配置的各类总线标准接口或插槽、串口、并口、USB接口，或其它计算机标准接口。主板内集成或外插内存条、显卡、网卡、声卡、调制解调模块。主板外接硬盘、光驱、软驱、键盘、鼠标。电源部分主要由AC/DC开关电源组成，有几路电压输出。其根本特征是主板上的存贮器只固化了一些BIOS设置程序，或操作***安装服务程序或其它一些小软件，而庞大的操作***软件、驱动程序，应用软件、数据则主要放在硬盘上，操作***软件安装完后，计算机运作主要依赖于调用存放在硬盘里软件机器码或数据，运行结果信息又返回存放在硬盘里。且常常用的是标准操作***，容量要求很大。目前硬盘主要是机电结构，内含磁性材料，其靠高速运转来存取信号，其使用寿命、可靠性、和温度特性均低于一般存贮芯片。标准操作***内容涵盖量大，不便于软件测试、检查、认证；程序“漏洞”多，易受病毒侵袭，骇客攻击，维护工作量大；更有些操作***不提供原代码，安全隐患更大。综上所述，以通用计算机***为核心的金融自助设备存在着安全性、可靠性、使用温度等性能的缺陷。

嵌入式计算机***是指以应用为核心、以计算机技术为基础、软硬件可栽剪，以及适用***对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机***。微处理器作为嵌入***的核心，现已由8位、16位发展到32位，微处理器的运行速度更快，功能更强大。应用也广泛，已应用于商用收款机、税控收款机等商用设备，虽用了嵌入式计算机***可靠性，专用性有了提高；便于管理等优势。但交易中仍需要收取纸币或硬币，经常要找钱，双方要辨钞等不便捷，存在耗时耗力的缺陷。

发明内容

为了克服现有的金融自助设备安全与可靠的性能不足，或用钞交易的不便，本发明提供了一种嵌入式计算机***金融自助设备，和新型的商用收款机或税控收款机等综合金融器具***方案：基于嵌入式计算机***数码货币流通交易***方案。金融自助设备和商用收款机或税控收款机实时或分时在线，与互联网或银行专用网络实时数据交互通信；以支持用手持数码货币终端机，或银行卡进行数码货币交易；使得金融器具不仅能满足原有功能要求，而且使安全性、可靠性、维护性、温度特性、使用寿命等性能更优越；使得以数码货币形式在市场流通；货币的押运、使用、兑换、流通更方便安全。

本发明解决其技术问题方案是：把ATM自动柜员机、自动存款机或自助转帐机等金融自助设备安全性做得更高；在原有支持纸币存取等功能基础上，再添加或独立数码货币存取功能。可用手持数码货币终端机或银行卡，像在传统ATM机上提款或存款操作管理方法类似，先***银行卡或手持数码货币终端机在金融自助设备，进行识别认证；按金融自助设备菜单提示要求输入用户密码，存款或提款数额、查询等相关功能操作，完成数码货币的提取或存款操作交易。交易记录内容可以加密后在自助金融设备留档和通过有线或无线网络上传给相关银行网络数据中心备份。数码货币其本质是一种加密的数据单元，主要以二进制形式表示；有数额、发行标识、认证标记等携同设备属性及流通记录可同时存放在高安全性的金融自助设备、手持数码货币终端机、商用收款机或税控收款机等机器存储单元上。用户可持银行卡或手持数码货币终端机去商场购物交易；与在ATM柜员机上操作类同，把银行卡或手持数码货币终端机放入商用收款机或税控收款机内识别认证，在收款机外挂的用户键盘输入密码，进行结账买单。相关结算记录内容加密后在收款机留档，和通过有线或无线网络与银行网络数据中心交互，结算留档。如果是没有安全存储单元银行卡，因为只携带了用户ID及仿伪标识，而没有安全有效的数额信息；所以在使用中，相关设备均要实时与银行网络数据中心以密文形式信息交互，结算。而手持数码货币终端机因为有安全可靠的存储单元，内部存有数码货币，其与收款机或其它手持终端机发生交易，可不必实时与银行网络数据中心信息交互，可定期或定额地与银行***结算备份。

金融自助设备或收款机与银行网络数据中心***信息交互可用有线网络或无线网络通信；有线网络主要有以太网较为常用，通讯速率高，费用很低，适合宽带网接入。如果像大商场或收费处，有多台收款机同时工作，为了便于移动，可考虑用STAR网络拓扑结构的无线局域网络，中心节点另加有线网络转发进入互联网***或银行***专用网络。无线局域网络可考虑用蓝牙、WiMAX、Wi-Fi、IrDA、homeRF、或ZIGBEE通信标准。基于GSM的GPRS通信方式实时在线，按流量收费，方便连上公网与银行网络数据中心通信；主要考虑在不方便以有线网络通信的地点使用。

金融自助设备部分描述。

本发明解决金融自助设备安全性技术问题所采用的技术方案是：以嵌入式计算机***替代通用的计算机***，嵌入式***主板功能可量身定做，可采用高速安全的微处理器为智能核心。微处理器可以是DSP、MCU等处理器，或其它智能控制芯片。安全性要求不高的程序部分可考虑放在非易失性存贮器中，若程序量较大，则可考虑放在硬盘上。有安全性要求的程序或数据部分可放在掉电易失性的SRAM中，SRAM电路部分应低功耗设计，用电池或法拉电容维持SRAM电源电压。用纸质类柔性电路板或其它柔性电路包络SRAM、开关功能电路和微处理，及包络走程序指令和数据的总线部分。如总线上还有其它电路，则也应一起包络或部分包络。总之，总线完全裸露出也还存在着一定安全隐患。柔性电路板可并行密布两条线或几条线，以不交叉网栅状形式，罩住所需封装的电路。开关功能电路用于模块壳体异常检测传感器异常发现时，触发切断SRAM电源电路，可串接在SRAM和柔性电路之间。两条网栅状线有4个端点，分别把SRAM芯片的电源脚VCC与接地脚GND连到电池或法拉电容的正极和负极。也可分别连到其它储能器件，或经电源升压、降压后稳压的电源变换电路的VCC和GND端。以保证网栅状连接线断开，即SRAM掉电，数据或指令码消失。相关电路经柔性电路板包络后，再用树脂、塑料或其它填充材料封装固化，形成内核模块；包络的柔性电路及封装材料，在这里统称模块壳体。为提高安全性，还可把温度传感器和压力传感器或电阻膜传感器等模块壳体异常检测传感器等保护电路封装在柔性电路外面，使温度、压力或电阻异常时起保护，断开SRAM电源或通过智能芯片删除部分软件或数据。模块壳体异常检测传感器也可通过柔性电路直接连到嵌入式计算机***智能芯片或再经传感信号变换电路后连到嵌入式计算机***的智能芯片。为便于封装，可把整个包络内核模块部分做成集成块形式，留出一些所需的引脚，提供给外电路连接。核心模块的集成块形式对外应留有编程接口引脚，便于程序更新；程序的烧录工作可用核心模块内的另外单独MCU充当，这样可选的MCU功能较单一，安全性更高。标准的核心模块应留有Ethernet接口、串行口、USB设备接口，I/O口、RF接口；根据实际要求可另行增减接口。

嵌入式计算机***主板的核心模块还可量身定做键盘接口、鼠标接口、并行口、VGA接口、音视频接口等等。还可多MCU共存，分工处理控制检测与运算，无安全要求的部分无须做成核心模块形式。嵌入式计算机***软件采用精简操作***和应用软件，有保证软件机器码和数据码安全下载的自定义的安全认证程序，认证方式可通过加解密的协议软件认证，采用多次口令密码认证方法。操作***可采用LINUX、UCLINUX或其它操作***，也可用无明显操作***的程序软件。嵌入式计算机***外部可连接键盘、鼠标、打印机、显示器、音频喇叭、读卡器、刷存折模块、生物认证识别模块、摄像头、网络交换机、存钞或出钞模块等构成金融自助设备。

收款机部分描述。

现有商用收款机或称POS机；主要由SCAN扫描枪、显示器、键盘、钱柜、凭条打印机、及相关运算控制电路等构成；如加上税控打印机及税控存储卡等相关税控功能则构成了税控打印机。SCAN扫描枪主要用于读取条码，识别商品。收款机要支持数码货币交易，安全性也得提高。有安全要求的程序代码或数据也需放入上述金融自助设备类同的核心模块中，当核心模块受损当即消除重要的程序和数据。新型收款机应外加银行卡读写器和手持数码货币终端机接口读写器。还需外挂加密键盘用于客户密码或数据输入，一般可用两个摄像头，一个指向客户，一个指向显示屏。监视抓屏，作为证据。银行卡读写器可用磁卡读写式的或IC卡读写式的；IC卡读写器可用接触式的或非接触式的RF感应卡读写器。手持数码货币终端机接口读写器可用有线接口或无线接口，有线接口一般采用USB接口、I²C总线接口、UART接口或SPI接口形式；无线接口可采用射频卡读写接口形式，或其它无线接口形式，如蓝牙、IrDA、homeRF、Wi-Fi、WiMAX或ZIGBEE通信接口标准；还可用GSM、CDMA等手机通信标准。加密键盘应仿造ATM自动柜员机用户键盘原理及工艺，数据加密后送核心模块处理，防止窃密。

手持数码货币终端机部分描述。

手持数码货币终端机也主要有类似上述核心模块集成块形式为缩小体积，精减功能可不用Ethenet接口和串行接口。可另外考虑用I²C总线或SPI接口、UART接口形式，还可用射频卡式RF接口，或其它无线标准：如蓝牙、IrDA、homeRF、Wi-Fi、WiMAX或ZIGBEE等通信接口标准。手持数码货币终端机可整合手持通信设备一体，如整合手机或PDA功能。可利用手机本身的通信功能及移动通信网络进行结算交易，但手机如没有金融自助设备类似的核心模块将没有储钱功能，只能向银行网络中数码货币交易服务器、发些支付账号，受付账号，数额、密码等信息；具体交易事务由数码货币服务器处理。如果手机设计了类似金融自助设备的核心模块则有储钱功能，可向金融自助设备存取数码货币，可分次与收款机或其它手持数码货币终端机交易，接口可用手机的有线接口或移动通信网接口或其它外加的无线通信接口。手持数码货币终端机可单独设计键盘和显示屏。

安全及加密技术描述。

方案从多方面保证程序与数据的安全，从而有效地保了货币流通的安全可靠。首先，是机密程序和数据封装在类似金融自助设备的核心模块内无法获取破译。其次，程序的产生后可用外加模块口令的方法产生***的算法和执行路径，数万亿组的认证码。模块的口令或密码可设多级，例如被非法更新程序或核心模块相互认证时，通过了第n级密码后，几次通不过第n+1级密码即可报警或消除正版模块本身的程序或数据，以有效防止破译。口令或密码的产生可用类似摇奖方式，由专用的核心模块密码加载器产生随机数，暗存于其内部，并以专门流程监管，用传输通信方式加入应用的金融自助设备、收款机或手持数码货币终端机的核心模块内，并要求加载模块密码时也要认证，并登记在核心模块密码加载器内；非法加载密码要报警，甚至要自动清除核心模块加载器的程序及数据。接着，由于编码的随机性和存储的安全性，使得造假者无法破译和窃取密码进行防冒，每个核心模块都有随机的惟一的ID标识码，再用一定算法加密存储，以达到通过读ID标识码就能执行初步判定核心模块真伪。由于产品的唯一性和标识使用的一次性，使得造假无法批量仿冒。再者，用户操作键盘加密其与核心模块以密文形式通信，从而防止用户密码被窃；核心模块至互联网或银行网络数据通信都以密文传输。加解密算法可用DES、3DES、MD5、SHA等公知的技术或其它专用的加密算法。还有，核心模块可粘贴防伪标签或类似纸钞的水印图案，便于人工识别。最后，因为有个体账户备案和用户密码及银行***网络的对账及多方认证功能，使防冒无以得逞。

本发明的有益效果是：货币能以数码形态在市场流通；其押运、使用、流通更安全、便捷、洁净；防伪功能更强；避免一些犯罪行为，促进社会和谐；金融自助设备或收款机不仅能满足原有功能的同时，在安全性、可靠性、维护性、温度特性、体积、使用寿命等性能更优越。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的嵌入式计算机***主板电路原理框图。

图2是易失存贮器防窃密电路原理框图。

图3为ATM自动柜机硬件构造示例。

图4是核心模块的封装示意图。

图5是数码货币流通示意图。

下面结合附图实施例对本发明再做进一步说明。

在图1中，为嵌入计算机***主板电路原理框图，32bitMCU微处理器可采用高速安全ARM芯片。FLASH为闪存，是非易失性存贮器，可放些没有安全要求的数据或指令码。SRAM为静态数据存贮器芯片，用于存放有安全要求的指令与数据，数据可以密文形式存放，此SRAM要与MCU进行安全封装，防窃密。另外，也可加不需安全封装的SRAM作为数据缓冲器。MCU***扩展了以太网(Ethernet)、USB(USBport)、串行口(RS232)等通信接口，和显示接口(LCM)、输入接口(input port)、输出接口(ouput port)。电源供应电路(power supply)为整块主板提供电源。振荡电路(surge circuit)为MCU提供时序。有需要，主板还可以设计成冗余***。主板最好安装在壳子里，可加散热***。通过各接口连上显示器、键盘、打印机、出钞模块等等应用模块构成金融自助设备。

图2是易失存贮器防窃密电路原理框图，(SRAM)的VCC、GND与充电电池电路(Battery circuit)的正极、负极分别连接在柔性电路板(soft PCB)两条网栅状电路上，提供电源回路。还可串一个防窃密异常保护开关功能电路在SRAM的电源线上。柔性电路板也可多设计几条导线一端用于连接模块异常检测传感器，另一端用于连接嵌入式计算机***智能芯片。模块异常检测传感器也可直接触发开关功能电路。柔性网栅状电路需不交叉，密布，形成网状以便包络要封装的电路。

图3为ATM自动柜机硬件构造示例，ARM型的嵌入式计算机***(ARM system)外接打印机(PRINTER)、出钞模块(NMD)、IC卡读写器(card reader/writer)、显示器(LCM/CRT)、传感器(sensor)、视频监控(CAM)、控制模块(controlmodule)、键盘(keyboard)、磁条读卡器(SCR)等。(UPS)提供不间断电源。

在图4所示为核心模块的封装示意图，SRAM与MCU等电路组成电路板(1)外包络柔性电路板(2)，柔性电路外再灌胶(3)。(4)为引脚，从SRAM与MCU等电路组成电路板(1)中引出相关功能；引脚(4)可放在封装底部或四侧。

图5是数码货币流通示意图，可以通过银行卡和手持数码货币终端机在金融自助设备做存取款操作；银行卡和手持数码货币终端机如有余额可到收款机购物交易付账；手持数码货币终端机如果设计了键盘和显示，则在两台之间可执行划款操作。

Claims (7)

1.一种基于嵌入式计算机***的数码货币流通交易***，其由嵌入式计算机***的ATM自动柜员机、自助转账机、自动存款机等金融自助设备，核心模块密码加载器、商用或税控收款机设备，手持数码货币终端机，银行卡及网络组成，其特征是：支持数码货币的交易流通；通过检测到核心模块封装异常或受损，或在程序更新、模块密码加载及交易中认证失败，而产生报警或消除机密程序和数据；通过通信链路数据加密，网络对账的方法有效保证数码货币流通的安全性。

2.根据权利要求1所述的嵌入式计算机***的数码货币流通交易***，其特征是：ATM自动柜员机、自助转账机，自动存款机等金融自助设备，计算机***采用非通用计算机主板的嵌入式计算机***，其内部有一个安全封装的核心模块，对外留有通信、程序烧录、I/O接口。

3.根据权利要求1所述的嵌入式计算机***的数码货币流通常交易***，其特征是：核心模块密码加载器、商用收款机、税控收款机或手持数码货币终端机其内部有一个安全封装的核心模块，对外留有通信、程序烧录、I/O接口。

4.根据权利要求1所述的嵌入式计算机***的数码货币流通交易***，其特征是：核心模块由嵌入式计算机***芯片，与存放有安全要求的程序软件和数据的易失性存贮器芯片，开关功能电路一起用外部柔性电路包络，柔性电路外连模块壳体异常检测传感器，再用填充材料封装形成集成块，外部留有引脚。

5.根据权利要求1所述的嵌入式计算机***的数码货币流通交易***，其特征是：核心模块中的易失性存贮器的正电源或接地脚串联一个由嵌入式计算机***智能芯片控制的开关功能电路，再分别与外部柔性电路连接，柔性电路的另一端的两个头子引出用于接法拉电容或电池；开关功能电路也可由模块壳体异常检测传感器直接触发控制。

6.根据权利要求1所述的嵌入式计算机***的数码货币流通交易***，其特征是：核心模块的认证采用多级认证，当通过前面n级认证而多次通不过第n+1次认证，则产生告警信息或自动消除内部机密程序或数据。

7.根据权利要求1所述的嵌入式计算机***的数码货币交易***，其特征是：核心模块外部有防伪标签，及防伪工艺图案。

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