TWI657399B - 利用超音波驗證碼對交易憑證進行防偽認證的方法與交易驗證方法 - Google Patents

Abstract

一種利用超音波驗證碼對交易憑證進行防偽認證的方法與交易驗證方法，當一交易憑證主機根據交易請求資料建立一安全二維碼時，在該安全二維碼中係含有一超音波驗證碼及一交易序號；當讀取該安全二維碼之終端裝置在執行付款之前，係回傳該交易序號至該交易憑證主機，使交易憑證主機依據該交易序號取出相對應之超音波驗證碼並轉換為一超音波文檔，該終端裝置於接收該超音波文檔後將其還原為超音波驗證碼，並與該安全二維碼中所含之超音波驗證碼互相比對，當兩者比對一致時即確定該安全二維碼為真實之交易憑證；藉此，可確保該交易憑證於資產交易過程中之真為及有效性。

Description

利用超音波驗證碼對交易憑證進行防偽認證的方法與交易驗證方法

本發明關於一種防偽認證技術，特別是指一種利用超音波作為對交易憑證進行二次真偽驗證(2FA)的方法。

在資產交易的過程中，資產可以包含有價物品、債權、房地產等。交易行為的模式從實體通路漸漸演化至虛擬通路，例如透過網路進行的各種電子交易。對進行交易的雙方而言，為了提高交易的安全及可信度，在交易過程中會加入由第三方單位所發出的交易憑證，令交易雙方在信賴該交易憑證的基礎上順利實現資產買賣。

由此可知，「交易憑證」在整個交易過程中佔據極為重要的角色，若有他人惡易偽造交易憑證，對交易雙方而言將造成極大的損失並嚴重影響交易市場的安定性。因此，對交易憑證的真偽性加以識別、驗證確實有其需要。

本發明之一目的是提供一種基於超音波驗證碼作為二次防偽認證的方法，利用超音波驗證碼識別交易憑證之真實性。

為達成前述目的，本發明的利用超音波驗證碼對交易憑證進行防偽認證的方法，係由一交易憑證主機執行，該方法包含：接收由一第一終端裝置發出之交易請求資料，其中該交易請求資料包含有交易幣別、交易金額及交易序號； 利用一私鑰對該筆交易請求資料及一超音波驗證碼進行加密以產生一安全二維碼，並回傳該安全二維碼給該第一終端裝置，供第一終端裝置提供該安全二維碼給一第二終端裝置進行讀取，其中該安全二維碼係作為一交易憑證；接收由該第二終端裝置發出之交易序號，該交易序號為第二終端裝置解譯該安全二維碼後所得到；根據從第二終端裝置接收到之交易序號從一資料庫取出相對應之超音波驗證碼，產生一超音波文檔並傳送給該第二終端裝置；供該第二終端裝置解譯該音波文檔後取出超音波驗證碼，使該第二終端裝置得以比對從超音波文檔取出之超音波驗證碼與從安全二維碼取出之超音波驗證碼是否一致。

在上述方法中，交易憑證主機以其擁有之私鑰產生二維安全碼，供持有對應公鑰之第二終端裝置解密而得出其中的超音波驗證碼，當交易憑證主機接收第二終端裝置發出之交易序號時，取出相對應之超音波驗證碼並轉換為超音波文檔後回傳至第二終端裝置，可提供第二終端裝置進行二次認證之依據，提高該交易憑證之可信度。

本發明之另一目的係提供一種利用超音波驗證碼的交易驗證方法，包含：利用一第一終端裝置發出一交易請求資料至一交易憑證主機，其中該交易請求資料包含有交易幣別、交易金額及交易序號；該交易憑證主機根據對應該第一終端裝置的一私鑰對該筆交易請求資料及一超音波驗證碼進行加密以產生一安全二維碼，並回傳該安全二維碼給該第一終端裝置，其中，該超音波驗證碼為該交易憑證主機所產生，其中該安全二維碼作為一交易憑證； 利用一第二終端裝置向該第一終端裝置讀取該安全二維碼，其中，該第二終端裝置利用對應的一公鑰解譯出該安全二維碼，取出該安全二維碼中的交易序號及超音波驗證碼；以第二終端裝置傳送該安全二維碼中的交易序號至該交易憑證主機；該交易憑證主機根據該第二終端裝置回傳之交易序號，取出對應之超音波驗證碼，並轉換該超音波驗證碼成為一超音波文檔，並回傳該超音波文檔至第二終端裝置；利用該第二終端裝置解譯該超音波文檔而取得超音波驗證碼，其中，該第二終端裝置比對從超音波文檔取出之超音波驗證碼與從安全二維碼取出之超音波驗證碼是否一致，若兩者一致即表示該交易憑證為真正；當第二終端裝置比對該超音波驗證碼為一致，由第二終端裝置向第一終端置執行一支付動作。

該利用超音波驗證碼的交易驗證方法確保了第一終端裝置及第二終端裝置雙方在執行資產交易時的可靠度，藉助該超音波驗證碼實現二次認證目的，保護第二終端裝置在交易過程中係採用真實之交易憑證，避免惡意之第三方對交易憑證進行變造或篡改。

10‧‧‧第一終端裝置

20‧‧‧第二終端裝置

30‧‧‧交易憑證主機

31‧‧‧資料庫

40‧‧‧安全二維碼

50‧‧‧超音波文檔

圖1：本創作交易憑證驗證方法之執行系統示意圖。

圖2：本創作執行交易憑證驗證的時序圖。

圖3：本創作中的超音波驗證碼的產生方式示意圖。

圖4：本創作中的超音波文檔的產生方式示意圖。

請參考圖1所示，本創作防偽認證方法係由一交易憑證主機30行，該交易憑證主機30與一第一終端裝置10及一第二終端裝置20可進行通訊，其中該第一終端裝置10與第二終端裝置20之間為進行交易的雙方裝置，在本實施例中，該第一終端裝置10可以是商家的一收款裝置或行動裝置，該第二終端裝置20可以是消費者所擁有的付款終端裝置，例如消費者本身的行動裝置。

該交易憑證主機30用於在交易過程中發行一交易憑證，其中，該第一終端裝置10及第二終端裝置20可先向該交易憑證主機30進行註冊以分別取得各自的公鑰(例如public key)，使該第一終端裝置10及第二終端裝置20內儲存有各別的公鑰，在該交易憑證主機30內部係具有對應該些公鑰的私鑰(例如private key)。藉此，由該交易憑證主機30發行的資料經由該私鑰加密後，只能允許具有對應公鑰的接收者才能解密而還原，因此第一終端裝置10或第二終端裝置20接收由交易憑證主機30發行的資料後若能以對應的公鑰加以解密還原，即可初步驗證由交易憑證主機30發佈出來的資料。此利用公鑰與私鑰加解密的過程採用的是RSA演算法，這是一種非對稱的加密演算法，因非屬本創作之技術重點，在此不予贅述。

進一步參看圖2，為說明本創作之防偽認證方法，以下利用一交易過程為範例，說明當第一終端裝置10與第二終端裝置20之間欲進行交易時，如何對交易憑證進行驗證。

S11：由第一終端裝置10向交易憑證主機30送出一筆交易請求資料以要求該交易憑證主機30發行一交易憑證，其中，在該筆交易請求資料中會包含有本次交易活動的交易幣別、交易金額及交易序號。

S12：交易憑證主機30根據接收到的該筆交易請求資料及交易憑證主機30自行產生的一超音波驗證碼，利用對應該第一終端裝置的私鑰對該筆交易請求資料及超音波驗證碼進行加密而產生一安全二維碼(secured QRcode)40，並將該安全二維碼40回傳給第一終端裝置10，其中該安全二維碼40即為本次交易之交易憑證。在該交易憑證主機30的一資料庫31中，將會儲存該筆交易請求資料中的交易序號以及該超音波驗證碼，作為該安全二維碼40的驗證依據。請參考圖3所示以說明該超音波驗證碼的產出步驟，在步驟S12中，該交易憑證主機30係以一特定時間資訊作為根源，例如該特定時間資訊可以是第一終端裝置10送出該筆交易請求資料的時間，或是交易憑證主機30接收到該筆交易請求資料的時間；該特定時間資訊作為根源，利用一虛擬隨機函數產生器(pseudo random number generator)對該特定時間資訊進行亂數運算可產出一隨機數字密碼，該隨機數字密碼再經過快速傅利葉(FFT)轉換後，即形成該超音波驗證碼。

S13：第二終端裝置20讀取該安全二維碼40，並以對應該第一終端裝置的公鑰解開該安全二維碼40，取得當中的交易序號。在一實施例，該第二終端裝置20可以是直接掃描該第一終端裝置10而讀取到該安全二維碼40；在另一實施例中，該第一終端裝置10經由分享或傳送的方式，將該安全二維碼40傳遞給該第二終端裝置20，令第二終端裝置20讀取該安全二維碼。

S14：第二終端裝置20發送該取得的交易序號至該交易憑證主機30。

S15：交易憑證主機30根據從第二終端裝置20接收到的該交易序號，從資料庫31中取出對應該交易序號的超音波驗證碼，並建立一超音波文檔50並回傳至第二終端裝置20，也就是將數位格式超音波驗證碼轉換為類比格式的超音波文檔50。請參考圖4所示以說明超音波文檔50的建立步驟，首先將該超音波驗證碼轉換為二進制數據(S151)，這是因為採用二進制進行資料傳輸的效率及可靠性較高，因此先將原始的超音波驗證碼轉換為二進制數據；將二進制數據轉換為信號流(S152)，在這個步驟中，係根據預設好的編碼規則，利用 單位時間內存在的高頻率聲波/低頻率聲波來分別表示二進制的1/0兩種符號，也就是定義不同頻率分佈與1/0的映射關係，從而將二進制數據轉換為信號流(signal stream)，該信號流在一定的頻率範圍內(18KHz~20KHz)可以被劃分為在多個頻道同時傳輸，以加大單位時間的內的信息容量，從而提高傳輸速度；利用頻率偏移調制算法(FSK)對該信號流進行數位調制(S153)，轉換成以載波波形的疏密分別代表高頻/低頻的正弦波信號，從而表示二進制符號的1/0兩種符號，產生波形疏密相間的數位信號；對數位調制後的信號進行快速傅利葉轉換，以產生超音波文檔50(S154)，由於聲波傳輸容易受到干擾，因此再使用快速傅利葉轉換將調制後的信號變換為不易受到干擾而能夠區分二進制0與1的頻率值，成為加載有該超音波驗證碼的超音波文檔50。

為了更進一步詳細說明前述步驟S151~S153，以下利用一範例加以解釋。假設欲傳送之超音波驗證碼為"1234"，首先在步驟S151中會先將個這4個數字分別轉換為4組二進制的數據"0001"、"0010"、"0011"、"0100"。

在步驟S152中，預傳送的二進制位元0與1可依照預設的一套編碼規則轉換成可以在不同頻道傳輸的資料。如下表一所示，本創作以介於18KHz~20KHz的超音波頻率作為資料傳輸頻率，在18KHz~20KHz的範圍內劃分成4個傳輸頻道A、B、C、D，每一個傳輸頻道A、B、C、D有各別對應的頻率分佈。在每一個傳輸頻道中，分別以兩種不同頻率來表示二進制的0與1。

例如在頻道A中，如果要傳輸的數據是"0"，代表應傳送一段頻率為18.0K Hz的聲波；如果要傳輸的數據是"1"，代表會傳送一段頻率為18.2K Hz的聲波。

每組二進制數據"0001"、"0010"、"0011"、"0100"當中的0、1位元可以利用不同的傳輸頻道A、B、C、D中傳送，且可以預設傳輸頻道A、B、C、D的傳輸次序，例如傳輸次序可以預設為A、B、C、D；或是預設為B、A、D、C或是其它組合排列方式。在此以A、B、C、D依序傳輸為例，如果二進制數據"0001"根據表一的編碼規則並以4個傳輸頻道A、B、C、D依序傳送，則信號流可以表示為"0A 0B 0C 1D"，代表在步驟S153中將會被依序編碼成18.0K、18.5K、19.0K、19.7K四段聲波。若使用不同的傳輸次序，則同樣一組二進制數據"0001"也會隨之變成不同的組合，故經過步驟S152得到的信號流可以表現出不同頻率分佈與1/0的映射關係。

請參考下列表二所示，在欲傳送的超音波驗證碼的前、後分別會加入標頭(header)及檢查碼等欄位，構成完整的資料封包。

標頭欄位既可以作為分隔符號，用以在迴圈時定義接收聲波的起始位置，又可以作為頻道標識，用以區分不同頻道的聲波，亦可以定義為發送端與接收端之間的祕密協議。在本創作中，在標頭中使用一個位元組(1Byte)定義資訊傳輸次序，例如十六進位的0~F可以代表多種的資訊傳輸次序，舉例來說標頭"A"代表傳輸次序為頻道B、頻道A、頻道D、頻道C，而標頭"F"代表傳輸次序為頻道A、頻道C、頻道D、頻道B；而預設的傳輸次序只有發送端及接收端才會得知，因此即使有第三人惡意接收超音波文檔50，在無法得知通道傳輸次序的情況下仍無法即時解碼還原。在資料封包中段的資料欄位，即要傳 輸的超音波驗證碼。資料封包末段的檢查碼欄位，用以校驗超音波驗證碼的正確性與完整性，本實施例中是以CRC演算法計算出校驗用的位元，在此不再贅述。

S16：第二終端裝置20接收並解譯該超音波文檔50，取得該超音波文檔50解譯出來之後得到的超音波驗證碼，並與從該安全二維碼40取出的超音波驗證碼互相比對，根據比對結果判定本次交易憑證的真偽，比對結果一致即表示該交易憑證為真實，反之則否。其中，第二終端裝置20係執行反向傅利葉轉換(IFFT)，即可將該超音波文檔50解譯出超音波驗證碼。該第二終端裝置20在向交易憑證主機30註冊時，除了得到對應的公鑰之外，亦得到交易憑證主機30之編碼規則及傳輸頻道的順序，因此可以還原解出該超音波驗證碼。

S17：當該超音波驗證碼比對通過，則由第二終端裝置20執行支付，反之比對失敗則會中止交易。

S18：第一終端裝置10確認交易完成後，將發送一交易完成信息至交易憑證主機30。

S19：交易憑證主機30於接收該交易完成信息時，更新該資料庫31中該交易憑證的狀態，記錄該交易憑證已使用而不得再次重複用於其它交易。

因此，對於該交易憑證主機30而言，係執行了一種利用超音波驗證碼對交易憑證進行防偽認證的方法，包含如下步驟：接收由一第一終端裝置10發出之交易請求資料，其中該交易請求資料包含有交易幣別、交易金額及交易序號；利用對應該第一終端裝置10的一私鑰對該筆交易請求資料及一超音波驗證碼進行加密以產生一安全二維碼40，並回傳該安全二維碼給該第一 終端裝置10，供第一終端裝置10提供該安全二維碼給一第二終端裝置20進行讀取；接收由該第二終端裝置20發出之交易序號，該交易序號為第二終端裝置20解譯該安全二維碼40後得到；根據從第二終端裝置20接收到之交易序號從一資料庫31取出相對應之超音波驗證碼，建立一超音波文檔50並傳送給該第二終端裝置20；供該第二終端裝置解譯該音波文檔50後而取出之超音波驗證碼，使該第二終端裝置20得以比對從超音波文檔取出之超音波驗證碼與從安全二維碼取出之超音波驗證碼是否一致。

綜上所述，本創作對交易憑證進行了二次防偽認證，首先，當第二終端裝置可利用對應之公鑰解開該安全二維碼時，可初步認證該安全二維碼應為交易憑證主機所發出；其次，為了確保該安全二維碼中所含的超音波驗證碼為真正而未被篡改，第二終端裝置可發送該交易序號至交易憑證主機以取得一超音波文檔，再根據超音波文檔解譯出一超音波驗證碼，若安全二維碼中所含的超音波驗證碼與根據超音波文檔解譯出來的超音波驗證碼互為一致時，即二次認證該安全二維碼為合法之交易憑證。藉此，可以確認該交易憑證之真偽性以及其唯一性。

Claims (12)

1. 一種利用超音波驗證碼對交易憑證進行防偽認證的方法，係由一交易憑證主機執行，該方法包含：接收由一第一終端裝置發出之交易請求資料，其中該交易請求資料包含有交易幣別、交易金額及交易序號；利用對應該第一終端裝置的一私鑰對該筆交易請求資料及一超音波驗證碼進行加密以產生一安全二維碼，並回傳該安全二維碼給該第一終端裝置，供第一終端裝置提供該安全二維碼給一第二終端裝置進行讀取，其中該安全二維碼係作為一交易憑證；接收由該第二終端裝置發出之交易序號，該交易序號為第二終端裝置解譯該安全二維碼後所得到；根據從第二終端裝置接收到之交易序號從一資料庫取出相對應之超音波驗證碼，產生一超音波文檔並傳送給該第二終端裝置；供該第二終端裝置解譯該音波文檔後取出超音波驗證碼，使該第二終端裝置得以比對從超音波文檔取出之超音波驗證碼與從安全二維碼取出之超音波驗證碼是否一致；其中，該超音波驗證碼之建立步驟包含：以一時間資訊作為根源，利用一虛擬隨機函數產生器(pseudo random number generator)對該時間資訊進行運算以產出一隨機數字密碼；對該隨機數字密碼進行快速傅利葉轉換以產生該超音波驗證碼。。
2. 如請求項1所述利用超音波驗證碼對交易憑證進行防偽認證的方法，其中，該時間資訊為第一終端裝置發出該筆交易請求資料的時間。
3. 如請求項1所述利用超音波驗證碼對交易憑證進行防偽認證的方法，其中，該時間資訊為該交易憑證主機接收到該筆交易請求資料的時間。
4. 如請求項1所述利用超音波驗證碼對交易憑證進行防偽認證的方法，其中，在產生該安全二維碼之步驟中，該交易憑證主機係在該資料庫中儲存交易序號及其對應的超音波驗證碼。
5. 如請求項1所述利用超音波驗證碼對交易憑證進行防偽認證的方法，其中，該超音波文檔之產生步驟包含：轉換該超音波驗證碼為二進制數據；將二進制數據轉換為信號流；利用頻率偏移調制算法(FSK)對該信號流進行數位調制，轉換成可表示二進制的弦波信號；對數位調制後的弦波信號進行快速傅利葉轉換，以產生超音波文檔。
6. 一種利用超音波驗證碼的交易驗證方法，包含：利用一第一終端裝置發出一交易請求資料至一交易憑證主機，其中該交易請求資料包含有交易幣別、交易金額及交易序號；該交易憑證主機根據對應該第一終端裝置的一私鑰對該筆交易請求資料及一超音波驗證碼進行加密以產生一安全二維碼，並回傳該安全二維碼給該第一終端裝置，其中，該超音波驗證碼為該交易憑證主機所產生，其中該安全二維碼作為一交易憑證；利用一第二終端裝置向該第一終端裝置讀取該安全二維碼，其中，該第二終端裝置利用對應的一公鑰解譯出該安全二維碼，取出該安全二維碼中的交易序號及超音波驗證碼；以第二終端裝置傳送該安全二維碼中的交易序號至該交易憑證主機；該交易憑證主機根據該第二終端裝置回傳之交易序號，取出對應之超音波驗證碼，並轉換該超音波驗證碼成為一超音波文檔，並回傳該超音波文檔至第二終端裝置；利用該第二終端裝置解譯該超音波文檔而取得超音波驗證碼，其中，該第二終端裝置比對從超音波文檔取出之超音波驗證碼與從安全二維碼取出之超音波驗證碼是否一致，若兩者一致即表示該交易憑證為真正；當第二終端裝置比對該超音波驗證碼為一致，由第二終端裝置向第一終端置執行一支付動作；其中，該超音波驗證碼之建立步驟包含：以一時間資訊作為根源，利用一虛擬隨機函數產生器(pseudo random number generator)對該時間資訊進行運算以產出一隨機數字密碼；對該隨機數字密碼進行快速傅利葉轉換以產生該超音波驗證碼。
7. 如請求項6所述利用超音波驗證碼的交易驗證方法，其中，當第二終端裝置執行完該支付動作，該方法進一步包含：由第一終端裝置發送一交易完成信息至該交易憑證主機；該交易憑證主機接收該交易完成信息，並更新該交易憑證的狀態以禁止該該交易憑證重複使用。
8. 如請求項6或7所述利用超音波驗證碼的交易驗證方法，其中，該時間資訊為第一終端裝置發出該筆交易請求資料的時間。
9. 如請求項6或7所述利用超音波驗證碼的交易驗證方法，其中，該時間資訊為該交易憑證主機接收到該筆交易請求資料的時間。
10. 如請求項6或7所述利用超音波驗證碼的交易驗證方法，其中，在產生該安全二維碼之步驟中，該交易憑證主機係在一資料庫中儲存交易序號及其對應的超音波驗證碼。
11. 如請求項6或7所述利用超音波驗證碼的交易驗證方法，其中，該超音波文檔之產生步驟包含：轉換該超音波驗證碼為二進制數據；將二進制數據轉換為信號流；利用頻率偏移調制算法(FSK)對該信號流進行數位調制，轉換成可表示二進制的弦波信號；對數位調制後的弦波信號進行快速傅利葉轉換，以產生超音波文檔。
12. 如請求項11所述利用超音波驗證碼的交易驗證方法，其中，該第二終端裝置對該超音波文檔進行反向傅利葉運算，以解譯出該超音波驗證碼。