关于企业“一卡通”总体设计思路的研究与探索

摘　要：“一卡通”系统最根本的需求是“信息共享、集中控制”，因此系统的设计不应是各单个系统的简单组合，而应该从统一网络平台、统一数据库的总体思路来设计实现。本文对“一卡通”系统的管理方式、安全性、可靠性以及可集成性等方面给出了设计的建议。

关键词：一卡通；安全性；可靠性；可集成性
　　1、引言
“一卡通”系统最根本的需求是“信息共享、集中控制”，因此系统的设计不应是各单个系统的简单组合，而应该从统一网络平台、统一数据库、统一的身份认证体系、数据传输安全、各类管理系统接口、异常处理等总体思路的来设计实现，使各管理系统，各读卡终端设备综合性能的智能化达到最佳系统设计。 “一卡通”系统应遵循“总体规划、分布实施”的原则，混合C/S、B/S模式的多层体系，以“平台+应用”的1+N架构，即是以控制台、人员信息、设备卡和账套平台为基础，整合消费管理、银行圈存、考勤管理、自助服务，并可根据企业的业务需求增加巡更管理、会议签到管理、访客管理、停车管理、电梯控制等应用。
　　2、系统管理方式设计
整个一卡通系统的数据库应采用同一数据库，实现数据库的统一集中管理。各个业务子系统分共同采用一张卡，实现各业务子系统的功能。系统的卡片发行由发卡中心统一完成，各卡务中心挂靠各分公司财务处，卡务管理中心由各分公司财务处负责管理。消费结算中心设在卡务中心，实现对消费系统的统一管理；整个公司考勤系统由总部人力资源部和分部人力资源处负责，实行集中管理各自分部员工考勤信息。
所有的客户端软件连接到同一数据库，各个客户端软件的信息保存到一个数据库中，实现一卡通系统的“数据集中”。各个系统操作员的权限由系统管理员授予，各个操作员根据权限实现分级管理。一卡通系统操作员权限的施行集中管理，在每台管理工作站上安装一套管理软件，各个操作员登录系统根据自己的权限选择进入的系统，无需每个应用模块单独安装客户端软件。
　　3、系统安全性设计
“一卡通”系统应具有极为严密的密码体系，并从卡片安全、硬件安全、数据传输、工作站接入、网络安全等各个环节均采取了不同措施。
　　3.1卡片的安全性
企业卡可采用PHILIPS标准的S70卡，卡内的每个扇区有两组密码（KEY_A、KEY_B）和存取控制字，每个扇区的密码和存取控制都是相互独立的。卡内有加密逻辑和通讯逻辑电路，每次读卡时IC卡会先进行三重密码校验，然后才能读写卡上其它信息。卡与读写器交换数据时采用13.56Mhz的射频信号，不易被截获，即使非法截获，也因无读写密码而不能访问卡内数据。卡片采用“一卡一密”的加密机制，采用与金融系统相同的DES算法，以一套有效的卡片密钥管理机制，有效地防止伪卡。同时对不同的扇区采用不同的密钥进行控制；分为公共、独立的信息区，各个子应用系统使用独立的信息区扇区，具有不同的密码，除两个公用信息扇区能被各系统的设备访问外，各业务应用子系统在卡上的数据不能被其它子系统读写。根据持卡人的不同身份，对卡片采用分类管理，授予不同权限和功能，增强安全性。每张卡有唯一的序列号，卡在本系统内使用前要先注册发行。对系统内卡片采用分类管理，授予每张卡片不同权限和功能。
　　3.2网络访问的安全性
“一卡通”系统通常会涉及到两种网络环境，一种是基于传统的工业总线如RS485网络，一种是通用的TCP/IP通信数据网。“一卡通”系统可以使用专门建设的RS485网络，该网络与其它网络是物理隔离的，可以防止非法窃听；即使被窃听，由于系统的RS485通信协议是私有的协议，信息也无法被直接读取。“一卡通”系统也可以使用采用公网，利用VLAN划分专网，使一卡通系统与智能专网逻辑隔离，使一卡通系统的网络与其它的数据网络分离，保证数据传输的安全性。
　　3.3硬件的安全性
“一卡通”所有终端设备需要在管理中心注册后才能入网，入网设备要经过身份认证才能使用，防止用户私自把设备接入一卡通专网使用。系统的机具内保存有系统子卡传入的通讯密码，以保证所有敏感数据不会泄露。机具按注册和权限信息处理刷卡行为。各子应用系统不识别未注册发行的空卡（发卡器除外），其它系统发行的卡以及被列入黑名单和无权限的卡也不能正常使用。机具对传入传出的数据均经DES加密后传送，以防被窃取和更改。每台机具均有唯一的地址号，计算机与机具之间的数据通讯采用带地址和通讯口令的通讯协议，只有地址和通讯口令均核对无误时才可访问机具内的数据。机具可附加密码键盘，由持卡人输入密码进行校验。不同权限的系统管理操作卡对机具进行不同层次功能的操作，如系统卡，应用子系统卡，消费系统的操作员卡等。
　　3.4工作站接入安全性
“一卡通”系统所有工作站需要在管理中心注册后才能入网，入网工作站要经过身份认证才能使用，防止用户私自把设备接入一卡通专网使用或修改一卡通系统的重要数据。每个工作站可配有一个USB加密狗，狗内注册有运行密码、软件功能授权信息和软件发行信息，防止非授权工作站侵入本系统。
　　3.5应用系统的安全性
每个独立的应用子系统通过一张系统子卡（或称授权卡）进行唯一性标识，可以防止其它系统的卡片或机具甚至管理平台混入本系统使用。应用系统的操作功能采用分级、分组授权，如查看、设置、增减等，未被授权的功能在该工作站上不可见，更不可用，杜绝越权操作使用。系统的所有操作保留日志，可跟踪、追溯责任人，系统中每一个操作员都有自己的帐号和密码，所有操作都有日志跟踪。
　　4、系统的可靠性设计
　　4.1 卡片
“一卡通”系统的卡片使用有效期、电子钱包、身份和权限等信息均存储在卡片、读写卡机具中，在网络故障时可以独立完成卡片的合法性、有效性、可用性判断，进行电子钱包扣款、身份识别、权限判断操作。系统的各个应用系统使用客户指定的扇区，具有不同的密码，各业务应用子系统在卡上的数据不能被其它子系统读写。每张卡有唯一的序列号，卡在本系统内使用前要先注册发行，每张已发行的IC卡的注册号、门禁权限和消费权限等信息被事先下载到本系统机具内的注册表和权限表内。卡片电子钱包内设计有消费次数流水记数器，每笔消费记录均有独一无二的消费流水号，当因意外事故导致数据丢失时，可以人工找回丢失的记录，并进行补帐平帐。卡片可以设置 每日最大消费金额和消费密码，尽可能保护持卡人的利益
　　4.2 终端设备
系统的卡片读写密钥体系、黑名单、白名单等信息存储在读写卡机具，在进行交易时，不依赖任何其它设备可以独立完成卡片的合法性、有效性、可用性判断，进行电子钱包扣款、身份识别、权限判断操作。终端设备具有防止冲突机制，当一张卡在操作时，另一张卡的进入或离开不会影响到第一张卡，也不会对第二张卡误操作。系统应具有可靠的数据上传体系，提供数据校验机制，保证每笔上传记录的正确性和完整性，以及所有上传记录的连续性。系统终端设备具有验证机制，保证刷卡时数据读写的正确性，避免写入不正确的数据。在临时停电的情况下，终端设备内所有数据不丢失、不出错，具有断电保护功能，保证数据可以保存十年，当电源供电恢复时，终端设备自动恢复到原供电状态。终端机具可以脱机工作，在临时通信中断的情况下，设备可正常工作。在终端设备损坏时，可以通过的专用采集工具，将存储芯片的数据采集出来，保证系统数据的完整性。
　　4.3通讯网络
在通讯阻断情况下，“一卡通”的读写卡机具可以单机离线运行，由于系统的卡片读写密码、使用有效期、电子钱包、身份和权限等信息均存储在卡片中、读写卡机具中，在进行交易时，不依赖任何其它设备可以独立完成卡片的合法性、有效性、可用性判断，进行电子钱包扣款、身份识别、权限判断操作，并将交易数据存储在本机。因此断网不会影响机具处理卡片业务。特别是基于TCP/IP协议的机具可以实时监测网络状态，自动连接网络通讯。
　　5、可集成性设计
企业“一卡通”系统的集成性设计主要考虑与第三方软件的集成，从三个层面进行：数据层、软件层和硬件层数据层。
　　5.1数据层的集成
数据层集成主要以公共数据交换文件和开放数据库表结构为主。
1）定义公共数据交互文件
公共数据交互文件适用于网络不能联通、某些敏感数据、有特殊安全性要求的数据。由系统双方共同定义好数据交互的文件格式、 数据格式，再由双方系统互相导入与导出即可。集成方式简单，相互的业务逻辑互不干涉，适用于专业性较高、业务逻辑个性化较强且接口修改较为复杂，只是以交换数据为根本目标的专用系统集成，数据交互性弱，实时性差。
2） 开放数据库表结构
双方或一方系统开放其数据库部分或全部表结构，另一方系统从开放的表中直接访问数据。这种方式系统之间对接简单，数据交互性强，且实时性高。
　　5.2 软件层的集成
软件方面的集成主要在于当双方系统不希望做大的改动或集成双方使用不同的技术体系，但由于业务需要而进行的互动。主要有以下两种方式：定义TCP/IP通讯协议，双方系统通过定义协议包的数据内容，进行SOCKET通信。双方系统的开发语言不受限制，对接方便，业务互动响应快速及时。定义XML业务数据，双方通过定义标准的XML格式文件，共享各自系统的业务结果，从而完成业务互动。各子系统的前端开发语言不受限制、一次对接到处对接。
　　5.3 硬件层的集成
硬件方面的集成主要基于底层动态库（DLL）或控件方式进行。以IC卡片为介质，通过IC卡对持卡人进行身份认证，或涉及扣费（小钱包）的扣费等业务。只要通过调用公司相应卡结构规范下的动态库或控件，通过相应设备提供的RS232或RS485接口进行编程，即可访问卡片，并与智能设备进行通讯。方法简单，通过调用标准DLL函数即可实现对接。以终端设备为介质，使用时用户通过调用设备公司提供的设备通讯动态库，即可设置终端设备的各类参数、采集数据或下载黑名单。用户可自行定义终端设备的各项业务规则，满足自身业务需要。
　　6结束语
“一卡通”系统设计应从实际情况出发，采用开放式思想、开放的体系结构、开放的软硬件系统、开放的网络协议、开放的应用接口，使系统很容易扩展保证将来各个应用子系统的加入。
参考文献：
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