校園卡在線交易功能設計與應用

文/陸春 孫其偉 葉宏偉 陳云

近年來以電子支付、身份認證為核心的校園卡系統已得到較為廣泛的應用，但擺脫不了終端機的約束。本文提出了以卡賬戶與虛擬賬戶相結合的校園卡在線交易解決方案，特別針對交易安全問題進行了安全方案的設計，借助第三支付平臺，實現了傳統校園卡與在線交易模式的融合。

校園卡系統是數字化校園的重要組成部分，主要以電子支付、身份認證為核心，通過與眾多信息系統進行集成，具有消費、身份識別等功能，如食堂、超市、淋浴、上機上網、就醫、考試報名、自助打印復印，實現了“一卡在手，走遍校園”的目標，為廣大師生員工的學習、工作與生活帶來了極大的便利，成為校園生活中不可或缺的部分。

電子支付是校園卡的核心功能之一，它以IC卡為載體，利用電子錢包完成各種支付交易，實現了校園內的無現金結算。隨著近年來電子商務的興起，在線支付方式因其方便快捷的特點已得到越來越多用戶的青睞。在線交易也叫網上交易，是指通過互聯網進行的交易，是利用計算機技術、網絡技術和遠程通信技術等實現的交易過程的電子化、數字化和網絡化。與持卡交易模式相比，“在線交易”不受地域限制，不需要刷卡設備，只要一臺聯網的PC甚至一部智能終端即可，操作非常方便。因此，“在線交易”可作為持卡交易的有效補充，為師生提供更加完善的校園金融服務。

由于大多數廠商的校園卡系統設計是“以卡上金額為準”的模式，似乎讓校園卡系統天生與“在線交易”這種方式無緣。我們經過探索，以卡賬戶與虛擬賬戶相結合的方式，較好地實現了傳統校園卡與在線交易模式的融合，取得了良好的應用效果。

圖1 卡賬戶與虛擬賬戶的關系

基于校園卡的在線交易

在傳統的校園卡系統中引入在線交易，如在充值和支付環節，增加在線交易的模式。這將充分發揮其方便、安全、快捷的優勢，將會使用戶的體驗更佳。

傳統的校園卡充值方式主要包括人工現金充值，銀行卡圈存充值等。但是人工充值服務時間有限，銀行卡圈存雖然能夠提供24小時的服務，但圈存設備比較昂貴，數量有限，使用也不方便。而且往往只限于使用某一合作銀行的銀行卡，并不能方便為所有用戶服務。

另外，學校有一些小額收費項目，如考試報名費、電費、上網費等，用戶都是要先在網上報名或者填寫訂單，然后到指定地點刷卡交費，使用不便，效率低下。如果能夠支持在線支付，將給學生帶來極大的方便。

圖2 自動充值

圖3 手動充值

在線交易功能的設計與實現

虛擬賬戶

由于校園卡系統最初設計并未考慮在線交易的需要，而且為了便于支持脫機交易，用戶賬戶金額是記錄在卡片上的。為了支持在線交易，每個用戶在保持原有卡賬戶的同時，增加一個虛擬賬戶，專門用于在線交易。卡賬戶和虛擬賬戶的關系如圖1所示，卡賬戶和虛擬賬戶內的余額可以互轉。通過這種方式，用戶可以根據自己的使用習慣和實際需要，自由地選擇充值和支付的方式。

在線充值

在線充值功能是通過與第三方支付平臺支付寶集成來實現的。支付寶是全球領先的第三方支付平臺，支持網銀、信用卡、支付寶賬戶等多種支付方式，它擁有全國超過55%的大學生用戶。

根據用戶的使用習慣不同，有兩種在線充值的方式可以選擇。1.自動充值。用戶將支付寶賬戶與校園卡賬戶綁定，并授權支付寶平臺，當校園卡賬戶和虛擬賬戶的余額低于某個閾值時，自動從支付寶賬戶向虛擬賬戶轉入指定金額。為了確保安全，當達到充值條件時，支付寶平臺會向用戶預留的手機上發送短信，接到確認回復后完成充值操作。2.手動充值。用戶可在任意時間，通過電腦或者智能終端，主動發起充值請求，充值金額在限定額度內可由用戶自行設定。兩種在線充值方式的實現流程如圖2和圖3所示。自動充值只需用戶短信確認，實現了用戶最小程度的干預；而手動充值可由用戶隨時發起請求，在PC和智能手機上都可以使用，自主性更強。同時，在線充值可以為虛擬賬戶充值，實時到賬。虛擬賬戶到卡賬戶的轉賬可在自助終端設備上完成。

在線支付

通過校園卡虛擬賬戶使實現校園在線支付成為可能。如圖4所示，為了簡化應用系統在線支付功能的開發，由統一支付平臺提供統一支付接口供應用系統調用，而和各種支付渠道的適配則由統一支付平臺來完成。應用系統需要支付功能時，只要調用統一支付接口，發起支付請求。用戶根據需要，選擇不同的支付方式，經過身份驗證后，通過所選擇的平臺完成支付。

校園卡系統一般適用于小額支付，如上網費、報名費、考試費等。而針對學費、住宿費等金額較大的費用，建議選擇銀行批量代扣，或者使用支付寶。

圖4 統一支付平臺示意圖

在線交易安全方案設計

圖5 網絡安全示意圖

網絡安全

很多校園卡系統是獨立運行于專用網絡中，與校園網是物理隔離的。為了實現在線交易，通過設立DMZ區域，嚴格控制各服務接口的調用權限來提高系統的安全性。如圖5所示，支付接口和充值接口分別獨立部署在兩臺前置機上，對校園卡系統，支付前置只能進行支付操作，充值前置只能進行充值操作。另外，也限定只有統一支付平臺可以訪問支付前置，只有支付寶平臺可以訪問充值前置。另外，在支付前置和充值前置前端，還部署了Web應用防火墻，提供對常見Web攻擊的防御。

通信安全

由于統一支付平臺和支付前置、支付寶平臺和充值前置之間的接口調用都是通過網絡進行傳輸的。在傳輸過程中，這些交易信息存在著被截獲、偽造或篡改的風險。因此，需要對所傳輸的信息通過以下兩種方式進行處理。1.數字簽名：一方面確認信息發送者的身份，且不可抵賴；另一方面，保證信息的完整性。2.信息加密。將交易信息進行加解密處理。交易數據傳輸過程如圖6所示，發送方將交易數據先加密，再用私鑰簽名，然后發送；接收方收到交易數據后，先用發送方的公鑰驗證簽名，驗證成功后再解密數據。

對賬機制

因為在線交易涉及到校園卡系統、統一支付平臺、支付寶平臺三個系統，要確保各系統之間的賬務結算準確無誤，必須每天進行對賬操作。統一支付平臺和校園卡系統的對賬，是通過由校園卡系統提供的對帳接口，將每筆訂單和校園卡系統的扣費記錄進行比對。而支付寶平臺則是每天提供前一天的充值和支付記錄，校園卡系統將對賬文件中的詳細記錄逐筆與系統中的交易記錄核對，如果發現有充值遺漏的情況，自動進行補充。

圖6 交易數據的傳輸過程

應用效果

上海財經大學校園卡在線交易系統于2013年5月完成在線支付，自動充值功能的開發部署以及轉賬終端的安裝，并上線投入試運行。為了用戶使用的方便，在每個宿舍樓、食堂，以及圖書館、教室等安放了30多臺用于轉賬的終端設備。由于轉賬終端的成本不到銀行卡圈存機的十分之一，總體投入相對較小。11月手動充值功能上線。現已有2000多用戶完成支付寶賬號自動充值綁定，在線充值月累計金額達到10萬以上，用戶整體反響良好。通過不斷完善系統功能，加大宣傳力度，相信會吸引更多的用戶。

網絡技術和電子商務的蓬勃發展，為基于校園卡的在線交易提供了良好的技術支撐。校園卡系統進入校園已經有十余年時間，其應用范圍覆蓋了校園學習生活的方方面面。本文提出了基于校園系統的在線交易實現方案，并進行了應用探索，為深化校園卡應用提供了示范。