Nghiên cứu công nghệ NFC và ứng dụng ví điện tử trong thanh toán

Nhan đề : Nghiên cứu công nghệ NFC và ứng dụng ví điện tử trong thanh toán Tác giả : Đinh Thanh Tùng Người hướng dẫn: Nguyễn Kim Khánh Từ khoá : Ví điện tử; Công nghệ NFC Năm xuất bản : 2013 Nhà xuất bản : Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tóm tắt : Trình bày tổng quan về công nghệ NFC. Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng ví điện tử sử dụng NFC. Kết quả và đánh giá.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐINH THANH TÙNG Đinh Thanh Tùng KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THƠNG NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ NFC VÀ ỨNG DỤNG VÍ ĐIỆN TỬ TRONG THANH TỐN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG CH2011B Hà Nội – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đinh Thanh Tùng NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ NFC VÀ ỨNG DỤNG VÍ ĐIỆN TỬ TRONG THANH TỐN Chun ngành : Kỹ thuật máy tính truyền thơng LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THƠNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN KIM KHÁNH Hà Nội – 2013 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Kim Khánh tận tình hướng dẫn truyền đạt kinh nghiệm quý báu cho tơi suốt q trình thực tập làm luận văn tốt nghiệp Để hoàn thành luận văn này, nhận nhiều giúp đỡ, hướng dẫn thầy cô giáo viện Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông, đại học Bách Khoa Hà Nội, anh chị, bạn đồng nghiệp công ty VTC Intecom Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo Viện Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông, đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người quan tâm giúp đỡ động viên, khuyến khích tơi suốt thời gian qua để tơi hồn thành luận văn Tuy nhiên, thời gian thực khả năng, kiến thức mình, luận văn khơng tránh khỏi hạn chế, thiếu sót, tơi mong nhận đóng góp ý kiến thầy, tồn thể bạn Tơi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 10 tháng 03 năm 2013 Tác giả Đinh Thanh Tùng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Lịch sử nghiên cứu Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Tóm tắt luận điểm đóng góp luận văn Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG 10 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NFC 10 1.1 Tổng quan 10 1.1.1 Ứng dụng NFC 10 1.1.2 Thông số kỹ thuật 12 1.1.3 So sánh với Bluetooth 13 1.1.4 Bảo mật cho NFC 13 1.2 Cấu trúc tập lệnh giao tiếp đầu đọc thẻ NFC 15 1.2.1 Giao tiếp 15 1.2.3 Biều đồ trao đổi liệu đầu đọc thẻ 15 1.2.3 Cấu trúc tập lệnh đầu đọc thẻ 16 1.3 Đặc tính chuẩn giao tiếp thẻ NFC Mifare 24 1.3.1 Đặc tính 24 1.3.2 Thông tin mô tả chung 25 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG VÍ ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG NFC 33 2.1 Thanh toán điện tử mơ hình, phương thức tốn 33 2.1.1 Khái niệm toán điện tử 33 2.1.2 Phương thức toán toán điện tử 33 2.2 Phân tích xây dựng ứng dụng ví điện tử sử dụng công nghệ NFC 38 2.2.1 Tổng quan mơ hình hệ thống 38 2.2.2 Các thành phần hệ thống 39 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 50 3.1 Kết 50 3.1.1 Kết đạt 50 3.1.2 Giao diện chương trình 50 3.2 Đánh giá 54 3.2.1 Ưu điểm 54 3.2.2 Các điểm hạn chế 54 3.2.3 Định hướng phát triển 54 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu tơi hồn tồn tơi tự làm hướng dẫn thầy giáo Ts Nguyễn Kim Khánh, viện Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông, đại học Bách Khoa Hà Nội Những kết nghiên cứu, thử nghiệm thực thiết bị thử nghiệm Các số liệu,kết trình bày luận văn hồn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình Các tài liệu tham khảo sử dụng luận văn dẫn nguồn (có bảng thống kê tài liệu tham khảo) đồng ý trực tiếp tác giả Nếu xảy điều không lời cam đoan trên, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm trước Viện Nhà trường Hà Nội, ngày 10 tháng 03 năm 2013 Tác giả Đinh Thanh Tùng DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ Từ viết tắt Ý nghĩa NFC Near field communication RFID Radio-Frequency Identification URL Uniform Resource Locator PIN Personal identification number QR Quick Response USB Universal Serial Bus ATR Answer To Reset UID Unique Identification Number APDU Application Protocol Data Unit 10 PCD Proximity Coupling Device (the card reader) 11 PICC Proximity Integrated Circuit Card 12 DES Data Encryption Standard Số thứ tự DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Ứng dụng NFC 11 Hình Biểu đồ trao đổi liệu 15 Hình Thẻ Mifare 26 Hình Chuối kí tự UID 27 Hình Mơ hình thẻ tín dụng 34 Hình Mơ hình thẻ ghi nợ 35 Hình Mơ hình ví điện tử 37 Hình Mơ hình tổng quan hệ thống tốn 38 Hình Thiết bị toán đầu cuối Kiosk 39 Hình 10 Sơ đồ khối thiết kế Kiosk 40 Hình 11 Máy in nhiệt TG2480H 40 Hình 12 Sơ đồ Adapter 41 Hình 13 Máy nhận tiền 41 Hình 14 Đầu đọc thẻ NFC 42 Hình 15 Phần mềm VTC Kiosk 43 Hình 16 Sơ đồ máy trạng thái phần mềm Kiosk 43 Hình 17 Cơ sở liệu Kiosk 44 Hình 18 Sơ đồ tầng quản lý giám sát 45 Hình 19 Giao diện chức web quản lý, giám sát 46 Hình 20 Thiết kế sở liệu tầng quản lý, giám sát 47 Hình 21 Sơ đồ tầng dịch vụ toán 48 Hình 22 Mơ hình tầng quản lý 49 Hình 23 Ảnh chụp Kiosk 50 Hình 24 Ảnh hình trang chủ 51 Hình 25 Ảnh hình nạp thẻ di động 51 Hình 26 Ảnh hình chọn phương thức toán 52 Hình 27 Ảnh hình thực giao dịch 52 Hình 28 Ảnh kết thực giao dịch 53 Hình 29 Ảnh người dùng thao tác Kiosk 18 Tam Trinh 53 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong sống tại, công nghệ ngày phát triển,nhu cầu giao tiếp trao đổi thông tin ngày phong phú đa dạng.Công nghệ giao tiếp khoảng cách gần NFC đời giúp cho việc trao đổi thông tin dễ dàng thuật tiện Do đó, tơi chọn đề tài nghiên cứu cơng nghệ NFC ứng dụng ví điện tử tốn để tìm hiểu xây dựng mơ hình tốn tiện lợi có khả ứng dụng rộng rãi sống Tính cấp thiết đề tài Hiện tại, công nghệ NFC nhiều nhà sản xuất thúc đẩy.Các hãng phát triển di động dần tích hợp NFC vào mẫu điện thoại nhất.Điều hứa hẹn tương lai công nghệ NFC trở nên phổ biến ứng dụng nhiều sống Việc tìm hiểu nghiên cứu cơng nghệ NFC giúp nắm bắt công nghệ đưa ứng dụng đem lại thuận tiện cho người Lịch sử nghiên cứu • Luận văn thực hướng dẫn thầy giáo Ts Nguyễn Kim Khánh, Viện Công nghệ thông Truyền thông - đại học Bách Khoa Hà Nội • Luận văn hướng dẫn, xem xét điều chỉnh, báo cáo theo lịch đặn tuần/ lần với giáo viên hướng dẫn • Luận văn bắt đầu nghiên cứu từ tháng 10/2012 hoàn thành vào tháng 03/2013 Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu • Mục đích nghiên cứu: Tìm hiểu cơng nghệ NFC, sở xây dựng mơ hình, lập trình triển khai ứng dụng ví điện tử tốn • Đối tượng nghiên cứu: Luận văn tiếp cận trình bày nghiên cứu công nghệ giao tiếp khoảng cách gần NFC kết hợp với mơ hình tốn điện tử ứng dụng ví điện tử • Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu luận văn dừng mức tìm hiểu cơng nghệ, đưa mơ hình triển khai thử nghiệm ví điện tử cho cơng ty VTC Intecom Mơ hình ví điện tử đưa chưa thực đáp ứng đầy đủ quy định pháp lý nhà nước ban hành kiểm soát tiền giao dịch tài điện tử Tóm tắt luận điểm đóng góp luận văn Về mặt lý thuyết, luận văn tập trung trình bày khái niệm bản, cấu trúc chuẩn giao tiếp cơng nghệ NFC.Song song với đó, luận văn rõ số mơ hình toán điện tử áp dụng rộng rãi, qua đề xuất mơ hình tốn ví điện tử sử dụng cơng nghệ NFC Về mặt ứng dụng, trình thực luận văn, tác giả xây dựng mơ hình, lập trình triển khai hệ thống tốn với ví điện tử NFC với 02 Kiosk triển khai thử nghiệm Kết chưa thực lớn phần tiếp cận với công nghệ NFC đưa vào áp dụng thực tế Nội dung luận văn chia làm chương cụ thể sau: Chương Tổng quan cơng nghệ NFC Chương trình bày kết nghiên cứu mặt lý thuyết, đưa mô tả cấu trúc tập lệnh giao tiếp NFC: • Tổng quan: trình bày ứng dụng NFC, thông số kỹ thuật So sánh đối chiếu với cơng nghệ Bluetooth Xem xét khía cạnh đảm bảo an ninh, bảo mật cho việc truyền liệu NFC • Cấu trúc tập lệnh giao tiếp đầu đọc thẻ NFC: trình bày giao tiếp phần cứng hỗ trợ, biểu đồ trao đổi liệu cấu trúc tập lệnh đầu đọc thẻ • Đặc tính chuẩn giao tiếp thẻ NFC Mifare Chương 2.Nghiên cứu xây dựng ứng dụng ví điện tử sử dụng NFC Đi sâu vào mơ hình phương thức tốn Từ phân tích đưa mơ hình triển khai cho hệ thống tốn ví điện tử sử dụng NFC: • Thanh tốn điện tử mơ hình, phương thức tốn: Trình bày khái niệm tốn điện tử, mơ hình tốn truyền thống áp dụng • Phân tích xây dựng ứng dụng ví điện tử sử dụng cơng nghệ NFC: Trình bày cách thức xây dựng mơ hình tổng quan, thành phần cấu thành nên hệ thống Vai trò giao tiếp thành phần Hình 14 Đầu đọc thẻ NFC • Sensor Thiết bị thơng minh dùng để phát người dùng khoảng cách 50 cm Trên hình Kiosk liên tục phát clip quảng cáo phát người dùng, ứng dụng tự động chuyển sang giao diện sẵn sàng toán • Electronic Lock Nhằm tăng tính bảo mật, kiosk trang bị khóa điện an tồn: mở cửa theo quy trình tập lệnh thiết kế trước • Alarm Bất xâm phạm vào trái phép, mở cửa kiosk không theo quy trình làm kích hoạt hệ thống chống trộm phát còi báo động 42 b Thiết kế phần mềm Hình 15 Phần mềm VTC Kiosk • Thiết kế chức o Kết nối với tầng monitor: Xây dựng chức kết nối với Monitor theo API cung cấp Monitor bao gồm:  API dịch vụ nạp tiền điện tử  API dịch vụ mua mã thẻ  API dịch vụ đồng liệu với monitor  API dịch vụ báo cáo trạng thái Kiosk  API dịch vụ báo cáo thống kê Kiosk o Kết nối thiết bị: Chức giao tiếp với:  Máy in nhiệt  Cash Acceptor  NFC Reader  Adapter (thiết bị MDB: sensor, alarm, electric lock) • Thiết kế trạng thái máy Hình 16.Sơ đồ máy trạng thái phần mềm Kiosk 43 o Trạng thái Ngừng hoạt động: máy có trục trặc thiết bị khơng hoạt động o Trạng thái Chờ: Khi khách hàng vừa thực giao dịch chờ kết o Trạng thái Giao dịch: Khi khách hàng tương tác với kiosk • Thiết kế sở liệu Hình 17 Cơ sở liệu Kiosk 44 o tblCategories : Lưu trữ thơng tin nhóm dịch vụ, sản phẩm cung cấp o tblProducts: Bảng lưu trữ thông tin sản phẩm hỗ trợ Kiosk o tblImage: Bảng lưu trữ ảnh Product o tblStacker: Bảng lưu trữ thông tin số lượng mệnh giá tiền có Stacker o tblProvider: Bảng lưu trữ thông tin đối tác 2.2.2.2 Tầng quản lý giám sát Tầng Monitor đáp ứng yêu cầu gửi lên từ Kiosk bao gồm yêu cầu thông tin sản phẩm, giao diện bán hàng.Tầng Monitor kết nối với tầng Provider thông qua internet, đường truyền bảo mật SSL để chuyển tiếp yêu cầu giao dịch bán hàng Kiosk Hình 18 Sơ đồ tầng quản lý giám sát a Thiết kế chức o Quản lý, giám sát trạng thái hoạt động, chi tiết số tiền hộp chứa tiền (stacker), báo cáo giao dịch, sản phẩm bán Kiosk o Có thể điều khiển Kiosk từ xa khởi động lại máy, ngừng phục vụ giao dịch… o Thực yêu cầu giao dịch mua hàng từ mạng lưới Kiosk 45 Hình 19 Giao diện chức web quản lý, giám sát 46 b Thiết kế sở liệu Hình 20 Thiết kế sở liệu tầng quản lý, giám sát 47 o Kiosks: Lưu trữ thơng tin thơng tin chung tồn Kiosk hệ thống o KiosksStatusLog: Ghi lại log trạng thái thiết bị Kiosk o Products: Thông tin sản phẩm, bảng đồng với bảng Products Kiosk o KioskTransaction: Ghi lại tất giao dịch bán hàng Kiosk o ServiceAtributes: Thống kê tham số cần thiết để thực toán tương ứng với dịch vụ 2.2.2.3 Tầng cung cấp dịch vụ toán Provider cung cấp dịch vụ toán, xử lý nghiệp vụ bán hàng… cho kiosk, làm việc trực tiếp với tầng Monitor Tầng Provider kết nối trực tiếp với hệ thống VTC Billing, nhà mạng di động, đối tác game, nhà cung cấp dịch vụ khác để xử lý giao dịch bán hàng, tốn phí dịch vụ trực tuyến Giải pháp tốn an tồn dựa kênh truyền bảo mật SSL chữ ký điện tử Provider cung cấp cho tầng monitor API dựa kịch thống nhất, xử lý giao dịch bán hàng Kiosk Hình 21.Sơ đồ tầng dịch vụ toán 48 2.2.2.4 Tầng quản lý thẻ Thực công việc quản lý thẻ xác thực thông tin thẻ, thêm mới, gia hạn, sửa thông tin thẻ Card Management Server Card Issuer Monitor Server Hình 22 Mơ hình tầng quản lý 49 CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 3.1 Kết 3.1.1 Kết đạt Qua thời gian thực nghiên cứu tìm hiểu cơng nghệ NFC phát triển ứng dụng tốn sử dụng NFC, luận văn nghiên cứu thu số kết sau: • Bước đầu nghiên cứu làm chủ cơng nghệ NFC • Xây dựng triển khai thành cơng mơ hình tốn điện tử sử dụng NFC • Phân tích phát triển ứng dụng ví điện tử sử dụng NFC với kiosk triển khai thực tế 3.1.2 Giao diện chương trình Hình 23 Ảnh chụp Kiosk 50 Hình 24 Ảnh hình trang chủ Hình 25 Ảnh hình nạp thẻ di động 51 Hình 26 Ảnh hình chọn phương thức tốn Hình 27 Ảnh hình thực giao dịch 52 Hình 28 Ảnh kết thực giao dịch Hình 29 Ảnh người dùng thao tác Kiosk 18 Tam Trinh 53 3.2 Đánh giá 3.2.1 Ưu điểm • Nghiên cứu xây dựng thành cơng mơ hình thử nghiệm tốn điện tử sử dụng NFC ứng dụng thực tế với kiosk triển khai • Đã tìm hiểu giao thức viết chương trình giao tiếp với đầu đọc thẻ NFC • Hệ thống thử nghiệm chạy ổn định, đáp ứng số lượng lớn giao dịch 3.2.2 Các điểm cịn hạn chế Mặc dù tìm hiểu nghiên cứu thu số thành công, cơng nghệ NFC cịn mẻ q trình thực luận văn chưa thực có nhiều thời gian nên luận văn nghiên cứu gặp số hạn chế sau: • Mới tìm hiểu viết ứng dụng giao tiếp cho thẻ NFC, chưa sâu vào tìm hiểu giao tiếp NFC cho mobile • Mơ hình ví điện tử chưa hồn thiện, chưa mang tính chất pháp lý Ví điện tử NFC chấp nhận toán thiết bị đầu cuối VTC phát triển, khơng thể thực tốn với thiết bị NFC khác VISA, Paypal 3.2.3 Định hướng phát triển • Nghiên cứu sâu cơng nghệ NFC, xây dựng thư viện để bên thứ sử dụng phát triển • Hồn thiện mơ hình tốn ví điện tử sử dụng NFC, đảm bảo tính pháp lý ví điện tử • Thống chuẩn chung ví điện tử sử dụng NFC để ví điện tử tốn thiết bị đầu cuối khác VTC phát triển • Tìm hiểu nghiên cứu phát triển ứng dụng toán sử dụng NFC cho mobile 54 KẾT LUẬN Sau trình thực đề tài, hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Kim Khánh thầy cô giáo mơn Kỹ Thuật Máy Tính, viện Cơng Nghệ Thơng Tin Truyền Thông trường đại học Bách Khoa Hà Nội, anh chị, bàn đồng nghiệp công ty VTC Intecom luận văn thực đạt số kết định : Về mặt lý thuyết: • Nghiên cứu tìm hiểu cơng nghệ NFC • Tìm hiểu mơ hình tốn điện tử • Tìm hiểu ứng dụng ví điện tử Về mặt ứng dụng: • • • • Phân tích tổng quan đưa thiết kế cho hệ thống toán ví điện tử NFC Thiết kế lập trình phần mềm Kiosk Thực kết nối với hạ tầng toán VTC Triển khai kiểm thử hệ thống với 02 Kiosk triển khai thực tế Tuy nhiên thời gian thực luận văn không thực nhiều hạn chế định khả năng, cơng nghệ, luận văn cịn vài thiếu sót.Nhưng giúp đỡ tất người, hoàn thành luận văn rút nhiểu kiến thức, kinh nghiệm để củng cố phục vụ công việc sau Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới tất người: thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Kim Khánh thầy giáo mơn Kỹ Thuật Máy Tính, viện Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông trường đại học Bách Khoa Hà Nội, anh chị, bàn đồng nghiệp công ty VTC Intecom Xin chân thành cảm ơn! 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Near Field Communication (NFC): From Theory to Practice – Vedat Coskun [2] NFC: A beginners Guide to Near Field Communication - Chris Branden [3] Moving Money: The Future of Consumer Payments - Robert E Litan [4] Website: http://en.wikipedia.org/wiki/Near_field_communication [5] Webstite: http://www.acs.com.hk 56 ... dụng ví điện tử tốn • Đối tượng nghiên cứu: Luận văn tiếp cận trình bày nghiên cứu cơng nghệ giao tiếp khoảng cách gần NFC kết hợp với mơ hình tốn điện tử ứng dụng ví điện tử • Phạm vi nghiên cứu: ... Chương 2 .Nghiên cứu xây dựng ứng dụng ví điện tử sử dụng NFC Đi sâu vào mơ hình phương thức tốn Từ phân tích đưa mơ hình triển khai cho hệ thống tốn ví điện tử sử dụng NFC: • Thanh tốn điện tử mơ... 25 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG VÍ ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG NFC 33 2.1 Thanh toán điện tử mơ hình, phương thức tốn 33 2.1.1 Khái niệm toán điện tử 33 2.1.2