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不二家恐怖故事,基于边缘计算网关的支付受理技术研究

2020-07-01 29 七兄弟评测平台
不二家恐怖故事

随着物联网技术的发展,以物联网标识为标志的支付方式逐渐出现,边缘计算网关可能是物联网时代一种新的支付接受方式。本文主要分析了边缘计算场景下的支付需求,并提出了在汽车收费支付场景下有针对性的方案研究与实践。

边缘计算概述

边缘计算技术在信息产业发展中发挥着重要作用。物联网产业的快速发展需要边缘计算作为支撑。根据国际数据中心的预测,到2025年,全球物联网设备的数量将达到416亿,产生79.4 ZB的数据,超过50%的数据需要在边缘端而不是云端进行分析、处理和存储。因此,边缘计算是物联网时代不可或缺的技术之一。此外,5G的发展也带来了边缘计算应用的需求。移动终端和5G基站之间的数据链路可以实现大带宽和低延迟。然而,由于核心网络容量有限,5G技术的带宽优势无法扩展。因此,部署边缘计算可以快速适应高速、低延迟和多样化的网络应用场景。

(一)边缘计算的定义

根据边缘计算产业联盟(ECC)的定义,边缘计算是一种分布式开放平台(架构),它集成了网络边缘端的网络、计算、存储和应用的核心能力,靠近对象或数据源。它可以在附近提供边缘智能服务,满足敏捷连接、实时服务、数据优化、应用智能、安全和隐私保护等行业数字化的关键需求。

我们认为边缘计算是云计算的延伸。边缘计算将云的计算和存储能力汇聚到网络的边缘,将数据服务推送到现场用户,并基于分布式计算和存储在本地完成特定服务的处理,从而满足新兴新格式对网络高带宽和低延迟的严格要求。

(2)边缘计算的分类

图1 Linux基金会对边缘计算的结构定义

根据Linux基金会对边缘计算的结构定义,边缘计算可以分为两类:工业和家庭边缘以及通信运营商边缘。工业和家庭边缘是指物联网设备现场的边缘计算,主要设备有网关、路由器、光调制解调器等。这些设备不是由电信运营商主导的;通信运营商边缘指不在物联网设备现场的边缘计算。主要设备是由运营商主导的基站和边缘数据中心。

两种边缘计算对应两种信息流。根据信息流动的路径,物联网设备与云之间的通信可分为两类。一是物联网设备通过通信运营商的边缘直接与云进行通信,称为单跳通信;另一种是物联网设备首先连接工业和家庭边缘,然后通过通信运营商的边缘与云建立通信,这称为双跳通信。

图2单跳信息流和双跳通信

从支付接受模式,当使用单跳通信模式时,信息流集中在电信运营商的基站。这种模式与移动互联网时代的扫描码支付本质相同,订单发送到云端完成支付受理,创新空间小;当使用两跳通信模式时,信息流将首先汇聚在工业和家庭边缘,如网关和路由器。如果支付请求可以在这些边缘计算设备上而不是在云上被统一接受,那么在物联网时代很可能会出现一种新的支付接受模式。

从信息流的利用来看,单跳通信的信息流集中在相对开放的电信运营商的基站中。国内电信运营商强大且封闭,一般只向其他组织开放通信和定位等基础服务。第三方很难干预基站等设备,然后接受通过基站的支付请求;两跳通信的信息流汇聚在开放工业和家庭的边缘,因此边缘计算设备可以容易地定制。通过部署支付接受应用并加强安全性,边缘计算设备可以被转换成支付接受设备,然后信息流中的支付请求可以被接受。

因此,行业和家庭的边缘更加开放,这决定了双跳通信的信息流可以得到更好的利用。从支付的角度来看,双跳信息流中的物联网支付请求可以被边缘计算设备接受,因此物联网时代一种新的支付接受方式可能会诞生在产业和家庭的边缘,下面的讨论主要集中在产业和家庭的边缘。

(3)边缘计算的应用场景

边缘计算技术广泛应用于大规模物联网设备连接、海量数据快速处理和隐私保护。典型场景包括工业商户场景、家庭场景和公共设施场景。

在工业商人、超市、停车场、工厂、发电站等现场。广泛应用了边缘计算技术。以无人超市为例,边缘计算服务器用于连接货架、商品、摄像头、各种传感器等。,收集和分析这些物联网设备收集的信息,准确定位每个客户及其购买的商品,实现自助结算的便捷购物体验。在家庭场景中,边缘计算网关用于连接各种物联网设备,如智能冰箱、智能灯、智能扬声器等。,监控家居产品的位置、状态和变化,分析其变化特征,并根据人们的需求提供实时、便捷的智能家居服务。在公共设施场景中,边缘计算网关用于连接路灯、监控摄像头、交通信号和车辆,接收和分析这些物联网设备提交的交通信息,预测拥堵情况,引导车辆合理规划行驶路线,实现智能交通。

边缘计算网关是一种新型的物联网

支付接受方法

(1)边缘计算场景下的支付需求和接受方法

在边缘计算场景中,除了业务需求,还有一般的支付需求。在行业商户场景中,超市购物、停车支付、收费结算都有支付需求;在家庭场景中,通过智能家居网上购物和购买影视音乐资源需要支付渠道;在公用事业现场,停车费、违章罚款等。也需要方便快捷的支付方式。

物联网设备具有可识别的标识,可确定物联网设备的身份,适合作为支付接受标志。边缘计算设备通过读取物联网设备上传的信息来识别对象标识,然后确认物联网设备及其相关联的支付账户。当收到物联网设备提交的支付请求时,可以将支付请求转换为接受支付的订单。

根据边缘计算场景中的典型支付需求,我们对边缘计算设备的支付接受方式进行了分析和整理,如下表所示。

(2)边缘计算网关在物联网支付领域具有优势

对于支付,边缘计算使支付请求能够在网络的边缘被接受。与目前主流的二维码支付相比,它具有更好的真实性、安全性和便捷性,能够有效降低金融风险。

在数据真实性方面,一方面,由于边缘计算网关通常与物联网设备直接相连,数据在传输过程中不经过其他设备,不易被篡改,因此边缘计算网关获得的数据真实、完整、可靠。另一方面,这些数据直接来自现场,携带了交易的现场信息,大大加强了交易的监管。本质上,边缘计算在物联网支付中扮演着传统POS的角色。

在数据安全方面,边缘计算网关获取的信息包含大量的私有数据,以传统方式将这些数据上传到云端会威胁到用户的隐私。通过在边缘计算节点部署数据清理服务,敏感数据可以在发送到云之前进行过滤,从而有效避免支付过程中用户隐私信息的泄露。

在便利性方面,边缘计算网关可以获取物联网设备提交的信息,并确定物联网设备的身份。对于通过物联网设备支付的场景,边缘计算网关可以接受以对象标识为支付标志的支付,这样就不需要任何人参与支付过程,实现了非感应支付,提高了支付的便利性。

边缘计算技术

充电桩现场应用实践

(1)场景概述

在相关政策的引导下,国内电动汽车产业发展迅速。截至2019年6月,中国电动汽车数量已达344万辆。然而,汽车收费行业的结算系统不统一,收费服务平台的服务能力和质量不能满足用户的需求。汽车收费行业迫切需要便捷、安全、规范的支付渠道。

汽车收费现场的传统支付方式是扫描码支付。这种支付方式存在以下问题:第一,收费结算单是在收费操作平台上生成的。支付行业很难确定订单的真实交易场景,并且存在被应用到支付渠道的风险;第二,用户需要扫描代码后付费,这对用户来说不够方便和快捷。

(2)基于边缘计算网关的汽车收费非感应支付解决方案

边缘计算网关与计费桩连接,边缘计算网关接受计费支付请求。通过打桩机和支付控制的配合,实现了插枪识别号(车辆唯一识别号)和退枪自动支付的非感应支付功能。具体原理如下图所示。

图3基于边缘计算网关的感应计费流程

当充电枪插入汽车充电口时,充电桩可以通过汽车的CAN总线读取车辆信息,并将信息发送到连接的边缘计算网关。网关收到信息后,通过充电桩驱动器识别车辆识别号,并通过物联网安全芯片加密,然后发送到非感应充电平台,检查车辆的可用性。如果车辆被捆绑在非感应充电平台上,则边缘计算网关控制充电堆对车辆充电。

充电结束,充电枪从汽车充电口拔出时,充电桩向边缘计算网关发送车辆信息和充电结算信息。边缘计算网关识别出车辆识别号后,支付控制将车辆识别号和结算信息打包成订单,由物联网安全芯片加密后提交给非感应计费平台完成支付。与传统方案相比,基于边缘计算网关的非感应收费支付技术具有以下优点。首先,整个支付过程不需要用户的个人参与,枪是为了充电而插入的。拔出枪后,边缘计算网关自动完成结算和订单支付,用户充电后无需掏出手机打开APP进行支付操作,大大简化了支付流程,提升了用户体验。第二,交易被边缘计算网关接受,携带场景信息,便于监管交易。

(3)展望

1.边缘计算网关集成TEE安全应用能力

TEE(可信执行环境)是一种与设备的原始操作系统并行运行的执行环境,可以为一系列敏感操作提供高安全性。由于安全芯片的集成需要网关对硬件和软件进行适配,成本高,且应用场景有一定的局限性,TEE是由网关硬件提供的安全解决方案,不需要额外的适配工作,因此即使没有物联网安全芯片,边缘计算网关仍然可以为支付提供财务安全。

2.将物联网边缘计算支付受理方案与4G/5G通信模块集成

4G/5G通信模块具有一定的开放性,可以通过集成的支付受理SDK向外界提供支付受理能力。任何购买了4G/5G通信服务的用户都可以直接使用该模块带来的支付渠道,使支付服务的使用更加方便。此外,4G/5G通信模块,尤其是5G模块的性能越来越强,可以在边缘计算网关上承载数据业务,甚至取代传统的核心板,可以大大降低设备成本,有利于基于边缘计算的支付业务的普及。

3.边缘计算网关集成了可编程控制器技术

电力线通信技术是指使用电力线传输数据和媒体信号的通信模式。在这种技术中,携带信息的高频被加载到电流中,然后通过导线传输。接收信息的适配器将高频与电流分离,并传送给计算机,实现信息传输。电力场景是物联网边缘计算场景的主要组成部分,而电力线通信技术可以使电力线成为通信媒介,有效解决了电力场景的网络覆盖问题。将可编程逻辑控制器技术集成到边缘计算网关中,将有助于支付网络覆盖更多的电力场景,增强边缘计算网关在电力场景中的部署和应用适应性。

(作者在中国银联电子支付研究所工作)

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