基于移动近场通信的旅游票务管理系统及其管理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及旅游票务管理领域，尤其涉及一种基于移动近场通信的旅游票务管理 系统及其管理方法。
【背景技术】
[0002] 传统的旅游票务管理方式主要为实体方式，需要用户获取实质性质的票据，同时 需要携带实物票据并在检票时提供，在购买与使用上存在诸多的不变。
[0003] 随着互联网技术、通信技术的发展，特别是终端技术、近场通信NFC(Near Field Communication，简称NFC)技术的发展，为基于移动终端的旅游票务系统发展提供了可行 性。例如，中国发明专利申请CN201110432823. 8公开了一种NFC终端的电子票务系统，在 该方案中，用户在注册时提供移动终端的NFC识别信息，将用户订购的票务信息与该NFC识 别信息进行绑定；在检票时，基于NFC识别信息查询有无对应的票务信息，再对所关联的票 务信息进行检验，通过则放行。
[0004] 然而，CN201110432823. 8因其仅基于NFC识别信息则可实现检票，故只要能获得 购票所使用的NFC识别信息、用户注册信息，就可以在任意移动终端上使用所购买的电子 票，即该方案不能确保检票时的移动终端和购票时的移动终端的一致，则其所订购的票务 信息可以被任意转移，不能解决对旅游门票的倒卖问题，同时存在支付安全隐患。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种既方便游客利用 NFC终端安的购买旅游门票，又便于旅游景点对景区游客进行管理的基于移动近场通信的 旅游票务管理系统。
[0006] 本发明进一步要解决的技术问题是针对上述现有技术提供上述旅游票务管理系 统的管理方法。
[0007] 本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：基于移动近场通信的旅游票 务管理系统，其特征在于，包括游客NFC终端、售票NFC终端、检票NFC终端和旅游票务管理 中心平台，其中，
[0008] 所述游客NFC终端内设置有第一微处理器、第一存储模块、热电转换模块、声电转 换模块、备用储电模块以及分别连接第一微处理器的第一 NFC模块、指纹信息采集模块、虹 膜信息采集模块、面部特征信息采集模块、倾斜度传感器、移动轨迹记录模块、信息输入模 块、触摸显示屏、RFID阅读器、多维彩码阅读器、频谱感知模块、第一 LTE通信模块、GPS定位 模块和GIS模块；所述热电转换模块、声电转换模块分别连接备用储电模块，所述备用储电 模块分别连接第一 NFC模块、第一微处理器、频谱感知模块、第一 LTE通信模块、GPS定位模 块和GIS模块；所述第一存储模块分别连接第一 NFC模块、指纹信息采集模块、虹膜信息采 集模块、面部特征信息采集模块、触摸显示屏、RFID阅读器、多维彩码阅读器、第一 LTE通信 模块、GPS定位模块和GIS模块；所述GIS模块、GPS定位模块分别连接触摸显示屏；
[0009] 所述售票NFC终端内设置有第二微处理器以及分别连接第二微处理器的第二NFC 模块、第二LTE通信模块、门票打印模块、二代身份证扫描器、RFID标签粘贴管理模块、多维 彩码喷印管理模块和第二存储模块；所述第二存储模块分别连接第二NFC模块、第二LTE通 信模块、二代身份证扫描器、RFID标签粘贴管理模块和多维彩码喷印管理模块；所述RFID 标签内存储有门票对应景点的各小景点信息；
[0010] 所述检票NFC终端内设置有第三微处理器以及分别连接第三微处理器的第三NFC 模块、第三LTE通信模块、第三存储模块和鸣警器，所述第三NFC模块和第三LTE通信模块 分别与第三存储模块连接；
[0011] 所述旅游票务管理中心平台包括有中央处理器、信息储存装置、用户注册号管理 器、连接气象系统的气象信息推送模块、第四LTE通信模块以及连接第三方支付平台的付 费账户管理器，所述中央处理器分别连接信息储存装置、用户注册号管理器、气象信息推送 模块、第四LTE通信模块和付费账户管理器，所述气象信息推送模块连接第四LTE通信模 块。
[0012] 进一步地，所述游客NFC终端内还设置有加密模块和表征游客身份证信息的S頂 卡，所述检票NFC终端内设置有对应所述加密模块的解密模块。
[0013] 上述旅游票务管理系统的管理方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
[0014] (1)游客NFC终端与旅游票务管理中心平台通过第一 LTE通信模块、第四LTE通信 模块建立通信连接；所述旅游票务管理中心平台分别与所述售票NFC终端、检票NFC终端建 立通信连接；
[0015] (2)游客利用游客NFC终端在旅游票务管理中心平台注册个人账号信息，并由旅 游票务管理中心平台中的信息储存装置和用户注册号管理器进行存储；旅游票务管理中心 平台发送储存在用户注册号管理器中的所有游客个人账号信息给售票NFC终端，并由售票 NFC终端内的第二存储模块对游客个人账号信息存储；
[0016] (3)游客利用游客NFC终端与售票NFC终端建立通信连接，并选择需要的景点订票 信息请求给售票NFC终端，然后由售票NFC终端将景点订票信息发送给旅游票务管理中心 平台；
[0017] (4)旅游票务管理中心平台根据游客的请求生成景点订票单，并发送给售票NFC 终端，然后由游客改变游客NFC终端的倾斜角度和移动轨迹：
[0018] (5)游客NFC终端根据监控到的其自身的屏幕灭亮、倾斜角度和移动轨迹情况做 出对应操作：
[0019] (5-1)当监控到屏幕点亮、倾斜角度达到预设倾斜角度且移动轨迹与预设移动轨 迹匹配一致时，则游客NFC终端对当前游客的指纹信息、脸部信息以及虹膜信息进行提取、 判断：
[0020] 当提取的当前游客的指纹信息、脸部信息以及虹膜信息与游客NFC终端中存储的 信息一致时，表示当前游客为此游客NFC终端的合法持有者，则游客NC终端与售票NFC终 端建立配对通信连接；否则，游客NFC终端拒绝与售票NFC终端建立配对通信连接；
[0021] (5-2)当监控到屏幕熄灭或者倾斜角度未达到预设倾斜角度或者移动轨迹与预设 移动轨迹不匹配一致时，则游客NFC终端拒绝与售票NFC终端建立配对通信连接；
[0022] (6)游客NFC终端与售票NFC终端建立配对通信连接后，售票NFC终端向游客NFC 终端发送景点订票单信息和动态公钥其中，
[0023] 所述景点订票单信息包括订单号、订单时间、订单金额和旅游票务管理中心账号 信息，动态公钥^??是售票NFC终端基于椭圆曲线的公钥，所述动态公钥私^,的生成过 程包括如下步骤：
[0024] (6-1)设定售票NFC终端的全球身份标识号为IDTleket，游客NFC终端的全球身份 标识号为IDtmtc1ct，第三方可信机构为TSM ;其中，第三方可信机构TSM用于存储售票NFC终 端的匿名身份、游客NFC终端的匿名身份、售票NFC终端的真实IDTleket以及游客NFC终端 的真实IDtiwct^名身份由公钥、私钥、第三方可信机构TSM的全球身份标识号ID TSM以及 TSM的签名组成；
[0025] (6-2)售票NFC终端向第三方可信机构TSM请求使用其匿名身份时，由第三方可信 机构TSM产生售票NFC终端的匿名身份集合PSTldffit，并将此匿名身份集合PSTld^发送给售 票NFC终端；第三方可信机构TSM则存储发送给售票NFC终端的匿名身份集合PSTleket以及 售票NFC终端的真实IDTleket;其中，第三方可信机构TSM生成售票NFC终端的匿名身份过程 包括：
[0026] (6-2-1)在第三方可信机构TSM接收到售票NFC终端的匿名身份请求时，第三方 可信机构TSM产生η个随机值扎to，其中，,表示售票NFC终端的第i个匿名身份的私 钥；
[0027] (6-2-2)第三方可信机构TSM将其产生的各随机值与椭圆曲线基点G相 乘，得到η个公钥Ite,，其中，表示售票NFC终端的第i个匿名身份的公钥，
[0028] (6-2-3)第三方可信机构TSM根据售票NFC终端的第i个匿名身份的私钥以 及对应该私钥的公钥，产生得到对应售票NFC终端的第i个匿名身份的第三方 可信机构TSM签名Sk/:
[0030] 其中，EncK (m)表用密钥K对信息m加密，Sigk (m)表示用密钥k对信息m签名，I 为连接符号；
[0031] (6-2-4)第三方可信机构TSM根据其所产生的售票NFC终端的第i个匿名身份的 签名男su，得到售票NFC终端的匿名身份集合PSTldffit，其中：
[0033] (6-3)售票NFC终端接收到第三方可信机构TSM发送的匿名身份集合PSTlcket后， 断开其与第三方可信机构TSM的通信，并对售票NFC终端与游客NFC终端之间的NFC安全 协议进行激活：
[0034] (6-3-1)售票NFC终端产生随机数NTicket和随机整数RTicket，并计算、得到其 自更新公钥CU,和dei，然后将d祕、仏加和NTicket压缩后发送给游客NFC终端， 其中0"Lkei、泛U,经压缩分别变成picket" \QTicket' \ g'ifckei、,是基点为G的椭 圆曲线上的点，
[0037] (6-3-2)游客NFC终端产生随机数NTraveler和随机整数RTraveler，并计算、得 至1J其自更新公钥肩$_*,.，然后将0:*、.和NTraveler压缩后发送给售 票NFC终端，其中经压缩分别变成QTraveler" \ QTraveler' S
[0040] (6-3-3)根据售票NFC终端与游客NFC终端互相交换的公钥及随机数，分别计算其 共同点P (Px，Py)、共享秘值z及共享秘钥Qsse:
[0041] (a)售票NFC终端计算得到共同点P(Px，Py)、共享秘值z及共享秘钥Q sse，计算得 到售票NFC终端发送的密钥验证标签MacTagTleket，并发送密钥验证标签MacTagTleket给游客 NFC终端验证：
[0046] 其中，Z为共享秘值z转换后得到的对应的8比特字符串，共享秘值z与8比特字 符串Z之间的转换公式为：
[0048] z是非负整数，字符串预期长度K满足2SK>z，输出的M1, M2，…，M1^字符串Z从左 到右的位值；
[0049] 验证标签MacTagTleket计算使用IS0/IEC 11770-3定义的密钥验证机制：
[0050] MacTagllcket= MAC-KC (Q SSE Tlcket, 0x03, IDllcket, IDlraveler, QTicket, QTraveler)；
[0051 ] 该密钥验证机制使用AES加密XCBC-MAC-96模式，计算得：
[0052] MacTagTlcket= AES-XCBC-MAC
[0053] -96QSSETlcket (0x03 I I IDllcket | I IDlraveleJ |QTicket| |QTraveler)；
[0054] (b)游客NFC终端计算得到共同点P (Px，Py)、共享秘值z及共享秘钥Qsse，验证售 票NFC终端