基于区块链的二维码聚合支付系统及其工作方法与流程

本发明属于互联网技术及电子技术领域，具体涉及一种基于区块链的二维码聚合支付系统及其工作方法。

背景技术：

20世纪90年代以来，信息科技经历了计算机、互联网、物联网三大浪潮，进入“三网（新一代的互联网、宽带电信网、数字电视网）融合”时却遇到了条块分割阻力，但是新一代的互联网已与宽带电信网紧密融合，接着大数据、云计算浪潮接踵而来。从2015年开始，区块链技术成为新的浪潮。

作为能够实现数据一致存储、不可篡改、无法抵赖的技术体系，区块链在网络中建立点对点之间可靠的信任，使得价值传递过程去除了中介的干扰，提高价值交互的效率并降低成本，成为构建价值互联网的基石。区块链能够实现信息共享与保护隐私、共同决策与保护个体利益的双赢。区块链可以优化业务流程，降低信用成本，提升协同效率，充分体现共享经济“共商、共享、共建”的特性。

随着近年来互联网技术及电子技术的飞速发展，商品交易过程中的货币无纸化应用越来越广泛。信用卡支付、微信支付、支付宝支付等多种支付方式都实现了交易货币无纸化，特别适合应用于集贸市场、菜市场等交易频繁、每笔交易额小的场景。

二维码自出现以来，在支付领域的应用越来越广泛，而且随着我国it技术的快速发展以及电子商务的快速推进，推动了智能手机、平板电脑等移动终端的快速普及，为二维码支付的普及提供了坚实的应用基础。

但在二维码支付的快速普及过程中也出现了很多问题：

（1）众多的第三方支付都推出各自的二维码支付体系，商户需要张贴、布放多个收款二维码，形成交易过程中的混乱及低效；

（2）付款二维码多是静态二维码，容易被恶意更换，安全性低，且需付款方输入付款金额，易出错及引起误会；

（3）第三方支付通道众多，商户须向不同的通道提交申请资料，等待相应通道的审批，然后入网实现二维码收款，严重制约了二维码支付的普及；

（4）针对多个二维码支付通道，没有统一的数据归集服务。

聚合支付是相对第三方支付而言的，作为对第三方支付平台服务的拓展。第三方支付介于银行和商户之间，而聚合支付是介于第三方支付和商户之间，通过聚合各种第三方支付平台包括银联体系第三方支付公司的刷卡和芯片卡支付方式、微信和支付宝的二维码支付方式以及其他类似的翼支付、百度钱包和京东钱包等支付方式，通过统一的软硬件平台来承载。

聚合支付只是完成支付环节的信息流转和商户操作的承载，其在集合包括银联、支付宝、微信等主流支付方式的基础上，帮助商户降低接入成本，提高运营效率，具有中立性、灵活性、便捷性等特点。

中国发明专利cn106355385a公开了一种新型用于电子秤的二维码支付方法，包括如下步骤：

1)、电子秤将货品信息发送给二维码生成与显示系统，所述货品信息包括需支付的货款；

2)、二维码生成与显示系统接收电子秤传送的货品信息，并将接收到的货品信息、确认付款的请求信息、二维码生成与显示系统的连接信息生成二维码；二维码生成与显示系统通过显示装置显示二维码；

3)、使用第一手持电子设备扫描所述的二维码；所述第一手持电子设备具有二维码解算模块；所述解算模块解析出二维码生成与显示系统的连接信息；所述第一手持电子设备设置有第一id账户，所述第一id账户用于支付货款；

4)、通过验证二维码生成与显示系统的连接信息；所述二维码生成与显示系统决定是否与所述第一手持电子设备通信连接，验证通过，则连接，验证未通过，则不连接；

5)、使用所述第一手持电子设备确认支付货款并将所述第一id账户、支付密码、确认支付的信息生成支付信息，所述第一手持电子设备将所述支付信息及货品信息通过加密算法生成数据字节流a，然后再将数据字节流a传送给所述二维码生成与显示系统；

6)、所述二维码生成与显示系统通过加密算法将货品信息生成数据字节流b；

7)、使用第二手持电子设备与所述二维码生成与显示系统通信连接；所述第二手持电子设备设置有第二id账户，所述第二id账户用于收取货款；所述第二手持电子设备将所述第二id账户的信息通过加密算法生成数据字节流c；所述二维码生成与显示系统将所述数据字节流a和数据字节流b传输给所述第二手持电子设备；所述第二手持电子设备将所述数据字节流a、数据字节流b和数据字节流c传输给身份验证服务器；

8)、所述身份验证服务器存储有所述第二id账户的信息，所述身份验证服务器解算所述数据字节流a、数据字节流b和数据字节流c，分别得到数据a，数据b和数据c；所述身份验证服务器验证所述数据a和数据b验证包含的货品信息是否一致，若一致则进入下一步，若不一致，则向所述第二手持电子设备传输提示信息；所述身份验证服务器通过所述数据c验证所述第二手持电子设备传输的身份信息，若身份信息验证未通过，则向所述第二手持电子设备传输提示信息；若身份信息验证通过，则进入下一步；

9)、验证通过后，身份验证服务器将扣款请求发送至第三方支付服务系统或银行服务系统，由第三方支付服务系统或银行服务系统将所述货款从所述第一id账户中扣款，若扣款成功，则将货款支付至所述第二id账户内并返回扣款成功的信息；如扣款不成功，则返回扣款不成功的信息；

10)、第三方支付服务系统或银行服务系统将扣款是否成功的信息传输给所述第二手持电子设备，所述第二手持电子设备将扣款是否成功的信息传输给所述二维码生成与显示系统；所述二维码生成与显示系统通过显示屏显示扣款结果并将扣款结果传输给所述第一手持电子设备。

中国发明专利cn107578224a公开一种多平台聚合支付的方法及装置，包括：通过商户端根据用户选购的商品生成订单付款信息，并根据所述订单付款信息生成收款请求，并从所述支付请求中判断出所述用户端的支付平台的类型；根据所述支付平台的类型，调用对应的支付平台并显示商户订单，所述商户订单中包括用户端的支付金额；接收用户端通过相应的支付平台返回支付的回调通知。本发明中提供的多平台聚合支付的方法及装置，聚合多个支付平台进行支付交易，避免使用多个二维码。

但上述专利均专注解决针对二维码聚合支付的局部问题，且均基于静态二维码实现，无法实现“一码多付”及“一码一付”。现有技术均未见提及利用技术手段实现“一点接入，全网服务”的内容。

按照中国人民银行的要求，商户注册二维码收款需提交营业执照、法人身份证、收款银行账户及商铺相片，目前的状况是因为缺少信任机制，第三方支付通道a收集了商户资料并认证开通服务后，第三方支付通道b并不接受第三方支付通道a的认证，需要收集商户相同的资料重复商户开户的认证过程，这就限制了商户的共享及相应应用，且效率低下，形成信息孤岛。而商户面对的购买者又不可避免地会使用不同的支付应用程序，这就造成商户端收款的不一致及混乱，而且各通道之间无法进行数据共享，无法为商户及购买者提供统一的数据归集服务。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种基于区块链的二维码聚合支付系统及其工作方法，实现基于区块链的“一点接入，全网服务”的二维码支付结算，并在此基础上实现动态二维码聚合支付，一个二维码聚合所有扫码支付，“一码多付”及“一码一付”，且支付结果实时反馈至二维码生成及显示装置。实现包含支付金额等信息的动态二维码聚合支付，无需付款方输入金额，消费体验好，同时基于区块链技术向购买者及商户等需求方提供不可篡改的数据服务。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种基于区块链的二维码聚合支付系统，包括具有二维码识别功能的购买者移动终端、二维码生成及显示装置、聚合支付网关、区块链节点服务器，所述二维码生成及显示装置具有唯一识别号，所述区块链节点服务器中存储有商户信息、设置有第三方支付通道；所述二维码生成及显示装置上设置有触控操作界面；所述二维码生成及显示装置内预装有可离线运行的商品销售应用软件，通过组合二维码生成及显示装置的唯一识别号及聚合支付网关的ip地址生成包含收款金额、二维码生成及显示装置的唯一识别号以及支付网关的ip地址的动态二维码；所述触控操作界面用于选择所销售的商品及输入商品单价，并显示收款金额、动态二维码以及支付成功与否的信息；所述购买者移动终端用于扫描动态二维码，向聚合支付网关发起带有二维码生成及显示装置的唯一识别号和收款金额信息的支付请求；所述聚合支付网关用于认证二维码生成及显示装置的合法性、向第三方支付通道发起带有商户信息、购买者移动终端程序信息、收款金额信息的支付请求、监控交易结果并将交易结果反馈至二维码生成及显示装置；所述第三方支付通道用于完成购买者移动终端的购买者方第三方支付账户与商户之间的安全交互支付；

所述区块链节点服务器用于实现第三方支付、数据预处理、分布式数据存储及数据服务。

本发明还提供一种基于区块链的二维码聚合支付系统的工作方法，包括如下步骤：

（1）商户运行二维码生成及显示装置上预装的商品销售应用软件，通过二维码生成及显示装置的触控操作界面选择商品名称、输入商品价格（可预设）后，商品销售应用软件会自动计算收款金额（可手动输入）并显示，商户选择结算功能，通过组合二维码生成及显示装置的唯一识别号及聚合支付网关的ip地址生成包含收款金额、二维码生成及显示装置的唯一识别号以及聚合支付网关的ip地址的动态二维码；

（2）购买者通过带有二维码识别功能的购买者移动终端设备中的应用程序扫描所述动态二维码后向聚合支付网关发起带有二维码生成及显示装置的唯一识别号、商品价格、收款金额信息的支付请求；

（3）聚合支付网关根据二维码生成及显示装置发送的信息首先认证二维码生成及显示装置的合法性，认证通过后将二维码生成及显示装置的唯一识别号发送至区块链节点服务器以获取其对应的商户信息，连同购买者使用的客户端程序信息及所述支付请求按照相应第三方支付接入的格式向第三方支付发起支付请求广播；

（4）区块链节点服务器中相应的第三方支付通道按照智能合约选择的通道自动执行相应程序，实现第三方支付与购买者直接完成支付所需的交互，最后将支付成功与否的结果分别通过智能合约程序反馈给聚合支付网关及购买者；

（5）聚合支付网关收到支付成功与否的结果，并将结果反馈至二维码生成及显示装置进行相应提示，完成整个支付流程。其中，步骤（5）中支付流程完成之后，二维码生成及显示装置按照ibmmqtt协议将交易数据上传至聚合支付网关，聚合支付网关按照约定的加密规则将相应交易数据以电子证据形式，基于接近度和一致意见的交互规则，以点到点的通信方式存储至区块链节点服务器（blockchainpointserver，基于ibmbluemix平台）中的所有节点，实现分布式账本存储，还包括文件分发（传播软件/固件更新）、传输设备分析报告等。

其中，步骤（3）中，聚合支付网关初次认证二维码生成及显示装置之前，需要完成二维码生成及显示装置的设备注册、设备认证、密钥分发，并向区块链的节点发送请求，利用智能合约实现数据读写。其中，所述步骤（1）之前的步骤为：商户注册、二维码生成及显示装置初始化，其中，

所述商户注册为会员，填写相关会员信息并将相应信息存储至区块链节点服务器，实现一点接入，全网服务；

所述二维码生成及显示装置初始化包括如下步骤：a.二维码生成及显示装置的唯一识别号烧录；b.在聚合支付网关登记注册二维码生成及显示装置的唯一识别号；c.为二维码生成及显示装置匹配对应的商户第三方收款账户；d.二维码生成及显示装置通过互联网连接至区块链节点服务器。

进一步，所述区块链节点服务器的分布式账本通过ibmhfcsdk及restapi与数据服务客户端进行通信，以直接或通过社交网络平台方式实现面向不同需求的数据服务。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明利用二维码生成及显示装置离线生成动态二维码，实现了“一码多付”（一码涵盖微信、支付宝、银联、银行等所有移动终端应用程序）及“一码一付”（每一个动态二维码只能由一个购买者移动终端应用程序扫描一次即失效），动态二维码含支付金额，无需购买者或商户输入金额。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的架构图；

图3为本发明的数据流图；

图4为本发明中商品销售应用软件的功能图；

图5为本发明中聚合支付网关的工作流程图；

图6为本发明中区块链节点服务器设计及智能合约的实现示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

基于区块链的动态二维码聚合支付系统如图1所示，包括二维码生成及显示装置、聚合支付网关（payap）及区块链节点服务器（blockchainserver），其中二维码生成及显示装置实现商品销售的商品选择（可选）或收款金额输入，并通过组合二维码生成及显示装置的唯一识别号（eid）及聚合支付网关（payap）的ip地址或域名生成包含上述信息的动态二维码，购买者通过带有二维码识别功能的终端设备扫描动态二维码后向聚合支付网关（payap）发起带有二维码生成及显示装置的唯一识别号（eid）、商品名称（可选）及收款金额等信息的支付请求，聚合支付网关（payap）根据二维码生成及显示装置发送的信息首先认证二维码生成及显示装置的合法性，认证通过后根据二维码生成及显示装置的唯一识别号（eid）发送至区块链节点服务器（blockchainserver）检索查询以获取其对应的商户信息，连同购买者使用的客户端程序信息及含有商品名称（可选）、收款金额的支付请求按照相应第三方支付接入的格式向第三方支付发起支付请求，之后由第三方支付与购买者直接完成支付所需的交互，最后聚合支付网关收到支付成功与否的结果，并将结果反馈至二维码生成及显示装置进行相应提示以完成整个支付流程。同时将相应数据存储至区块链服务器（blockchainserver），通过基于区块链节点服务器的客户端应用接口api可以实现面向不同需求的数据服务。

基于区块链的二维码聚合支付系统的架构图如图2所示，其对应的数据流图如图2所示，在完成二维码支付前，需要先进行商户注册与二维码生成及显示装置初始化流程。

二维码生成及显示装置预装可离线运行的商品销售应用软件，商品销售应用软件的功能图如图4所示，二维码生成及显示装置使用android终端运行商品销售应用软件（pos），并可以离线为每笔订单生成动态二维码。动态二维码可包含以下信息：聚合网关地址、编号eid、顺序号、交易金额amount、商户订单号orderid、pos终端编号、订单内容信息、签名信息，以实现计价、二维码收银的操作，另外，商品销售应用软件（pos）还提供数据储存、管理和分析等的功能。

商户运行pos软件，通过触控操作界面可以选择所销售的商品，通过pos软件预设好的单价或现场设置单价计算商品销售金额（可累加操作），在商户选择结算功能后，二维码生成及显示装置自动生成包含商品名称、结算金额、二维码生成及显示装置的唯一识别号（eid）及聚合支付网关（payap）的ip地址或域名等信息的动态二维码。

购买者通过带有二维码识别功能的终端设备中的应用程序扫描二维码后向聚合支付网关（payap）发起带有二维码生成及显示装置的唯一识别号（eid）、商品名称（可选）及收款金额等信息的支付请求。

聚合支付网关（payap）可以完成二维码生成及显示装置的设备注册、设备认证、密钥分发，经过认证的设备或应用可以向区块链节点服务器发送请求广播，利用智能合约触发区块链服务器的数据读写。并在收到购买者的支付请求时，根据请求发送的信息首先认证二维码生成及显示装置的合法性，认证通过后将二维码生成及显示装置的唯一识别号（eid）连同购买者使用的客户端程序信息及含有商品名称（可选）、收款金额的支付请求按照相应第三方支付接入的格式向区块链节点服务器中的第三方支付通道广播支付请求，符合请求要求的第三方支付通道会响应请求。

图5是对聚合支付网关的流程的具体描述，聚合支付网关主要用于认证二维码生成及显示装置、向第三方支付发起支付请求、监控交易结果、传输交易数据，具体步骤为：

①认证二维码生成及显示装置

聚合支付网关（payap）根据二维码生成及显示装置动态二维码所包含的信息认证二维码生成及显示装置的合法性，认证通过后根据二维码生成及显示装置的唯一识别号（eid）从区块链节点服务器（blockchainpointserver）获取其对应商户的第三方支付信息。

②向第三方支付发起支付请求

聚合支付网关（payap）根据付款方使用的第三方支付软件对应支付平台要求的接入格式向第三方支付平台发起含有商品名称（可选）、支付时间、收款金额的支付请求。

③监控交易结果

聚合支付网关通过轮询机制向第三方支付平台发送查询请求，查询订单交易结果并通过无线方式传输到二维码生成及显示装置。

④传输交易数据

聚合支付网关通过xml报文向区块链节点服务器（第三方支付）传输每笔订单的基础交易数据。

之后由区块链节点服务器（blockchainpointserver）中相应的第三方支付通道按照智能合约选择的通道自动执行相应程序，实现与购买者直接完成支付所需的交互，最后将支付成功与否的结果分别通过智能合约程序反馈给聚合支付网关（payap）及购买者，聚合支付网关（payap）再将结果反馈至二维码生成及显示装置进行相应提示以完成整个支付流程。

如图6所示，基于ibmbluemix平台建立了具有四个节点的区块链服务器，分别对应不同的第三方支付通道，并利用ibmbluemix平台提供的针对区块链开发的restapi接口中的通道技术选择不同的通道与不同的节点服务器进行相应读写操作。

例如，选择通道1的智能合约，当商户的交易额超过某一设定阈值后，自动调降商户的交易手续费至更优惠费率。

又例如，选择通道2的智能合约，当商户单次交易的金额超过某一设定阈值后，自动采用封顶的交易手续费。

又例如，选择通道3的智能合约，分析针对各类商户的交易行为，对商户进行评级，并提供有针对性的金融服务。

完成整个支付流程之后，二维码生成及显示装置按照ibmmqtt协议将交易数据上传至聚合支付网关（payap），聚合支付网关（payap）按照约定的加密规则将相应交易数据以电子证据形式，基于接近度（物理、社交或时间）和一致意见的交互规则，以点到点的通信方式存储至区块链节点服务器（blockchainpointserver，基于ibmbluemix平台）中的所有节点，以实现分布式账本存储，还包括文件分发（传播软件/固件更新）、传输设备分析报告等。

数据服务客户端通过ibmhfcsdk及restapi与区块链节点服务器的分布式账本进行通信，以直接或通过社交网络平台方式实现面向不同需求的数据服务。上述的社交网络平台可以为微信公众号或支付宝生活号。

本发明具有如下优点：

1、本发明实现了一种基于区块链的动态二维码聚合支付方法及系统，区块链节点服务器内包括多个第三方支付通道，通过聚合支付网关与购买者移动终端进行通信，实现了“一码多付”（一码涵盖微信、支付宝、银联、银行等所有移动终端应用程序）及“一码一付”（每一个动态二维码只能由某一个移动终端应用程序扫描一次即失效），动态二维码含支付金额，无需顾客输入金额，消费体验好，提高了商户的服务质量，可以吸引更多的客源，减小了支付成本，并提升销售额。

2、本发明中的二维码生成及显示装置可以与电子秤配合使用，同时具有商品称重、商品单价输入（商品单价可预设）、收款金额显示、显示支付成功与否的信息等功能，电子秤上可设置语音播报器，语音播报器电连接二维码生成及显示装置，接收来自二维码生成及显示装置的语音播报信息，可以实现支付结果在二维码生成及显示装置上的即时显示及语音提示，而无需关注商户移动终端提示，提高了收款的工作效率，不但保证了支付快捷、安全、可靠，及反馈确认过程的确定性及正确性，而且利用区块链实现了跨应用的数据归集，为商户及购买者提供更加全面的服务。

3、本发明实现了利用区块链的智能合约、点到点通信、分布式账本技术实现针对不同支付通道的“一点接入，全网服务”，商户只需提供一次资料，即可在多个第三方支付平台上注册成功，而无需重复多次申请及审批，且以电子证据形式存储了交易记录。

4、利用先进的软件设计方法实现了跨应用、跨平台的数据归集，为商户及购买者提供更加全面的服务。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。