基于藍(lán)牙通信技術(shù)和密鑰芯片的手機(jī)電子錢包支付系統(tǒng)解析

藍(lán)牙（BlueTooth）是一種支持設(shè)備短距離通信的無線電技術(shù)。能在移動(dòng)電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。利用藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，使數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效。

電子錢包是電子商務(wù)購(gòu)物活動(dòng)中常用的一種支付工具，主要適用于小額購(gòu)物。在電子錢包中存放的電子貨幣，如電子現(xiàn)金，電子零錢等等。常見的電子錢包有如電話IC卡、交通乘車卡等等。

由于藍(lán)牙設(shè)備在手機(jī)中有極高的普及度，使用藍(lán)牙通信實(shí)現(xiàn)電子錢包對(duì)硬件的更新需求小，開發(fā)復(fù)雜度相對(duì)沒那么高，能夠很快的直接投入應(yīng)用。在通信過程中的安全主要依賴于加密算法。

實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)之后，手機(jī)不僅僅能夠用做支付手段，而且能夠用作門禁功能。另一方便，如果在家電之后嵌入藍(lán)牙設(shè)備，那么就能夠容易的實(shí)現(xiàn)一臺(tái)手機(jī)與所有家電及外設(shè)通信，控制所有的家電。這樣，一臺(tái)手機(jī)實(shí)現(xiàn)購(gòu)物、公交、門禁……幾乎擁有無限的可能性。

本項(xiàng)目的目標(biāo)旨在實(shí)現(xiàn)一個(gè)使用手機(jī)作為支付終端的電子錢包支付系統(tǒng)。將FPGA構(gòu)建為一個(gè)密鑰芯片，利用手機(jī)中的藍(lán)牙設(shè)備作為通信手段，實(shí)現(xiàn)整一套的電子錢包系統(tǒng)。密鑰芯片通過藍(lán)牙接收手機(jī)傳送過來的錢包數(shù)據(jù)，解密認(rèn)證，之后實(shí)施消費(fèi)支付，然后改變錢包參數(shù)，通過藍(lán)牙重寫入手機(jī)之中。整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵在于三個(gè)地方：藍(lán)牙通信的具體實(shí)現(xiàn)、交易協(xié)議的設(shè)計(jì)以及密鑰算法的安全性。

Nexys3 FPGA開發(fā)板

密鑰芯片系統(tǒng)需要提供兩大功能，一個(gè)是認(rèn)證，另外一個(gè)則是加密、解密數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要，在FPGA外圍需要接入一個(gè)藍(lán)牙的通信設(shè)備，以便與手機(jī)藍(lán)牙設(shè)備通信、交換數(shù)據(jù)。

由于支付系統(tǒng)的商業(yè)性質(zhì)，該系統(tǒng)最重要的特性就是安全性。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全特性，在設(shè)計(jì)交易協(xié)議和加密算法的時(shí)候就需要有更多的考慮。以抵御非法用戶的各種攻擊，保護(hù)系統(tǒng)。

此外，系統(tǒng)需要考慮一個(gè)效率的問題。用戶愿意花費(fèi)在支付或者認(rèn)證的時(shí)間是非常短的，這種非接觸式的支付必須在1秒之內(nèi)完成?？紤]到藍(lán)牙的傳輸速率很高，通訊協(xié)議以及密鑰算法的耗時(shí)則是主要的瓶頸因素。

需要的硬件資源有：

具備藍(lán)牙功能的手機(jī)、Nexys3 FPGA開發(fā)板、相應(yīng)的藍(lán)牙外設(shè)