二维码车票防重技术的研究
汪国华
（广州新科佳都科技有限公司 广东广州 510230）
摘 要： 二维码车票在公共交通领域的应用越来越广泛，二维码车票防复制、防重刷是二维码有效性检查中非常重要的一个步骤。本文探讨了公共交通领域二维码车票常见的防重处理技术，包括实现机制、防重处理流程和优缺点。二维码常见的防重处理技术包括在线检票防重、回写防重、广播防重。本文论述的二维码防重处理技术具有普遍适用性，对其它领域的二维码处理具有借鉴意义，如旅游景点的二维码检票系统、游乐园的二维码售检票系统、停车场的二维码收费系统等。
关键词： 二维码；防重；回写；广播
引言
随着以支付宝和微信为首的二维码移动支付[1]的兴起，二维码[2]在公共交通领域的应用也越来也广泛。二维码纸质车票和二维码电子车票作为替代传统车票的凭证，正在公共交通领域慢慢普及。如腾讯公交乘车码，即是通过手机生成的一种二维码电子车票，能够在公交车上刷码乘车。相较于传统的车票，二维码车票具有成本低，使用方便的特点。特别是二维码电子车票，通过手机生成，持手机检票，无需排队购票，方便快捷，低碳环保。
（一）“谁执法谁普法”责任制内涵不明确，各责任单位主体意识有待加强。目前，虽然在国家层面已经提出了“谁执法谁普法”的普法责任制，但是对普法责任主体的认定还存在模糊的界定，部分单位（部门）认为自身并不具备执法权，不必履行责任制，忽视了对本单位本系统开展工作所依据的法律法规的宣传普及；部分单位虽已开展“谁执法谁普法”相关工作，但对党政主要负责人履行推进法治建设第一责任人职责规定的认识不够到位，未能认识到落实责任制对于提升执法水平、促进社会和谐平安发展的重要性，存在一定消极应付、流于形式的情况。
第二，塌孔[4]。塌孔也是施工建设常见的问题，究其原因，未在石块层位置埋深护筒。特别是在操作方面，应根据图纸具体要求完成操作任务，使得桩基有效固定且转盘处于水平状态，转杆处于垂直状态。如果孔壁倒塌，应当及时采取拆卸的措施，在护筒重新安装以后再次钻孔作业。
传统的车票含有存储芯片，通过读写器可以读写车票内部存储区。在进行车票处理时，可以读取卡片内存储的信息，并写入相关交易信息，更新车票当前状态等。而二维码纸质车票或者电子车票，相当于一张二维码图片，本身信息无法修改，所以无法记录相关交易信息和更改车票当前状态。因此，传统车票基于卡内存储信息的检票机制不适用于二维码车票。传统车票根据卡内写入的交易信息和可更新的车票状态，能准确判断车票当前所处状态，天生具有防止一票多刷的特性。在轨道交通领域，乘客通过自动售票机购买单程票，自动售票机发售单程票时，会更改单程票卡内的车票当前状态为已发售状态。乘客持单程票进闸时，检票机会判断车票的当前状态是否是已发售状态，只有处于已发售状态的车票，才允许进闸。在进行进闸处理时，检票机将单程票卡内的当前状态更新为已进闸状态。当乘客持单程票出闸时，检票机会判断车票的当前状态是否为已进闸状态，只有处于已进闸状态的车票，才允许出闸。从以上处理逻辑可以看出，重复进出闸都是不允许的。当乘客持单程票进闸之后，车票状态更新为已进闸，如果乘客再次持该单程票进闸，由于车票状态不是已发售状态，因此，检票机会拒绝该单程票的进闸，从而有效防止车票的重复进闸。由于二维码车票无法更新车票状态，因此无法采用传统车票那样的处理机制来防止一票多刷。防止二维码车票的重复使用，是二维码车票检查的一个重要方面。
1 在线检票防重
所有售检票设备都与后端售检票系统管理平台通过网络连接，通过后台管理平台进行防重处理。所有单程票的售票信息和检票信息都会形成售检票交易数据，从售检票终端设备上传到售检票系统管理平台。这些售检票交易数据包含了原始的二维码信息，交易类型、交易设备和交易时间等信息。其中原始的二维码信息可以唯一的标识一张二维码车票，通常包含了车票发售站点ID、发售设备ID，车票发售时间、车票价格和不重复的序列号等。售检票系统管理平台对这些售检票交易数据进行入库保存。当乘客通过自动售票机购买单程票时，自动售票机将单程票购票交易信息上传到售检票系统管理平台，售检票系统管理平台将该购票交易信息入库。当乘客持单程票进闸时，自动检票机主动到售检票系统管理平台进行车票验证，自动售检票系统管理平台通过查询售票交易数据库，可以判断该车票是否为自动售票机发售，从而防止车票伪造[3]。同时，自动售检票系统管理平台还查询检票交易数据库，判断该车票是否已使用，从而防止车票重刷，避免车票重复进出闸。整个在线防重处理的示意图如图1 所示。
蓝牙回写要求手机和扫码设备都支持蓝牙。当乘客在扫码设备上出示二维车票时，扫码设备读取二维码车票信息，对二维码车票进行处理，处理完成后，通过蓝牙将处理结果回传给手机APP，手机APP 接收到处理结果后，对乘客的二维码状态进行修改，形成一个新的二维码。通过这种方式，使得电子二维码车票具备了传统车票所具有的车票状态可更新的特点，从而使得二维码车票本身具备防重功能。蓝牙回写的优点是对网络没有依赖，也不依赖后台处理系统。其缺点是要求乘客手机必须支持并打开蓝牙，检票设备也必须支持和打开蓝牙。蓝牙回写处理示意图如图2 所示。
图1
二维码回写技术，是用技术的方式改变二维码电子车票只读不可写的特性，将二维码车票变为可读可写的载体。根据应用场景，二维码回写具有多种实现方式，如蓝牙回写、4G 回写等。不论何种方式，都是对二维码电子车票状态进行更新。
2 回写防重
在线防重的优点是业务逻辑简单，实现起来方便，缺点是受网络环境的影响很大，对后台防重验证系统的依赖较高。由于在线防重，其整个防重处理都由后台系统实现，当终端设备与后台系统网络中断时，防重功能将无法实现。整个在线防重的响应时间包含验证请求的网络传输时间、后台验证处理的时间和验证结果的网络传输时间。验证请求的网络传输时间和验证结果的网络传输时间取决于网络状况。当网络状况不稳定或者出现拥堵时，会明显的影响防重的反馈速度，从而影响检票的速度。后台验证处理的时间取决于后台系统的处理速度，并发处理能力等。在线防重对后台系统的处理性能要求比较高，要求能快速响应，如果后台防重检查出现处理延迟，将极大的影响终端检票设备的检票速度。
2.3 无形成果 圈员自品管手法、解决问题的能力、沟通协调能力、责任心、自信心、积极性、团队凝聚力及和谐度共8项对QCC实施前后进行评分，每项每人最高5分，最低1分，经统计对比，各项总分及平均分提高明显，见图5。
图2
4G 回写是通过网络的方式，实现二维码电子车票的更新。当乘客在扫码设备上出示二维码车票时，扫码设备读取二维码车票信息，对二维码车票进行处理，处理完成后，将处理结果反馈给后台处理系统，后台处理系统将处理结果推送给手机APP，手机APP 接收到处理结果后，对乘客的二维码车票状态进行修改，形成一个新的二维码。其中后台处理系统与手机APP 的交互，需要通过4G 网络进行。4G 回写技术对硬件没有特殊要求，但对4G 网络、内网以及后台处理系统都有依赖。4G 回写处理示意图如图3 所示。
图3
二维码回写技术可以有效的防止一码多刷，解决单边交易的问题。但对于二维码的复制，则无法解决。对于二维码的复制，可以通过对二维码车票定时更新的方式来解决。一张生成的二维码车票每隔一定时间更新一下，这个间隔时间就是二维码车票的有效期，二维码车票里记录了车票的最后更新时间。当该车票在检票设备上进行检票时，检票设备会对比车票的最后更新时间，判断二维码是否超过有效期，超过有效期，则可以判断该车票为复制车票而失效。假设二维码车票更新间隔为5s，当一个二维码车票从复制到使用的时间超过5s，就会被判为失效。
回写防重技术的优点是摆脱检票设备对后台系统的过度依赖，特别是对后台系统处理性能的依赖。缺点是无法对纸质二维码车票进行处理。
3 广播防重
广播防重技术是将检票设备对二维码的检票信息通过广播的方式发送到其它检票设备，来防止重刷。当乘客在某台检票设备上出示二维码车票时，检票设备查询本机保存的从其它检票设备广播过来的二维码检票信息，判断该二维码车票是否已在其它检票设备上使用过，由此来防止重刷。当车票通过了有效性检查和防重检查，并正确处理后，检票设备将该二维码车票的信息广播到其它检票设备，其它检票设备接收到广播的二维码车票信息后，将该信息保存，作为二维码车票防重处理的依据。采用广播防重处理技术，由于每个检票设备都要接收其它检票设备发送过来的检票信息，传送和接收的信息量比较大，广播信息对网络也会造成较大影响。为防止检票机内部积存较多的二维码广播信息，可根据车票有效期对二维码广播信息进行定时清除。一般的二维码车票都有有效期，即车票从发售到使用之间有一个最长时间规定，超过该时间，就认为车票已失效。检票机定时对保存的二维码车票信息进行检查，超过有效期的二维码车票信息被从保存的信息里清除，从而减少保存的广播车票数量，减少存储空间、提高防重检查速度。广播防重处理示意图如图4 所示。
图4
广播防重技术的优点是对硬件没有要求、不依赖于后台处理系统，且能够处理纸质二维码车票。缺点是对局域网网络状态要求较高，只适用于终端检票设备数量不多，且都位于同一局域网的场合，如某机场的检票系统、某线路有轨电车的检票系统等。
参考文献
[1]赵东林.跨行二维码支付方案研究[A].2016 年第二届今日财富论坛论文集[C].2016.
[2]凌骁珺，王煜.二维码技术的分析与研究[J].电脑知识与技术，2018（21）.
[3]梁超，董青.防伪新思路-基于二维码的新型防伪系统设计与实现[J].中国自动识别技术，2014（02）.
中图分类号： F532文献标识码：A文章编号：1004-7344（2019）20-0190-02
收稿日期： 2019-4-30
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