技术领域
[0001] 本申请涉及财务数据管理技术领域，尤其涉及一种基于区块链技术的一卡通财务系统及设备。
相关背景技术
[0002] 校园一卡通作为师生在校学习生活的身份凭证和消费介质，是师生出入校、办事、活动和消费的重要卡证。目前，校园一卡通通常为基于射频识别技术的IC卡，其作为消费卡使用时，需要先在特定充值终端将钱充到卡里，再到其他消费终端消费；或者通过手机等移动终端向卡里充值后，再到特定充值终端写卡，以将钱写入到卡里。然而，对于每周生活费固定的初高中学生，他们不允许携带手机到校园，通常在周日下午携带现金返校时，在特定充值终端排队充值，导致排队人数非常多，非常影响用户体验。
具体实施方式
[0018] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0019] 请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种基于区块链技术的一卡通财务系统的结构示意图。如图1所示，本申请实施例的基于区块链技术的一卡通财务系统，包括移动终端101、消费充值终端102和区块链网络103，所述区块链网络103分别与移动终端101和消费充值终端102通信连接，所述消费充值终端102设有消费芯片和充值芯片。
[0020] 所述移动终端101，用于向所述区块链网络103发起充值订单请求，所述充值请求携带有第一交易信息，所述第一交易信息包括IC卡账户、充值金额、支付方账户和支付凭证；所述区块链网络103，用于响应于所述充值订单请求，根据所述第一交易信息，对所述充值订单请求进行验证，若所述充值订单请求验证通过，则将所述充值金额从所述支付方账户转移至所述IC卡账户；
所述消费充值终端102，用于当感应到目标IC卡时，获取所述目标IC卡的账户信息，并通过所述充值芯片，向所述区块链网络发起写卡请求，所述写卡请求携带有第二交易信息，所述第二交易信息包括所述目标IC卡的账户信息以及所述消费充值终端102的终端标识；
所述区块链网络103，用于响应于所述写卡请求，根据所述第二交易信息和所述交易成功信息，对所述写卡请求进行验证，若所述写卡请求验证通过，则通过所述消费充值终端102，将所述IC卡账户中的充值金额写入到所述目标IC卡的微电子芯片中。
[0021] 在本实施例中，移动终端为学生家长的手机、平板电脑和笔记本电脑等终端，消费充值终端为具备消费读卡功能和充值写卡功能的读写设备，例如学校饭堂窗口的IC卡刷卡机，其中消费芯片为饭堂刷卡机原有的消费功能芯片，充值芯片可以为特定充值终端的充值芯片；区块链网络由组成财务系统的多个计算机设备组成。
[0022] 本实施例通过移动终端向一卡通账户充值，解决了学生通常在周日返校时集中排队充卡，排队的学生较多的问题；由于消费充值终端通常为商家所有，一卡通在消费充值终端写卡时容易被劫持，例如以消费订单方式将充值金额从一卡通账户扣除写入消费充值终端，导致学生一卡通账户的充值金额被盗取，所以本实施例利用区块链网络的不可篡改特点，记录充值过程和写卡过程，保证充值写入过程的安全性。
[0023] 作为示例而非限定，学生家长通过移动终端发起充值订单请求，区块链网络对该充值订单请求进行验证、记录和响应，将充值金额转移到一卡通账户；学生在校时，通过校园内的任一消费充值终端（如饭堂的刷卡机），将IC卡放置在刷卡机的感应位置，刷卡机感应到IC卡，则发起写卡请求，区块链网络对该写卡请求进行验证，验证成功后将一卡通账户的充值金额写入到学生的IC卡中，完成充值。
[0024] 在一些实施例中，如图2所示，所述区块链网络103包括主链1031和分片链1032，所述分片链1302以多个所述消费充值终端102作为分片链节点；所述主链1031，用于响应所述充值订单请求，并将交易成功信息广播至所述分片链；
所述分片链1032，用于响应所述写卡请求。
[0025] 在本实施例中，主链为财务系统的多个计算机组成的主链网络，分片链为校园内所有消费充值终端组成的分片链网络，并且主链与分片链进行跨链通信。本实施例利用主链对充值订单请求进行验证、记录和响应，利用分片链对写卡请求进行验证、记录和响应。
[0026] 可选地，在主链将充值金额从支付方账户转移至IC卡账户后，将交易成功信息广播至分片链，即分片链的多个消费充值终端均接收到该交易成功信息，以便于消费充值终端在感应到IC卡时，根据交易成功信息中的IC账户，对感应到的IC卡的账户进行本地验证，若当前感应到的IC卡账户与交易成功信息中的IC账户相同，则直接向区块链网络发起写卡请求，从而提高写卡过程的感应匹配效率，进而缩短学生将IC卡放置在刷卡机感应位置的时间，提高写卡效率。并且，将消费充值终端作为分片链节点，在一个消费充值终端完成写卡后，其他消费充值终端也能够实时得知该写入完成信息，避免重复写卡。
[0027] 需要说明的是，本实施例通过将区块链网络配置为主链和分片链，分离充值过程和写卡过程，能够提高充值效率和写卡效率，同时能够利用多个消费充值终端对写卡请求进行验证，避免重复写卡。
[0028] 在一些实施例中，所述主链包括第一主链节点和多个第二主链节点；所述第一主链节点，用于根据所述第一交易信息，对所述充值订单请求进行验证，若所述充值订单请求验证通过，则将所述充值订单请求打包为第一新区块，并将所述第一新区块广播至所述第二主链节点；
所述第二主链节点，用于对所述第一新区块进行验证，若所述第一新区块被预设数量的所述第二主链节点验证通过，则将所述充值金额从所述支付方账户转移至所述IC卡账户，并将所述第一新区块加入到所述第二主链节点的本地链中，以及将所述交易成功信息广播至所述分片链。
[0029] 在本实施例中，第一主链节点为对充值订单请求进行验证的第一个主链节点，第二主链节点为对充值订单请求进行验证的其他主链节点。通过对充值订单请求进行多节点验证和多节点记录，能够提高交易安全性。
[0030] 示例性地，移动终端发起充值订单请求至区块链网络，由主链进行处理，主链中的任一节点作为第一主链节点，对充值订单请求进行验证，验证交易合法性，例如验证一卡通账户和支付方账户的地址是否有效、支付方账户是否有足够支付余额等；若验证通过，则第一主链节点将充值订单请求打包为新区块，并将新区块广播到整个主链网络；第二主链节点接收到新区块后，对新区块进行验证，包括验证交易合法性、区块正确性和顺序等；若第二主链节点验证通过，该第二主链节点将新区块加入到其本地区块链中，并将新区块继续广播给其他第二主链节点进行验证，当新区块被预设数量的主链节点确认后，将充值金额从所述支付方账户转移至所述IC卡账户，充值交易成功，并将交易成功信息跨链广播至分片链。
[0031] 在一些实施例中，所述分片链包括第一分片链节点和第二分片链节点；所述第一分片链节点，用于根据所述第二交易信息和所述交易成功信息，对所述写入请求进行验证，若所述写入请求验证通过，则将所述写入请求打包为第二新区块，并将第二新区块广播至所述第二分片链节点；
所述第二分片链节点，用于根据所述交易成功信息，对所述第二新区块进行验证，若所述第二新区块被预设数量的所述第二分片链节点验证通过，则将所述IC卡账户中的充值金额写入到所述目标IC卡的微电子芯片中，并将第二新区块加入到所述第二分片链节点的本地链中。
[0032] 在本实施例中，第一分片链节点为对充值订单请求进行验证的第一个分片链节点，第二分片链节点为对充值订单请求进行验证的其他分片链节点。通过对写入请求进行多节点验证和多节点记录，能够提高交易安全性。
[0033] 在一些实施例中，所述消费充值终端102，还包括射频读写模块；所述射频读写模块，用于在感应到所述目标IC卡时，获取目标IC卡的账户信息；
所述充值芯片，用于根据所述区块链网络的交易成功信息，对所述目标IC卡的账户信息进行匹配，若匹配成功，则向所述区块链网络发起所述写卡请求。
[0034] 在本实施例中，当感应到IC卡账户时，根据交易成功信息中的IC账户，对感应到的IC账户进行本地匹配，提高匹配效率，减少IC卡需要放置在刷卡机感应位置等待写卡完成的时间。
[0035] 在一些实施例中，如图3所示，所述系统还包括校方财务终端104，用于通过所述区块链网络103，将奖学金发放至目标IC卡账户；所述消费充值终端102，用于通过所述区块链网络103，将所述目标IC卡账户中的奖学金写入所述目标IC卡账户对应IC卡的微电子芯片中。
[0036] 在本实施例中，为鼓励贫困学生或优秀学生努力认真学习，向学生发放奖学金，但目前以现金红包或者银行账户等方式发放，容易被青少年时间的学生因虚荣心而将奖学金用于其他用途，所以本实施例利用区块链网络，将奖学金发放至学生的IC卡账户，学生在将IC账户中的奖学金写入到IC卡的微电子芯片中，提高奖学金发放安全性。
[0037] 在一些实施例中，所述移动终端101，还用于向所述区块链网络103发起学费缴纳请求，所述学费缴纳请求携带有第三交易信息，所述第三交易信息包括IC卡账户、学费金额、支付方账户、支付凭证和收款方账户；所述区块链网络103，还用于响应于所述学费缴纳请求，根据所述第三交易信息，对所述学费缴纳请求进行验证，若所述学费缴纳请求验证通过，则将所述学费金额从所述支付方账户转移至所述IC卡账户；
所述消费充值终端102，还用于感应到所述IC卡账户对应的IC卡时，向所述区块链网络103发起缴费确认请求，所述缴费确认请求携带有第四交易信息，所述第四交易信息包括所述IC卡账户、学费金额、收款方账户以及所述消费充值终端的终端标识；
所述区块链网络103，用于响应于所述缴费确认请求，根据所述第四交易信息，对所述缴费确认请求进行验证，若所述缴费确认请求验证通过，则将所述IC卡账户中的学费金额转移到所述收款方账户。
[0038] 在本实施例中，当前学杂费缴纳通常采用银行转账或微信转账的方式，但这些缴纳方式容易被诈骗分子误导转账，导致被诈骗分子骗取学杂费，所以本实施例通过家长将学杂费充值到学生IC卡账户中，学生再到校通过消费充值终端进行确认转账，以将学生IC卡账户中的学杂费转移至收款方账户。
[0039] 可以理解的是，家长在发起缴费确认请求时，可以在一卡通财务系统的应用程序上选择对应的缴费选项，缴费选项中的收款方账户为缴费选项预设，无需家长输入，保证转账账户的准确性。
[0040] 参见图4，图4示出了本申请实施例提供的基于区块链技术的一卡通交易方法的流程框图。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，本申请实施例提供的基于区块链技术的一卡通交易方法，应用于消费充值终端，所述消费充值终端设有消费芯片和充值芯片，所述方法包括：步骤S101，当感应到目标IC卡时，获取所述目标IC卡的账户信息，并通过所述充值芯片，向区块链网络发起写卡请求，所述写卡请求携带有第二交易信息，所述第二交易信息包括所述目标IC卡的账户信息以及所述消费充值终端的终端标识，所述写卡请求用于所述区块链网络根据所述第二交易信息和所述交易成功信息，对所述写卡请求进行验证；
步骤S102，当所述写卡请求验证通过时，将所述IC卡账户中的充值金额写入到所述目标IC卡的微电子芯片中；
其中，所述充值金额为所述区块链网络对移动终端发起的所述充值订单请求进行验证，并在所述充值订单请求验证通过时，从所述支付方账户转移至所述IC卡账户的所述充值金额，所述充值请求携带有第一交易信息，所述第一交易信息包括IC卡账户、充值金额、支付方账户和支付凭证。
[0041] 上述的基于区块链技术的一卡通交易方法可应用于上述方法实施例的基于区块链技术的一卡通财务系统中的消费充值终端。上述系统实施例中与本方法实施例相同的可选项也适用于本实施例，这里不再详述。本申请实施例的其余内容可参照上述系统实施例的内容，在本实施例中，不再进行赘述。
[0042] 图5为本申请一实施例提供的消费充值设备的结构示意图。如图5所示，该实施例的消费充值设备5包括：至少一个处理器50（图5中仅示出一个）、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述至少一个处理器50上运行的计算机程序52，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述任意方法实施例中的步骤。
[0043] 所述消费充值设备5可以是消费充值终端。该消费充值设备可包括但不仅限于处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是消费充值设备5的举例，并不构成对消费充值设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
[0044] 所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器50还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路 (Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field‑Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0045] 所述存储器51在一些实施例中可以是所述消费充值设备5的内部存储单元，例如消费充值设备5的硬盘或内存。所述存储器51在另一些实施例中也可以是所述消费充值设备5的外部存储设备，例如所述消费充值设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述消费充值设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0046] 另外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意方法实施例中的步骤。
[0047] 本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在消费充值设备上运行时，使得消费充值设备执行时实现上述各个方法实施例中的步骤。
[0048] 在本申请所提供的几个实施例中，可以理解的是，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意的是，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。
[0049] 所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台消费充值设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read‑Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0050] 以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
