Математическое и программное обеспечение технологии электронных платежей в сетях сотовой связи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат технических наук Золотарев, Олег Анатольевич

• Золотарев, Олег Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Золотарев, Олег Анатольевич

Список терминов.

Введение.

Глава 1. Обзор по мобильной коммерции.

1.1. Критический анализ состояния мобильной коммерции в мире.

1.1.1. Эволюция рынка мобильных платежей: общие тенденции.

1.1.2. Региональные аспекты развития рынка мобильных платежей.

1.2. Анализ условий развития платежных систем для сетей сотовой связи в России. Анализ нормативно-правовой базы, анализ схем осуществления платежных операций с помощью мобильного терминала.

1.3. Формирование требований к платежной системе.

1.4. Выводы по первой главе.

Глава 2. Архитектура Электронной Платежной Платформы для Сетей сотовой

Связи (ЭППСС).

2.1. Бизнес-архитектура.

2.1.1. Основные бизнес-модели.

2.1.2. Основные модели бизнес-процессов в ЭППСС.

2.2. Программная архитектура.

2.3. Основные компоненты программной архитектуры.

2.3.1. Процессинговый центр.

2.3.2. Центр управления счетами.

2.3.3. ПО Пользователя.

2.3.4. ПО Продавца.

2.3.5. ПО Оператора связи.

2.3.6. Аппаратная структура ЭППСС.

2.4. Выводы по второй главе.

Глава 3. Инструменты разработки сервисов.

3.1. Требования к мобильному сервису нового поколения.

3.2. Инструментальная среда.

3.2.1. Формальная постановка задачи проектирования мобильных сервисов.

3.2.2. Интеллектуальный подход к решению задачи проектирования мобильных сервисов.

3.2.3. Представление архитектуры мобильного сервиса в форме функциональной цепочки.

3.2.4. Принцип действия и состав инструментальной среды.

3.2.5. Система вопросов, управляющих процессом формирования мобильного сервиса в инструментальной среде.

3.2.6. Оценка архитектуры инструментальной среды.

3.3. Использование способов локального взаимодействия.

3.3.1. Характеристики технологии NFC.

3.3.2. Классификация NFC-приложений для мобильного телефона.

3.3.3. Программные средства, обеспечивающие работу с NFC в мобильном телефоне.

3.3.4. Сервис электронной продажи билетов с использованием технологии NFC.

3.4. Типовой сервис продажи электронных билетов.

3.4.1. Принцип работы и характеристики демонстрационного сервиса электронной продажи билетов.

3.4.2. Реализация основных программных модулей сервиса.

3.4.3. Автоматизация процесса создания сервиса посредством инструментальной среды.

3.5. Выводы по третьей главе.

Глава 4. Исследование производительности систем по предоставлению мобильных услуг.

4.1. Исследование производительности ЭППСС.

4.1.1. Задачи исследования производительности;.

4.1.2. Экспериментальное изучение производительности (тестирование)

4.1.3. Моделирование производительности.

4.1.4. Моделирование на основе анализа структуры кода.

4.1.5. Сравнительный анализ методов исследования производительности

4.2. Тестирование программного комплекса ЭППСС.

4.2.1. Постановка задачи.

4.2.2. Организация экспериментального стенда.

4.2.3. Анализ условий проведения эксперимента.

4.2.4. Воспроизводимость результатов.

4.2.5. Исследование влияния на производительность конфигурации RAID - массива.

4.3. Анализ характеристик производительности мобильного сервиса на основе технологии NFC как обслуживающей системы.

4.3.1. Описание модели мобильного NFC сервиса как обслуживающей системы.

4.3.2. Измерение нагрузки и параметризация входных данных системы

4.3.3. Измерение производительности системы.

4.3.4. Модификационный анализ используемой модели.

4.4. Выводы по четвертой главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическое и программное обеспечение технологии электронных платежей в сетях сотовой связи»

Актуальность проблемы. Высокое проникновение услуг подвижной радиосвязи (включая неголосовые) практически во все слои населения (около 100% в крупных городах РФ) не соответствует качеству предоставляемых мобильных сервисов и контента (типовые развлекательные продукты — картинки, рингтоны, игры). Этот диссонанс уже с 2005г. привел к перегреву рынка «мобильного контента» и стагнации доходов операторов связи и провайдеров мобильных услуг [3]. Причиной существующего дисбаланса между высоким уровнем развития мобильных технологий и низким уровнем существующих мобильных сервисов является тот факт, что возможности провайдеров по предоставлению мобильных услуг нового поколения (мобильное телевидение, электронные билеты и пр.) не обеспечены соответствующими технологиями их тарификации и оплаты. Как следствие, большинство провайдеров контента предоставляют свои услуги по стандартным схемам тарификации с использованием биллинга оператора связи или посредством так называемых агрегаторов [36]. В общем случае это приводит к существенному повышению себестоимости услуги, и, кроме того, не обеспечивает легитимной юридическо-финансовой схемы взаимодействия с потребителем. Использование указанных выше схем определяет экстенсивный характер развития мобильных услуг в РФ, что означает ориентированность сервисов на конкретные технологические платформы операторов связи и агрегаторов, а также порождает риски отвественности за некачественное оказание услуги.

Выходом из сложившейся ситуации является разработка и создание платежной платформы, реализующей адекватные способы оплаты мобильных услуг на основе технологии электронных платежей. Наличие такой платформы, позволяет разработать и обосновать принципиальную архитектуру типового мобильного сервиса, предполагающую непосредственное взаимодействие пользователя и провайдера услуги на легитимной основе согласно действующему законодательству РФ. Это, в свою очередь, дает возможность сформировать подход к автоматизации процесса создания типового сервиса, который позволил бы заложить основу для использования надлежащей схемы оплаты уже на стадии разработки и проектирования. Этот подход, очевидно, должен охватывать достаточно широкий класс типовых мобильных сервисов, как существующих, так и перспективных. Таким образом, требуется определить систему требований к электронной платежной платформе для сетей сотовой связи (ЭППСС), определить бизнес-схему функционирования ЭППСС на основе нормативно-правовой базы РФ и разработать программную архитектуру ЭППСС. Следующим шагом, позволяющим ускорить развитие мобильных услуг в РФ, является создание инструментария для автоматизированной разработки типовых мобильных сервисов, подразумевающих обращения к электронной платежной платформе.

Следует отметить, что в других беспроводных сетях, базирующихся на стандартах отличных от GSM и CDMA, например, на стандарте WiMAX (торговая марка Yota) не представляется возможным обеспечить предоставление такого же широкого класса мобильных услуг, как в сетях GSM, и в частности, обеспечить реализацию легитимной схемы оплаты услуги. Это связано с невозможностью идентифицировать пользователя. В сетях сотовой связи идентификацию пользователя возможно осуществить по номеру телефона, жестко связанному с SIM-картой, которой, в свою очередь соответствует учетная, запись у оператора связи, содержащая персональные данные абонента.

Целью диссертационной работы является решение задачи, имеющей существенное значение для организации предоставления массовых мобильных он-лайн услуг нового поколения, а именно - разработка математического и программного обеспечения, позволяющего использовать технологии электронных платежей в сетях сотовой связи и создание технологической инструментальной среды для автоматизации проектирования и разработки мобильных сервисов, поддерживающих оплату на основе электронных платежей.

Основные задачи диссертационной работы. Достижение поставленной цели подразумевает решение следующих задач:

1. Критический анализ состояния отрасли мобильной коммерции в различных регионах мира с учетом специфики государственного регулирования в области электронных платежей.

2. Анализ условий для создания ЭППСС в РФ на основе существующей нормативно-правовой базы и формирование требований к электронной платежной системе для использования в сетях сотовой связи.

3. Разработка и обоснование бизнес-архитектуры ЭППСС, высокоуровневой и низкоуровневой программной архитектуры ЭППСС.

4. Разработка инструментальной технологической среды для создания мобильных он-лайн сервисов на основе использования электронных платежей.

Научную новизну результатов работы определяют:

1. Новый подход к разработке системного программного обеспечения для совершения электронных платежных операций на основе действующего в РФ нормативно-правового регулирования в финансово-экономической сфере.

2. Новый подход к архитектуре мобильного он-лайн сервиса как распределенного приложения. Эта архитектура обеспечивает непосредственное взаимодействие пользователя с провайдером услуги на легитимной основе, создаваемой использованием ЭППСС.

Методы исследования включают в себя итеративный подход, который использует спиральную методологию, позволяющую обеспечить надежность разрабатываемой системы. Процесс разработки включает прототипирование, кодирование, модульное и системное тестирование.

Достоверность научных результатов и выводов подтверждается строгостью наложенных ограничений, обоснованностью применения методов разработки системного ПО, проведенным исследованием характеристик ЭППСС как критической системы, а также практическим использованием разработанных методов и средств при создании систем электронных платежей на основе технологии ПэйКэш [2].

Практическую ценность работы составляют:

1. Перечень требований к системе электронных платежей, обеспечивающих легитимность платежных операций согласно нормативно-правовой базе РФ.

2. Программная архитектура электронной платежной платформы в сетях сотовой связи и описание основных ее компонентов.

3. Концепция инструментальной среды для разработки мобильных он-лайн сервисов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Основой для разработки программной архитектуры ЭППСС является бизнес-процесс осуществления электронных платежей согласно действующему законодательству РФ

2. Двухзвенная бизнес-модель (клиент-провайдер) предоставления мобильных услуг с оплатой на основе использования ЭППСС полностью определяет программную архитектуру сервиса, что позволяет реализовать технологическую среду для автоматизированного проектирования и разработки сервиса.

Внедрение (реализация) результатов работы. Результаты работы нашли свое применение при выполнении проекта направления 1.4 «Генерация знаний» ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» «Инструментальная технологическая среда для создания массовых мобильных он-лайн сервисов нового поколения» (НИР 2008-4-1.4-18-01-022). В процессе работы получено два свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ: «Инструментальная технологическая среда для создания мобильных он-лайн сервисов нового поколения» (свидетельство № 2009610628) [4], «Сервис продажи электронных билетов» (свидетельство № 2009611398) [5].

Апробация диссертации. Изложенные в диссертации результаты обсуждались на международных и российских научно-технических конференциях: VI Международная конференция «Подвижная связь в России. Правила оказания услуг подвижной связи» (2005г. Москва), 5-ая международная конференция «Мобильная связь в России. Тенденции и перспективы развития» (2006г. Москва), 2-ая Международная конференция «Мобильная коммерция и платежи» (2006г., Москва), 9-й Международный экономический форум (2005 г., С-Петербург), «Мобильная коммерция -2008» (2008г., Москва).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ (из них 6 — в изданиях из перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК РФ).

Личный вклад автора в работах, выполненных в соавторстве, заключается в проведении анализа состояния отрасли мобильной коммерции в проведении анализа условий для создания ЭППСС в РФ и в формировании требований к ЭПСС, определяющих ее высокоуровневую программную архитектуру, в разработке концепции инструментальной технологической среды для создания мобильных он-лайн сервисов и формировании подходов к проектированию мобильных сервисов, в диссертацию включены результаты, которые соответствуют личному участию автора.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы (83 наименования). Содержит 187 с. текста, включая 53 рис. и 39 табл.

Заключение диссертации по теме «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», Золотарев, Олег Анатольевич

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующему

• На основе анализа мирового опыта мобильной коммерции и условий для развития данной отрасли в РФ, определяемой спецификой законодательства, сформулированы обоснованные требования к электронной платежной платформе для применения в сетях сотовой связи (ЭППСС).

• Предложена и обоснована программная архитектура ЭПСС, обеспечивающая легитимную финансово-юридическую схему оплаты мобильных услуг на основе использования предоплаченного финансового продукта (ПФП) на базе технологии ПэйКэш.

• Предложена и обоснована универсальная принципиальная архитектура типового мобильного сервиса, обеспечивающая взаимодействие пользователя и провайдера услуги согласно требований законодательства РФ.

• Разработана концепция инструментальной технологической среды, позваляющей автоматизировать процесс проектирования и разработки мобильных он-лайн сервисов, пригодных для внедрения на российском рынке мобильных услуг.

177

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Золотарев, Олег Анатольевич, 2009 год

1. Chaum D., Security without Identification: Transaktions Systems to Make Big Brother Obsolete // Communications of the ACM. 1985 - vol.28, №10.

2. Патенты РФ №№ 2144695, 2153191, 2157001, 2202827; Патент США№ US 6,557,759 Bl.

3. Золотарев O.A., Кузнецов И.В., Крупное А.Е, Скородумов А.И., Внедрение мобильных платежей как ключевой фактор развития рынка инфокоммуникационных услуг// Мобильные системы №6 — 2007.

4. Инструментальная технологическая среда разработки мобильных онлайн-сервисов/ А.В. Бухановский, О.А. Золотарев, Е.А. Гринина, Р.Ю. Григорьев // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009610628 от 27.01.2009 г.

5. Программный сервис электронной продажи билетов в сетях сотовой связи/ А.В. Бухановский, О.А. Золотарев, Е.А. Гринина, Р.Ю. Григорьев, И.А. Пименов // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009611398 от 12.03.2009 г.

6. Новомлинский JL, Электронная Коммерция Тенденции развития в мире и в России// (01.09.2000)); режим доступа: www.tops.ru/publishing/pub 007.html

7. Сарьян В.К., Золотарев О.А., Формирование сектора платежных услуг на сетях мобильной связи третьего поколения// Мобильные Системы №9 — 2004

8. Сотовая Связь в России, Июнь 2009, J'son & Partners, http://www.ison.ru/poleznve materialy/free market watches/analytics/cellular,april 2011/

9. Caroline Boyd, Katy Jacob, Jennifer Tescher, Mobile Financial Services and the Underbanked: Opportunities and Challenges for mbanking and inpayments, Center for Financial Services Innovation, April 2007, www.cfsinnovation.com.

10. Just how transformational is m-banking, David Porteous, FinMark Trust, February 2007.

11. Micro-Payment Systems and their application to mobile networks, An infoDev Report, January 2006, www.gsmworld.com.

12. Wei J., Ozok A., Development of a web-based mobile airline ticketing model with usability features// Industrial Management & Data Systems — vol. 105, № 9-2005-p.1261-1277.

13. Paying by text, down to a tea// The Sunday Business Post, November 2002.14. 2008 Mobile Financial Services Study, April 2008, Alexander Rolfe, Edgar Dunn & Company, www.edgardunn.com

14. Telecom Operators: In the eye of the telecom media storm, Februaiy 2008, Jean-Luc Cyrot, Arthur D. Little, Analytic report.

15. Mobile Payments: Strategies & Markets 2007-2011, July 2007, Alan Goode, Juniper Research, www.iuniperresearch.com

16. Nokia, Philips and German Public Transport Network Operator RMV trial NFC for ticketing, November 2004, NXP. http://www.nxp.com/news/content/file 1103 .html

17. K. Taga and J.Karlsson. Arthur D. Little Global M-Payment 2004. Technical report, Arthur D. Little's Telecommunications, IT, Media & Electronics (TIME) Practice, Vienna, Austria, 2004.

18. Сарьян B.K., Золотарев О.А., Кузнецов И.В., Кожевников С.В. Анализ международного опыта использования сетей- мобильной связи для совершения платежных операций; // Мобильные системы №3- 2005.

19. Telecom Austria: http://www.telecom.at/

20. NTT docomo.-http://www.nttdocomo.com/

21. Near Field Communications (NFC), ABI Research, Analytic report- 2007, 120p.

22. Arthur D. Little's Global M-Payment Report 2004 M-Payments Making Inroads, 2005, Karim Taga, Johan Karlsson, Arthur D. Little, www.adl.com

23. Крупнов Ю.С. О природе электронных денег // Бизнес и Банки № 5 — 2003.

24. Dewan S.G. and Chen L.-D., Mobile Payment Adoption in the USA: A Cross-industry, Cross-platform solution// Journal of information Privacy and Security vol.1, №2 - 2005 - p. 4-28.

25. Ching L.T. and Garg H.K., Designing SMS application for public transport service system in Singapore// ICCS 2002. The 8th International Conference on Communication Systems vol.2, №11- 2002 - p. 706-711.

26. Vyas A., O'Grady P., A Review of Mobile Commerce Technologies// Department of Industrial Engineering, University of Iowa, 2001.

27. Merging Models for Mobile Commerce, Consult Hyperion, White Paper, March 2002.

28. Генкин A.C., Российский рынок электронных платежных систем развивается семимильными шагами// Business Nowadays № 1 — 2007.

29. Генкин А.С., Юридические аспекты деятельности электронных платежных систем // Терминал Ру. Первая полоса Рунета № 4 - 2008.

30. Отчет по НИР «Разработка концепций Универсальной Платежной Платформы для оплаты товаров и услуг с использованием существующих и перспективных сетей связи» Инфокоммуникационный Союз, 2007г.

31. Федеральный; Закон РФ от 02.12.1990 N 395-1 «О банках и банковской деятельности».

32. Федеральный Закон от 19.07.2007 N 140-ФЗ «О внесении изменений вIотдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам,связанным с осуществлением индивидуального (персонифицированного) учета в системе обязательного пенсионного страхования»

33. Генкин А.С., Еще раз об идентификации/ http://moneynews.ru/8399/

34. Резников Ш.Т., Концепции продвижения услуг связи третьего поколения, Национальная Ассоциация Операторов Сетей Связи Третьего Поколения 3G, Москва, 2002г.

35. СоммервиллИ. Инженерия программного обеспечения, 6-е изд./Пер. с англ.// М.: Издательский дом «Вильяме», 2002. — 624 с.

36. Сети и телекоммуникации // редакторская статья; 2005.01.17. www.seti.com.ua.

37. Ковальчук С.В., Иванов С.В., Колыхматов И.И., Бухановский А.В., Особенности проектирования высокопроизводительных программных комплексов для моделирования сложных систем // Информационно-управляющие системы №3 - 2008 - с. 10-18

38. Нечаев Ю.И., Искусственный интеллект: концепции и приложения // СПб, Изд. СПбГМТУ, 2000, 294 с.

39. Гринина Е. А., Золотарев О. А., Пименов И. А., Бухановский А. В., Интеллектуальные технологии проектирования и разработки массовых мобильных сервисов // Приборостроение №10 — 2009 - с. 74-76

40. Applying and Interpreting Object Oriented Metrics. http://satc.gsfc.nasa.gov/support/STC APR98/applv oo/applv oo.html

41. Renato Manzan de Andrade, Reginaldo Arakaki, Teaching Software Architecture Quality based on run-time metrics// International Conference on Engineering Education, ICEE, 2007.

42. Per-Olof Bengdsson, Architecture Level Software Quality Prediction.

43. Ailisto H., et al., Bridging the physical and virtual worlds by local connectivity-based physical selection // Personal and Ubiquitous Computing — vol. 10, №6 2006 - P. 333-344.

44. Anokwa Y., et al., A User Interaction Model for NFC Enabled Applications // Proceedings of Fifth IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PerComW'07) 2007 - P. 357-361.

45. Kostakos V., et al., Building Common Ground for Face to Face Interactions by Sharing Mobile Device Context // Lecture Notes in Computer Science — vol. 3987-2006-P. 222-238.

46. NFC Forum. www.NFC-forum.org

47. Choi Y.B., et al., The state-of-the-art of mobile payment architecture and emerging issues // International Journal of Electronic Finance — vol. 1, №1 — 2006-P. 94-103.

48. ISO/IEC 18092 (2004), Telecommunications and information exchange between systems Near Field Communication Interface and Protocol -1 (NFCIP-1).http://www.iso.org/iso/isocatalogue/catalogue tc/cataloguedetail.htm?csnum ber=38578

49. NXP Semiconductors. Mifare contactless authentification. www.nxp.com/products/identification/mifare/

50. Sony Global. Felica. www.sony.net/Products/felica/

51. ISO/IEC 21481 (2005), Telecommunications and information exchange between systems Near Field Communication Interface and Protocol -2 (NFCIP-2).http://www.iso.org/iso/iso catalogue/catalogue tc/catalogue detail.htm?csnum ber=40261

52. International Organization for Standardization. Proximity cards. ISO/IEC 14443,2003.

53. ISO/IEC 15693 (2006), Identification cards Contactless integrated circuit cards - Vicinity cards - Part 2: Air interface and initialization. http://www.iso.org/iso/iso catalogue/catalogue tc/catalogue detail.htm?csnum ber=39695

54. Leong C.Y., et al., Near Field Communication and Bluetooth Bridge System for Mobile Commerce// Industrial Informatics, 2006 IEEE International Conference, Singapoure 16-18 Aug. 2006-P. 50-55.

55. Mannle M., Interoperable Mobile Payment A Requirements - Based Architecture// Wirtschaftinformatik Proceedings 2003. Paper 6.

56. Madlmayr G., Dillinger O., et al., Secure Token Concept within a Near Field Communication Ecosystem// Proceedings of the FH-Science Day, Hagenberg, 2006.t i