《自动取款机（ATM）密码保护》－第五届－中国宋庆龄基金会少年儿童发明奖

《自动取款机（ATM）密码保护》

来源：发布时间：2007-12-30 浏览次数：1065

金奖

作品名称：《自动取款机（ATM）密码保护》
吉林张建楠

作品说明

论文中图示见附图:
自动提款机（ATM）密码保护
摘要 本项目从自动提款机外部结构及内部系统两方面出发，采用在屏幕显示窗口安装光学玻璃（菲涅尔透镜）缩小可视范围和可选择复式键盘输入密码相结合的措施，双重保护储户密码安全，有效地解决了自动提款机用户密码易被窃取的问题。
关键词 自动提款机  密码  键盘
1  背景：
据中国银联战略发展部统计，截至去年第二季度末，我国各家商业银行累计发行信用卡7.14亿张，其中具有银联标识卡(即持卡人在贴有"银联"标识的ATM上方能使用，而不受发放银行限制的卡)3.1亿张，累计布放ATM机约6.4万台，而且我国信用卡受理市场正在不断改善。但是我们却面临着一个很严峻的考验，国内接连爆发好几家银行信用卡的盗领事件，在国际间，类似的自动提款机盗领事件层出不穷，香港在过去一年发生29起盗领事件，而美国也传出犯罪集团在提款机设下陷阱，导致顾客信用卡卡在提款机内，在顾客离开之后，随即加以盗领，英国也打响了信用卡安全保卫战。对于犯罪份子在ATM机上盗领的手段，大概总结如下：
(1) 秘密摄影。犯罪分子直接在ATM上安装针孔摄像机，记录下持卡人全部的操作，窃取到密码等关键信息从而进行犯罪活动。在入卡口处或门禁系统上安装类似读卡器的装置来获取持卡人的卡号，从而用伪造卡方便安全地盗取现金；
(2) 伪造通知。犯罪分子利用持卡人对转账业务不熟悉的特点，冒充管理行在网点张贴加盖银行公章的"紧急通知"或公告，声称柜员机系统需要进行程序升级，用户必须把资金转移到指定的账户上，个别案例还有"热心"人士前来提醒；
(3) 出口设障。用强力胶在吐钞口粘一块塑料片，或者直接用胶水封粘住出钞口，当取款者输入密码和金额、自动柜员机并不吐钞时，提款者会误以为是机器故障离去。其实ATM机吐出的钱就留在出钞口附近，作案者则在边上"守株待兔"；
(4) 封锁键盘。犯罪嫌疑人在"确认"键和"退卡"键上涂上强力胶水，使取款者在输入密码和金额后无法取钞和退卡。在取款者无奈离开后，利用自制工具取出钞票和银行卡……
2  解决方案
2.1  复式键盘(键盘使用时均有指示灯指示)
2.1.1  新式键盘
2.1.1.1  密码输入方式
如图一，将现有ATM机上键盘的数字去掉，保留"5""0""00""."四个位置，即改为"空白键盘"，在要求输入密码时将数字键盘显示于屏幕中，并且将1、2、3、4、6、7、8、9八个数字的位置随机打乱，分布在空白位置，如图二（注：每次数字排列均随机出现），用户根据屏幕中所显示的数字键盘与实际"空白键盘"对应位置输入密码。
2.1.1.2  随机式键盘设计意图
(1)  改变以往密码输入方式，使用"空白键盘"与系统显示的无序数字键盘相对应键入密码，可以有效地防止不法分子盗取储户密码。
(2)  在"空白键盘"上保留了数字"5"这个特殊突起的位置，作为位置标识，为用户对应正确位置输入密码提供有利的条件。
(3)  剩余数字"1、2、3、4、6、7、8、9"环绕数字"5"成正方形排列，这个规则图形便于用户适应新的密码输入方式。
2.1.2  传统键盘
在新式键盘的的旁边保留传统键盘，即采用双键盘提款机，在插卡后弹出选择界面供用户选择使用哪一种密码输入方式。
2.1.3	修改密码
在选择交易类型的界面列出修改密码项，若用户欲修改其信用卡密码，选择修改密码项后自动激活传统键盘，便于用户修改密码。
2.2	 限制可视范围的光学玻璃
  在显示屏前安装一块光学镜片（菲涅尔透镜），利用放大镜原理，使显示器在镜片一倍焦距f之内，呈正立微放大的虚像，如图四，观察者只能在图中红色线条区域内才能看到完整的像，即提款人的可视范围，在两侧及后面的人看不清像或看不全像。
2.2.1	使用菲涅尔透镜的优点
(1) 菲涅尔透镜相当把普通球面镜从侧向压缩成很薄的一片，焦长不变,从它的正面看，是一个一个的同心圆,可以用透明塑料压制,质量较轻。
(2) 批量生产时，只需要做一副模具，生产成本很低。
结合上述这两项改进，可以在很大程度上遏制上述盗取密码的手段，从而保护用户的资金安全。
2.2.2  限制可视范围的光学玻璃设计优点
(1)  在自动提款机窗口安装菲涅尔透镜，缩小可视范围，与新式键盘配合使用，防止不法分子窥视屏幕中键盘排序。
(2)  新式键盘与屏幕中键盘处于同一可视范围之内，方便用户同时观看屏幕键盘与新式键盘的对应位置键入密码。
3  结束语
信用卡的盗领是当今银行及银行储户面临的一严重问题，也是即将到来的电子货币时代将要面对的一项重要挑战，它是现代化发展过程中的历史现象，也必将随着信用卡及自动提款机的不断完善而逐渐丧失生存条件。我们通过以上改进自动提款机的措施，既可避免犯罪份子在取款人取款时进行窥视或利用人们轻信的心理，在ＡＴＭ机旁贴"通知"等直接办法作案，也同时有效阻止了在自动提款机上安装微型摄像头，利用一张特制的薄膜覆盖键盘等间接的高科技手段作案。我们坚信，只要坚持不懈地努力完善面向公众的这种金融设备，信用卡盗领时间最终将会得到彻底地解决。

发明小故事

近几年来，自动提款机（ATM）的使用已十分普遍，这不仅给银行带来一份可观的效益，也给广大群众增加了便利条件。然而，随着ATM机的不断改进，不法分子也在不断变换手法和计量，使得很多市民的信用卡被盗，银行的损失也越来越多，国外类似的自动提款机盗领事件也层出不穷。
在仔细研究了犯罪份子盗取用户秘码的各种手段之后，我们从自动提款机的内部系统及外部结构两方面出发，采用可选择复式键盘输入密码和在屏幕显示窗口安装光学玻璃（菲涅尔透镜）缩小可视范围相结合的方法，对自动提款机的密码实行双重保护，具体做法如下：
首先，我们将现有ATM机键盘上的数字去掉，只保留"5"、"0"、"00"和"."四个位置，即改为"空白键盘"，在要求输入密码时，将数字键盘显示于屏幕中，而1、2、3、4、6、7、8、9八个数字的位置则随机打乱，分布在空白位置上，并且围绕数字"5"排列。在排列的过程中，其顺序是打乱的，而且每当提款机进入输密码步骤的时候，这八个数字的排序就改变一次。使用时，用户可根据屏幕中所显示的数字键盘与实际"空白键盘"的对应位置输入密码。同时，我们在新式"空白键盘"的旁边还保留了传统键盘，即采用双键盘式，用户可在插卡后弹出的界面中选择自己喜欢的密码输入方式。
虽然在原有的ATM机上安装了"空白键盘"，但是不法分子依然可以在ATM机顶部加上两个袖珍式摄像头，看到我们在空白键盘上输入的指法与显示屏上所呈的像。所以我们又在原有ATM机显示屏前安装一块菲涅尔透镜，利用放大镜原理，使显示器在镜片一倍焦距之内 ，呈正立微放大的虚像，这样只有提款人本人在取款的过程中可以看到一个放大的清晰的像，而旁边的人则无法看到显示屏里所成的像，即使在ATM上安装一个袖珍式摄像头也无法将所呈的像清晰的录制下来。