技術(shù)與大型體育賽事的安全防衛(wèi)、管理控制(上)

文章出處：http://www.xujuanpiju.com 作者：fondcard   人氣： 發(fā)表時間：2011年09月17日

智能卡在體育領(lǐng)域的潛在運用形式多種多樣，至少包括：面向公眾（市場）的場館產(chǎn)業(yè)化管理、體育俱樂部、全民健身中的體質(zhì)監(jiān)測、競技體育的大型體育賽事運用和體育院校信息化建設(shè)中的校園卡與校園一卡通等。在《ＩＣ卡應(yīng)用系統(tǒng)》一書中，筆者曾單列一章對前三類運用的三種具體表現(xiàn)形式分別予以介紹，此處不再贅述。而體育院校的校園卡與校園一卡通則是兼顧體育院校特點的一種高等院校信息化建設(shè)的運用延伸，其特點和內(nèi)涵，也已于論文集《計算機與中國體育》給予論述。此處僅對智能卡在體育領(lǐng)域最為“壯觀”、“誘人”的運用形式——智能卡及相關(guān)技術(shù)在大型體育比賽尤其是奧林匹克這類舉世矚目的綜合性大型國際賽事中的作用，談點粗淺看法。 
１　該類運用的必然必要性 
       該類運用的必然必要性取決于兩方面： 
１．１　社會發(fā)展和科學(xué)管理的需要 
       綜合性大型運動會的計算機信息管理系統(tǒng)，是現(xiàn)代計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)等高新技術(shù)的結(jié)晶。不僅是反映本屆運動會科技含量的重要標志，而且在某種程度上也體現(xiàn)了主辦地區(qū)或國家的科技水平和經(jīng)濟實力。其對作為當今世界日新月異的信息化產(chǎn)品之一的智能卡的廣泛采納和運用，不僅將給參會人員、主辦單位及觀眾帶來莫大便利，為主辦地區(qū)或國家提供一展示其綜合實力和科技水平的極好機遇，而且會對大型體育賽事傳統(tǒng)的運行管理概念和模式產(chǎn)生較大推動，在形成一璀璨奪目的科技亮點的同時，形成新的經(jīng)濟增長點。 
       當然，其實施規(guī)模和難度也較前四運用大，尤其是對安全可靠性的嚴格要求。且這類運用往往并非以孤立單一形式出現(xiàn)，而是與其它高新技術(shù)融合并存互補（如文中多次提到的指紋識別和本文后半部將重點介紹的衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)）。 
１．２　安全保衛(wèi)的需要 
       隨著社會文明的進步發(fā)展，體育在現(xiàn)代人類生活中的價值和比重與日俱增，大型體育賽事已成為現(xiàn)代社會影響巨大的一項特大型活動，其中尤為突出的是四年一次的奧林匹克運動會，作為人類和平時期最最宏偉盛大的一項跨國家、跨地區(qū)、超越所有種族和政治派別的世界性超大型集會，其影響面之廣、參與和關(guān)心鐘情者之眾，為任何其它社會活動所不及。且無論是比賽項目，還是參加人數(shù)，都在持續(xù)增長。這種越辦越大、越辦越紅火的發(fā)展勢頭，在給主辦國或地區(qū)帶來豐厚經(jīng)濟和政治回報的同時，也給東道主的接待、服務(wù)、安全、交通等帶來沉重負擔。而其中重中之重的安全問題，更日益引起有關(guān)方面的更多關(guān)注。對世界影響巨大的奧運會，已多次成為國際恐怖主義的攻擊目標、表演舞臺。１９７２年慕尼黑“黑九月”慘案、１９９６年亞特蘭大公園爆炸案，都曾給奧林匹克運動浸染暴力的血腥。２００１年９．１１紐約世貿(mào)大廈案，則再一次向這類超大型世界性集會敲響警鐘！ 
       親切和諧快捷方便是所有觀眾和參會者期望渴求的良好愿望，而安全穩(wěn)妥嚴密防范則是運動會正常運行必不可少的基本保障。它們有時很難融合甚至相互抵觸。對后者的過分強調(diào)，往往難免給前者帶來不良影響。而對前者的刻意追求，又將制約后者的全面實施，甚至留下災(zāi)難性隱患。由于當今的恐怖活動形式已由早期的有計劃、有目標活動，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)闊o特定目標、隨機隨意性極強、甚至威脅無關(guān)群眾的自殺行動，則進一步增大了以反恐為核心的奧運會等大型體育賽事安全保衛(wèi)的難度。各種現(xiàn)代技術(shù)的充分運用，無疑是利于緩解此類矛盾，同時兼顧安全嚴密、溫馨友善的極佳途徑和良好手段。 
       集成電路卡（ＩＣＣ—Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｃａｒｄ）和衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)（ＧＰＳ—Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓ-ｔｅｍ）原本是因金融、軍事等領(lǐng)域的需求而發(fā)展起來的兩種高新技術(shù)，目前已逐步滲透至現(xiàn)代人類的各項社會和經(jīng)濟活動，對大型體育賽事的管理控制尤其是安全防衛(wèi)，亦有獨特效用。 
  
       本文將從技術(shù)的角度，對ＩＣＣ、ＧＰＳ在大型體育賽事中的運用前景，給予概念性論述。其中部分內(nèi)容目前仍屬前瞻性展望，在組織管理、資金投入、實施細節(jié)等方面尚有諸多亟待商榷研討之處。 
    ２　集成電路卡（ＩＣＣ）的運用形式及作用 
       運動會計算機信息管理系統(tǒng)是大型運動會組織、運行、指揮、服務(wù)的神經(jīng)中樞，而集成電路卡（亦稱智能卡）則可作為此信息系統(tǒng)人機交互的重要前端接口，用于身份認證、通行控制、數(shù)據(jù)載錄、綜合管理、輔助競賽、入場證券、巡更巡查、生活服務(wù)、醫(yī)療急救、小額消費等。 
       對這類運用，可如圖１所示籠統(tǒng)分作四大類。 
２．１　參會人員證卡 
       其涉轄面廣、品種繁雜，包含運動員、教練員、裁判員、代表團官員、組委會工作人員、興奮劑檢查人員、記者、來賓、貴賓、國際組織代表、各級各類官員、警務(wù)和醫(yī)務(wù)工作者……等等，是ＩＣＣ在大型賽事中最主要、最關(guān)鍵應(yīng)用形式。所有參會人員都只能憑借所持證卡，在賦予證卡的特定權(quán)限范圍遂行權(quán)限允許的相關(guān)活動。其特點為： 
２．１．１　品種多：為便于迅速目視區(qū)分前述種類繁多對象，卡面的顏色、圖案、文字必須清晰、醒目、易分辨，并印刷照片。卡內(nèi)電子信息則除原有ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）標識碼和大會賦予的卡號外，至少還應(yīng)有姓名、年齡、性別、民（種）族、國（省）別、身份、項目、頒卡時間、有效期限等。對要求更高對象，甚至可納入指紋信息。分布大會各處的固定或便攜式讀卡終端將據(jù)此準確區(qū)分對象。 
２．１．２　使用便利：這類證卡是持卡人每天甚至可能隨時使用的會務(wù)活動憑證，其使用應(yīng)盡可能方便快捷，為此宜采用同時兼?zhèn)浣佑|和非接觸接口的雙界面卡（ＤＩＣ－Ｄｕａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）。除金融支付、指紋識別等更高安全要求運用外，一般通道識別等均取一揮而就的非接觸工作方式。必要時亦可在通道監(jiān)視屏自動顯現(xiàn)卡主照片，實現(xiàn)快速有效的目視鑒別（卡主正面或正面＋側(cè)面照片在登記制卡時留存系統(tǒng)，并預(yù)先經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下傳相應(yīng)場所讀卡終端。用卡時終端根據(jù)卡號自動調(diào)取）。 
２．１．３　安全防偽性好：這類證卡是持卡人的“身份證”、“通行證”，與大會安全緊密相關(guān)，必須采取一系列安全防偽措施。如： 
       為防止假冒復(fù)制，每片ＩＣＣ除帶有制造商在芯片出廠前一次性寫入的世界唯一ＩＤ標識碼外，對芯片的每次讀寫操作均需首先進行卡機雙向認證。并嚴格履行密鑰管理制度，謹防泄密。條件允許時，亦可對芯片的嵌裝基體——卡片的制造工藝、表面印刷采取相應(yīng)防偽措施。 
       為阻止盜用、冒用，除在卡面印刷照片或在讀卡終端監(jiān)視屏顯現(xiàn)卡主照片外，必要時亦可進行個人識別碼（ＰＩＮ－Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａ-ｔｉｏｎ Ｎｕｍｂｅｒ）檢驗或指紋識別等。 
       該ＤＩＣ的片內(nèi)ＣＰＵ和非易失存儲空間為接觸和非接觸模式共享，以利于確保二工作模式安全等級的一致性。 
       系統(tǒng)建立嚴密高效的掛失、補發(fā)、黑名單查處機制。證卡遺失時，卡主必須憑借充分可信的人或物證在分會場（賽點、駐地等）管理部門掛失。掛失信息隨即經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上報大會中央電腦核實后列入黑名單，并經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等下傳各終端，阻止他人冒用。同時為卡主辦理臨時卡，作補發(fā)新卡的過渡。 
２．１．４　一卡多用：除用于身份識別外，還可用作： 
       以接觸或非接觸方式開啟住房、辦公室門鎖的鑰匙。卡中預(yù)置允許開門時間段及有效期，并在卡中和電子門鎖留存實際開門時間。 
       用于餐飲服務(wù)、娛樂健身等的消費憑證（免費或限額或記帳），甚至利用卡中“電子錢包”在大會特許商店、小賣部等購買紀念品、報刊、打電話、洗理等的小額有償消費。“電子錢包”的金額可在制卡時由會務(wù)部門寫入，也可由分布會場各處的充值終端以預(yù)付現(xiàn)金方式充值或通過金融網(wǎng)絡(luò)從卡主的銀行帳戶劃轉(zhuǎn)。從安全角度出發(fā)，這類充值、劃轉(zhuǎn)都只能以接觸方式進行，但可以接觸或非接觸方式消費。 
       兼作醫(yī)療急救卡。在卡中特定區(qū)域以明文形式寫入卡主姓名、年齡、性別、血型、過敏禁忌癥、使用藥物、主要病癥、聯(lián)系方式、醫(yī)療保險號等急救信息。 
       工作人員考勤。 
       會務(wù)車輛乘車證。 
２．２　專用安控卡 
       前述證卡用于持卡人身份證明，是持卡人在會場活動的一般憑證及有關(guān)部門對之接待、管理的依據(jù)。在更高安全等級場合，他（她）們還必須出示另一證卡——專用安（全）控（制）卡。這類證卡的特點是：功能單一、專設(shè)專用，但安全性能更強。且鑒于非接觸射頻識別容易受到通過截取分析卡機信息流，繼而復(fù)制或插入偽信號的攻擊，則這類證卡多選用抗攻擊性能較好的接觸式ＣＰＵ卡。其主要表現(xiàn)形式為： 
２．２．１　特別通行證：用于進入機要、財務(wù)、供電、總控室、網(wǎng)絡(luò)中心、通訊樞紐等要害部門。實行更加嚴格的卡機雙向認證及時間段和有效期控制，開門信息不僅卡機鏡向保存，且可經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實時上傳安防中心等，以接受監(jiān)督和備案待查。必要時可增加ＰＩＮ碼校驗甚至指紋識別，進一步確定持卡人合法性。 
２．２．２　操作權(quán)限卡：用于對訪問大會信息系統(tǒng)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫的行為進行授權(quán)和監(jiān)督管理，扼制對系統(tǒng)的非法闖入和惡意攻擊。該卡記錄有卡主特定個人信息及各種密鑰，這些密鑰和相應(yīng)加密算法及數(shù)字簽名，將構(gòu)成系統(tǒng)安全保密的核心。 
       該卡不僅是操作員進入系統(tǒng)的鑰匙（插卡并通過認證方可進入系統(tǒng)），而且卡機鏡像建立的工作日志，還記錄其上機、上網(wǎng)時間和進入?yún)^(qū)域等信息，并保留防抵賴ＲＳＡ數(shù)字簽名。主管部門通過工作日志，可了解掌握操作員對系統(tǒng)具體模塊的操作情況，遂行安全和質(zhì)量的檢查評估。 
       操作卡等級權(quán)限的設(shè)置，使系統(tǒng)的可能受損范圍減至最小；而由操作員自行定義更改的個人密碼，則以密文形式隱藏卡中，不駐留機器。不僅可遏制通過電腦竊取密碼的非法行徑，而且可防止他人對操作卡的盜用／冒用。一旦持卡人連續(xù)輸入密碼錯誤次數(shù)達限定值，卡自動報廢、系統(tǒng)報警。 
２．２．３  信息中轉(zhuǎn)卡：在管理系統(tǒng)與脫機終端（含零售終端、車載終端、簡易通道終端、手持式安檢終端）間擔當中轉(zhuǎn)媒介，進行終端運營數(shù)據(jù)的下載上報、系統(tǒng)命令及黑名單等信息的記錄下傳等。在這類運用中，除采用卡機雙向認證、ＰＩＮ碼校驗、ＲＳＡ數(shù)字簽名等措施，實現(xiàn)ＩＣＣ、終端和持卡人合法性鑒別及責任確認外，必要時還應(yīng)對交易流水、黑名單等關(guān)鍵信息加密。 
２．２．４　其它：包括在系統(tǒng)的信息防衛(wèi)體系實現(xiàn)密鑰的生成存貯、數(shù)據(jù)的加密解密、卡機雙向認證、數(shù)字簽名／校驗等功能的各級各類ＳＡＭ（Ｓｅｃｕｒｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｏｄｕｌｅ）卡和用于安全巡查的射頻或ＴＭ（Ｔｏｕｃｈ Ｍｅｍｏｒｙ）巡更卡等。 
２．３　輔助競賽 
       二十世紀末，歐美的多次大型國際馬拉松比賽（柏林、漢堡、波士頓、鹿特丹等），都曾采用一種封裝于特殊形狀ＡＢＳ塑料的微型玻璃應(yīng)答器（一種電子標簽）和壓注制造于約２ｍ×１ｍ大小薄墊的天線。前者拴套固定于運動員鞋帶；后者則多塊組合成天線陣列后鋪放始、終點地面，并連接閱讀器（讀卡器）。閱讀器讀取通過天線識別區(qū)的應(yīng)答器的ＩＤ碼，由監(jiān)視屏實時屏顯各選手通過時間。１９９６年的亞特蘭大奧運會亦有類似運用。 
       顯然，只需在機器內(nèi)部預(yù)置與各ＩＤ碼對應(yīng)之姓名、國（省）名等信息，就可經(jīng)點陣式ＬＥＤ／ＬＣＤ顯示屏，以不同文字同時顯現(xiàn)選手的這類信息。只需對軟硬件稍作調(diào)整，該馬拉松計時系統(tǒng)又可用于場地萬米賽等的計圈。 
       若將自帶粘膠的柔性電子標簽貼于參賽選手胸前／背后的號碼布，用手持讀卡器讀取標簽信息并傳送裁判終端或項目管理電腦，即可實現(xiàn)選手簽到。也可同法讀取裁判證卡信息，進行裁判簽名，以利于競賽的信息化管理。 
這類運用的特點是： 
       一般僅用于對象識別，實際用卡時很少或不做任何寫操作。有時甚至無需芯片個人化。片上蘊含信息少（常常僅作索引標志，對象詳細資料存放系統(tǒng)），且所有信息均為明文，不擔心泄密，只需最基本防偽功能。因此對芯片的安全等級、存貯空間要求極低；但另一方面，因其置于劇烈運動的選手身上，則要求其體積盡量小、重量盡量輕、固定拆除容易、不影響比賽、可靠穩(wěn)定、防水／防塵／防磁／抗機械震動和扭曲能力強，且多為一次性使用，則選用價格低廉、無源、非接觸射頻工作的電子標簽為宜。 
       在徑賽計時、計圈運用中，該類標簽還必須兼?zhèn)溽槍Χ噙x手同時通過的防沖突功能，且讀寫器天線的功率、尺寸應(yīng)足夠大，以確保讀寫距離、覆蓋范圍和可靠性。 
２．４　入場證券 
       系運動會ＩＣＣ應(yīng)用的最誘人表現(xiàn)形式，主要特點為： 
２．４．１　使用方便快捷，尤其在人多擁擠時，非接觸刷卡，一揮而就。 
２．４．２　各檢票（讀卡）終端可通過網(wǎng)絡(luò)與管理中心相接，利于組織管理者隨時了解入場人流變化等。 
２．４．３  安全防偽性好。每個卡芯片都帶有出廠前一次性寫入的世界唯一ＩＤ標識碼，卡片個人化時以密文形式寫入觀賽信息（日期、時間、場館、入口、座位、比賽項目等），并施以密碼保護。用卡（檢票）時，檢票終端首先驗證標識碼，繼而讀取校驗與比賽相關(guān)信息，最后檢查位于芯片特定區(qū)域的“檢票標志”。確認“入場券”合法并有效后，才對檢票標志區(qū)置數(shù)“檢票”并放行。 
       標識碼、加密和讀寫密碼的三重保護，可有效防止對卡的復(fù)制偽造。而售、檢票時的所有加、解密運算都在機器內(nèi)部自動完成，相關(guān)密碼／密鑰和算法均隱藏機器內(nèi)部，且隨觀賽場次的不同而不同，以防止內(nèi)部工作人員營私舞弊。 
２．４．４　卡片個人化可提前或售票時完成，且可通過電話或網(wǎng)絡(luò)遠程訂票。個人化時，除在卡內(nèi)寫入前述信息外，還需在卡面建立與之內(nèi)容一致的明文觀賽信息，供持卡人視讀。 
       由于卡面和卡內(nèi)信息均在卡片個人化時建立，“賣”多少“寫”多少，則利于避免入場券“賣”不出所致之浪費。 
２．４．５　成本較低。雖然其防偽性遠優(yōu)于紙質(zhì)票券，但由于對之安全等級要求相對低，且蘊含信息量有限，并可無需改寫的一次性寫入，則可選用成本較低、防水和抗機械損傷性能較好的柔性射頻電子標簽。 
２．４．６　發(fā)行量大，不僅利于進一步降低單卡成本，且因ＩＣＣ的物理壽命遠長于紙質(zhì)票券，則可利用其效果長久的卡面廣告，形成主辦方又一重要經(jīng)濟來源。 
２．４．７　各檢票終端可以無線或有線方式接入管理網(wǎng)絡(luò)。必要時可輸出文字和語音提示，如：“門票過期”、“請走Ｘ號門”等。當出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障等異常時，應(yīng)能脫機工作，并保存檢票信息。 
２．４．８　各檢票終端可接受經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ冒部乜ǖ认聜鞯暮诿麊危煨邪踩閳缶?nbsp;
２．４．９　一卡多券，在卡上不同區(qū)域建立不同場次觀賽信息區(qū)和檢票標志區(qū)，并分別施以不同密碼／密鑰隔離保護。 
２．４．１０　利用檢票時讀取的券卡ＩＤ碼，可實現(xiàn)觀賽積分優(yōu)惠或抽獎，施以紀念品、免費觀賽、明星簽名／合影等獎勵。以活躍賽場氣氛，調(diào)動觀眾情緒和積極性，增強觀眾對受冷落項目的熱情，促進體育產(chǎn)業(yè)化。 
       二十世紀９０年代后半期至今，ＩＣＣ在大型體育賽事會場內(nèi)部的科學(xué)管理、安全防衛(wèi)中的潛在運用價值，已日益引起國內(nèi)外有關(guān)方面的更多關(guān)注。第２６／２７屆奧運會、第２１屆世界大學(xué)生運動會以及我國的九屆全運會等，都曾對之給予慎密考慮或嘗試。而醞釀中的２００８奧運通卡，則進一步預(yù)示了ＩＣＣ在北京“科技奧運”、“數(shù)字奧運”宏偉藍圖中的美好前景。對２００５年在江蘇舉辦的十屆全運會，對“科技十運”的實現(xiàn)，亦不無借鑒啟迪。至于會場間即會務(wù)交通中的安防管控，則可借助另一技術(shù)手段——ＧＰＳ。