使用密码技术实现无人收件的探讨

摘要：本文探讨利用密码技术结合创新收件装置实现无人收件的方案，旨在解决收件人不在家时的快递接收难题，并提升快递效率和安全性。

关键词：无人配送；快递认证；密码技术；智能家居

中图分类号：TP242.6    文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2025）07-0135-03

开放科学（资源服务） 标识码（OSID）

0 引言

随着电商的兴起和消费需求的增长，快递行业迅速扩张。然而，快递配送过程中的“最后一公里”问题[1]，尤其是在收件人不在家的情况下如何接收快递，成为困扰消费者和快递行业的一大难题。目前，常见的解决方案如将快递暂存于小区公共快递接收柜或快递接收驿站，并通过发送取件码给收件人以便其后续取件，虽然在一定程度上解决了无人收件的问题，但仍存在安全性、容量限制、取件不便等缺陷。例如，驿站货物堆积可能导致额外损伤，公共快递柜数量和空间有限，个人货物长期占用公共资源，以及对于行动不便的人员来说，即使快递存放在较近的驿站或快递柜，取货仍存在不便。因此，最为理想的解决方式是在收件人不在家时，能够将快递件直接送进收件人的家中。

1 无人收件需要解决的问题

要实现在家里没人时将快递件安全送达并接收，本质上需要解决“快递身份鉴别”和“安全接收”两个核心问题。

1.1 快递身份鉴别问题

房子需要具备准确识别快递件是否为可接纳物品的能力。这意味着不仅要确认快递件的来源和内容的合法性，还要判断其是否符合收件人的预期和要求。例如，要防止可能的欺诈性投递、错误投递或未经授权的投递。

1.2 安全接收问题

房子需要具备切实可行的接收快递件的功能。这包括但不限于有适当的装置能够安全地接纳快递件，确保其在接收过程中不受损坏、丢失或被他人非法获取，同时还要能够在收件人需要时方便地查阅与取出。

2 解决方案

2.1 对快递件鉴别的解决方案

对快递件的鉴别实际上是房子对快递件的身份验证过程。通过给快递件发放独特的身份信息，并在房子内增设认证系统，结合密码技术中的签名验签技术，可以有效地解决这一问题，快递件身份信息中包含签名信息，而房子的认证系统可结合验签技术来实现对签名信息的验证，进而完成身份信息的确认。

2.1.1 快递件身份信息的设计

身份信息的产生：身份信息可以由收件人在专门的认证系统中生成。在网上购物的场景下，也可以由购物系统在下单完成时自动产生。对于每一个快递件，都要生成一对唯一的非对称密钥对[2]，用于对快递件身份信息的生成与验证，非对称密钥对的生命周期是从快递件身份信息产生到快递件完成配送，在生命周期内，非对称密钥对的私钥由产生者安全保管，非对称密钥对的公钥需要导入收件人的认证系统中以供配送时的快递件身份验证。

身份信息的内容：身份信息包含快递件唯一标识值、快递件信息和快递件信息的签名信息三部分内容。快递件唯一标识值，此值主要用于后续快递身份验证过程中快速检索验证信息，只须保证收件人内部快递件的唯一性即可，使用精确到秒的Unix时间戳信息和5位随机数的组合即可，总长度控制在15字节以内。快递件信息包含发件人信息、快递件物品信息等内容，这些信息有助于明确快递的来源和内容。快递件信息的签名信息是使用快递件私钥对快递件信息的摘要做签名计算[3]得到的数据，对快递件信息摘要数据可采用SHA256、SM3等杂凑算法计算获得，另外，考虑最小化信息长度和信息验证的互操作性，采用SM2签名算法进行签名计算，签名数据采用ASN.1/DER编码，签名信息长度可控制在72字节以内。

身份信息的表达形式：为了表达便捷性和可分发性，二维码（QR Code） 来表达身份信息是比较合适的，二维码不仅能够满足数据存储需求，还能确保信息以图片形式直接粘贴在快递件上，二维码强大的纠错能力也可保障信息传输的可靠性。从身份信息内容长度考虑，至少使用版本10的二维码，版本10的二维码在纠错级别H和L下的最大信息容量分别为119字节和271字节。由于身份信息中的快递件唯一标识值、快递件信息的签名信息两个信息的长度基本是固定的，分别是15字节和72字节，所以二维码版本和纠错级别的选择主要影响的是快递件信息的内容上限。在纠错级别H情况下，快递件信息内容上限为32字节，在纠错级别L情况下，快递件信息内容上限为184字节。当然为了表达更多的快递件信息，可采用更高版本的二维码。

身份信息的分发：身份信息在发件时需要附带在快递件上的。网上购物的快递件，发货人可通过网上购物系统获取。普通快递，则是收件人线下将二维码发给发货人，本质上就是一个二维码图片的分发。发货人需要将二维码图片转换成粘贴纸，附带在快递件上发货，将图片转换成粘贴纸的过程，可通过快递机构统一完成。

2.1.2 房子认证机制的设计

身份信息识别装置：鉴于二维码的读取需求，可在房子外设置专门的摄像头装置，用于精准识别快递件上的二维码图片。

认证系统设计：这是一套精心设计的软件程序，与身份信息识别装置紧密联动。身份信息识别装置所识别到的二维码图片将作为输入传递给认证系统，由认证系统完成复杂的快递件认证逻辑判断，最终确定认证是通过还是失败。

验证信息：每个快递件都对应唯一的验证信息。验证信息核心内容是快递件唯一标识值、快递件公钥，此部分内容是与快递件身份信息同步生成的，另外也可增加备注之类的辅助信息以便查阅。

验证原理：其核心逻辑与密码技术中的签名验签原理一致。认证系统首先根据快递件身份信息中的唯一标识值，在系统中快速找到对应的验证信息。然后，使用验证信息中的公钥信息对身份信息中的签名信息进行解密。接下来，对验证信息中的快递件信息进行摘要处理，并将这个摘要与签名信息解密后的值进行仔细比对。如果两者完全一致，则表示认证通过；否则，验证失败。

2.2 对快递件接收的解决方案

当房子成功对快递件进行鉴别并通过认证后，需要有专门的接收装置来接收快递。整个接收装置主要由置货装置、存货装置、取货装置组成[4]。

2.2.1 置货装置设计

置货装置暴露在房子外部，配备一个可自动升降的门以及关门的操作按钮，并与认证系统实现联动。在默认情况下，门处于关闭状态。一旦认证系统对快递件认证通过，门会自动打开，为快递员提供放置快递件的置货格。快递员将快递件放入置货格后，手动操作关门按钮，完成置货操作[5]。

认证系统在进行快递件接收判断时，需要充分考虑存货装置是否有足够的卡位来存放新的置货格，如果没有空余的置货格卡位则不能接收新的快递。

2.2.2 存货装置设计

存货装置与置货装置是可连接贯通的，存货装置内部有多个用来存放置货格的卡位，当快递件完成置货后，存货装置在传送带和系统信息的配合下自动将一个无置货格的卡位与存货装置连通，并自动打开存货装置与置货装置间的自动升降隔离门，之后，置货装置的置货格会在传送带的驱动下自动放入存货装置的卡位中，完成置货格的转移。同时，存货装置将最新的置货格卡位剩余情况反馈给认证系统，以便认证系统合理地判断后续置货操作以及反馈满载情况给收件人。

2.2.3 取货装置设计

取货装置是与存货装置连接贯通的，取货装置门一般朝向房子内部，收件人可以通过控制面板控制存货装置的置货格移动，从而选择需要取的快递件。取完了快递件的置货格将在传送带的驱动下流转到空置货格预留区，以供后续置货使用。未取快递件的置货格将在传送带的驱动下重新流转到存货装置。收件人取件后，取货装置自动将最新的置货格卡位剩余情况反馈给认证系统，以便认证系统合理地判断后续置货操作。

3 无人收件操作步骤

1） 快递员将快递件的身份信息对准房子的身份信息识别装置进行扫描验证。这一过程需要确保扫描的准确性和完整性，以保证身份信息能够被快速、准确地读取和传输到认证系统中。

2） 一旦快递件身份信息认证通过，置货装置的活动门会自动打开。这一自动响应机制需要具备高效、稳定的性能，确保在认证通过后的第一时间为快递员提供置货入口。

3） 快递员将快递件放入置货装置，并手动操作关门按钮，完成置货操作。在这一环节，快递员需要确保快递件放置妥当，避免在关门过程中造成货物损坏或掉落。

4） 收件人在房子内部通过取货装置取货。收件人可以根据取货装置的设计，选择一次性取出所有货物，或者通过显示屏进行选择性取货，以满足自己的实际需求。

4 应用价值

本文所探讨的无人收件方式具有多方面的显著应用价值，为快递行业和消费者带来了诸多便利和改进。

4.1 减少快递中转机构

通过直接将快递件送达收件人的家中，而无须依赖快递驿站、小区公共快递柜等中转设施，可以大大减少这些中间环节的需求和依赖。这不仅节省了空间和资源，还降低了运营成本和管理复杂度。

4.2 提高快递效率

避免了快递在中转机构的堆积和等待，缩短了快递的配送时间和流程，从而显著提高了整体的快递配送效率。收件人能够更快地收到快递，提升了服务满意度。

4.3 减少快递损伤环节

减少了快递在多次搬运和存储过程中可能受到的损伤风险。由于直接从快递员手中送达收件人家中，降低了货物受损的可能性，保障了快递件的完整性和质量。

4.4 降低快递误取率

通过精确的身份认证和识别机制，大大降低了快递被误取的概率。只有经过合法认证的收件人才能成功接收快递，确保了快递交付的准确性和安全性。

4.5 提升收件体验

为收件人提供了更加便捷、灵活和个性化的收件方式。收件人无需再受取件时间和地点的限制，能够根据自己的方便随时在家中接收快递，极大地提升了收件体验和生活便利性。

4.6 加强收件安全

无人收件方式减少了快递员进入家里带来的潜在安全风险，降低了可能发生的安全事件，为收件人的家庭安全提供了更有力的保障。

5 未来展望与挑战

5.1 技术融合与创新

随着科技的不断进步，无人收件方案有望与其他新兴技术实现深度融合与创新。例如，与物联网技术的结合，实现对快递件状态的实时监控和跟踪；与人工智能技术的融合，进一步优化认证系统的智能判断和决策能力；与大数据技术的协同，为快递配送提供更精准的预测和规划。

5.2 法规与政策适应

随着无人收件方式的推广和普及，相关的法规和政策也需要相应地调整和完善。例如，在数据隐私保护、快递安全责任界定、消费者权益保障等方面，需要建立健全的法律框架和监管机制，以确保无人收件在合法、合规的轨道上健康发展。

5.3 社会接受度与教育

新的技术和服务模式的推广往往需要社会大众的理解和接受。对于无人收件这种创新方式，可能会存在部分用户对其安全性和可靠性的担忧。因此，需要通过广泛的宣传和教育活动，提高公众对无人收件的认知和信任，促进其广泛应用。

5.4 成本与效益平衡

尽管无人收件具有诸多潜在优势，但在实际推广过程中，需要充分考虑成本与效益的平衡。包括收件装置的安装和维护成本、密码技术的应用和更新成本等。只有在确保服务质量提升的同时实现经济效益的优化，才能使无人收件模式具有可持续的发展前景。

5.5 国际标准化与互操作性

在全球化的背景下，无人收件技术的发展需要考虑国际标准化和互操作性的问题。不同地区和国家可能存在不同的技术标准和规范，为了实现全球范围内的无缝对接和协同工作，需要建立统一的标准和协议，促进国际的快递流通和合作。

尽管在实际应用中可能还面临着一系列的挑战和细节需要进一步优化，但随着技术的不断进步、法规的逐步完善以及社会认知的提高，相信这种无人收件方式将在未来的物流领域发挥重要作用，为人们的生活带来更多的便利和高效服务。

6 结束语

综上所述，本文所探讨的无人收件方式为解决快递配送中的“最后一公里”问题提供了一种具有创新性和可行性的思路，具有较高的应用潜力，可有效提升快递效率和安全性。在可以预见的未来，无人收件的需求将持续增长，并且随着无人机、机器人等智能设备的不断成熟，无人送货的实现也将指日可待。本方案不仅可以独立运行，还能够与无人送货技术有机结合，共同构建一个更加完整、高效的无人物流体系。

参考文献：

[1] 张锦，陈义友.物流“最后一公里”问题研究综述[J].中国流通经济，2015，29（4）：23-32.

[2] 韩牟，杨晨，张星，等.一种基于零知识证明的快递个人隐私保护及身份验证方法.中国专利：CN111404690B，2023-04-07.

[3] GM/T 0010-2012，密码算法加密签名消息语法规范

[4] 汪澜.一种安全可靠的无人收件装置以及快递系统.中国专利：CN206719550U，2017-12-08.

[5] 黄杰辉，杨纯，徐浩，等.货物放置方法及装置、无人收货窗口.中国专利：CN 109448205A，2019-03-08.

【通联编辑：梁书】