基于智能卡的移動支付終端分析與研究

文章出處：http://linbycaravans.com 作者：任艷斐   人氣： 發(fā)表時間：2011年09月28日

    0 引言

    移動支付是移動電子商務(wù)中的一個重要組成部分，只有移動支付得到充分的發(fā)展，移動電子商務(wù)才會有一個良好的發(fā)展環(huán)境。對于運(yùn)營商的特殊身份，涉及金融的可操作性考慮，需要有更加專注于支付處理的第三方機(jī)構(gòu)。運(yùn)營商專注于系統(tǒng)平臺部署和技術(shù)實現(xiàn)，而金融機(jī)構(gòu)專注于金融交易等操作，因此非常需要建立一個安全高效的移動支付系統(tǒng)。

    1 移動支付的概念

    根據(jù)移動支付論壇的定義，移動支付是指交易雙方為了某種貨物或者業(yè)務(wù)，通過移動設(shè)備進(jìn)行商業(yè)交易。移動支付所使用的移動終端可以是手機(jī)、PDA、移動PC等。移動支付分為微支付和宏支付兩種類型。微支付是根據(jù)移動支付論壇的定義，交易額少于1O美元，通常是指購買移動內(nèi)容業(yè)務(wù)；宏支付是指交易金額較大的支付行為，例如在線購物或者近距離支付。兩者之間最大的區(qū)別就在于安全要求級別不同。

    2 移動支付的安全交易方式

    安全電子交易方式是由Visa和MasterCard兩大信用卡組織提出的以信用卡為基礎(chǔ)的電子付款系統(tǒng)規(guī)范，用來確保在開放網(wǎng)絡(luò)上持卡交易的安全性。SET規(guī)范使用了公開體系對通信雙方進(jìn)行認(rèn)證，利用DES數(shù)據(jù)加密算法、RC4或任何標(biāo)準(zhǔn)對稱加密方法進(jìn)行信息的加密傳輸，并利用Hash算法鑒別消息的真?zhèn)巍⒂袩o篡改，以維護(hù)在任何開放網(wǎng)絡(luò)上的個人金融資料的安全性。SET要達(dá)到的最主要的目標(biāo)是信息在互聯(lián)網(wǎng)上的安全傳愉。用戶和商戶的相互認(rèn)證，以確定通信雙方的身份。一般由第三方機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)為在線通信雙方提供信用擔(dān)保。SET協(xié)議中的參與方有：(1)用戶：在電子商務(wù)環(huán)境中，用戶通過計算機(jī)與商戶進(jìn)行交互，用戶通過由發(fā)卡機(jī)構(gòu)頒發(fā)的付款卡進(jìn)行結(jié)算。在用戶和商戶的交互過程中，SET可以保證用戶的個人帳號信息不被泄漏；(2)發(fā)卡機(jī)構(gòu)：負(fù)責(zé)為每一個希望進(jìn)行電子支付的用戶頒發(fā)付款卡，并建立用戶的相關(guān)帳戶。發(fā)卡機(jī)構(gòu)根據(jù)不同品牌卡的規(guī)定和有關(guān)的法律法規(guī)，對每一筆通過認(rèn)證的交易進(jìn)行付款；(3)商戶：商戶提供商品或服務(wù)，并利用SET向用戶提供安全的電子支付服務(wù)。同時，接受支付的商戶必須和清算機(jī)構(gòu)有關(guān)系；(4)清算機(jī)構(gòu)：它是一個金融機(jī)構(gòu)，負(fù)貴建立商戶賬號，并且處理支付卡的認(rèn)證和支付；(5)支付網(wǎng)關(guān)：是由清算機(jī)構(gòu)或指定第三方機(jī)構(gòu)提供的設(shè)備，它負(fù)責(zé)處理用戶和商戶的支付信息；(6)Certificate Authority(CA}是提供身份驗證的第三方機(jī)構(gòu)，可以由一個或多個交易雙方信任的實體組成。它負(fù)責(zé)接收和處理各類注冊請求，并頒發(fā)相應(yīng)的證書。

    3 移動支付通用模型的分析與研究

    通用模型的設(shè)計必須保證平臺的擴(kuò)展性，同時又要包含交易的權(quán)威性及安全性、商戶或用戶的隱私性。因此基于SEMOPS模型，引入了可信的第三方，充當(dāng)仲裁機(jī)構(gòu)。通用支付模型分五個模塊：用戶支付模塊、商家模塊、支付處理模塊、數(shù)據(jù)中心、可信第三方。

    用戶支付模塊：用戶支付模塊由帶有NFC控制器，內(nèi)置STK卡的手機(jī)終端組成，NFC設(shè)備與手機(jī)控制器之間采用I2C總線連接，而卡與手機(jī)是ISO7816通信標(biāo)準(zhǔn)，提出與現(xiàn)有的手機(jī)控制NFC不同的是，采用卡來控制NFC設(shè)備，具體實現(xiàn)是利用卡的STK功能，此命令可以是GSM1 1．14的擴(kuò)展主動式命令，由終端將APDU指令解釋傳輸給NFC，以實現(xiàn)SIM卡控制NFC的功能，可以控制NFC打開關(guān)閉通信等功能。與現(xiàn)有NFC手機(jī)相比，用STK卡可以校驗持機(jī)者的合法身份，可以控制NFC設(shè)備的打開和關(guān)閉，防治未經(jīng)授權(quán)的交易發(fā)生，此外利用STK卡的安全特性可以存放用于安全交易的證書，在交易發(fā)生時可快速生成會話密鑰，簽名等信息對用戶個人信息進(jìn)行有效保護(hù)。

    商家模塊：在NFC多種用途的前景下，商家模塊更具有多種的實現(xiàn)形式，商家模塊可以是類似POS機(jī)的讀卡裝置，也可以是內(nèi)容提供商將NFC設(shè)備放到智能媒體機(jī)里面，而每個商家模塊中放置支付機(jī)構(gòu)的證書，在產(chǎn)生交易時，將商家信息、交易金額等敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和簽名。

    支付處理機(jī)構(gòu)：支付處理機(jī)構(gòu)相互連接成環(huán)狀，支付處理機(jī)構(gòu)之間相互信任，并且擁有相互之間的公鑰證書，支付處理機(jī)構(gòu)可以處理用戶的請求也可以處理商家的請求，依據(jù)證書對用戶或商家進(jìn)行驗證，同時通過驗證后，而將交易信息重簽名發(fā)送到可信第三方進(jìn)行驗證。用戶或商家與其歸屬的支付處理機(jī)構(gòu)之間互相擁有對方的公鑰證書，并且用戶和商家的證書只存放于歸屬的支付處理機(jī)構(gòu)，在移動支付過程中，不傳遞任何證書，節(jié)省證書交換的時間。

    數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中心與SEMOPS模型具有相同的功能，負(fù)責(zé)支付機(jī)構(gòu)之間的消息路由和傳遞，數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)包括消費(fèi)數(shù)據(jù)加載傳輸和結(jié)算中心MIS兩部分．結(jié)算中心MIS主要完成數(shù)據(jù)傳輸管理、數(shù)據(jù)采集情況的統(tǒng)計、消費(fèi)數(shù)據(jù)的處理及相應(yīng)的查詢統(tǒng)計、處理與支付處理機(jī)構(gòu)的通訊數(shù)據(jù)．?dāng)?shù)據(jù)加載傳輸，負(fù)責(zé)采集消費(fèi)數(shù)據(jù)生成本地數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)生成上傳的數(shù)據(jù)包。

    可信第三方：可信第三方由時戳服務(wù)器和認(rèn)證中心構(gòu)成，保存每個支付機(jī)構(gòu)的公鑰證書，負(fù)責(zé)對支付處理機(jī)構(gòu)的驗證，驗證通過時加入時戳，防止重傳攻擊，并給未來交易爭議提供仲裁依據(jù)。用戶端采用NFC信道來傳輸，超短距離的傳輸提高安全性，將整個交易的發(fā)起結(jié)束都由用戶的STK卡控制，增加交易的靈活性，借助STK的安全存儲特性，將交易信息保存，方便管理；引入可信第三方，提供對交易中產(chǎn)生的爭議進(jìn)行仲裁，同時加入時間戳，有效的阻止系統(tǒng)中可能發(fā)生的重發(fā)攻擊；支付處理機(jī)構(gòu)相互信任，擁有用戶和商家的公鑰證書，連接成環(huán)，可以同時處理商家和用戶的支付請求，提高整個模型的可擴(kuò)展性；整個交易過程，實現(xiàn)很好的匿名性，用戶或商家只對歸屬的支付處理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)，其他方無法看到交易的個人身份信息。用戶或商家只保存自身的證書和歸屬支付處理機(jī)構(gòu)的證書，可以方便安全在存儲空間有限的STK卡中存放。

    4 結(jié)束語

    移動支付業(yè)務(wù)的發(fā)展步伐在不斷加快，支付業(yè)務(wù)的實現(xiàn)方式主要有兩種：一種是通過短信，WAP等遠(yuǎn)程控制完成支付，另一種是通過近距離非接觸技術(shù)完成支付。短信、WAP方式實現(xiàn)的方式有著明顯的缺陷，相對于短信、WAP方式實現(xiàn)的移動支付，本文介紹的NFC技術(shù)有著明顯優(yōu)勢。

    (文/濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)學(xué)與信息工程系 任艷斐 )