基于智能卡的移動(dòng)支付終端分析與研究

文章出處：http://srpd123.com 作者：任艷斐   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月28日

    0 引言

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

    1 移動(dòng)支付的概念

    根據(jù)移動(dòng)支付論壇的定義，移動(dòng)支付是指交易雙方為了某種貨物或者業(yè)務(wù)，通過(guò)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行商業(yè)交易。移動(dòng)支付所使用的移動(dòng)終端可以是手機(jī)、PDA、移動(dòng)PC等。移動(dòng)支付分為微支付和宏支付兩種類(lèi)型。微支付是根據(jù)移動(dòng)支付論壇的定義，交易額少于1O美元，通常是指購(gòu)買(mǎi)移動(dòng)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(xiàn)購(gòu)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(jí)別不同。

    2 移動(dòng)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(lái)確保在開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)上持卡交易的安全性。SET規(guī)范使用了公開(kāi)體系對(duì)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(duì)稱(chēng)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(wú)篡改，以維護(hù)在任何開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)上的個(gè)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(hù)和商戶(hù)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(xiàn)通信雙方提供信用擔(dān)保。SET協(xié)議中的參與方有：(1)用戶(hù)：在電子商務(wù)環(huán)境中，用戶(hù)通過(guò)計(jì)算機(jī)與商戶(hù)進(jìn)行交互，用戶(hù)通過(guò)由發(fā)卡機(jī)構(gòu)頒發(fā)的付款卡進(jìn)行結(jié)算。在用戶(hù)和商戶(hù)的交互過(guò)程中，SET可以保證用戶(hù)的個(gè)人帳號(hào)信息不被泄漏；(2)發(fā)卡機(jī)構(gòu)：負(fù)責(zé)為每一個(gè)希望進(jìn)行電子支付的用戶(hù)頒發(fā)付款卡，并建立用戶(hù)的相關(guān)帳戶(hù)。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(duì)每一筆通過(guò)認(rèn)證的交易進(jìn)行付款；(3)商戶(hù)：商戶(hù)提供商品或服務(wù)，并利用SET向用戶(hù)提供安全的電子支付服務(wù)。同時(shí)，接受支付的商戶(hù)必須和清算機(jī)構(gòu)有關(guān)系；(4)清算機(jī)構(gòu)：它是一個(gè)金融機(jī)構(gòu)，負(fù)貴建立商戶(hù)賬號(hào)，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(hù)和商戶(hù)的支付信息；(6)Certificate Authority(CA}是提供身份驗(yàn)證的第三方機(jī)構(gòu)，可以由一個(gè)或多個(gè)交易雙方信任的實(shí)體組成。它負(fù)責(zé)接收和處理各類(lèi)注冊(cè)請(qǐng)求，并頒發(fā)相應(yīng)的證書(shū)。

    3 移動(dòng)支付通用模型的分析與研究

    通用模型的設(shè)計(jì)必須保證平臺(tái)的擴(kuò)展性，同時(shí)又要包含交易的權(quán)威性及安全性、商戶(hù)或用戶(hù)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(gè)模塊：用戶(hù)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(hù)支付模塊：用戶(hù)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(xiàn)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(lái)控制NFC設(shè)備，具體實(shí)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(dòng)式命令，由終端將APDU指令解釋傳輸給NFC，以實(shí)現(xiàn)SIM卡控制NFC的功能，可以控制NFC打開(kāi)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(yàn)持機(jī)者的合法身份，可以控制NFC設(shè)備的打開(kāi)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(shū)，在交易發(fā)生時(shí)可快速生成會(huì)話(huà)密鑰，簽名等信息對(duì)用戶(hù)個(gè)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(shí)現(xiàn)形式，商家模塊可以是類(lèi)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(gè)商家模塊中放置支付機(jī)構(gòu)的證書(shū)，在產(chǎn)生交易時(shí)，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(shū)，支付處理機(jī)構(gòu)可以處理用戶(hù)的請(qǐng)求也可以處理商家的請(qǐng)求，依據(jù)證書(shū)對(duì)用戶(hù)或商家進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)通過(guò)驗(yàn)證后，而將交易信息重簽名發(fā)送到可信第三方進(jìn)行驗(yàn)證。用戶(hù)或商家與其歸屬的支付處理機(jī)構(gòu)之間互相擁有對(duì)方的公鑰證書(shū)，并且用戶(hù)和商家的證書(shū)只存放于歸屬的支付處理機(jī)構(gòu)，在移動(dòng)支付過(guò)程中，不傳遞任何證書(shū)，節(jié)省證書(shū)交換的時(shí)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(jì)、消費(fèi)數(shù)據(jù)的處理及相應(yīng)的查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、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?cái)?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(shí)戳服務(wù)器和認(rèn)證中心構(gòu)成，保存每個(gè)支付機(jī)構(gòu)的公鑰證書(shū)，負(fù)責(zé)對(duì)支付處理機(jī)構(gòu)的驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)時(shí)加入時(shí)戳，防止重傳攻擊，并給未來(lái)交易爭(zhēng)議提供仲裁依據(jù)。用戶(hù)端采用NFC信道來(lái)傳輸，超短距離的傳輸提高安全性，將整個(gè)交易的發(fā)起結(jié)束都由用戶(hù)的STK卡控制，增加交易的靈活性，借助STK的安全存儲(chǔ)特性，將交易信息保存，方便管理；引入可信第三方，提供對(duì)交易中產(chǎn)生的爭(zhēng)議進(jìn)行仲裁，同時(shí)加入時(shí)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(hù)和商家的公鑰證書(shū)，連接成環(huán)，可以同時(shí)處理商家和用戶(hù)的支付請(qǐng)求，提高整個(gè)模型的可擴(kuò)展性；整個(gè)交易過(guò)程，實(shí)現(xiàn)很好的匿名性，用戶(hù)或商家只對(duì)歸屬的支付處理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)，其他方無(wú)法看到交易的個(gè)人身份信息。用戶(hù)或商家只保存自身的證書(shū)和歸屬支付處理機(jī)構(gòu)的證書(shū)，可以方便安全在存儲(chǔ)空間有限的STK卡中存放。

    4 結(jié)束語(yǔ)

    移動(dòng)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(shí)現(xiàn)方式主要有兩種：一種是通過(guò)短信，WAP等遠(yuǎn)程控制完成支付，另一種是通過(guò)近距離非接觸技術(shù)完成支付。短信、WAP方式實(shí)現(xiàn)的方式有著明顯的缺陷，相對(duì)于短信、WAP方式實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)支付，本文介紹的NFC技術(shù)有著明顯優(yōu)勢(shì)。

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