基于Payword的微支付协议的研究与实现

摘要

因特网上存在着大量的信息服务,用户可从网上快捷地获取有价值的信息。这些信息服务中很多都是低值的,如网上视频点播、网上阅读、网络广告、金融市场报价单、网络数据库查询等。在传统商务中,这些服务通常都采用预定支付方式,即用户预先支付,然后定期收到服务和产品。这虽然保证了服务提供者得到支付,但它把大量仅仅偶尔需要服务的用户隔离在外,它也限制了人们尝试新服务的机会。而且一般情况下,大额常规支付的成本也较高,当被支付物价值本身就很低时,用较复杂的支付方案就不具有实用价值。于是设计结构简单、效率高且较安全的协议,即微支付协议具有十分重大的意义。
　　论文在深入研究了微支付协议Payword的基础上,分析了Payword在当今网络世界中的优势和其仍有的不足,提出了一种新的协议。该协议利用了Payword协议中的Payword链,增加银行对Payword链的长度n的认证,杜绝用户透支的情况;增加用户对商家身份的验证,并使得商家和用户的任何一方在中断交易后都不会获得任何的好处,提高了协议的公平性和安全性;增加处理用户与多个商家交易的子协议,改变了原Payword协议中一个Payword链只能使用在特定商家和用户之间的情况;取消Payword链的长度n与商品价格间的直接联系,减少了用户和商家计算上的消耗,提高协议效率。并在论文协议的实现过程中,采用椭圆曲线签名算法,它可以在密钥长度较短的情况下,实现比RSA更强的安全性。
　　最后对论文中的协议进行了模拟实现,与Payword协议效率进行比较得知,论文提出的方案在交易金额到￥5时,和Payword协议下的交易时间已十分接近。同时由于采用了椭圆曲线签名和公共密钥,在安全性和Payword协议相比有很大提高,且保证了较高的协议的公平性,故论文提出的方案是十分有价值的。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 微支付概念

1.3 微支付协议研究现状

1.4 论文章节安排

2 微支付协议相关理论基础

2.1 Hash函数

2.2 椭圆曲线密码体制理论基础

2.3 数字签名与身份认证

2.4 X.509数字证书标准

2.5 本章小结

3 Payword协议分析

3.1 Payword微支付系统的基本要求

3.2 Payword微支付系统的基本架构

3.3 Payword协议概述

3.4 Payword协议分析

3.5 本章小结

4 改进的Payword支付协议

4.1 符号定义

4.2 协议描述

4.3 协议性能分析

4.4 协议效率分析

4.5 本章小结

5 实验与仿真

5.1 椭圆曲线签名算法的实现

5.2 X.509证书的实现

5.3 协议模拟实现

5.4 仿真评估

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录：实验中银行使用的数字签名公钥和私钥