基于对称密码体制的移动支付安全协议研究

摘要

随着移动网络基础设施和移动终端设备的快速发展，移动支付正呈现飞速发展的趋势，许多国家都已经开始大力推动移动支付的发展和部署。由于支付环境的复杂和支付终端设备的性能受限，移动支付安全协议的设计和实现就面对更多的困难和挑战。如何设计一个便于统一支付平台的、安全高效的移动支付安全协议具有十分重要意义。考虑到公钥密码体制计算量大、资源耗费高的缺点，加上移动终端设备在电池续航、处理能力等方面相对不足，传统的公钥密码体制并不适合移动支付安全协议的设计。
　　本文的重点工作就是研究如何基于对称密码体制实现安全高效的、易于推广实施的移动支付安全协议。3G移动网络已经大范围部署并投入使用，并且具有较好的安全机制，本文利用3G网络基础设施的安全组件，并通过增加Hash链认证的方式实现了一个安全高效的、易于推广实施的移动支付安全协议。本文的主要工作如下：
　　1)对Hash链认证的出错问题进行了分析，并给出了一种出错控制的方案。由于Hash链认证时验证严格依赖Hash链中结点的前后顺序，当其中一次验证出错时，会导致错误的持续传递，从而导致整个Hash链失效。本文给出了一种能够避免这种错误传递的方案，从而使Hash链认证能够更好的在移动支付环境中应用。
　　2)利用SVO逻辑分析了W.D.Chen等人的移动支付方案存在的安全缺陷，并提出了相应的改进方案。改进的方案既保留了Chen等人方案的简单、高效且容易部署到现有的移动网络基础设施上的优点，同时在安全性上得到了较大的提高。
　　3)根据改进的移动支付安全协议，设计了一个移动支付系统。通过对该移动支付系统的仿真，分析了该系统实际使用时的性能。在仿真系统中，开发了该系统的基于Android手机操作系统的手机支付终端应用程序，经过实际的操作体验，证明系统确实具有较好的易用性和用户体验。