基于智能卡的移動支付終端分析與研究

文章出處：http://www.xujuanpiju.com 作者：任艷斐   人氣： 發表時間：2011年09月28日

    0 引言

    移動支付是移動電子商務中的一個重要組成部分，只有移動支付得到充分的發展，移動電子商務才會有一個良好的發展環境。對于運營商的特殊身份，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構。運營商專注于系統平臺部署和技術實現，而金融機構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。

    1 移動支付的概念

    根據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務，通過移動設備進行商業交易。移動支付所使用的移動終端可以是手機、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容業務；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的電子付款系統規范，用來確保在開放網絡上持卡交易的安全性。SET規范使用了公開體系對通信雙方進行認證，利用DES數據加密算法、RC4或任何標準對稱加密方法進行信息的加密傳輸，并利用Hash算法鑒別消息的真偽、有無篡改，以維護在任何開放網絡上的個人金融資料的安全性。SET要達到的最主要的目標是信息在互聯網上的安全傳愉。用戶和商戶的相互認證，以確定通信雙方的身份。一般由第三方機構負責為在線通信雙方提供信用擔保。SET協議中的參與方有：(1)用戶：在電子商務環境中，用戶通過計算機與商戶進行交互，用戶通過由發卡機構頒發的付款卡進行結算。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)發卡機構：負責為每一個希望進行電子支付的用戶頒發付款卡，并建立用戶的相關帳戶。發卡機構根據不同品牌卡的規定和有關的法律法規，對每一筆通過認證的交易進行付款；(3)商戶：商戶提供商品或服務，并利用SET向用戶提供安全的電子支付服務。同時，接受支付的商戶必須和清算機構有關系；(4)清算機構：它是一個金融機構，負貴建立商戶賬號，并且處理支付卡的認證和支付；(5)支付網關：是由清算機構或指定第三方機構提供的設備，它負責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構，可以由一個或多個交易雙方信任的實體組成。它負責接收和處理各類注冊請求，并頒發相應的證書。

    3 移動支付通用模型的分析與研究

    通用模型的設計必須保證平臺的擴展性，同時又要包含交易的權威性及安全性、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，充當仲裁機構。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、數據中心、可信第三方。

    用戶支付模塊：用戶支付模塊由帶有NFC控制器，內置STK卡的手機終端組成，NFC設備與手機控制器之間采用I2C總線連接，而卡與手機是ISO7816通信標準，提出與現有的手機控制NFC不同的是，采用卡來控制NFC設備，具體實現是利用卡的STK功能，此命令可以是GSM1 1．14的擴展主動式命令，由終端將APDU指令解釋傳輸給NFC，以實現SIM卡控制NFC的功能，可以控制NFC打開關閉通信等功能。與現有NFC手機相比，用STK卡可以校驗持機者的合法身份，可以控制NFC設備的打開和關閉，防治未經授權的交易發生，此外利用STK卡的安全特性可以存放用于安全交易的證書，在交易發生時可快速生成會話密鑰，簽名等信息對用戶個人信息進行有效保護。

    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形式，商家模塊可以是類似POS機的讀卡裝置，也可以是內容提供商將NFC設備放到智能媒體機里面，而每個商家模塊中放置支付機構的證書，在產生交易時，將商家信息、交易金額等敏感數據進行加密和簽名。

    支付處理機構：支付處理機構相互連接成環狀，支付處理機構之間相互信任，并且擁有相互之間的公鑰證書，支付處理機構可以處理用戶的請求也可以處理商家的請求，依據證書對用戶或商家進行驗證，同時通過驗證后，而將交易信息重簽名發送到可信第三方進行驗證。用戶或商家與其歸屬的支付處理機構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構，在移動支付過程中，不傳遞任何證書，節省證書交換的時間。

    數據中心：數據中心與SEMOPS模型具有相同的功能，負責支付機構之間的消息路由和傳遞，數據中心系統包括消費數據加載傳輸和結算中心MIS兩部分．結算中心MIS主要完成數據傳輸管理、數據采集情況的統計、消費數據的處理及相應的查詢統計、處理與支付處理機構的通訊數據．數據加載傳輸，負責采集消費數據生成本地數據，并負責生成上傳的數據包。

    可信第三方：可信第三方由時戳服務器和認證中心構成，保存每個支付機構的公鑰證書，負責對支付處理機構的驗證，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。用戶端采用NFC信道來傳輸，超短距離的傳輸提高安全性，將整個交易的發起結束都由用戶的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，提供對交易中產生的爭議進行仲裁，同時加入時間戳，有效的阻止系統中可能發生的重發攻擊；支付處理機構相互信任，擁有用戶和商家的公鑰證書，連接成環，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展性；整個交易過程，實現很好的匿名性，用戶或商家只對歸屬的支付處理機構負責，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構的證書，可以方便安全在存儲空間有限的STK卡中存放。

    4 結束語

    移動支付業務的發展步伐在不斷加快，支付業務的實現方式主要有兩種：一種是通過短信，WAP等遠程控制完成支付，另一種是通過近距離非接觸技術完成支付。短信、WAP方式實現的方式有著明顯的缺陷，相對于短信、WAP方式實現的移動支付，本文介紹的NFC技術有著明顯優勢。

    (文/濮陽職業技術學院數學與信息工程系 任艷斐 )