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基于分布式密鑰的移動支付安全卡

文章出處:http://m.compasssalessolutions.com 作者:孫德超,孫榮高,潘鐵軍   人氣: 發(fā)表時間:2011年09月29日

[文章內(nèi)容簡介]:分析了移動支付中的安全問題,提出了一種基于分布式密鑰的移動支付實施方案,給出了具體的設(shè)計方法,分析了其工作流程和關(guān)鍵技術(shù).該方案實現(xiàn)了移動支付的高保密、低成本等優(yōu)良性能,具有很好的實用價值和市場前景。

    1 引 言 

    移動支付方興未艾,安全問題成為其應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。因為手機的加密能力有限,不能滿足金融安全的要求,通過外部加密卡來增強加密能力有望解決這一難題。大部分手機都具有訪問外部設(shè)備的能力,隨著技術(shù)的發(fā)展,這種趨勢日漸明顯,紅外、藍牙和數(shù)據(jù)線幾乎成為手機的標準配置,USB的支持也在增加。同時,由于SIM卡克隆機的出現(xiàn),單純靠SIM卡和手機本身進行安全防護也在經(jīng)受嚴峻的考驗,通過外部eKey進行密鑰分布式存儲大大增強了安全系數(shù),手機、SIM卡和eKey交叉校驗也大大提高了移動支付的安全性。 

    目前移動支付的加密大多是通過SIM卡的加密功能實現(xiàn),基于短消息的小額支付。這種方案需要更換SIM卡等復(fù)雜流程,而且短消息的時延性和不可靠性等諸多缺點使該項業(yè)務(wù)推廣受阻。隨著手機本身能力的增強,利用JAVA和WAP技術(shù),通過HTTPS和WAP本身的安全機制支持移動支付的方式也正在應(yīng)用,但因為手機的加密能力有限,一般只能完成64位加密強度,僅用于小額消費。國外正在研究一種能提高手機本身加密能力的SIM卡,但因為標準不一和技術(shù)難度過大而進展緩慢。另外,通過增加外部芯片來增強安全性能的方法也得到了應(yīng)用,如衛(wèi)易的MTT(移動POS機),但MTr直接改變了手機的結(jié)構(gòu),使手機變得龐大而只能作為移動POS,從而失去了小巧方便的特性。本文正是針對該缺點,通過插拔式外部設(shè)備eKey來增強手機的 安全功能,盡量不改變手機本身的結(jié)構(gòu)和配置,使移動支付的業(yè)務(wù)更容易開展。

    2 基于eKey的移動支付方案 

    在移動支付過程中,雖然無線傳輸信道有自己的加密能力,但在應(yīng)用層進行加密也是不可缺少的,比如銀行系統(tǒng)使用PKI機制進行安全防護,它只能 與通過PKI機制下的加密數(shù)據(jù)進行對接,因此應(yīng)用層數(shù)據(jù)一定要使用PKI的加密機制??紤]到短消息的時延性和不可靠性,依靠非結(jié)構(gòu)化補充數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(Unstructured Supplementary Service Data,USSD)可解決該問題。USSD是一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的新型交互式數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),它是在GSM的短消息系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上推出的新業(yè)務(wù)。USSD業(yè)務(wù)主要包括補充業(yè)務(wù)(如呼叫禁止、呼叫轉(zhuǎn)移)和非結(jié)構(gòu)補充業(yè)務(wù)(如移動銀行業(yè)務(wù))兩類。雖然USSD、SMS和WAP都屬于電路承載型的業(yè)務(wù),但它的優(yōu)點表現(xiàn)在以下幾方面:

    (1)它們所使用的電路信道各不相同:通話狀態(tài)下,USSD和SMS使用相同的信令信道l1]1SDCCH,數(shù)據(jù)傳輸速率大約為600 bps;而非通話狀態(tài)時,USSD使用FACCH信令信道,數(shù)據(jù)傳輸速率大約為I kbps,比SMS傳輸速率高;
    (2)USSD在會話過程中一直保持無線連接,提供透明管道,不進行存儲轉(zhuǎn)發(fā);而SMS在物理承載層沒有會話通道,只是一個存儲轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng),用戶完成一次查詢需要進行多次會話過程。因此,uSSD每次消息發(fā)送不需要重新建立信道,就響應(yīng)時間而言,USSD比短消息的響應(yīng)速度快。WAP與USSD類似,交互中保持一個會話過程,但由于WAP服務(wù)器和Internet速度等因素的影響,其目前的響應(yīng)速度比SMS還慢;
    (3)USSD和WAP都可以在服務(wù)器端對服務(wù)內(nèi)容進行相應(yīng)的調(diào)整,尤其是USSD可以在服務(wù)器端方便地修改菜單,使運營商可以迅速針對市場需求情況的變化做出反應(yīng);而以SMS平臺為基礎(chǔ)的STK卡則無法隨時修改菜單選項,在業(yè)務(wù)開拓方面要稍微麻煩一些。 

    通過以上分析,USSD為移動支付提供了簡易而廉價的解決手段,USSD和訪問外部設(shè)備是大多數(shù)手機支持的功能,基本不用改變手機的任何配置,便于實施。我們采用USSD作為eKcy的無線傳輸方式,系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖I所示。手機將移動信息通過串口發(fā)送移動支付數(shù)據(jù)給eKey(對于沒有問外部設(shè)備(如串口)能力的手機目前不能支持,只能通過更換STK卡來實現(xiàn))。eKey通過和手機、服務(wù)器、第三方認證中心等進行認證后,對數(shù)據(jù)進行加密,通過手機發(fā)送給銀行服務(wù)器,服務(wù)器通過加密機解密數(shù)據(jù),完成移動支付操作,類似于網(wǎng)上銀行,不過這里采用的是無線方式。

移動支付方案

    圖1 移動支付方案 


    3 eKey的設(shè)計和實現(xiàn) 

    3.1 硬件設(shè)計 

    eKey定位為手機的數(shù)據(jù)加密卡,要求體積一定要小巧靈活,便于插拔,另外,考慮到移動支付的安全性,eKey一定要實現(xiàn)3DES 128位或RSA 1 024位的加密能力,達到網(wǎng)上銀行同樣的加密級別。同時,低成本解決方案和電源管理也是必須要考慮的問題。通過分析,考慮到非對稱加密RSA 1 024位加密的主要功能在于傳遞3DES的密鑰,在實驗階段,假設(shè)銀行內(nèi)部的安全機制是充分的,即使在發(fā)行階段,也可以由用戶親自到銀行來領(lǐng)取加密卡以保證3DES的密鑰的傳遞保密性。

    全文下載閱讀地址:http://www.yktchina.com/bbs/Read-b3-t8555.htm

本文關(guān)鍵詞:分布式密鑰,密鑰,移動支付卡,移動支付
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