基于智能卡的移动支付终端分析与研究

    0 引言

    移动支付是移动电子商务中的一个重要组成部分，只有移动支付得到充分的发展，移动电子商务才会有一个良好的发展环境。对于运营商的特殊身份，涉及金融的可操作性考虑，需要有更加专注于支付处理的第三方机构。运营商专注于系统平台部署和技术实现，而金融机构专注于金融交易等操作，因此非常需要建立一个安全高效的移动支付系统。

    1 移动支付的概念

    根据移动支付论坛的定义，移动支付是指交易双方为了某种货物或者业务，通过移动设备进行商业交易。移动支付所使用的移动终端可以是手机、PDA、移动PC等。移动支付分为微支付和宏支付两种类型。微支付是根据移动支付论坛的定义，交易额少于1O美元，通常是指购买移动内容业务；宏支付是指交易金额较大的支付行为，例如在线购物或者近距离支付。两者之间最大的区别就在于安全要求级别不同。

    2 移动支付的安全交易方式

    安全电子交易方式是由Visa和MasterCard两大信用卡组织提出的以信用卡为基础的电子付款系统规范，用来确保在开放网络上持卡交易的安全性。SET规范使用了公开体系对通信双方进行认证，利用DES数据加密算法、RC4或任何标准对称加密方法进行信息的加密传输，并利用Hash算法鉴别消息的真伪、有无篡改，以维护在任何开放网络上的个人金融资料的安全性。SET要达到的最主要的目标是信息在互联网上的安全传愉。用户和商户的相互认证，以确定通信双方的身份。一般由第三方机构负责为在线通信双方提供信用担保。SET协议中的参与方有：(1)用户：在电子商务环境中，用户通过计算机与商户进行交互，用户通过由发卡机构颁发的付款卡进行结算。在用户和商户的交互过程中，SET可以保证用户的个人帐号信息不被泄漏；(2)发卡机构：负责为每一个希望进行电子支付的用户颁发付款卡，并建立用户的相关帐户。发卡机构根据不同品牌卡的规定和有关的法律法规，对每一笔通过认证的交易进行付款；(3)商户：商户提供商品或服务，并利用SET向用户提供安全的电子支付服务。同时，接受支付的商户必须和清算机构有关系；(4)清算机构：它是一个金融机构，负贵建立商户账号，并且处理支付卡的认证和支付；(5)支付网关：是由清算机构或指定第三方机构提供的设备，它负责处理用户和商户的支付信息；(6)Certificate Authority(CA}是提供身份验证的第三方机构，可以由一个或多个交易双方信任的实体组成。它负责接收和处理各类注册请求，并颁发相应的证书。

    3 移动支付通用模型的分析与研究

    通用模型的设计必须保证平台的扩展性，同时又要包含交易的权威性及安全性、商户或用户的隐私性。因此基于SEMOPS模型，引入了可信的第三方，充当仲裁机构。通用支付模型分五个模块：用户支付模块、商家模块、支付处理模块、数据中心、可信第三方。

    用户支付模块：用户支付模块由带有NFC控制器，内置STK卡的手机终端组成，NFC设备与手机控制器之间采用I2C总线连接，而卡与手机是ISO7816通信标准，提出与现有的手机控制NFC不同的是，采用卡来控制NFC设备，具体实现是利用卡的STK功能，此命令可以是GSM1 1．14的扩展主动式命令，由终端将APDU指令解释传输给NFC，以实现SIM卡控制NFC的功能，可以控制NFC打开关闭通信等功能。与现有NFC手机相比，用STK卡可以校验持机者的合法身份，可以控制NFC设备的打开和关闭，防治未经授权的交易发生，此外利用STK卡的安全特性可以存放用于安全交易的证书，在交易发生时可快速生成会话密钥，签名等信息对用户个人信息进行有效保护。

    商家模块：在NFC多种用途的前景下，商家模块更具有多种的实现形式，商家模块可以是类似POS机的读卡装置，也可以是内容提供商将NFC设备放到智能媒体机里面，而每个商家模块中放置支付机构的证书，在产生交易时，将商家信息、交易金额等敏感数据进行加密和签名。

    支付处理机构：支付处理机构相互连接成环状，支付处理机构之间相互信任，并且拥有相互之间的公钥证书，支付处理机构可以处理用户的请求也可以处理商家的请求，依据证书对用户或商家进行验证，同时通过验证后，而将交易信息重签名发送到可信第三方进行验证。用户或商家与其归属的支付处理机构之间互相拥有对方的公钥证书，并且用户和商家的证书只存放于归属的支付处理机构，在移动支付过程中，不传递任何证书，节省证书交换的时间。

    数据中心：数据中心与SEMOPS模型具有相同的功能，负责支付机构之间的消息路由和传递，数据中心系统包括消费数据加载传输和结算中心MIS两部分．结算中心MIS主要完成数据传输管理、数据采集情况的统计、消费数据的处理及相应的查询统计、处理与支付处理机构的通讯数据．数据加载传输，负责采集消费数据生成本地数据，并负责生成上传的数据包。

    可信第三方：可信第三方由时戳服务器和认证中心构成，保存每个支付机构的公钥证书，负责对支付处理机构的验证，验证通过时加入时戳，防止重传攻击，并给未来交易争议提供仲裁依据。用户端采用NFC信道来传输，超短距离的传输提高安全性，将整个交易的发起结束都由用户的STK卡控制，增加交易的灵活性，借助STK的安全存储特性，将交易信息保存，方便管理；引入可信第三方，提供对交易中产生的争议进行仲裁，同时加入时间戳，有效的阻止系统中可能发生的重发攻击；支付处理机构相互信任，拥有用户和商家的公钥证书，连接成环，可以同时处理商家和用户的支付请求，提高整个模型的可扩展性；整个交易过程，实现很好的匿名性，用户或商家只对归属的支付处理机构负责，其他方无法看到交易的个人身份信息。用户或商家只保存自身的证书和归属支付处理机构的证书，可以方便安全在存储空间有限的STK卡中存放。

    4 结束语

    移动支付业务的发展步伐在不断加快，支付业务的实现方式主要有两种：一种是通过短信，WAP等远程控制完成支付，另一种是通过近距离非接触技术完成支付。短信、WAP方式实现的方式有着明显的缺陷，相对于短信、WAP方式实现的移动支付，本文介绍的NFC技术有着明显优势。

    (文/濮阳职业技术学院数学与信息工程系 任艳斐 )