移動(dòng)支付系統(tǒng)安全的若干關(guān)鍵問(wèn)題研究.pdf

1、隨著移動(dòng)用戶迅猛增加和移動(dòng)技術(shù)不斷改善，移動(dòng)商務(wù)得到了快速發(fā)展并呈現(xiàn)出前所未有的發(fā)展機(jī)遇。但目前移動(dòng)商務(wù)仍以小額交易為主，交易額也僅占總電子交易額很小部分。制約移動(dòng)商務(wù)發(fā)展的因素是復(fù)雜的，但從當(dāng)前移動(dòng)商務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)的角度看，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的帶寬、移動(dòng)終端的計(jì)算能力和移動(dòng)支付系統(tǒng)的安全性是亟待解決的主要問(wèn)題。本文以提高和改善移動(dòng)支付系統(tǒng)安全性作為主要研究方向，旨在改善移動(dòng)商務(wù)系統(tǒng)性能、推動(dòng)移動(dòng)商務(wù)的實(shí)施，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 本

2、文通過(guò)對(duì)移動(dòng)支付系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述，發(fā)現(xiàn)圍繞移動(dòng)支付系統(tǒng)安全性存在的主要問(wèn)題有：目前移動(dòng)支付系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)存在較大的安全隱患；對(duì)于移動(dòng)支付協(xié)議的分析，還沒(méi)有一種形式化分析方法可以確保完全有效地分析所有的安全屬性，許多形式化分析方法不能有效分析支付協(xié)議可追究性和公平性；滿足公平性的支付協(xié)議對(duì)實(shí)施移動(dòng)商務(wù)交易有著重要意義，但是目前許多支付協(xié)議難以兼顧公平性和可實(shí)施性要求。為了解決上述問(wèn)題，本文在移動(dòng)支付模型、系統(tǒng)架構(gòu)、支付協(xié)議的形式化分

3、析和滿足公平性的支付協(xié)議等四個(gè)方面開展了研究。 移動(dòng)支付系統(tǒng)模型方面，通過(guò)分析移動(dòng)支付系統(tǒng)組成和系統(tǒng)屬性，定義了移動(dòng)支付系統(tǒng)的一般化模型，該模型將移動(dòng)支付系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施歸類為操作語(yǔ)義，安全性、系統(tǒng)目標(biāo)、系統(tǒng)交易性能等系統(tǒng)各種屬性歸類于基本屬性。為了衡量系統(tǒng)的安全性和可實(shí)施性，給出模型的運(yùn)算規(guī)則與性能評(píng)價(jià)方法；最后，實(shí)現(xiàn)了模型操作語(yǔ)義的Petri網(wǎng)描述。 針對(duì)現(xiàn)有基于代理服務(wù)器系統(tǒng)架構(gòu)和基于移動(dòng)代理系統(tǒng)架構(gòu)存在的安全隱患，

4、本文提出一種改進(jìn)的基于門限代理機(jī)制的移動(dòng)支付系統(tǒng)架構(gòu)。該架構(gòu)不僅保留了原系統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于客戶對(duì)代理服務(wù)器采取部分信任；且在商家服務(wù)器上須若干個(gè)移動(dòng)代理配合才能實(shí)施交易，每個(gè)移動(dòng)代理僅攜帶敏感信息的子信息，惡意商家攻擊移動(dòng)代理而獲取或篡改敏感信息的難度成倍增加，因此該架構(gòu)可以同時(shí)解決上述兩種系統(tǒng)架構(gòu)所存在的安全隱患。針對(duì)所提的基于門限代理機(jī)制的系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于橢圓曲線的門限代理簽名方案，安全性和性能分析證明方案滿足設(shè)計(jì)需要

5、。 針對(duì)目前許多形式化分析方法不能有效分析支付協(xié)議可追究性和公平性的問(wèn)題，本文提出一種基于CPN(有色Petri網(wǎng))的支付協(xié)議形式化分析方法。該方法不僅可以對(duì)支付協(xié)議的機(jī)密性、完整性、認(rèn)證性和可追究性等進(jìn)行分析，而且通過(guò)向CPN模型引入時(shí)間元素，實(shí)現(xiàn)了對(duì)支付協(xié)議公平性的有效地分析，為協(xié)議的設(shè)計(jì)檢驗(yàn)提供了一種新的手段。該方法對(duì)KSL協(xié)議安全性的分析結(jié)果表明該協(xié)議不滿足可追究性及公平性，發(fā)現(xiàn)了其他形式化方法未能發(fā)現(xiàn)的協(xié)議漏洞，驗(yàn)證了

6、該方法的有效性。 針對(duì)目前移動(dòng)支付協(xié)議難以兼顧公平性和可實(shí)施性的問(wèn)題，本文在深入分析基于身份的簽密體制和可同時(shí)生效簽名體制的基礎(chǔ)上，提出一種新的基于身份的同時(shí)生效簽密體制，并給出其形式化定義和安全模型。這種體制將簽密與完美同時(shí)生效簽名有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，既能保證協(xié)議執(zhí)行過(guò)程中雙方處于平等地位，體現(xiàn)公平性，又能保證傳遞信息的機(jī)密性和認(rèn)證性，具有更好的安全性和可實(shí)施性。同時(shí)，利用雙線性對(duì)構(gòu)建了一個(gè)具體的基于身份同時(shí)生效簽密方案，采用隨機(jī)