【《移动电子商务的数据安全性分析与对策》21000字（论文）】

③以{e,n}为公开密钥，{d,n}为私密密钥。加密使用接收方的公钥{e,n}，发送方可以将需要发送的加密的信息m发送给接收方。然后计算c≡memodn，最后把密文c发送给接收方。（3）解密收到密文c后，接收方用自己的私钥能够计算出m≡cdmodn,得到的结果m。m就是发送方发送给接收方的消息。通常现在提到的非对称密码体制，其安全性有保障本质上指的是其在计算上的安全性有保障。通过上文对RSA算法的具体流程的分析就能看出，RSA的安全性是基于大素数分解的困难性。虽然从理论上将如果有足够的计算能力，是可以将素数进行分解的。但是如果在有效时间内破解不出来，此时使用算法对数据加密从而实现安全性的目的就达到了。现在我们通过一个实例更好的展示非对称密码体制应该具有的性质：假设Alice是接收方，Bob是发送方，公开密钥和私密密钥都是由Alice产生的，并且产生密钥时在计算上是容易完成的；Bob使用Alice的公开密钥对要传送的消息m进行加密，产生密文c，这一步的实现在计算上也应该是容易的；Alice用自己的私密密钥对c进行解密，计算同样应该是容易的；攻击者想要通过Alice公开密钥破解得到私密密钥是不可行的；攻击者想要通过密文c和公开密钥来解出明文也是不可行的。非对称密码体制相比于对称密码体制，尽管比对称密码体制的密钥分配问题有了较大的进步和完善，能够较好的完成数字签名认证，具有良好的抗攻击性等优势，但是由于非对称密码体制本身存在的计算代价比较昂贵，运算耗费较大等缺点，在加密大量的数据时仍不适用。2.1.3

双重数字签名有消费者、商家以及银行三个实体的安全移动电子交易中，三者共同参与一次完整的交易，消费者发出的订单信息（OI）和支付指令（PI）是一一对应的，商家同意消费者的OI后，银行才可以下达PI。若消费者在实际支付中不想让银行知道自己的OI，同时又不想让商家知道自己的PI，双重签名技术可以解决此类问题。双重签名的产生过程如图2-2所示。图2-2双重签名的产生过程最终，消费者用商家的公钥对消息加密，最后将消息{OI,H(PI),Sign[H(OP)]}发送给商家。银行和商家用双重签名进行验证，能够证实其所接收到的消息都是完整的。双重签名的验证过程如图2-3所示。通过双重签名，消费者的OI只能被商家查看，而PI只能被银行查看。图2-3双重签名的验证过程双重签名技术的应用不但能防止持卡人在发出支付指令时，商品（服务）的提供者擅自使用账号信息的情况，还可以有效防止银行在核实持卡人OI后，仍悄悄跟踪持卡人的后续交易情况，造成持卡人隐私泄露。2.2

SET协议的流程分析下面对SET协议下的支付处理流程进行具体分析：（1）持卡人注册持卡人（消费者）必须要先在CA进行注册，请求获得用来交易的持卡人证书，然后方可向商家发出交易请求，否则不能发出。另外持卡人还要得到CA的密钥交换数字证书，然后才可以进行初始化注册。CA接到持卡人的请求后，通过散列运算对初始应答进行计算，生成消息摘要；对消息摘要进行加密时是使用自己的私钥，用来生成数字签名，将数字证书发送给持卡人。持卡人要想申请注册表，必须要先收到数字证书，收到后便可以对注册表进行加密处理，处理后便将注册表请求发给CA。CA接收持卡人的注册表请求，对其进行处理后发出。持卡人请求数字证书，CA处理请求并发出数字证书，最后持卡人接收数字证书。具体过程如图2-4所示：图2-4持卡人注册流程（2）商家注册首先商家也是要先请求注册表，完成初始化请求；CA收到响应后进行处理并发出商家所申请的注册表；商家接收CA发出的注册表，随后便可以申请数字证书，并将数字密文证书发送给CA；CA处理请求后发出数字证书，商家接收数字证书，用于电子商务后续的安全交易。具体流程如图2-5所示：图2-5商家注册流程（3）持卡人交易请求持卡人看中商品后，对商品进行下单，此时SET协议就开始启动，向商家发出请求。商家收到请求后，会产生一个唯一的交易标识号，将此标识号连同数字证书发送给持卡人。持卡人将包含OI和PI的消息发送给商家后，商家接收到订单进行验证，将响应信息反馈给持卡人，持卡人接收响应后便可进行购买。具体流程如图2-6所示：图2-6交易请求流程（4）支付授权商家向支付网关请求授权，得到授权后接收支付。商家首先需要将授权请求发给支付网关，与此同时要附加上持卡人的PI。支付网关接收请求后，验证数字证书和解密PI的数字信封，并验证从商家接收到的交易标识号和持卡人PI的标识号是否相同，最后发送授权请求；商家接收支付网关回应的响应消息后，从数字信封中获取对称密钥，得到响应消息。具体流程如图2-7所示：图2-7支付授权流程（5）支付请求持卡人完成购物后，商家请求支付。持卡人在对一件商品完成订购后，商家将请求持卡人付款，产生并签署一个包含整个交易信息的请款请求，发送给支付网关。支付网关对请求进行验证，验证成功后，签署一个请款响应消息发送给商家。具体流程如图2-8所示：图2-8支付请求流程2.3

小结本章主要对基于SET协议的移动电子商务进行了深入研究。首先，介绍SET涉及到的加密认证技术，具体分析了对称加密算法中的DES算法、非对称加密算法中的RSA算法以及双重签名技术。指出由于对称加密算法的密钥公开，便于使用和生成密钥，适用于对大量数据进行加密，但后期密钥管理的难度较大，容易造成安全隐患；非对称加密算法的安全性本质上靠的是计算上的安全性，非对称密码体制尽管在密钥分配方面有较大完善，但计算代价比较昂贵，运算时耗费时间长；双重签名技术是在SET交易中起着非常大作用的一项技术，能够有效的防止在交易支付过程中商家或者银行对用户隐私的跟踪。其次，本章还分析了SET协议支付处理的具体流程，对流程中重要的五个步骤进行了进一步的阐述。对流程的分析可以直观的看到整个SET交易流程，方便对其中可能存在的问题进行研究，并为下文对SET协议的安全性分析提供坚实的理论和实践基础。

3

SET协议的安全性分析3.1

SET协议的安全优势SET协议的存在，为安全交易的实现提供了依据。SET协议的目标是建立一种安全的支付方式，该方式靠Internet与第三方（通常是支付、金融机构）建立联系来实现。在SET完整交易的每一步流程中，持卡人、商家、第三方都要通过CA进行验证，互相验证和自己通信的另一方的身份，以确保对方身份是真实的而不是伪造的。由此可见，SET协议完全可以为实现移动电子商务支付过程中的机密性、完整性等安全要求提供保障。同时，数字签名技术不但能实现数据的完整性，还能够为电子支付中的不可否认性提供理论依据。信息的机密性在交易的环境中，交易时需要传输的信息都是应该进行加密处理的，这样才能确保交易的信息不被泄露，在基于SET协议的交易中，对信息的机密性要求更为严格。DES算法是SET协议中使用的标准的对称加密算法，但是这种算法的加密强度不高，只要使用专门的计算机便可在几十分钟之内攻破。

另外，不少非法商家恶意跟踪获取用户的持卡信息，SET协议中采用的双重数字签名技术正是用来解决这个麻烦的。该技术可以分别确保购买商品的信息和支付商品信息的机密性，达到商家只能看到用户购买的是什么商品，而看不到该用户的信息、支付银行只能看到用户支付商品时的支付信息，却不知道此支付是支付的什么商品的目的。数据的完整性数字签名技术是在SET协议用来保护数据完整性的一个强有力的工具，SHA-I（安全散列算法）及RSA算法的应用保证了数字签名的正常实现。在SET协议中，使用SHA-1算法的目的是将传送的消息映射为散列值，使用RSA算法则是将映射后的散列值进行数字签名。实质上，消息的完整性就是靠散列值来保证的，一旦在支付过程中有任何数据被篡改，散列值就会随之变化。当接收者接收到数据后，对散列值进行计算，若散列值发送变化便会意识到是数据发生了问题。另外，对散列值进行数字签名就可以验证其来源，因为没有私有密钥，就不可能对散列值进行加密。因此，SHA-1和RSA这两种算法的安全性决定了交易数据的完整性，重要性不言而喻。下面分别进行讨论。RSA算法的安全性上文提到过，RSA算法的安全性是基于大素数分解的困难性，这是一个数论问题，若一个合数很大，那么对其进行分解应该是不可能的。RSA算法的具体步骤前面已经介绍过，可以看出RSA算法用到的是两个非常大的素数的乘积，根据目前的计算机水平在有限的时间内是无法分解的。SHA-1算法的安全性在SHA-1算法中，不管收到的这个消息多长，经过处理后生产的消息摘要都是160位的。一旦消息中有一位被更改，那么消息摘要中的一半数据也都会随之发送变化，但要清楚，截止到目前，两个消息的摘要一模一样的概率仅为10-48，因此对SHA-1算法进行直接的攻击是不可能的。还有一种攻击方法，称为生日攻击。生日攻击在本质上和SHA-1算法相同，也是要找到散列结果一致的明文。生日攻击的名称来自概率论，在概率论中有一个生日问题，讲的是在多于70个人的人群当中，就有99%以上的概率有两个人的声音是同一天。因此对于SHA-1算法来说，即便是尝试300条明文，它们之间至少有一对发生冲突的概率就是50%，但就目前国内外的计算能力来讲，这基本是不可能实现的。因此，SHA-1算法是非常安全的。（3）身份鉴别在进行在线交易时，都必须要确定要交易的对方的真实身份，如消费者要了解商家是否值得信任等，X.509v3数字证书和CA就是SET协议用来鉴别交易时各方的身份所采用的方法。X.509公钥证书格式是目前国际上应用最广泛的证书格式，在互联网环境中有着广泛的应用。X.509v3公钥证书格式如图3-1所示。图3-1证书结构使用公钥证书系统，当用户想要和其他任何已在CA注册的用户的公钥时，可以向证书机构（或者持证人）直接获得其公钥证书，用CA给的公钥验证CA的签名，进而获得可靠的公钥。公钥证书是公开的，不需要保密，可以直接在互联网上分发。同时，CA要在公钥证书上签名，这也就使得攻击者不能伪造合法的公钥证书。因此，只要CA可信赖，数字证书就可以信赖。公钥证书为公钥的发放奠定了基础，成为公钥密码体制在系统中应用的重要技术。CA和数字证书为在线交易提供了一个可信赖的交易环境，这也是电子商务平台使用公钥证书技术的原因所在。（4）不可否认性在使用SET协议进行交易时，消费者和商家交易时的信息在数字证书发布时就已经公布。因此，使用SET协议进行交易的消费者在发出购买商品的订单请求后，不能不承认自己发出过这个请求；同样的道理，商家自然也不能不承认自己接收过此订单。3.2

SET协议的安全隐患（1）如何评价一个密码系统，一个密码系统的性能是好是坏，到目前依旧没有一个统一的标准，我们只能根据这个密码系统是否在面对一些攻击时能够做到有效的防御抵挡来判断他们的好坏。SET协议使用的对称加密算法DES虽然方便实现，便于使用，但是其安全性方面还是存在一些质疑的声音。首当其冲的便是DES中的S-盒，S-盒是由美国国家安全局（NSA）进行的修改，尽管修改后的S-盒仍能满足相关设计原则，但仍有声音始终质疑S-盒中被NSA嵌入了陷门，NSA可能会利用自己设置的陷门以及56位的短密钥破解DES；其次，DES有效密钥长度（56位）不长，密钥量大约在1000个左右，易受到穷举攻击；DES中可能有弱密钥的存在，另外DES中有互补对称性的代数结构，该结构使得攻击者在进行穷举攻击时，通常来说只需要尝试原有密钥的一半就可以得出结果。其实对于DES来说，目前对其最具有杀伤力的攻击是差分攻击以及线性攻击。作为选择明文攻击的一种，差分攻击分析涉及具有某种特性的密文对和明文对进行比较，攻击者找到明文中有某种差分的密文对。在找到的差分中可能会有较高的重现概率，利用这些重现概率来计算密钥就有了一定的概率，从而最后定位密钥。DES的轮数对差分攻击影响较大，如果DES只有8轮，那么哪怕是使用个人计算机也可以在几分钟内破解密码；如果是完整的16轮，那么差分攻击就仅仅比穷举密钥效率稍高一点；如果是17轮包括以上，此时使用穷举密钥的方法要好于差分攻击。显然，差分攻击主要是对DES轮数在16轮以下的攻击效果更好。使用线性攻击，8轮的DES使用200个左右的已知明文就能破解，16轮的DES使用240个左右的已知明文就能破解。（2）RSA在面对一些常规攻击时，1024位的密钥长度在当前的一定时间内还是安全的。常见的对RSA算法的攻击主要有蛮力攻击、数学攻击、计时攻击等等。蛮力攻击主要思想是试图列举出所有可能的私钥，计时攻击更多的要依赖于解密算法运行的时间。下面对数学攻击和计时攻击进行具体描述。数学攻击：尝试分解两个素数的乘积是数学攻击的本质，主要有三种攻击途径。一是分解数n，从而计算出φ(n)，最后确定d；二是直接确定φ(n)而不是先确定p、q，同样也能确定d；三是直接确定d，而不先确定φ(n)。尽管大数的素数因子分解仍是一个难题，但随着计算机网络技术的飞速发展，越来越多的技术的出现会逐渐缓解这个难题：素因素分解技术、专门计算机性能的提高和普及以及计算机能力的提高。最近被解密的RSA-768，密钥长度为232十进制位或768二进制，显然分解大素数因子不再像以前那样困难。另外，为了降低破解数n的速度，p和q还应当满足这些条件。一是p和q的长度应该相差不大，这样对于1024位的密钥而言，p和q都在1075和10100之间；二是（p-1）和（q-1）都应该有一个大的素数因子；三是gcd（p-1,q-1）应该较小。计时攻击：计时攻击是评价一个密码算法安全性最好的衡量标准，攻击者可以通过计算消息解密所需要的时间来确定私钥。假定在RSA的模幂运算中，模乘函数的执行时间只在几种情形中比整个模幂运算的平均执行时间要长得多，但在大多数情形下其执行相当快。用计时攻击进行攻击时，从最左位bk开始，逐位进行。尽管计时攻击会造成严重的威胁，但是可以在RSA算法中采用隐蔽的方法来预防。可以在执行幂运算之前，将要发送的密文乘上一个随机数，这种做法可以使攻击者无法分清正在处理的究竟是哪一位密文，从而避免攻击者逐位进行分析破解。为了提高安全性，RSA的密钥长度一定会越来越长，显然，这种提高安全性的方式对于本来计算速度就不高的RSA算法来说更是致命的打击，那么对于有大量商品交易的安全平台来说这个问题就会更加突出。（3）使用SET协议进行支付，消费者必须在自己的移动终端安装类似于电子钱包的软件，其中包含自己的个人证书、私钥以及自己的历史支付信息，消费者每次的交易信息都会被记录在里面，信息有泄露的风险。在SET协议中是要要求各方都要有数字证书，这会使SET协议在使用时付出较大代价。（4）在SET协议中，没有说明银行在给商家支付商品货款时，是否需要确认消费者接收到商品的证书。一旦消费者在收到商品后对商品提出质疑，但是此时银行已经把钱打给了商家，这样一来最后谁该来为消费者解决问题、究竟是谁的责任是无法定义的。另外，SET协议不能确保商品的原子性，也就是说不能保证自己购买的物品和自己收到的物品是同一件。（5）利用SET协议进行支付，交易参与主体数量较多，交易过程相对复杂。据统计，在一次完整的SET交易的过程中，数字证书需要验证9次，数字签名需要验证6次，需要传送证书7次，并进行5次签名以及4次对称和非对称加密，整个处理流程大概在1分钟左右，效率低，可扩展性不强。3.3

小结本章主要介绍和分析了SET协议的安全优势和安全隐患。SET协议能够充分确保交易过程中的交易安全性，对于移动电子商务支付的机密性、完整性以及可认证性等有充足的保障，并且对于商品交易时的订单商家和用户都不可抵赖。在确保数据机密性方面，采用DES算法和双重数字签名技术；在确保数据的完整性方面，是由依靠SHA-I及RSA算法的数字签名技术来实现的；基于数字证书和CA来进行交易双方的身份鉴别。但是，SET协议仍存在一些不足和安全隐患：尽管DES算法实现较为容易，但是密钥的长度不够，极容易受到穷举攻击。再加上S-盒的设计原则不够透明，人们对其安全性仍存有怀疑态度；RSA算法虽然在密钥长度上有所改进，但是密钥的安全性会随着技术的提高而减弱，并且会面临数学攻击、计时攻击等风险，使用效率相对不高；使用SET协议必须要在终端上安装相关软件，代价较大，且有信息泄露的风险；另外SET协议不能确保商品的原子性、可扩展性不高等也是存在的一些安全隐患。以上问题的提出为下文解决不足做好了充足的准备。4

基于SET协议的移动电子商务安全性的解决方案4.1

基于AES算法的SET协议尽管目前SET协议使用DES算法时比较容易，便于实现，但是由于密钥长度太短，SET协议在使用DES算法时容易受到安全攻击，目前来看最好的选择应该是高级加密算法AES。在AES算法中，分组长度为128位，密钥长度可以被指定为128位、192位或者是256位。其中，密钥长度128是使用最为广泛的。下面对AES算法进行进一步的描述：AES一个十分显著的特点就是没有使用Feistel结构，Feistel结构中数据分组中的一半被用来修改数据分组中的另一半，然后交换这两部分。而AES使用的是Rijndael算法，因为无论是使用反馈模式或者无反馈模式，Rijndael在广泛的计算环境中，其软硬件的实现性能都有着优秀的表现。建立密钥时所需时间很短，敏感度极高，而且使用Rijndael时需要的内存极低，对于一些存储受限的环境或者设备非常实用。同时，抵抗强力攻击和避免时间选择攻击也是使用Rijndael的一大优点。44个32位的字组成了数组w[i]，凡是输入的密钥都会被扩展成该数组，该轮的轮密钥便是由4个不同的字（128位）组成的。就轮密钥加本身来说，是不难破解的。但是另外三个阶段的存在，为其提供了位混乱的效果，我们不妨将该算法看成是一个分组的轮密钥加，对这个分组进行混淆（其他的三个阶段）后，接着又进行轮密钥加等交替执行的操作。该算法的操作在每个阶段都是可逆的，而且能够很容易的通过密文解密进而获得所需明文，是安全、有效的。为了避免密钥出现对称性，在AES加解密算法中，每轮要求使用不同的常数。非线性的密钥扩展的存在，很好的减弱了有相同密钥存在的可能。同时，不同的变换在加解密过程中灵活应用，极大地消除了弱密钥和半弱密钥出现的可能性。总而言之，在使用AES进行加解密时时，在密钥的选择方面没有任何的限制。图4-1显示了AES算法的完整结构。图4-1AES的加密和解密经过多次实验的验证得出，AES加解密算法在如今的技术条件下，能够满足大多数的信息加密需求，能够抵挡当前阶段已知的攻击手段的攻击。有限域（环）的相关性质是AES加解密的坚实的理论基础，这些性质不但可以准确且高质量地隐藏数据，同时保证了算法是可逆的。AES算法通常会非常巧妙地来选取一些关键的常数，整数指令以及逻辑指令共同配合，算法可以很快完成加解密，效率极高。就目前来讲，AES算法是相对安全的。4.2

基于椭圆曲线密码体制的SET协议近些年来，随着密钥的数量在不断增加，给RSA的应用造成了很大的负担，对进行大量安全交易的电子商务平台更是如此。椭圆曲线密码体制（ECC）在密钥效率方面，有了重大突破，其短密钥的优势以及其他优点足以来弥补RSA算法的不足。几何、代数以及数论是属于数学的多个专业学科，而椭圆曲线理论正是这些学科的一个重合点，在其被发现之前，一直被人们认为是一门纯理论的学科。椭圆曲线实质上是一个平面曲线，通常是由y2+a1xy+a3y=x3+a2x2+a4x+a5来确定，ai（i=1,...,5）这个系数定义范围很广，可以是有理数域、实数域、有限域等等，其中ECC就是基于有理数域的一种密码系统。如今RSA算法在使用时，所需素数越来越大，使得确保数据信息的安全性变得越来越困难，此时，利用椭圆曲线是解决这个困难的一个最为有效的方法。ECC的安全性是由Abelian加法群构造的离散对数在计算上的困难性决定的。下面通过RSA与ECC的比较来考查ECC的性能：要考虑一个公钥系统是否有效，计算的开销多少、密钥的长度大小以及带宽三个方面来进行考虑。在对两个系统进行有效性比较时，在选择密钥长度方面，应当考虑二者能够为各自的系统提供相当水平的安全级。计算开销。RSA一般选择e=65537=（216+1），这样可以极大减少计算量。使用ECC时，在进行加密操作时，能够提前进行预先计算，也能大量减少计算量。但相比较而言，若要产生等量的符合条件的密钥，ECC所需时间更短，即便生产密钥的设备计算能力非常有限，也可以根据ECC提供符合要求的密钥，而RSA若使用计算能力欠佳的设备，很难提供满足要求的密钥。另外由于能够选择ECC的基域，ECC中元素的表示法也可以被选择，所以如果进行域的相关运算，计算能被优化，RSA在这方面是欠缺的。密钥长度。ECC的离散对数分解问题的解决自然是比RSA的整数因数分解问题难得多的。在要求安全级别大致相同的环境下，从表4-2就可以看出，ECC所需要的密钥的长度比RSA以及分组密码体制要求的长度都要短。表4-2不同密码体制实现相同安全性能所需密钥大小比较ECC所需密钥长度RSA所需密钥长度分组密码所需密钥长度16010248022420481122563072128384819219251215360256带宽。带宽就是指传送一个加密消息时所需的比特数。若需要加密的消息较长，此时的ECC和RSA对带宽的要求基本相同。但是如果需要加密的消息是短消息时，情况却不相同。假设有长度100bit的密文需要加密，ECC和RSA加密消息的长度比较如表4-3所示。所以说，如果要加密的消息长度较短，ECC能够比RSA更节省带宽，更深一步讲，ECC比RSA更节省存储密钥时的空间和带宽。表4-3对短消息加密的长度项目加密消息长度/bitRSA1024ECC321综上所述，ECC在加密强度、速度以及密钥长度方面都比其他的公钥加密系统有着更好的性能和优势，只需要较小的开销和较低的时延就可以达到较高的安全标准。4.3

基于服务器电子钱包系统的SET协议SET协议本身比较复杂，交易流程也较为繁琐，大量的信息交互和较大的计算代价降低了协议效率和其便捷性，一次完整的SET交易需要各方的相互参与才能完成。下面先分析传统的电子钱包，再提出如何对电子钱包进行改进。4.3.1

传统的电子钱包系统SET协议通过定义一个应用程序，持卡者可以通过这个程序来获取已经申请过的数字证书以及密钥，此应用程序就称作电子钱包，持卡人通过发卡行进行下载，然后在自己的移动端进行操作实现。电子钱包需满足的安全要求电子钱包是在持卡人在进行电子交易时用到的，用来处理持卡人端的数据信息，使持卡人与其他的参与者进行消息的互动以及响应，通过使用数字证书以及数据加密技术，能够满足以下三点电子交易的安全要求：1）要能够保证识别出交易时的双方的身份；2）要能够确保交易的相关信息，在传输途中不会被窃取或者更改；3）要能保证交易的双方的交易指令发出后，不能否认自己发出过的指令。（2）电子钱包持卡人端的主要组成1）接口：接口主要就是用来实现持卡人端与系统端的交互的，并且确保完成系统的输入输出；2）数据库：数据库里面存储的是持卡人的个人信息；3）消息管理：负责对持卡人CA和商家服务器之间的SET消息进行处理；4）私钥管理：负责管理持卡人的私钥，并能够确保其安全性。私钥管理和消息管理共同处理数字证书请求等操作；5）数字证书管理：用来管理持卡人申请的数字证书的使用、查询、下载等；6）账户管理：用来管理持卡人的账户信息，增删改查个人用户信息。持卡人在SET协议支持的平台上购买完商品并要付款时，客户端便会激活电子钱包。电子钱包激活后，就会拿着持卡人提交的订单信息以及支付信息和商家进行下一步的交互，完成整个付款流程，结束后通知持卡人交易是否完成。由此可见，在整个交易过程中，商家是看不到持卡人的信息的，这能够很好的保护持卡人的私人信息。（3）存在的问题对于持卡人来说，需要在进行交易之前下载该电子钱包软件，过程较为繁琐，且如果更换交易设备，还需要重新下载并登录注册，不够方便。另外，电子钱包里包含的数字证书等重要的个人信息，一旦设备受到攻击，并没有有效的相关的安全措施来保护，容易引发安全隐患。4.3.2

改进的电子钱包系统通过对传统的电子钱包系统的研究，对传统的电子钱包系统的局限性进行了分析，确定了改进方向为增强电子钱包的简洁性和安全性。远程电子钱包系统应达到的标准GMCIG是由国际著名的移动通信公司和金融公司等机构支持的用于研究安全可靠、可实现交互的移动付款准则，该模型需要保证在不同设备上的安全交易用户的体验要有一致性。其中，该模型的核心是远程钱包服务器，并且在其中有一个存储用户信息的数据库。当持卡人想要设立一个远程钱包的账户时，需要访问该远程钱包供应商的网站，并输入订单信息。同时，持卡人必须提交一个密码，用于作为身份标识。模型如图4-3所示。图4-3远程移动钱包交易模型具体的交易过程是：1）持卡人在在挑选完物品后，随后接着发起一个付款请求，这样做的目的有两个：一是使钱包服务器了解自己的付款意图；二是提供自己的付款信息。2）经过手机加密的用户的相关信息，需要发送给钱包服务器，起这个关键作用的是移动运营商的WAP网关，因为钱包服务器是接入网络的，所以WAP网关需要做的就是将WAP转换为HTTP；3）服务器首先搜索的是用户数据库里本来就已经存储的信息，然后再处理的是来自移动终端的付款请求，修改账户信息并保存；4）为了安全起见，发卡的银行处通常是安装钱包服务器最常见的地方，并不是在移动运营商处安装。钱包服务器处理持卡人的请求信息，运用HTTP协议将处理信息返回到WAP网关，网关在收到信息后，将信息转换回WAP格式，并最后发送给移动终端。所以说，远程移动钱包主要的功能就是使持卡人的付款请求和发卡银行的交易处理过程、账户信息维护过程以及最后的交易记录等分成两个部分，相互独立，分别在持卡人的移动终端和远程钱包服务器中实现。将交易过程中处理起来较为复杂的功能全部放到钱包服务器端，持卡人在移动终端只需要发出请求付款请求以及接收信息处理信息。在这种工作方案中，可以大大减轻移动终端处理数据的压力，因此可以考虑用此模型方案来对SET协议进行改进，用来改善SET协议中使用的传统的电子钱包带来的局限性。服务器钱包方案根据远程移动钱包的核心思想，我们可以考虑将原本集所有功能于一身的电子钱包分成两个部分：第一部分是安装在持卡人的移动端设备中，叫做电子钱包客户端；第二部分则是安装在服务器上，叫做电子钱包服务器。概念模型如图4-4所示。图4-4服务器钱包模型（1）电子钱包客户端特点：电子钱包客户端是安装在持卡人的移动设备上的，从本质上讲安装上的是用户钱包接口，从功能实现上来讲是一个很小的、能够与浏览器整合的一个小程序插件，下载使用方便，大小约为几十K,能够便捷的安装到移动设备上。持卡人通过接口发出购买的指令，并转发商家方面的支付的初始信息，能够查看已存储的账户信息以及以往购买记录等等。（2）电子钱包服务器端特点：电子钱包服务器端是整个电子钱包的核心组成部分，包含了传统电子钱包的大多数功能，负责接收处理并且转发来自持卡人的购买请求，不但要与SET协议中的其他主体进行通信，还要管理持卡人所需的私钥和数字证书，保护持卡人的账户信息以及交易记录，最终完成整个SET协议下的电子交易。通常，电子钱包服务器端安装在发卡行。（3）电子钱包服务器加入后，交易过程较为复杂的流程和步骤或者是对安全性要求较高的的请求都会在电子钱包服务器上进行处理，极大地提高了安全性和交易效率。细化的电子钱包体系结构如图4-5所示。图4-5电子钱包细化模型（4）使用电子钱包服务器后，持卡人的终端只需要进行一些端口的处理即可。持卡人端的系统组件主要有数据库、消息管理、接口设备、密钥管理、接口管理以及输入密码设备等组件，分布在服务器端和客户端不同位置。具体功能如下图4-6所示。图4-6持卡人终端功能（5）性能分析服务器钱包模式只需要下载一个很小的浏览器插件便可以进行交易，而且将电子钱包的核心部分放到第三方后，持卡人对电子钱包的操作会变得简单很多，包括可以在任何想要进行交易的地方进行网络交易，十分方便。改进之前的电子钱包系统需要在持卡人的终端上下载电子钱包应用程序，里面包含私钥、交易历史记录以及个人隐私信息，而SET协议无法保证这些事物的安全性，对于广大的持卡用户来说，对密钥和数字证书基本上一无所知，让他们提高保护意识来防止信息泄露更是难上加难；在改进后的服务器钱包模式下，用户的私钥、交易历史记录以及个人隐私信息都会统一保管在电子钱包服务器的数据库中，由发卡行或专门机构进行保护和维护，保证用户的数据不会泄露。4.4

小结本章主要介绍了基于SET协议的移动电子商务安全性的解决方案，针对SET协议使用的RSA算法和DES算法，通过对椭圆曲线密码体制和AES算法的具体流程、安全性分析，提出应该用椭圆曲线密码体制和AES算法来对原方案中存在的问题进行改进；针对原来SET协议中的电子钱包使用麻烦、安全性低等问题，提出用服务器钱包来提高SET协议交易中的简洁性和安全性；针对SET协议不能确保商品交易时的原子性问题，提出加入物流公司第四方来参与交易过程。改进后的SET协议显然能更好的适应当前的网络交易环境，更大程度满足对交易时的安全性的需求，达到了预期要求。

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总结与展望本文开始先介绍了移动电子商务的相关概念以及移动电子商务涉及的安全技术。移动电子商务是指利用互联网接入设备或是移动终端，用来完成互联网上的电子商务活动。移动电子商务中已有许多比较成熟的协议，其中，电子支付协议SET因其可靠性著称，事实上已成为安全支付的国际标准。随后本文对基于SET协议的移动电子商务进行了更深一步的研究。通过介绍SET协议所采用的加密认证技术，对涉及到算法、技术的步骤流程进行全面分析，指出RSA、DES以及双重签名技术的优点以及存在的不足。还对SET协议的流程进行了具体分析，将各步骤进行展开阐述。第三章和第四章是本文的主要章节。第三章通过前期的铺垫，提出SET协议目前存在的安全优势和隐患。第四章针对提出的安全隐患，提出应该用椭圆曲线密码体制和AES算法来对原方案中使用的RSA和DES算法进行代替升级；针对SET协议中的原本使用的电子钱包安全性低等问题，提出用服务器钱包来解决；针对SET协议中的商品原子性问题，提出通过第四方来参与交易过程。改进后的SET协议能更好地满足交易时对安全性的需求，达到预期目的。移动电子商务的数据安全性分析是一个工作量巨大的研究，电子交易协议SET也是一个复杂、涉及面极广的协议。本文的论证有多处浅显之处，因自身能力水平有限，在有些方面未能深入研究：一是针对SET协议并不能确保交易的原子性问题，仍有很大的发展空间，如何解决原子性问题是今后仍要持续关注的问题；二是SET协议虽然安全性较高，但是想要不断发展，必须要平衡提高安全性和提高效率之间的关系，这也是今后需要研究的一个方向。日后，随着技术的不断提升，移动电子商务在发展过程中仍会面临很多新的挑战，数据的安全保护仍任重而道远。但我相信，随着人们的不断努力，移动电子商务一定会发展的越来越好，对数据的保护机制能更上一层楼。

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