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基于XML技术的信用卡安全支付系统研究

作　者: 刘凯
导　师: 王文杰
学　校: 东华大学
专　业: 管理科学与工程
关键词: 信用卡安全 XML ECC C# SMV
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 59次
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内容摘要

随着电子商务的发展,支付的安全和效率问题越来越受到人们的关注。从全球范围来看,电子商务支付中使用最多的方式是信用卡支付。尤其是在欧美等发达国家,使用信用卡支付的比例达到85%。近年来,随着中国信用卡发卡量和活卡率呈几何倍数增长,使用信用卡进行电子支付的人数也越来越多。如何提高信用卡支付的安全和效率已经成为一个亟待解决的问题。本文的主要任务是设计一个安全、高效的信用卡支付系统。XML已经成为电子商务中主流的数据交换格式,以往的支付系统并没有采用XML数据格式,由于数据格式的不同,支付效率受到了一定的影响。本文把XML应用到信用卡支付系统中,将其作为信用卡支付系统的数据交换格式,在支付过程中省去了数据格式转换的时间,进一步提高支付的效率。此外,信用卡支付过程中的消息十分复杂,将XML作为数据格式可以提高数据的灵活性和可扩展性。文中对信用卡支付系统中XML消息流程进行了详细的设计,并且定义了每一个XML消息的数据结构,对每一个XML消息的处理流程进行了详细的规定。此外,本文结合XML技术自身的特性,将XSLT2.0技术应用到安全方面,通过XSLT2.0实现XML文档的分解,多个文档在网络中传输全部被截取的可能性非常低,只获得部分文档并不能恢复成原文档。因此,盗取持卡人信息的可能性进一步降低,通过XML本身的特点进一步来提高安全性。本文制定了详细的安全方案来保护支付过程的安全。由于采用XML的数据格式,在设计安全方案时,文本结合了XML的安全技术规范和标准,并在此基础之上进行了一定的扩展。提高支付效率也是本文在设计安全方案时的重点考虑目标。因此,本文将ECC和AES密码理论应用到系统之中保护XML消息的安全性。相对于传统的信用卡支付系统中的RSA和DES密码理论,ECC和AES密码理论在安全和效率方面都有很大的提升。在数字签名方面,本文采用速度更快、安全性更高的ECDSA算法来实现对XML消息的签名。本文的信用卡支付系统主要由XML消息生成模块、XML消息发送模块、XML消息接收模块、XML消息分解模块、XML消息合并模块、XML消息加密模块、XML消息解密模块、XML消息签名模块、XML消息签名验证模块等部分组成。采用C#语言、.net平台对系统进行了实现。由于.net平台不支持XSLT2.0技术,文中通过第三方工具SAXON来实现.net平台对XSLT2.0技术,完成XML消息分解模块和XML消息合并模块。最后,本文采用形式化模型方法对系统的安全性进行了验证。对整个支付过程进行建模,为商家、持卡人、支付网关等分别建立有限状态模型,并对需要验证的性质进行了CTL描述,通过SMV工具编程完成整个形式化的验证。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
1 绪论  12-16
  1.1 研究背景  12
  1.2 研究意义  12-13
  1.3 研究内容  13
  1.4 本章小结  13-16
2 XML技术综述  16-26
  2.1 XML应用领域  17-18
  2.2 可扩展样式表语言转换(XSLT)  18-19
  2.3 基于XML的加密技术研究  19-22
    2.3.1 XML加密的特点  19-20
    2.3.2 XML加密的方式  20-22
  2.4 基于XML的签名技术  22-25
  2.5 本章小结  25-26
3 电子商务支付研究  26-44
  3.1 电子商务支付  26-28
    3.1.1 电子商务支付概念  26
    3.1.2 电子商务支付的分类  26-28
  3.2 信用卡支付研究  28-31
    3.2.1 信用卡概述  28-29
    3.2.2 信用卡支付现状  29-30
    3.2.3 信用卡支付流程  30-31
  3.3 信用卡网上支付面临的威胁  31-32
  3.4 信用卡网上支付安全需求  32-33
  3.5 信用卡安全支付技术研究  33-36
    3.5.1 对称密码体制  33-34
    3.5.2 公钥密码体制  34
    3.5.3 散列函数  34-35
    3.5.4 数字签名  35
    3.5.5 双重数字签名  35-36
    3.5.6 数字信封  36
  3.6 SET协议研究  36-43
    3.6.1 SET协议的参与者  36-37
    3.6.2 SET协议的流程  37-41
    3.6.3 安全性分析  41-42
    3.6.4 SET应用中存在的问题  42-43
  3.7 本章小结  43-44
4 基于XML的信用卡安全支付系统设计  44-68
  4.1 XML消息流程设计  44-46
  4.2 持卡人与商家之间的交易过程设计  46-53
    4.2.1 XML消息的数据结构设计  46-49
    4.2.2 基于XML的PlnitReq消息相关的处理过程  49-50
    4.2.3 基于XML的PlnitRes消息相关的处理过程  50-51
    4.2.4 基于XML的PReq消息相关的处理过程  51-52
    4.2.5 基于XML的PRes消息相关的处理过程  52-53
  4.3 商家与支付网关之间的交易过程详细设计  53-58
    4.3.1 XML消息的数据结构设计  54-56
    4.3.2 基于XML的AuthReq消息相关的处理过程  56
    4.3.3 基于XML的AuthRes消息相关的处理过程  56-57
    4.3.4 基于XML的CapReq消息相关的处理过程  57
    4.3.5 基于XML的CapRes消息相关的处理过程  57-58
  4.4 XML消息设计  58-59
  4.5 安全方案设计  59-67
    4.5.1 AES对称加密算法  59-60
    4.5.2 ECC椭圆曲线密码体制  60-61
    4.5.3 XSLT文档分解设计  61-62
    4.5.4 XML消息的椭圆曲线签名方案设计  62-64
    4.5.5 XML消息的数字信封方案设计  64-65
    4.5.6 XML消息安全方案的详细设计  65-67
  4.6 本章小结  67-68
5 基于XML技术的信用卡安全支付系统的实施  68-96
  5.1 系统的具体范围  68
  5.2 系统实施环境的选择  68-69
    5.2.1 开发平台  68
    5.2.2 开发环境  68-69
    5.2.3 开发语言  69
  5.3 功能模块的实现  69-83
    5.3.1 XML消息生成模块  69-71
    5.3.2 XML消息发送模块与接收模块  71-73
    5.3.3 XML消息加密模块实现  73-75
    5.3.4 XML消息解密模块实现  75-76
    5.3.5 XML消息签名模块实现  76-78
    5.3.6 XML消息签名验证模块实现  78
    5.3.7 XML消息分解模块实现  78-81
    5.3.8 XML消息合并模块实现  81-83
  5.4 安全性验证  83-94
    5.4.1 支付过程模型  84-85
    5.4.2 支付过程的有限状态模型  85-88
    5.4.3 支付过程的CTL描述  88-89
    5.4.4 SMV编程  89-93
    5.4.5 验证结果  93-94
  5.5 本章小结  94-96
6 结论  96-98
参考文献  98-102
附录  102-119
  附录1:基于XML的信用卡安全支付系统主要源代码  102-115
  附录2:SMV主要源代码  115-119
攻读学位期间发表的学术论文  119-120
致谢  120

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