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An Anonymous Secure Payment Protocol in a Payment Gateway Centric Model 付款閘道中心模型的匿名安全支付協定

An Anonymous Secure Payment Protocol in a Payment Gateway Centric Model 付款閘道中心模型的匿名安全支付協定. Jes´us T´ellez Isaac, Sherali Zeadally Procedia Computer Science 10 ( 2012 ) 758 – 765. 報告學生：周廷駿 指導 教授：陳炳彰. 摘要.

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An Anonymous Secure Payment Protocol in a Payment Gateway Centric Model 付款閘道中心模型的匿名安全支付協定

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Presentation Transcript

  1. An Anonymous Secure Payment Protocol in a Payment Gateway Centric Model付款閘道中心模型的匿名安全支付協定 Jes´us T´ellez Isaac, Sherali Zeadally Procedia Computer Science 10 ( 2012 ) 758 – 765 報告學生：周廷駿 指導教授：陳炳彰

  2. 摘要 • 近年來，行動付款系統的採用有相當明顯的增長。大多數的系統都具同一情境(scenario)，即各實體(entity)皆與彼此直接相關，稱為全網路連接模式(Full connectivity scenario)。 • 在不失付款安全的情況下，這些情境能就設計簡潔與發展付費協定等方面，向協定設計者提供有利的條件，但全網路連接模式無法讓客戶直接和商家聯繫。 • 以付款閘道中心情境為基礎，提出匿名安全付款協定的設計。採用對稱密鑰作業系統，能在低計算能力需求時，作業速度比非對稱式的系統要來得快。

  3. 緒論 • 消費者利用行動裝置來支付各類服務或商品的款項，如信用卡帳單、小額付費及電子貨幣。就大多數的行動付款系統而言，客戶端和商家之間的關係相當嚴苛，而且並不允許當事人直接的溝通。因此有必要發展行動付款系統，讓客戶透過付款閘道傳送訊息與商家互動。 • 以全網路連接模式為基礎，本篇論文提出的行動付款協定消除了行動付款系統的限制，在為了進行身分驗證的情形下，要求客戶端和商家之間作出直接聯繫。提出的付款協定支援信用卡交易，在購物過程中保護客戶端的真實身分，並且採用對稱式簽章法來滿足提出的協定對於安全方面的需求。 • 對稱加密（雙方採用共同金鑰）能提供訊息的保密性、完整性，提供參與者的身分認證作業，並且支援替代方案，以確保行動付款系統的協定安全。此外，也不需要高計算能力，也不需要額外的通訊處理步驟。

  4. 相關文獻 • 過去十年內，出現了數個以全網路連接模式為基礎的行動付款協定。大多協定都以下列方式進行身分認證：用戶名／密碼、對稱、非對稱、橢圓曲線加密、二維條碼、生物辨識法。 • 雖然對稱和非對稱的簽章法被廣泛運用於身分驗證，但並非全部的方法都使用於保障行動商務的安全。 • 在行動情境下，並不可能在付款閘道中心案例使用這些協定，因為它限制只允許客戶端和商家各自與付款閘道作聯繫。 • 在通信限制的情境下，有些協定在改寫後克服此限制，並達到同樣的安全性以及效能。 • 提出一個採用對稱密碼系統的安全付款中心模型(PCMS)協定，讓客戶端在不能直接與商家聯繫時，能處理付款請求。

  5. 操作模型 • 客戶端和商家之間並無直接關聯，因此這兩個實體間的訊息發送必須透過付款閘道傳送。客戶端與商家雙方各自對付款閘道的連結透過網路建立，採用行動電話營運商提供的通信技術。 • 由於發行機構、收單機構及付款閘道皆透過銀行的專用網路操作，它們之間的訊息交換安全不包含在本文的討論範圍。

  6. 付款閘道中心模型付款協定 • PCMS協定由兩個子協定組成，分別為PCMS商家註冊協定，於客戶C和商家M之間執行，及PCMS付款協定，於客戶C和商家M以及付款閘道PG間執行。 • 客戶必須在PCMS商家註冊協定中與商家註冊，才能發送金鑰。每次客戶想要和商家進行交易時，都得執行協定。 • 當客戶和商家交換必要資訊，他們能利用相同的金鑰生成技術來建立新的對稱金鑰。客戶端也能開始使用PCMS付款協定。 • 因為PCMS付款協定，客戶端能向商家購買貨物，然後使用信用卡付帳。

  7. 付款閘道中心模型付款協定 • 步驟1：客戶C和商家M（透過付款閘道PG）交換開始協議所需要的必要資訊。 • 步驟2：客戶C建立付款請求。 • 步驟3：付款閘道PG收到付款請求，將該訊息傳送至商家M做處理。 • 步驟4：商家M產生價值主張請求(Value-Claim Request)。

  8. 付款閘道中心模型付款協定 • 步驟5：使用銀行的專用網絡，付款閘道(PG)進行認證以及同意執行付款動作。 • 步驟6：付款閘道(PG)產生價值主張回應(Value-Claim Request)。 • 步驟7：付款閘道(PG)產生付款請求（代表客戶請求，並稱為Presponse）。

  9. 付款閘道中心模型付款協定

  10. 安全分析 • 就PCMS協定而言，客戶會使用一個暱稱（僅有客戶端和發行機構所知的暫時身分），商家和付款閘道皆不能得知客戶端的暱稱及真實身分。 • 每一筆交易的進行，該協定所傳輸的訊息皆受到對稱加密保護。加密金鑰也允許接收者和發送者進行相互驗證。 • 對稱金鑰能由客戶端或發行機構產生（非商家），確保了交易的不可否認證據，向其他方證實客戶確實已經向商家發送訊息或是請求進行交易。 • 在傳送訊息中的時間戳能確保訊息在有效期內，避免受到重複攻擊(reply attacks)。此外，每一筆交易皆使用源自一個主金鑰的不同對稱金鑰，確保我們提出的協定能抵禦金鑰猜測攻擊(key guessing attacks)。

  11. 成效分析 • PCMS協定和KSL以及LMPP作比較是因為它們採用對稱式金鑰，和提出的實體訊息交換以及金鑰生成技術相似。

  12. 成效分析 • 和KSL以及LMPP相比，PCMS需要進行的對稱金鑰加密／解密的密碼操作較少。 • 與KSL和LMPP相比，PCMS在金鑰雜湊函數方面，需要較小密碼操作。就雜湊函數來說，PCMS和LMPP進行密碼操作相同。 • 金鑰生成步驟能在離線時完成，提出的協定在金鑰生成步驟上除了比KSL和LMPP需要較多的密碼操作外，並不會造成更大的延誤。

  13. 結論 • 本文提出一個適用於安全線上支付的輕量型通訊協定，能在限制客戶端於商家通訊的情境下操作。 • 協定採取對稱加密技術，對任何一方來說皆符合低計算要求。 • 提出的協定是以一受限情境為基礎，為了行動付款系統而設計的，仍能確保安全特性。 • 成效分析顯示，提出的行動付款協定(PCMS)需要較少的計算，會提升端對端之間的成效，也能被應用於具有限資源的行動裝置上。

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