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对CPK的改进及基于CPK的电子支付协议设计与分析

作　者: 赵远
导　师: 李益发
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 密码学
关键词: 组合公钥(CPK) 安全协议分析本征逻辑电子支付安全电子交易小额支付智能卡
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 58次
引　用: 2次
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内容摘要

电子支付是密码学在商务领域的一项重要应用。电子支付协议作为电子商务的一项关键技术,近年来得到了较广泛的研究与应用。熟知,安全的电子支付协议必须要实现对身份的强认证,而这种认证目前只能依靠非对称密码技术(公钥技术)才能实现。而在超大规模范围内,真正实现任意两个端点的强认证,必须对大量用户公钥进行管理。能够满足这种要求的公钥管理方案,目前只有PKI、IBC和CPK三种方案。事实上,以前使用的电子支付协议大多是基于PKI设计的。但是,电子支付有时要求是离线的,而传统的PKI很难做到离线查找或验证公钥。只有基于身份的公钥(IBC)和组合公钥CPK (Combined Public Key)两种方案才能满足要求。近年来,已经有一些电子支付协议是基于IBC设计的。但对于具有我国自主知识产权的CPK方案,无论是对它的安全性分析,还是基于CPK的电子支付协议的研究与应用,都比较缺乏。本文以广东省信息安全产业基地的基金项目为背景,开展了对CPK方案的安全性分析与改进,并在此基础上对基于CPK的电子支付协议做了若干研究。主要工作分为以下几个部分:1.介绍了基本的CPK方案和含自由私钥因子的CPK方案,然后对方案的安全性进行了分析,指出了其安全漏洞,并做改进。改进后方案弥补了本文发现的所有安全漏洞,因而具有更高的安全性。2.介绍了SET协议,分析了其长处与不足,然后基于CPK做了若干改进与分析,使得改进后的协议更为安全、简洁、高效。3.针对项目的要求,设计了一种可用于小额支付的电子支付系统,给出了系统结构和子系统模块结构,设计了在线与离线的小额支付协议,并对协议的性能进了分析。本文的创新之处在于,指出含自由私钥因子的CPK方案的漏洞并做了改进与分析,给出了基于CPK的SET协议的改进与分析,设计了基于CPK的小额电子支付协议,并对其安全性进行了形式化分析。

全文目录

表目录  6-7
图目录  7-8
摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章引言  10-16
  1.1 电子支付的发展  10-13
    1.1.1 电子支付的概念  10-11
    1.1.2 电子支付的发展现状  11-12
    1.1.3 电子支付协议及其安全性  12-13
  1.2 本文课题的研究背景、研究内容及论文组织结构  13-16
    1.2.1 本文课题的研究背景和意义  13-14
    1.2.2 本文的内容、组织及几点说明  14-16
第二章协议分析的相关基础知识  16-32
  2.1 安全协议及其安全性分析  16-21
    2.1.1 安全协议的几个基本概念  16
    2.1.2 安全协议的若干典型分析方法简介  16-20
    2.1.3 几种分析方法的比较  20-21
  2.2 SPALL方法简介  21-30
    2.2.1 若干记号和定义  21-24
    2.2.2 以认证系统为背景的二阶语言L′  24
    2.2.3 L′的公理集  24-26
    2.2.4 L′的可靠性、一致性和演绎定理  26-27
    2.2.5 L′的若干常用定理  27-30
    2.2.6 逻辑化分析方法的使用及说明  30
  2.3 本章小结  30-32
第三章 CPK的分析与改进  32-38
  3.1 CPK简介  32-35
    3.1.1 CPK的产生背景及其与PKI和IBC的比较  32-33
    3.1.2 基本CPK方案及其安全性  33-35
  3.2 含自由私钥因子的CPK方案的分析与改进  35-37
    3.2.1 含自由私钥因子的CPK方案及其安全性  35-36
    3.2.2 对含自由私钥因子的CPK方案的再改进  36-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章基于改进的CPK的SET协议的改进与分析  38-47
  4.1 SET简介  38-42
    4.1.1 SET的基本结构  38-39
    4.1.2 SET的主要协议  39-41
    4.1.3 SET的性能及评述  41-42
  4.2 CPK-SET的设计与分析  42-46
    4.2.1 CPK-SET协议  42-44
    4.2.2 CPK-SET的性能分析  44-46
  4.3 本章小结  46-47
第五章基于改进的CPK的一个电子支付协议的设计与分析  47-63
  5.1 小额支付简介  47-50
    5.1.1 背景  47-48
    5.1.2 小额支付协议  48-50
    5.1.3 小额支付系统的现状  50
  5.2 基于CPK的小额电子支付协议  50-61
    5.2.1 项目背景  50-52
    5.2.2 协议设计  52-58
    5.2.3 安全性分析  58-60
    5.2.4 性能测试  60-61
  5.3 本章小结  61-63
结束语  63-64
  一、本文工作总结  63
  二、有待进一步研究的问题  63-64
参考文献  64-69
作者简历攻读硕士学位期间完成的主要工作  69-70
致谢  70

对CPK的改进及基于CPK的电子支付协议设计与分析

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