论文研究-移动平台电子钱包开发 .pdf

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移动平台电子钱包开发,刘亚雷,,移动电子商务是当今世界经济和社会发展的大趋势,电子支付是电子商务的最关键的环节,也是电子商务得以进行的基本条件。电子钱包
山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 分为以下两种,是对数据的存取权限的控制,另种是对加密密钥的安全管理等 122电子钱包 电子钱包是电子商务活动中网上购物顾客常用的一种攴付工具,是在小额购物或者购买 小商品时常用的新式钱包,成本低,且使用方便。电子钱包是由智能卡发展而来的,是一种 具有存储值的智能卡,它可能装有银行的或来自家庭中电子钱夹内的数字现金和其他各种电 子货币,并且可以在正确装配的销售点系统装置上消费,也可以进行在线消费和网上消费。 他可以支持单击式支付方式。用户可以用它来改变保密口令或保密方式,用它来实现对自己 银行账号上的金额的查询、充值和消费操作,移动支付的实现史方便」用户生活的需求,促 进了电子商务的不断发展。 2电子钱包交易流程以及加密算法简介 21电子钱包交易流程 电了商务的安全性是制约其发展的关键因素,如何实现安全、机密、方便的电了商务环 境是其迅速发展的关键。智能卡在进行金融交易之前必须由发卡机关对卡进行初始化,在 智能卡中写入一些信息,如用户PIN码等。在进行父易的时侯必须完成认证与确认,以确 保交易安全进行。交易的类型简单分为两种:圈存和消费。圈存可简称为充值,通过圈存交 易,持卡人可将其在银行账户上的资金划入电子钱包中。消费时允许持卡人从电子钱包的余 额进行购物或者其他消费服务,此项交易可以在销售点的终端上脱机进行。 电子钱包消费交易流程:在进行消费交易时,终端首先要发送消费初始化命令给智能 卡,卡内部产生过程密钥,并将命令响应数据(原金额、脱机交易序列号、算法标小等)发送 给终端,终端将收到的数据作为计算MAC1命令的数据域并将命令发送给银行主机,银行 主机利用圈存密钥和3DES算法计算出过程密钥,并利用过程密钥对接收到的数据进行MAC 计算产生MAC1,并将MAC1回送终端,终端将MACⅠ作为消费命令的数据域,发送消费 命令给智能卡,智能卡内部产生过程密钥与MAC1,并验证MAC1的正确性,若正确则从 余额中扣除消费的金额,将卡片脱机父易序列号加1,更新父易明细记录,并用过程密钥对 相应的数据计算出MAC2,用圈存密钥左右8字节异或结果计算出校验码,将MAC2与校 验码发送回终端,终端接受校验码并验证,确认交易成功与否,并将MAC2发送给银行 机,检验MAC2,并向终端发送交易成功确认信息,完成交易。流程图如下图1所示: 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 智能卡 移动终端 银行主机 卡片内部产生过程密 将命令响应数据(原金额、脱机交 根据圈存主密钥对应 易序列号、算法标示、4字节伪随 发送消费初始化命令 序列号分散得到圈 机败等迟回 子密钥 将接受到的相关数据作为 十算出过程密钥,并对接收 MMAC1计算会令的数据域 到的据进行MAC计算,产 并发送命令到银行主机 厂卡内鄙过程密钥产里MACI并验证 MAC1的正确性,若正确則在拿额 中扣除消费金额,更新记录 将终端号、交易日期和时 过程密钥对相应的戴据进行MAC 以及MAC1作为金令的数 将计算所得的MAC回送给 振域,发送消费命令给著 计算得到MAC2,并用内部密钥左 终端 右8字节异或结果对相应的数据计 能卡 接收到验证码并验证,确 将MAC2和验证码回送到终端 认交易感功,并将MAC2发 若MAC2验证成功,发送确 送到银行主机进行验证 认信息给终端 终端接收确认信息,交易 图1电子钱包消费交易流程图 电子钱包圈存交易流程阿:在圈存交易进行时,终端首先向智能卡发送圈存初始化命令, 卡片内接受命令产生过程密钥以及MAC1,同时将命令响应数据返回给终端,终端将接收到 的数据发送给银行辶机,银行上机用圈存密钥接都3DFS算法计算出过程密钥,并用用过程 密钥结合MAC算法计算出MAC1,进行验证,若MAC1正确,则利用过程密钥对相应的 数据进行MAC计算得到MAC2,并将MAC2返回给终端,终端将MAC2作为圈存命令的 数据域,并将圈存命令发送给智能卡,智能卡验证MAC2的正确性,若正确,则将交易金 额加到余额上,更新交易记录,并用圈存密钥前后8字节异或对相应的数据进行MAC计算, 六生校验码,并将校验码发送回终端,终端验证校验码,确认交易是否成功。圈存交易流程 图如下图2所示: 4 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 智能卡 移动终端 银行主机 卡片内邹严生过程密钥:并计算出 MACI 机根据圈存丰常钥对应 将命令相应数据(原金额、联机交 发送图存初始化命令 用的序列号分数得到圈存 易序列号、算法标示、4节伪随 子密钥 机数、MACI返国 对接收到的数据利用MAC汁 接受智能卡相应数据,并将 算出过程密钥,校验MACI 数据传送给银行主机 的正确件如正确,则完成下 川流程 智能卡计算MAC2并验正MAC2的 正确性,并将金额加车金额上 用过程密钥对金额、交易 用内部密钥前后8进制异或对新金 接受主机发送过来臼数据并将 类型标示符、终端号、交 额、交易序号、交易金额、交易时 其作为命令的数据域,发送圈 易日期和时间进行MAC计 等数拮进行咬验吗的计算:并将 仔命令给智能卡 算得到MAC2,并将MAC2 校验码回终崭 传送洽终端 接受只智能卡的数据,计算校 验码,验证确认交易成功 图2电」钱包圈存交易流程图 22加密算法简介 本文使用∫两种加密与验证算法图,分别是3DES、MAC,算法流程图如下所小: 8字节的明文数据 8字节的明文数据块 用16字节密钥的座板 部分进行DES加密 用16字节密钥的左半部分 用8字节的密钥金 进行DES加密 进行DES加密 字节的密文数据块 用16宇节密钥的有半部分 8字节的密文数据 进行DES加密 图3DES密钥进行数据加密流程 图43DES密钥加密进行数据加密流程 8字节的初始值 字节密钥进行 用字节密钥进行 用字节密钥进行 DES加密 DES加 ES加酒 () 异 DI D. 得到8字的极端 图5DES密钥加密的ⅥAC算法流稈 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 3系统架构及功能分析 电子钱包是一个基于智能卡而开发出来的电子支付软件,引用基本的智能卡硬件通信 厍,该使件通信接口库主要实现与智能卡的多种基本通信,如:打开智能卡、复位智能卡 向智能卡发命令、获取命令响应返回值、设置智能卡波特率、获取智能卡版本号、关闭智能 卡等操作。电了钱包的系统结构主要分为四层,由上而下分别为:人机交互操作界面、智能 卡交互数据安全传输层、标准的硬件通信接凵层、基本的智能卡硬件通信库;标准的硬件通 信接口库是对基本的智能卡硬件通信库接口的封装,主要包含三个接口:打开卡、关闭卡、 向智能卡发送命令并获取返回值;智能卡交互数据安全传输层主要包含了获取圈存密钥、复 位卡、校验PN码、3DFS算法,ⅥAC算法、査询众额、消费、充值等接口,实现了用户 与智能卡之间数据传送的机密性、完整性,人机交互界面主要是余额査询、消费、充值三项 操作界面的显示。系统设计流程图如下6所示: 人机交互操作 智能卡交互数 智能一通信标 智能卡通信库 界面 据安全传输层 准接凵层 基x接凵层 图6系统设计流程 智能卡交互数据安仝传输层主要是电子钱包余额查询、消费、充值操作的实现,其中引 用到3DES、MAC算法以实现交易的认证与检验。各架作实现流程图如下图7所小: 读取余额 获取圈存密钥 复位智能卡 获取圈存密钥 选择文件 选择立件 验证PIN码 验证PIN码 验证PN码 电于钱包消费交易 电子钱包圈存交易 给智能卡发送命令 流程 流程 读取余额 余额查询并返回余 余额查询并返回余 图7余额查询、充值、消费实现流程图 4系统测试 4.1开发测试环境搭建 本系统的开发工具如下:jdk-6u14 windows-i586cXc、 eclipse( Rcasc3.5,2)、 android-sdkr06- windows.zip。安裝环境的步骤: 1首先安装mK(dk6u14- windows586cXc,双击安装后,我的电脑点右键,选择“属性” 选择“髙级”标签,进入环境变量设置。环境变量设置,分别设置三个环境变量:JAⅤ A HOME path变量、 classpath变量 变量名: JAVA HOME;变量值:JDK的安装路径; 变量名path;变量值:% JAVA HOME%bin 变量名: classpath;变量值:,% VOJAVA HOME%lib,% JJAVA HOME% Treib\; 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn JDK坏境测试:编写段简单的显示 Hello world代码,编译、运行测试J2SDK是否安 装成功,代码如下: ublic class hello worlds public static void main( String[] args) System. out. printIn("Hello world! 将程序保存为文档名为 Hello world. java的文档。打开命令提示符窗口,进入到 Helloworld.java所在目录,键入下面的命令: javac Helloworld. java java Hello world,若显示 Hello world!则JDK安装成功; 2.安装 Eclipse,解压之后可以直接使用,无需安装; 3.安装 Android sdK(一般无法安装 Android20及以上的版本,只能安装较低版本然后 升级成20以上的版本),解压 android- sdk ro6- windows.ip安装包,执行目录下的SDK Setup.exe,如下图8所示: ↓ Android SDk and AYD夏 anager □回 Virtual Devices Installed Packages Sites, Packages and Arch yves Available Packages onhttps://dl-ssl.googlecom/android/repository/repository.xml Descriptio te. Delete site. 回 Di splay updates only Refresh Install selecter 图8 Android sdK安装 点击“ Settings”,设置Misc¨',这一点非常重要,务必正确设置,否则在国内的网络下, 很可能更新失败 点击“ Available packages”,点击“ Refresh”。然后将弹出的更新列表全部选中,点击 Install selected'。等待完成下载更新。(注:在下载和安装的吋候,不能切换到其它的界面, 否则下载就会失败。要直等在那里等它下载完毕。)这样更新完成之后,就会自动级到 20以上的版本了。 4.安装ADT,运行 Eclipse,点击“Hlp”-- Install Ncw softwarc”--“Add”,在 Availablc softwarc”页面中,选择“htt:/d-s.9ogl. com/android/eclipse/",点击" install” 5,再次静待下载更新。(注:如果首次安装ADT,目录“htt:/d-s! googlece eclipse,/"需要通过" add site”添加),更新完成ADT组件后,弹出下图对话框,选择“Yes”, 重新启动 eclipse 注意:编详运行程序时,可能在点击 Debug As> Android application时出现以下错误 No compatible targets wcrc found do you wish to a add ncw Android virtual devicc 解决方法 在 Windows命令行中,输入: android list命令,査看SDK支持的模拟器的名字与SID, 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 然后根据需要选择合适的模拟器,并执行…下命令: android create avd-name模拟器名字- target Sll 42电子钱包功能测试 环塇搭建完成后,编译运行程序,在界面显示时,己经执行打开卡操作,显示界面如图 所示:三个按钮,三个编辑框,实现佘额査询操作、充值操作、消赀操作。点击MENU按 钮,显示如下图9: ,226B cance LAIT sv o I 图9电子钱包界面显示 点击 GetBalance S按钮,对应编辑框中显示余额数值,如卜图10ε 西丽餐1:58PM 466 图10电子钱包余额查询操作显示 在Top-Up$对应的编辑框中输入充值的金额:512,然后点击Top-Up$按钮,显小如下 图 GP 5554: 壑2:00pM 51 ASDFGHI 合 zxcvB N M 图11电子钱包充值操作显示 在 Consume$对应的编辑框中输入消费的金额:244,然后点击 ConsumeS按钮,点击 MENU系统按钮,出现选项菜单按钮:OK、 CANCLE.点击其中一个,将关闭智能,如下 8 山国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 图所示12 5m2:04M Cancel 图12电子钱包消费操作显示 5结论 droid屮台电」钱包能够与智能卡实现安全通信,在程序运行时即可打开智能卡,使 得余额査询、消費、充值操作按钮处」可点击状态。点击余额査询按钮,在对应的余额编辑 框中显示卡内余额数值;在允值按钮对应编辑框中输入充值数值,并点击充值按钮,可以看 到余额编辑框中的数值变为原余额与充值数值之和;在消费按钮对应的编辑框中输入消费数 值,并点击消费按钮,可以看到余额编辑框屮显示的数值是原余额减去消费金额之后的数值, 点击系统MFNU按钮,出现OK、 CANCLE按钮,点击其中之一,可以关闭智能卡,退出 程序,结束操作。本论文中实现了 Android平台电子饯包基本的功能。 「参考文献l( References) [1]靳宕,姚尚明 Google android发入门与实战M们北京:人民邮电出版社,2009 [2]白宇琴基丁智能卡的电」钱包设计与实现D大连:大连理工大学,2009 [3]徐明,电∫支付信息安全问题研究D],东北大学,2006 「4]蔡友林,潘仕,何为民,等(etl),基于IC卡的电子钱包系统设计与实现∏.东华理工大学学报(自 然科学版),2008,31(2197~200 「5]余慧.基于 USBKey技术实现电子钱包的安全应用解决方案湖北教育学院学报,2007,24(2):71~ 6」吴博,洪帆,杨木祥.基于电子钱包的乐观公平交易协议武汉:华中科技大学计算机科学与技术学 院, 9(8):79-81 []杨启铭.在线移动电子钱包的系统结构及其实现[].南京:南京邮电大学,2005 8]卢川澄.计算机密码学M]北京:清华大学出版社,203

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