引言

　　基于Internet的電子商務以其具有傳統商務模式不可比擬的優點而在當今世界蓬勃發展。電子商務發展的關鍵問題就是交易的安全性，也就是網絡上的信息安全，即網上電子支付的安全實現。SET安全電子交易協議是由Visa和MasterCard公司于1997年5月聯合開發的，可在互聯網上在線交易時保證*支付安全的一個開放協議。該協議一般服務于持卡消費、網上購物的電子商務類型。在國內，目前中國銀行、招商銀行、中國建設銀行和中國工商銀行等均已開通了網上銀行服務，電子支付系統在B to C，B to B和G to C方面已能實現在線電子支付。中國銀行的“長城電子借記卡”和“長城國際*”就是采用的SET協議。

　　本文根據SET協議的電子商務支付流程，對網上電子支付系統的三大模塊(即購物平臺模塊、網關支付模塊和CA模塊)進行分析。同時解釋了如何用數字證書、雙重簽名和數字簽名技術相結合的方式來實現該系統在電子商務中的運用。

　　1 SET協議的電子支付流程

　　目前，電子商務運作過程一般涉及五個直接關系主體：客戶S、商戶A、CA認證中心、支付網關P和銀行B。其體系結構如圖1所示。

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　　一般情況下，基于SET協議的電子商務支付流程如下：

　　(1)客戶S進入網上銀行開始注冊，并開戶；

　　(2)S進入CA申請數字證書，并保存到存儲介質；

　　(3)S進入網站，瀏覽并選中需購買的商品，輸入用戶名和密碼，上傳客戶數字證書并下載商戶數字證書，再交給CA驗證，驗證成功后，商品放入購物籃，系統自動計價；

　　(4)S填寫收貨信息，到收銀臺支付，系統生成訂單信息OI；

　　(5)S在支付前，上傳自己的數字證書給商戶A，支付網關P驗證，并下載A和P的數字證書進行驗證；

　　(6)在雙方都驗證通過時，A發送支付指令到P，要求P進行轉帳處理；

　　(7)P接受支付指令后，連接S和A的開戶銀行，進行轉帳處理。然后由A發貨給S，支付完成；

　　(8)保存訂單，以供查詢，購物支付結束。

　　由此可見，基于SET協議的電子商務支付流程為：客戶S的支付經支付網關P，再到銀行B，最后到商家A，故有一套嚴密的安全措施來保證交易的安全。

　　2? 電子支付系統的功能分析

　　從現實考慮，一個安全的電子支付系統應當具備以下功能：

　　(1)使用數字簽名和數字證書實現對各方的認證。交易前雙方都要進行身份認證，通過CA發放數字證書，以證實身份的合法性，只有通過認證的雙方才能進行正常的網上交易。

　　(2)使用加密技術對業務進行加密。采用基于橢圓曲線的密碼體制來實現SET協議中公開密鑰的加密解密。并用雙重簽名來加強數據傳輸的保密性。

　　(3)使用消息摘要算法和Hash函數來確認數據業務的完整性。若發現接收的消息不完整，則要求發送端重發以保證其完整性。

　　(4)當交易雙方出現糾紛時，要保證對業務的不可否認性。

　　(5)用雙重簽名來處理貿易業務的多邊支付問題。訂單信息OI須和支付指令連接在一起，因為商戶S只有確認支付指令后才會繼續交易，銀行B也要確認而不能讀取商戶S的訂單信息OI。這種相互隔離性可通過雙重簽名來實現。

　　3模塊分析

　　為了實現上述功能，根據SET協議的電子商務支付流程，可以把網上電子支付系統分為三大模塊，分別為購物平臺模塊、支付網關模塊和CA模塊。圖2所示是整個系統的模塊圖。

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　　3.1? 購物平臺模塊

　　該模塊主要負責客戶S在平臺上瀏覽商戶S的商品目錄、購物、訂單生成以及與支付網關模塊和CA模塊結合一起完成支付過程。

　　利用該模塊并使用雙重簽名，可以保證在交易過程中，在商家不知道顧客的賬戶信息，銀行不知道顧客的購買信息的情況下，完成訂單和支付信息的生成。其實現過程如下：

　　(1)客戶S擁有含其*帳號等支付信息的PI。在選擇商品后，系統將生成訂單信息OI；

　　(2)客戶S用Hash函數分別生成PI和OI的消息摘要H(PI)和H(OI)。再連接生成支付訂單摘要，并用其私有密鑰KSc簽名，以實現雙重簽名DS=Eksc[H(H(PI)‖H(OI))]；

　　(3)客戶S用商戶A的公鑰AEPU加密(OI，H(PI)，DS)，并得到密文C1。然后用銀行B的公鑰BEPU加密(PI，H(OI)，DS)，得出密文C2。這樣，(C1，C2)就是被雙重簽名的消息。此后客戶S將(C1，C2)發送給商戶A；

　　(4)商戶A收到(C1，C2)即用私鑰解密，以得到OI，H(PI)，DS。并用從客戶證書中獲得的客戶S的公鑰KUc進行計算，若H(H(PI)‖H(OI)和DKUC(DS)兩者相等，則商戶A確認是客戶S的簽名；

　　(5)商戶A將C2發送給銀行B。銀行B用自己的私鑰BEPV解密C2得到PI，H(OI)，DS。然后用客戶S的公鑰KUC計算，H(H(PI)‖H(OI))，DKUc(DS)。若兩者相等，則銀行B確定是客戶S的簽名。

　　3.2支付網關模塊

　　支付網關模塊主要負責客戶∣商戶注冊、客戶∣商戶的賬戶業務變更管理(轉帳，掛失)和客戶∣商戶的賬戶業務查詢(余額、賬單查詢)等。支付網關模塊的主要工作流程如圖3所示。

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　　圖3中，支付網關在驗證了客戶S和商戶A的數字證書后，即可接受支付指令，從而連接銀行B進行轉帳處理。

　　3.3 CA模塊

　　CA模塊是本系統中最基本也是最重要的模塊，主要負責客戶S和商戶A的數字證書申請、管理和驗證等。該模塊用數字簽名技術來實現CA認證系統的設計。設計時可用基于橢圓曲線的密碼體制來實現這一過程。

　　實現時，可先由CA選擇橢圓曲線E(Fq)，并以G為公開基點，n為G的階那么，其現方法如下：

　　(1)客戶S申請數字證書

　　客戶S將ID和公鑰KUc發往CA。

　　CA選隨機數k∈[1，n-1]。

　　kG=(x，y)

　　r=xmodn，e=H(ID+KUc)，私鑰KSc。

　　S=k-1(e+rKSc)modn。

　　則CA生成簽名(r，s)，向S頒發的數字證書為CAs=(ID，KUc，(r，s))。

　　(2)客戶S與商家A交易時，S把自己的證書CAs發送給A。然后由A通過CA對證書CAs進行驗證。

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　　若v=r，則簽名有效。

　　當客戶S和商戶A進行交易時，必須對信息作數字簽名并進行傳遞，才能保證信息的完整性和不可否認性。

　　上述三個模塊之間，它們既相互獨立又相互關聯，每個模塊都有自己的工作流程，但又調用其它模塊的部分功能，從而很好地實現軟件的高內聚底耦合。

　　4結束語

　　本文把以SET協議為基礎的電子支付系統分為三大模塊，即購物平臺模塊，網關支付模塊和CA模塊。然后根據模塊間的相互獨立性和關聯性。在現實中很好的實現了軟件的高內聚底耦合。同時，通過模塊分析，更加了解了SET協議的優缺點，從而為進一步設計出安全性更高、效率更快的方案提供了參考，因此具有一定的實用價值。

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