基于PKI的短信签名安全认证系统应用探讨_开题报告

（一）立论依据

网络在线支付在人们的日常生活中变得越来越普及，而各种支付途径都需要一个安全性的认证系统。为了更好地支持网络支付的发展和融合，需要一个适合于所有途径的、统一的安全认证系统来满足用户需求。

短信签名安全认证具有重要意义，能够保证人们的财产安全。本范文基于PKI公钥密码体系，通过网络下发需要认证的数据，使用短信返回签名数据，实现了交易认证的双通道隔离，利用智能卡芯片上预置的应用程序、手机显示屏和键盘，实现了一套硬件与口令结合的数字签名认证系统。

本文通过对基于PKI的短信签名安全认证系统的研究与实现，解决了网络支付过程中多种渠道无法使用统一的认证方式问题，及支付中安全的身份认证问题，有效保障网络支付的安全，增强用户使用网络支付的信心，为电子交易提供重要的支撑作用。

（二）国内外研究现状、发展动态

随着Internet和信息技术的迅速发展，在网络支付中安全认证问题越来越被人们所关注，世界各国对其进行了多年的研究，初步形成了一套完整的互联网安全解决方案，即目前被广泛采用的PKI技术tsl，目前国外主要采用的是以PKI为基础使用X.509数字证书作为网络支付中的安全认证手段。

基于PKI的X.509证书认证技术，它依赖于共同信赖的第三方来实现认证，采用公钥加密体制，实现简单清晰。这里共同信赖的第三方是指称为 CA( CertificateAuthority)的认证机构，它负责认证用户的身份并向用户签发数字证书。用户持有此证书就可以向第三方发送使用该证书签名的信息，CA就可凭用户证书来验证用户所发出的签名信息的真伪。在PKI的建设方面，美国拥有一批大型的商业PKI体系，如Verisign.RSA等，由于这些公司建立较早，很多网上交易都使用了此类商业公司的服务。例如现在国外最大的第三方支付公司PayPal以及美国最大的花旗银行。

而国内由于PKI建设较晚，各大银行各自为阵，几乎都分别建立了自己的CA认证中心，如中国农业银行，中国工商银行，中国建设银行等大型的国有银行都分别建设了自己的CA认证中心，造成了国内网络支付认证系统推广的困难。

为了促进网络支付以及电子商务的发展。我国于2004年8月28日，十届全国人大常委会第十一次会议表决通过了《电子签名法》，规定电子签名与手写签名或者盖章具有同等的法律效力。

（三）研究内容

针对网络支付遇到的各种问题，需要一种基于安全性较高的签名方式的统一认证工具。手机现在己经成为人们随身拾的必不可少的物品，而手机上除通讯之外的增值功能也越来越被大众所接受，所以选择手机作为安全的统一认证工具的载体有着得天独厚的便利性。通过给用户手机SIM/UIM卡上加装安全签名模块  (下面称之为膜卡)，使用手机的短信通道与CA系统进行通信，从而实现了一种基于PKI的安全、便捷、可靠的统一认证系统。

研究的内容是通过对SMS协议，智能卡技术，PKI的体系架构的研究，将SMS,智能卡与PKI结合使用，对传统的认证方式进行改造和增强。

建立统一的安全认证平台:实现网络在线支付的统一认证，为不同网络支付渠道提供具有完全一致性的认证方式。系统以PKI体系结构为基础，使用X.509证书作为用户认证的关键因素，分别通过网络与短信通道进行认证的下行与上行数据传输。

设计方便的用户端设备:为认证平台提供安全的客户端支撑，并且满足用户对设备便携性、易用性、一致性的要求。客户端使用手机作为载体，基于智能卡技术存储用户证书，通过手机短信发送签名信息，实现基于PKI技术的客户端设备。

（四）研究的目标

研究目标在银行现有的安全认证基础上，设计一种全新的、统一的安全认证系统，实现用户在各种渠道进行支付时的签名认证。在系统的研究与设计过程中，主要关注以下两个方面:

在传统的银行支付认证手段中，数据的流向一般是走单一的通道，使得恶程序或者黑客有机可乘，本文提出了一种基于双通道的签名安全认证系统，分别使用两个通道进行数据传输，网络通道传输数据量较大登录以及支付相关信息，短信通道传输支付的关键要素，如名字，账号，金额等信息量较小但重要的数据。同时传输的过程中使用硬件加密的方式，更进一步的杜绝了恶意程序或者黑客窃取用户信息的可能。

基于PKI的短信签名认证系统具有跨平台的特点，不依赖于具体的手机系统，使用底层的STK协议，使得客户端程序可以做到一次完成，到处使用。用户无需选择专用的手机型号，以及操作系统。在传统的网银中使用PKI技术的USBKey只能用于运行Microsoft Windows操作系统的PC机，甚至浏览器都只能使用Internet Explorer，而本文研究的认证系统中这一点完全不受限制，用户可以在任意的客户端上进行支付交易的操作，交易最后都将通过短信通道到达用户安装有膜卡的手机上，然后统一进行签名的确认，最后再次通过短信通道返回PKI系统中的CA服务器上，进行签名的验签。

二、范文提纲

摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与目的

2 安全认证系统应用内容分析

2.1 静态口令认证

2.2 动态口令认证

2.3 生物特性认证

2.4 USBKey认证

3 基于PKI短信签名安全认证系统操作

3.1 PKI加密

3.1.1 公钥加密

3.1.2 对称密钥加密

3.1.3 数据签名加密

3.2 PKI技术

3.2.1 PKI原理应用

3.2.2 PKI基础实现

3.3 短信及智能卡技术

3.2.1 短信平台与协议

3.2.2 智能卡规范与存储器管理

3.4 SIM卡技术分析

4 基于PKI的短信签名安全认证系统设计

4.1 系统概述

4.2 系统总体结构

4.2.1 认证平台

4.2.2 发行前台

4.2.3 证书系统

4.2.3 短信网关

4.2.4 证书系统

4.2.5 手机KEY客户端

5 基于PKI的短信签名安全认证系统实现

5.1 系统实现环境

5.2 数据库表结构设计

5.3 系统安全性能

5.3.1 系统硬件安全

5.3.2 系统算法安全

5.3.3 系统密钥安全

5.4 系统关键问题实现

5.4.1 智能卡PKI算法实现

5.4.2 SIM卡指令传递实现

5.4.3 不同短信协议实现

6 基于PKI的短信签名安全认证系统测试

6.1 测试环境

6.2 测试内容与结果

7 结语与展望

三、参考文献

[1]杨新宇. 基于Android的社交网络安全通信系统研究[J]. 黑龙江教育(理论与实践),2017,(03):74-75.

[2]高雪寒. RSA数字签名解决短信欺骗[J]. 计算机技术与发展,2013,23(01):161-164.

[3]刘人杰. 手机短信安全与应用研究[J]. 硅谷,2012,(06):91-92+133. 

[4]白丹. Web环境合同管理系统中电子签名的设计与实现[J]. 机电产品开发与创新,2016,29(01):58-60+64.

[5]田超,李学敏,王娟. 信息安全技术在航天企业无纸化办公中的应用[J]. 信息通信,2015,(09):182-183.

[6]袁媛. 实时安全Pushmail系统的研究和实现[D].北京邮电大学,2008.

[7]尚青为,魏更宇. 基于数字签名的伪基站垃圾短信识别研究[J]. 软件,2014,35(12):108-112.

[8]聂金瑞. 基于证书机制的iOS数据加密软件的设计与实现[D].北京邮电大学,2014.

[9]潘遂壮,杨崇选,张海燕. 时间戳和手机短信认证数字签名技术在电子病历中的应用[J]. 中国病案,2013,14(09):44-45.

[10]夏伟. 移动终端中的通信安全技术研究[D].北京邮电大学,2013.

[11]兰天. 基于RTC信息通信系统数据安全问题的研究与系统实现[D].北京邮电大学,2009.

[12]潘盛合. 多功能防伪系统移动端的设计与实现[D].华中科技大学,2008.