CN105407079A - 一种新型的终端安全软密钥管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的终端安全软密钥管理方法，软密钥系统选取交易双方的信息作为标识ID，并基于业务子域标识映射出公、私钥对；在线付款时，收款方生成二维码；付款方扫描二维码后，用私钥对随机数签名，将信息发往后台管理系统；后台管理系统用公钥对签名信息验签；验签成功则进行交易处理；离线支付时，收款方用私钥对随机数签名，生成二维码；付款方扫描二维码，用公钥对签名信息验签；验签成功则付款方按照交易信息付款；付款方用私钥对随机数签名，生成二维码；收款方扫描二维码，用公钥对签名信息验签；验签成功则收款方成功入账。本发明不仅提高了系统安全，同时降低系统部署成本，充分保证了交易的合法性，防止信息的非法篡改与信息伪装。

Description

一种新型的终端安全软密钥管理方法

技术领域

本发明涉及密钥管理领域，特别涉及一种基于密钥认证的终端软密钥管理方法。

背景技术

随着Internet的普及，人们通过因特网进行沟通越来越多，相应的通过网络进行商务活动即电子商务也得到了广泛的发展。电子商务为我国企业开拓国际国内市场、利用好国内外各种资源提供了一个千载难逢的良机。电子商务对企业来说真正体现了平等竞争、高效率、低成本、高质量的优势，能让企业在激烈的市场竞争中把握商机、脱颖而出。发达国家已经把电子商务作为21世纪国家经济的增长重点，我国的有关部门也正在大力推进我国企业发展电子商务。然而随着电子商务的飞速发展也相应的引发出一些Internet安全问题。

概括起来，进行电子交易的互联网用户所面临的安全问题有：

一，保密性：如何保证电子商务中涉及的大量保密信息在公开网络的传输过程中不被窃取；

二，完整性：如何保证电子商务中所传输的交易信息不被中途篡改及通过重复发送进行虚假交易；

三，身份认证与授权：在电子商务的交易过程中，如何对双方进行认证，以保证交易双方身份的正确性；

四，抗抵赖：在电子商务的交易完成后，如何保证交易的任何一方无法否认已发生的交易。这些安全问题将在很大程度上限制电子商务的进一步发展，因此如何保证Internet网上信息传输的安全，已成为发展电子商务的重要环节。

PKI(公钥基础设施)技术采用证书管理公钥，通过第三方的可信任机构--认证中心CA(CertificateAuthority)，把用户的公钥和用户的其他标识信息(如名称、e-mail、身份证号等)捆绑在一起，在Internet网上验证用户的身份。

PKI是基于第三方认证的公钥体系，只能依靠CA中心进行在线认证，需要在线数据库的支持。一旦CA不可信任，那么所有的信任关系均失效；PKI认证体系中密钥被窃听者获取后，易造成信息泄露与篡改；再者，当多个人同时进行通信时，每两个通信者共享一个密钥，则N个人两两通信，需要N*(N-1)对密钥，对于密钥管理中心而言，密钥的分发与管理变得复杂，用户对于密钥的管理也耗费极大的工作量。

CPK认证体系---组合公钥技术以一定数量的公、私钥因子为基础，可以产生出数量极其巨大的公、私钥对，从技术体制本身解决了密钥管理规模化和密钥本身即可证明标识的课题，不需要可信第三方的证明，具有系统简介高效、可行性好的优点，可以有效低解决多种分布式应用的大规模密钥的集中管理问题，作为一种简捷、高效、经济的密钥管理方案，组合公钥技术可以作为安全基础设施支持包括电子银行、电子商务、邮件认证、手机认证、证券认证等大型分布式应用的交易安全。

CPK的应用和实施过程中，需要使用者部署CPK密钥管理系统，根据不同的业务需求部署不同版本的密钥管理系统版本，密钥管理系统以硬件服务器的形式部署，正式实施过程中，用户的密钥下载后存放在U-key中，对于使用者而言增加硬件成本，且在使用过程中U-key有可能发生遗失，给用户造成使用上的麻烦。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种新型的终端安全软密钥管理方法，将软密钥管理系统内置于可执行文件内,当发生支付交易时，以某一项或者多项信息作为标识ID，交易双方基于标识ID通过终端内置的软密钥系统，进行交易双方的相互认证和加解密，实现安全交易。

本发明的技术方案如下：

一种新型的终端安全软密钥管理方法，包括如下步骤：

步骤1，将软密钥系统置于可执行文件内，加密保存，集成在终端和后台管理系统中，密钥的管理和生成均在软密钥系统内进行；软密钥系统选取交易双方的一项或者多项信息作为标识ID，基于业务子域标识映射出公、私钥对；

步骤2，在线消费付款时，由收款方输入包括金额在内的付款信息，收款方终端根据收款方信息及付款信息生成第一收款二维码；付款方扫描第一收款二维码后，软密钥系统选取随机数，根据付款方的标识ID映射出私钥，用私钥对该随机数进行签名；将收款方信息、付款信息、付款方信息、付款方签名信息一起发往后台管理系统；

后台管理系统收到付款方发来的信息后，软密钥系统根据付款方的标识ID和对应的业务子域标识，映射出公钥，用公钥对付款方签名信息进行验签；若验签失败，则交易终止；若验签成功，则后台管理系统进行交易处理，处理后后台管理系统返回相应数据给付款方和收款方；

步骤3，离线支付时，在收款方终端，输入收款金额，软密钥系统选取随机数，用私钥对该随机数进行签名，将交易信息、收款方信息、收款方签名信息一起生成第二收款二维码；

付款方扫描第二收款二维码，付款方终端内的软密钥系统根据收款方的标识ID和业务子域标识映射出公钥，用公钥对收款方签名信息进行验签；若验签失败，则交易终止，流程结束；若验签成功，付款方按照交易信息付款；

付款后付款方终端内的软密钥系统用私钥对该随机数进行签名，将付款信息、付款方信息、付款方签名信息一起生成扣款成功二维码；

收款方扫描扣款成功二维码，收款方终端内的软密钥系统用付款方的标识ID和业务子域标识映射出公钥，对付款方签名信息进行验签；若验签失败，则流程结束；若验签成功，则收款方成功入账。

其进一步的技术方案为：所述软密钥系统在临时开辟的内存空间或者安全区域内执行。

其进一步的技术方案为：所述软密钥系统集成在电子货币手机客户端及电子货币后台管理系统中。

其进一步的技术方案为：以付款方和收款方的账号作为标识ID。

本发明的有益技术效果是：

1、软密钥系统不再依赖于硬件服务系统的部署，可以植入移动设备可执行文件,只能在特定的区域执行该软密钥系统，不仅提高了系统安全，同时降低系统部署成本，对管理员而言，密钥的管理和分发变得简单易管理，对于用户而言，支付过程的私钥环节不必采用硬件的方式，极大的方便了用户的支付操作。

软密钥存放在软件安全容器中，是无法轻易获取的，而软件安全容器，是以某种正常的有一定含义的文件保存在内存中，其表示的内容是一段普通的有其他含义的信息，无法被跟踪或者破解普通信息掩饰下的其他信息。

2、支付过程中通信的双方采用了基于标识的双向认证过程，充分保证了交易的合法性，防止信息的非法篡改与信息伪装。

3、软密钥系统在终端特殊区域，因此可以实现无网络支付交易。

4、本发明与其他支付方式的区别在于：交易时，无需二次握手过程，仅需一次签名、验签过程即可实现支付功能；同时，在离线支付环节，与现有的离线支付方案相比，本发明更注重交易双方的支付体验，在支付环节中可取消支付，终止交易，这在其他的离线支付方案中是没有的。

附图说明

图1是本发明在线付款过程的流程图。

图2是本发明离线支付过程的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本发明将软密钥系统置于可执行文件内,加密保存，只能在特定的区域(例如临时开辟的内存空间或者安全区域内)执行该软密钥系统，可以集成在终端(例如手机或POS)和后台管理系统中，以下实施例中是集成在电子货币手机客户端及电子货币后台管理系统中，密钥的管理和生成均在软密钥系统内进行。软密钥系统选取交易双方的某一项或者多项信息作为标识ID，基于业务子域标识映射出公、私钥对，以下实施例中是以交易双方的账号作为标识ID。

图1为在线付款过程的流程图。如图1所示，在线消费付款时，由收款方输入金额，电子货币手机客户端根据收款方信息及付款信息(金额)生成二维码。付款方扫描此二维码后，软密钥系统选取随机数，根据付款方的标识ID映射出私钥，用私钥对该随机数进行签名。将收款方信息、付款信息、付款方信息、付款方签名信息一起发往电子货币后台管理系统。

电子货币后台管理系统收到付款方发来的信息后，软密钥系统根据付款方的标识ID和对应的业务子域标识，映射出公钥，用公钥对付款方签名信息进行验签。若验签失败，则交易终止。若验签成功，则电子货币后台进行交易处理，处理后电子货币后台返回相应数据给付款方和收款方。

图2为离线支付过程的流程图。如图2所示，离线支付时，在收款方的电子货币手机客户端，输入收款金额，软密钥系统选取随机数，用私钥对该随机数进行签名，将交易信息、收款方信息、收款方签名信息一起生成二维码。

付款方扫描二维码，付款方手机内的软密钥系统根据收款方的标识ID和业务子域标识映射出公钥，用公钥对收款方签名信息进行验签。若验签失败，则交易终止，流程结束。若验签成功，付款方按照付款信息付款。

付款后付款方手机上的软密钥系统用私钥对该随机数进行签名，将付款信息、付款方信息、付款方签名信息一起生成二维码。

收款方扫描该二维码，收款方手机内的软密钥系统利用付款方的标识ID和业务子域标识映射出公钥，对付款方签名信息进行验签。若验签失败，则流程结束。若验签成功，则收款方成功入账。

以下通过两个实施例对本发明的流程进行详细说明。

【实施例一】客户张三向客户李四在线付款。

如图1所示，付款方张三想要向收款方李四在线付款，二者均使用手机电子钱包客户端进行操作，软密钥系统在张三手机、李四手机、后台管理系统均有安装和运行。李四在手机端输入金额，电子钱包客户端将收款方信息、付款信息生成二维码。

张三对二维码进行扫描，张三手机中的软密钥系统选取随机数R，用张三私钥对该随机数R进行签名，将收款方信息、付款信息、付款方信息、签名信息一起发往后台管理系统。

后台管理系统收到上述信息后，软密钥系统对签名信息进行验签：即用付款方信息中的张三ID和对应的业务子域标识映射出公钥，用公钥对签名信息进行验签，若验签失败，则流程结束。若验签成功，则后台管理系统根据收款方信息、付款信息、付款方信息进行交易处理。处理后的信息反馈至付款方张三和收款方李四。

【实施例二】客户张三向客户李四离线支付。

如图2所示，付款方张三想要向收款方李四离线支付，二者均使用手机电子钱包客户端进行操作，软密钥系统在张三手机、李四手机均有安装和运行。李四在手机端输入金额，软密钥系统选取随机数R，用私钥对随机数R进行签名，将交易信息、李四ID信息、签名信息一起生成二维码。

张三对二维码进行扫描，软密钥系统用李四ID和业务子域标识映射出公钥，用公钥对李四的签名信息进行验签、若验签失败，则流程结束。

若验签成功，张三的手机客户端询问是否同意此次付款操作，若张三拒绝，则流程结束。若张三同意，则张三的账户中成功扣款，向李四成功支付。

张三用私钥对该随机数R进行签名，将付款信息、张三ID信息、签名信息一起生成二维码。

李四扫描此二维码，软密钥系统用张三ID和业务子域标识映射出公钥，用公钥对张三的签名信息进行验签。若验签失败，则流程结束。

若验签成功，李四将付款金额成功入账。

上述过程不限于支付环节的双向验签以及加解密，在其他采用软密钥的方式进行签名验签的场景，也同样适用。包括诸如停车场APP中的敏感信息的加解密，签名验签，传输等内容，将安全控件埋藏在不可取出的，可执行的安全区域，对敏感信息进行加解密，签名验签。

注：以上实施例均以手机作为终端进行说明，本发明也可应用于其他移动终端。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型的终端安全软密钥管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将软密钥系统置于可执行文件内，加密保存，集成在终端和后台管理系统中，密钥的管理和生成均在软密钥系统内进行；软密钥系统选取交易双方的一项或者多项信息作为标识ID，基于业务子域标识映射出公、私钥对；

步骤2，在线消费付款时，由收款方输入包括金额在内的付款信息，收款方终端根据收款方信息及付款信息生成第一收款二维码；付款方扫描第一收款二维码后，软密钥系统选取随机数，根据付款方的标识ID映射出私钥，用私钥对该随机数进行签名；将收款方信息、付款信息、付款方信息、付款方签名信息一起发往后台管理系统；

后台管理系统收到付款方发来的信息后，软密钥系统根据付款方的标识ID和对应的业务子域标识，映射出公钥，用公钥对付款方签名信息进行验签；若验签失败，则交易终止；若验签成功，则后台管理系统进行交易处理，处理后后台管理系统返回相应数据给付款方和收款方；

步骤3，离线支付时，在收款方终端，输入收款金额，软密钥系统选取随机数，用私钥对该随机数进行签名，将交易信息、收款方信息、收款方签名信息一起生成第二收款二维码；

付款方扫描第二收款二维码，付款方终端内的软密钥系统根据收款方的标识ID和业务子域标识映射出公钥，用公钥对收款方签名信息进行验签；若验签失败，则交易终止，流程结束；若验签成功，付款方按照交易信息付款；

付款后付款方终端内的软密钥系统用私钥对该随机数进行签名，将付款信息、付款方信息、付款方签名信息一起生成扣款成功二维码；

收款方扫描扣款成功二维码，收款方终端内的软密钥系统用付款方的标识ID和业务子域标识映射出公钥，对付款方签名信息进行验签；若验签失败，则流程结束；若验签成功，则收款方成功入账。

2.根据权利要求1所述的新型的终端安全软密钥管理方法，其特征在于：所述软密钥系统在临时开辟的内存空间或者安全区域内执行。

3.根据权利要求1所述的新型的终端安全软密钥管理方法，其特征在于：所述软密钥系统集成在电子货币手机客户端及电子货币后台管理系统中。

4.根据权利要求1所述的新型的终端安全软密钥管理方法，其特征在于：以付款方和收款方的账号作为标识ID。