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NFC移动支付安全问题与解决方案

添加时间:2017-04-10 15:01
  随着社会的发展和支付技术的进步,移动支付技术日新月异.但是,任何新支付技术的推广和应用都要建立在资金安全基础之上.因此,支付技术中的安全问题是其发展中需要研究的最重要的问题.基于此种想法,本文简要研究NFC(近距离无线通信技术)新一代移动支付技术的安全问题,目的在于进一步推进NFC 移动支付安全、稳定地发展。

NFC支付
 
  
  一、移动支付现状。
  
  移动支付是交易双方利用移动设备实现交易的支付活动.现在社会上许多行业都应用移动支付,例如银行转账、买卖外汇、网上购物、彩票投注、超市购物、公交付费、饭店付款等,应用范围越来越广,几乎渗透到我们生活的各个领域.
  
  目前,中国流行的移动支付方式有以支付宝、微信钱包为代表的“扫码派”;以银联、手机厂商、运营商为代表的 NFC“闪付派”.由于近两年“扫码派”加大宣传和市场推广的力度,尤其通过减免费用和打折付费等手段,吸引了很多用户参与到移动支付的活动中来,大大普及了移动支付的应用,“扫码派”的应用广泛度远远超过了“闪付派”.
  
  根据易观智库的统计数据,2015年我国第三方移动支付市场中,支付宝以72.9%的份额居首,微信钱包以17.4%位居第二,两者占据着移动支付市场 90%的份额,成为第三方支付市场的两大巨头。但是,“闪付派”以 NFC 技术为基础,技术上有很大优势,只要用户拥有 NFC 手机,就可以在支持 NFC 的 POS 终端上刷手机完成支付,不需要输入密码,支付过程比“扫码派”便捷得多、安全得多。2016 年苹果、三星、华为、小米等多家手机生产商宣布增加生产具备 NFC 功能的手机,抢占移动支付市场。同时,中国移动、中国联通、中国电信三大通信公司也积极参与基于 NFC 的移动支付项目,譬如,中国移动计划2016年NFC客户达到1,000万,在100个城市推广NFC 公交应用,在 100 个学校和企业推广 NFC 应用。为调动合作伙伴的参与热情,中国移动还推出了“NFC 手机出厂与NFC-USIM卡打包配套每户提供15元”的补贴政策.
  
  虽说移动支付业务在我国起步较晚,但发展较快,随着手机等移动终端的普及,越来越多的人正熟悉这种移动支付服务,因为其操作简单、交易迅速等特点,已经被越来越多人所接受.最近,美国一位银行家预言,5 年内现金将从人们视野中消失.可以预见,在不久的将来,移动支付必将成为社会主流的支付方式.
  
  随着国内外手机巨头的加入,中国三大移动公司的积极推动,基于NFC 技术的移动支付市场也将迎来新一轮的发展高峰,逐渐成为移动支付的主流方式.
  
  二、NFC 移动支付安全问题分析。
  
  NFC是由RFID(非接触式射频识别)演变而来,是由飞利浦半导体、诺基亚和SONY等公司共同研发的短距离高频无线电技术.NFC技术具有传输距离短、较快的连接速度和更好的安全性.NFC技术中集成了多种功能,分别是非接触式智能卡功能、点对点的信息传输功能以及非接触式读卡器的功能。其在 13.56MHz 频率的有效通信距离为 10cm 之内,只要与 NFC技术兼容的设备就可以互相连接.
  
  根据工作方式以及工作模式的不同会形成不同的 NFC 移动支付体系架构,分别是主动模式、被动模式和双向模式。主动模式中,通信发起者与命令接受者之间是相互对等的,发起者在发起对目标设备的通信的同时会产生一个 RF 射频场,若目标接收设备准备应答,则其也需要在应答的同时产生 RF 射频场从而实现对目标设备的应答;而在被动模式中,则不需要目标设备提供射频场进行应答,目标设备主要通过利用负载调制技术完成对命令发起者的应答。
  
  NFC 技术其短距离的信息传输增加了可靠性,但是通过特定的天线,标签的信息有可能被窃听。NFC 技术除了在硬件和信息窃听外,还存在着信息复制,信息恶意破坏,受到中间攻击的问题。下面对 NFC 移动支付的安全问题进行分析:
  
  (一)窃听。NFC 移动支付是无线通信接口,2 个设备建立通信之后,因为标签内部的信息在传输的过程中并不是一直加密,一般信息在链路层通讯时并没有对信息进行加密,这使得信息在该层传输时被窃听的可能性增加,从而造成信息的泄露。攻击者通过天线能够接收到传输的信号,但 NFC 移动支付所建立的通信距离很小,一般小于 10cm,因此对于攻击者而言,理想状态下对主动设备进行窃听距离为10m以内,对被动设备进行窃听则在1m 以内,这是 NFC 移动支付主要的安全问题,而想要彻底解决窃听问题,则要建立安全的信道来通信.
  
  (二)篡改数据.数据篡改主要有数据破坏、数据插入以及数据修改三种形式.(1)数据破坏:数据破坏就是攻击者对 NFC移动支付设备之间数据传输的破坏.攻击者主要利用 NFC 的接口,在数据破坏之后,数据接收者就不能够完整地接收到相关数据发出者发出的数据信息,最终导致无法理解数据.攻击者只要在特定时间传输同样频率的数据就可以进行破坏,数据破坏的主要威胁是数据信息传输过程中的干扰,而不是数据的泄露;(2)数据修改:数据修改之后接受者就不能接收到与传输者传输的相同数据,从而导致信息错误,增加数据、减少数据、改变数据都是数据的修改范畴,但是NFC 移动设备在数据传输的过程中能够实现射频场的检测,因此此种供给方式能够被检测出来,也就能够进行针对性的防范;(3)数据插入:在2个NFC 移动支付设备进行数据交换传输的过程中,攻击者插入数据的篡改方式就称为数据插入.
  
  插入数据可能导致数据应答的延迟,插入数据要求在原始设备回答前完成,如果满足不了这个条件,那么插入数据就变成了数据破坏的供给形式,这种篡改数据的形式也能够被检测到.
  
  (三)中间人攻击.中间人通过第三方会话使NFC移动数据发出设备和NFC移动数据接收设备之间数据交换出现问题.
  
  这种中间人攻击有着特定的要求,中间人需要屏蔽真实的发出移动设备和接收移动设备之间的数据传输,但 NFC 是一种近距离的无线通讯方式,如果中间人发出屏蔽或干扰,出现假冒数据的攻击,一定会检测出来,因此此项攻击也不容易实现。
  
  三、NFC 移动支付安全问题解决方案。
  
  NFC移动支付安全问题的演变可以分为两个方面:技术手段和应用管理。技术解决方法着重从信息系统的技术环节入手,通过类似加密、访问控制、身份鉴别等一系列成熟的技术方法消除安全威胁;而应用管理则关注NFC移动终端用户在无线支付过程中应该注意的与人员、管理相关的事项。
  
  (一)安全模块中的保障机制.采用访问控制机制,如个人识别码的错误尝试次数和数字认证的生命周期管理;相关密钥的备份恢复机制,避免丢失密钥或密钥失效后加密数据无法被正常处理;严禁机密数据以明文形式被存储和传输;所有交易记录都必须附加时间戳,以避免数据重放攻击;系统硬件需进行完整性检测以避免运行时故障;严禁下载没有进行签名、无法验证来源方的软件并运行。
  
  (二)基带处理器的安全机制。建立身份登记制度,确保手机应用的真实性、完整性;防止个人识别码在输入时被截获;严格划分不同的安全域;与安全模块的相互认证。基带处理器是通用手机的重要部件,主要负责数据的收发和 GSM、GPRS 及UMTS 等无线通信信号的处理,提供应用程序的访问接口和人机界面以及与 SIM 卡的通信。具有 NFC 功能的手机要求基带处理器能够提供访问 NFC 控制器的 API 以及与 SE 交互的API.基带处理器为 NFC 相关应用提供了运行环境,有些应用可能在没有用户干预的情况下就运行,有些应用代码有签名而有些代码则没有签名。因此,不同的代码其可信程度也不一样,需要在手机的不同安全域中运行。
  
  (三)NFC 芯片的安全机制.用户必须能够对NFC模块功能自主开关,以防止NFC 芯片的内容被随意读取。NFC 标签在生成时会被烧入一个ID 序列,该序列是唯一不可复制的,通过非对称算法由该ID 序列可得到一个密文,该密文被存储在标签的数据区,因此NFC设备在进行数据通信的时候,通过对该密文的对比匹配,判断标签的真伪,实现NFC技术的安全通信.
  
  (四)操作系统及应用的安全防护.目前,用户使用的移动终端设备主要是智能手机,都需要安装相应的操作系统,才能安装各种应用程序.各种不同类型的智能手机操作系统的相关安全功能及应用软件的安全使用模式;在移动端操作系统安装防病毒和恶意软件工具和防火墙,对智能手机安全软件检测的威胁应给予充分重视.
  
  (五)培养用户的安全意识.新的技术需要新的宣传和培训,尤其是安全问题更应该受到高度重视.现在用户用的移动支付终端主要是具有NFC功能的手机,相应的宣传和培训应该包括正确的使用NFC 智能手机、能够识别潜在威胁并应对、掌握预防自己NFC手机失窃及损坏的正确方法、正确使用PIN码以及手机密码的正确设置.
  
  (六)建立信用体系.NFC移动支付是以网络为基础的,而虚拟性是网络的重要特征,因此信用制度的建立更加重要.
  
  当前我国NFC移动支付的信用体系建立十分落后,这对于移动交易支付的安全性有着重要的影响.应当积极建立个人及相关企业的信用数据库,完善第三方CA 认证体系,以此提升人们的信用意识,确保 NFC 移动支付的安全性和可靠性。
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