SET协议缺陷分析及其改进方案

2011-12-31侯进

中国新技术新产品 2011年23期

侯进

（天津工业大学，天津 300385）

引言：

随着Internet迅速流行，电子商务被公认为是未来IT业新的增长点。电子商务的一个核心问题是支付，电子商务在安全高效的环境中运行，是研究的关键。安全电子交易(SET)是由Visa和Mastercard公司联合推出的基于信用卡在线支付的电子商务系统的安全协议。它不仅定义了电子协议，而且对证书的管理和交易处理过程等制定了严格的规定。它是许多电子支付手段中发展较完善、使用较广泛的一种电子交易模式。研究SET协议，完善和改进SET协议，对于促进中国电子商务的发展，以及中国自主版权的软件开发都有着积极的作用。

1 缺陷1.SET协议对中国支付环境支持不够

SET协议在设计之初主要针对美国和欧美发达国家流行的信用卡，并在协议中详细定义了美国的支付方式。而针对其他国家尤其是像中国这样广泛使用借记卡的国家，没有定义出很好的解决办法。

改进方案：

原有的SET协议是基于信用卡交易来设计的，信用卡是主要支付工具。信用卡与借记卡主要区别是信用卡支持信用制度可以透支，借记卡透支要有上限额度限制，借记卡需要有PIN进行身份鉴别。

SET1.0在设计时只考虑到支持信用卡业务，现在为了使SET协议适应中国国情支持借记卡，在不影响SET协议的通用性为前提下，需要对SET协议作一些修改。

1.1 对借记卡支持的建议结构

SET1.0标准主要针对信用卡，只需要输入主帐户(PAN)信息，没有定义个人密码((PIN)的处理方法。在SET协议中，持卡者的身份是由持卡者的证书和支付卡的主帐户PAN来保证的，而PIN应该和PAN具有同等的安全要求，所以可以考虑对PIN使用与PAN相同的加密处理过程。

在线PIN加密机制是PIN通过键盘或其它设备输入到持卡人的电脑中。PIN数据放在SET协议中RS A/OAEP块中，采用支付网关公钥和对称加密保护，SET协议中加密的PIN首先通过商家传到支付网关，然后支付网关使用私钥解开信封，再用对称密钥解出PIN数据，如果需要，可以将PIN数据转换为其它的PIN块格式，采用对称密钥重新加密，最后将重新加密的PIN数据发送到支付卡网络。

个人密码((PIN)的格式应遵循IS09564-1 Format0,PIN块使用8个字节，格式化操作时将一个明文的PIN数据区和一个账号号码数据区进行二进制异或，异或的目的是为了增强PAN和PIN数据的关联性，防止替换攻击。

1.2 持卡人对PIN的支持

为了使持卡人知道某一张卡是否需要PIN需要在SET的证书中增加一个扩展项，来标示是否要输入PIN，同时可以使用id-set-PIN-Secure-Source和id-set-PIN-Any-Source的标志位来区分是否需要使用安全的PIN输入设备。

持卡人对PIN的处理过程:(1)用户选择了支付的卡后，持卡人软件需要知道哪张支付卡要求在线PIN，通过该卡对应证书的扩展项来判断该卡是否要求PIN输入。如果需要，则利用输入终端设备得到PIN，建立明文的PIN数据域。持卡人软件不保存PIN，一旦PIN被加密，则必须清除内存中的所有PIN明文信息;(2)建立帐号数据区，异或明文的PIN数据和账号数据区。用随机生成的对称密钥，加密异或后的PIN数据区;(3)用支付网关的RSA公开密钥，加密对称密钥。加密的PIN数据通过商家传输到支付网关，支付网关使用私钥解密。

支付网关处理的过程如下:(1)执行RSA/OAEP过程，使用支付网关私钥解密，解开对称加密密钥;(2)用对称加密密钥解密PIN加密数据;。(3)重新建立PAN的数据区，并与PIN数据块异或，得到PIN;(4)根据需要将PIN数据经过格式的转换，送去银行效验。

2 缺陷2：SET报文消息过于复杂。

SET协议定义了支付过程的报文消息及数据定义，其规范的目标是为了全球使用，所以考虑的因素主要是符合美国的支付方式，而对中国来讲报文消息显得太复杂，造成了SET应用软件设计复杂，价格高，造成了SET的普及率不高。

改进方案：SET是一种基于信用卡支付的安全电子交易协议，交易之前，它要求持卡者、商家、支付网关等交易的参与方，均需安装相应的协议软件，均需向CA申请属于自己的数字证书。交易过程当中，需要进行多次证书的传递和验证，进行多次加密、解密和数字签名等。操作复杂，价格昂贵，运行效率较低，不适合电子商务的发展需要。

虽然该设计是考虑到保证交易过程中的充分安全，但这样的安全性，需要牺牲效率，付出高成本。对于相当多的小规模交易来说，这样的交易过程就太过复杂，开销过大，并且为每一个潜在的用户都分发一个证书也不是很现实，要求连接于Internet的计算机都安装SET客户端软件也是不现实的。对于相当多的客户来说，都存在在没有申请证书或者在未安装SET客户端软件的计算机上购物的情况。这些都阻碍了SET的发展。

这里提出对SET进行安全分级处理。

安全分级处理就是说，在客户进行在线交易时，增加一个安全级别选项，SET的安全程度可以分为:A级、B级、C级、D级。客户根据自己的情况选择适合自己的交易级别。

1)A级为低级交易模式，适合于前面客户没有证书或者计算机SET客户端软件的情况，当客户选择了该模式，则客户与商家之间就省去相互认证过程，商品信息也无需保密，这种模式，也适合小额交易。客户的借记卡的PIN码利用支付银行的公钥进行加密，无需客户和商家间的证书传递及相互认证。只要保证商家和支付银行之间的安全认证就可以了，同时交易信息数据在交易完成后销毁，不需要保存在档案中心。

2)对于B级安全模式，则商家和客户之间使用SSL连接，而商家与支付银行之间SET连接。由于很多浏览器都内置了SSL协议软件，客户端计算机就不需要安装SET软件，但客户需要有自己的证书，商家和客户之间按照SSL的流程，对客户是否为合法身份进行验证。商家与支付银行之间则按照SET交换信息。

3)C级安全模式，客户、商家和支付银行都使用SET协议进行连接，客户计算机必须安装相应的SET软件，同样也必须拥有自己的证书。

4)D级模式，在满足C级安全模式所要求的条件之外，还需要按照正常的SET协议进行，同时将各种数据信息备份保存在档案中心。客户如选择D级服务，这必须承担相应的费用。

对交易规模分级的方式来减少SET协议对于小额交易的过大开销，提高了效率，在于客户订购商品时安全分级是一个必选项。这样的办法使客户对所需要的安全性，有主动权，使相当多的小额交易客户在所有计算机终端都能进行交易，提高了SET的适应能力，便于该协议的进一步普及。