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随着移动网络基础设施和移动终端设备的快速发展,移动支付正呈现飞速发展的趋势,许多国家都已经开始大力推动移动支付的发展和部署。由于支付环境的复杂和支付终端设备的性能受限,移动支付安全协议的设计和实现就面对更多的困难和挑战。如何设计一个便于统一支付平台的、安全高效的移动支付安全协议具有十分重要意义。考虑到公钥密码体制计算量大、资源耗费高的缺点,加上移动终端设备在电池续航、处理能力等方面相对不足,传统的公钥密码体制并不适合移动支付安全协议的设计。本文的重点工作就是研究如何基于对称密码体制实现安全高效的、易于推广实施的移动支付安全协议。3G移动网络已经大范围部署并投入使用,并且具有较好的安全机制,本文利用3G网络基础设施的安全组件,并通过增加Hash链认证的方式实现了一个安全高效的、易于推广实施的移动支付安全协议。本文的主要工作如下：1)对Hash链认证的出错问题进行了分析,并给出了一种出错控制的方案。由于Hash链认证时验证严格依赖Hash链中结点的前后顺序,当其中一次验证出错时,会导致错误的持续传递,从而导致整个Hash链失效。本文给出了一种能够避免这种错误传递的方案,从而使Hash链认证能够更好的在移动支付环境中应用。2)利用SVO逻辑分析了W.D. Chen等人的移动支付方案存在的安全缺陷,并提出了相应的改进方案。改进的方案既保留了Chen等人方案的简单、高效且容易部署到现有的移动网络基础设施上的优点,同时在安全性上得到了较大的提高。3)根据改进的移动支付安全协议,设计了一个移动支付系统。通过对该移动支付系统的仿真,分析了该系统实际使用时的性能。在仿真系统中,开发了该系统的基于Android手机操作系统的手机支付终端应用程序,经过实际的操作体验,证明系统确实具有较好的易用性和用户体验。