admin 随着经济不断发展，特别是近几年来互联网的不断发展，人们对信息化的要求也越来越高，手机银行将会发展为未来主要的支付手段之一。与此同时，手机银行的安全性是人们重点关注的问题，如何建立信息安全机制对手机银行的发展至关重要。为此我们在考虑到手机银行实现方式、传输数据量等因素的过程中，提出了基于基于J2ME的混合加密方案。
一、J2ME及混合加密技术概念
1、J2ME技术
J2ME是为机顶盒、移动电话和PDA之类嵌入式消费电子设备提供的Java语言平台，包括虚拟机和一系列标准化的Java API。这些设备可以在有限连接设备配置(CI，DC)提供的完整Java运行环境中，使用一系列Java API编程MIDP（移动信息设备文件）简表是一个应用于无线移动设备的J2ME简表，MIDP基于CLDC之上构建，除了继承CLDC部分特性之外还具备自身的独立特性，它可以通过可选包进行扩展，比较常见两种类型的可选包为无线消息API(Wire-less messaging API，WMA l.1)和移动多媒体API(Mobile media API，JSR135)。WMA 1.1主要提供发送和接收短消息的服务；移动多媒体API提供了视频和音频的播放、图像捕获及声音的记录等。
2、混合加密技术
按密码理论与技术来分，加密技术分为对称加密与非对称加密。在对称加密中，双方使用同一个密钥对数据进行加密、解密，具有运算开销少、速度快、便于实现等优点。但在网络传输过程中，密钥容易泄露，且密钥的分发和管理比较困难。在非对称加密中，数据加密和解密采用不同的密钥，其原理是基于数学上的离散对数求解难问题。非对称加密不仅能适应网络的开放性要求，密钥分发和管理简单，而且能方便地实现数据签名和身份验证等功能。但是，相对于对称密码而育，公钥加密算法比较复杂，实现的速度比较慢，效率也较低。
由于对称加密和非对称加密都具有自身的局限性，而彼此恰好可由对方来弥补自己的弱点，本文将对称加密与非对称加密两者的优点相结合，提出新的混合加密体制，并将其应用于移动银行的数据加密中。这种混合密码体制既能快速地进行数据加解密，又能很好地解决密钥分配问题，同时能对移动终端用户进行数字签名和身份验证。
二、基于无线消息的混合加密方案
在移动银行的实现方式中有一种方式称为SMS(Short message service)。它利用短消息上下行方式办理银行业务，其主要采用了J2ME中无线消息API来实现银行业务的办理。无线消息API扩展了
通用连接框架，使用WMA发送二进制消息和文本消息，为移动终端设备提供了短消息服务支持。
1、数据传输协议
SMS采用“点对点”的命令传输方式。由于SMS服务本身的技术限制，客户在交易的过程中所输入的短信命令信息一般是个人银行账号、银行密码等信息，属于个人隐私，这样在无线网络传输中面临严重的安全威胁一短信命令长度短，数据量小，通常只有10字节左右，但安全性要求高阿蕾从效率与安全性综合考虑，在混合加密体制中，设计了基于无线消息传输的数据协议。该协议由发送方公钥R、对称加密密文C和摘要签名T三部分组成。
2、数据加密过程
移动终端用户与服务器需要建立连接。先将非对称加密使用的参数标准发送给服务器，当服务器收到请求后，保存非对称加密参数标准，并将公钥Q发送给移动终端用户鱼两者建立连接后，基于移动终端STK卡的加密过程：
(1)在移动终端用户随机生成私钥k，通过私钥k产生公钥R。
(2)利用服务器端的公钥Q和自己私钥k，通过杂凑函数KDF(zx，R)生成数对(k1，k2)，用于AES对称加密密钥，k2用于对对称加密后的密文进行摘要签名。
(3)生成以公钥尺，对称加密密文C，密文签名信息丁的无线消息传输数据协议。基于无线消息传输的数据加密流程如图1所示。
3、数据解密过程
当服务器端收到移动终传输来的无线消息数据后，解密过程：
(1)首先对移动终端用户的公钥R进行验证，若失败，则拒绝明文。
(2)用移动终端用户公钥R，服务器的私钥矗计算Z=hdR，并验证。若失败，则拒绝密文。成功则用杂凑函数KDF(zx，R)生成数对(k1，k2)。
(3)通过(2)计算出来的k2对密文进行签名，并与传输数据协议中签名T进行比较，若不等，则拒绝密文。
(4)通过(2)计算出来的k1对密文C进行解密，即可得到明文。基于无线消息传输的数据解密流程如图2所示。
三、 手机银行中基于J2ME的混合加密方案
1、传输数据协议
移动银行中的USSD( Unstructured supplementary servlce data)非结构化数据服务提供的业务包括语音、视频、图像等。J2ME中定义了MMAPI（移动多媒体）来提供对多媒体编程的支持，这种方式的数据传输量相对无线网络比较大。该种方式使用的是语音信道，虽然操作方便和价格低廉，但在数据传输方面采用语音信道传输，数据量大，通常是kB数据量，很容易受到外界干扰，数据安全性要求高。根据这一特点，设计基于移动多媒体移动银行的数据协议；对称密钥密文M、对称加密密文C和摘要签名T。
2、混合加密过程
移动终端用户首先与服务器端建立连接，将自己公钥R和非对称加密参数标准发送给服务器；服务器收到公钥后，将服务器的公钥Q发送给移动终端用户。双方都知道对方的公钥后，移动终端STK卡的加密过程。
(1)移动终端用户首先设置对称加密密钥，采用AES算法对移动终端用户发送的明文研加密，生成对称加密密文C。
(2)利用移动终端用户的私钥屉与服务器公钥Q，对AES的密钥进行非对称加密，生成对称密钥密文M。
(3)将发送的明文通过SHA-I安全散列算法，利用移动终端用户的私钥志，生成摘要签名T。
(4)生成对称密钥密文M，对称加密密文C，摘要签名T的手机银行数据协议，基于手机银行的混合加密流程如图3所示。
3、混合解密过程
当服务器收到移动终端用户传输来的移动多媒体数据后，解密过程：
(1)服务器选用自己的私钥d和移动终端用户的公钥R，解密对称加密密钥M。
(2)利用(1)的结果对多媒体数据协议中对称加密密文C进行解密，得到明文研。
(3)利用(2)生成的明文，采用SHA-1安全散列算法生成数字摘要签名。
(4)将多媒体数据协议中摘要签名T与(3)的结果进行比较，若相等，则接受明文，否则，则拒绝明文。基于手机银行的混合解密流程如图4所示。
四、手机银行中基于J2ME的混合加密方案分析
手机银行中基于J2ME的混合加密方案中，由于数据协议中包含对称加密密钥密文，通信双方完成第一次通信后，可以保存对称加密密码，以后的数据可以直接采用AES算法加密，这样可以很大程度上提高混合加密效率。基于无线消息混合加密方案安全性十分高，不存在移动终端密钥安全问题。基于两种混合加密方案比较如表1所示。
实验中采用的计算机环境配置为：1G内存，1.60GHz主频，移动银行客户端采用了WTK2.5.2模拟器来进行开发；在混合加密的对称算法采用AES中CBC模式加密，非对称算法采用了椭圆曲线加密算法，摘要签名采用了SHA-1安全散列算法。使用Matlab7.0对多次试验进行的结果分析，得出基于无线短消息、移动多媒体数据混合加密时间与数据量关系，如图5所示。
从图5中可以看出，两种加密方案在数据量为1.0～1.2 kB存在交点，说明基于无线消息混合加密适合于小于l kB字节加密，而基于移动多媒体的混合加密适合大于1.2 kB字节数据加密。实验结果与文中提出的两种混合加密方案适用范围一致。
基于这两种形式的加密发挥了混合加密的整体优势，预期将在移动银行的数据传输加密领域得到广泛应用，为移动银行的发展起到至关重要的作用。
小知识之J2ME
J2ME（Java Platform，Micro Edition），是为机顶盒、移动电话和PDA之类嵌入式消费电子设备提供的Java语言平台，包括虚拟机和一系列标准化的Java API。它和Java SE、Java EE一起构成Java技术的三大版本，并且同样是通过JCP（Java Community Process）制订的。
