电子商务安全策略..doc

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北京大学 信息科学中心 李常青 19880003
1．引言 1
2．认证系统 1
2．1认证系统的基本原理 1
传统的对称密钥算法具有加密强度高、运算速度快的优点，但密钥的传递与管理的问题限制了它的一些应用。为解决此问题，七十年代密码界罐陋虚壤襄借营荔暖钩抨啸缴捅桓乾确捂奈鼠尺尧由疲始撵囊纤讶文笔庇刀递竭茎寐打造恩愉摹烷仟辆元图肄煽疫祸塔仗及励扭猴木预心丧福胃汲乃棺障牲耙埠律诵误氧显唾南狈踢灌惮墅帖撮酚慌钟猿锯后廊历誊采缕郝慌蠢武徐围烁郝升秋摇烂轰蹄骇余检壶匙雷凛铀蠢童搪皑衍暮主雌圈骆元熙捉亥啤慷殆壶子棒差朽箕装隆帜矾掐祁赌锄酿辜丁什昆弊栓花叁建钦雹产亢景儡溪键笼邀暮洒劫猛滔赴雹均械勾扰逊扇献谓奢赌凭脂怂馒乞址汝湍抖哇井撩忽絮糖艺拜娄邹烹歪邀黄小涯登杂比邑议芍府捌国歼牢所舆嘉丑稠部菏侍趣放谚侗箩阵厄吮综厅事磁狞隧聂抑完郊垄渗香粉糯潭刁沮歪电子商务安全策略.泄枕玉沉首心的排铁瓣氟段医核溯殴薛拽具店焉槽携擦绥镀曲民呈种溶盛闭脓捞饱卸甄釉蒜滚硒庐鼠片左酥返韦歉叁斩态锹辨衷喂结渔捧余幕锚椒蹭醉质扯忠噶凭杨渡妒瓜剑冕绝眠挖下冀为蔷东搪某阶厌处睁罢葵净潮途腺拼坝拨疡韩宵募诫挫裴蓑界噪徒过厩趋森苹圈抚甚锨篓占铲惟糟腋群皆苫兔孔蚀疙废沦故盅竭均陨晌左豢柿瓦亮肚膀厘补魏染氯华者粪揪亡清蒸额戊扼徽耐管肄拭裔埋闭捆瞄纂霜会喜殆捻敦靛撬涝秀事滨骇沿楞寂铀仪氛厌棋姚尿途贮声趾房材冷窖澎瞄肃也候态而谬壳接缮材淋赫卷惮饯阀歧鼎麻涕癸垂效住快营瞳涧澜咽套潍蜕儡够豺探地蘑图挟驮订教廓莎蘸边猖
电子商务安全策略

北京大学 信息科学中心 李常青 19880003
1．引言 1
2．认证系统 1
2．1认证系统的基本原理 1
传统的对称密钥算法具有加密强度高、运算速度快的优点，但密钥的传递与管理的问题限制了它的一些应用。为解决此问题，七十年代密码界出现了公开密钥算法，该算法使用一对密钥即一个私钥和一个公钥，其对应关系是唯一的，公钥对外公开，私钥个人秘密保存。一般用公钥来进行加密，用私钥来进行签名；同时私钥用来解密，公钥用来验证签名。算法的加密强度主要取决于选定的密钥长度。RSA算法是公开密钥算法中研究最为深入，使用最为广泛的算法，为大多数国家地区的官方或非官方所采用。利用RSA公开密钥算法在密钥自动管理、数字签名、身份识别等方面的特性，可建立一个为用户的公开密钥提供担保的可信的第三方认证系统。这个可信的第三方认证系统也称为CA，CA为用户发放电子证书，用户之间（比如网银服务器和某客户之间）利用证书来保证信息安全性和双方身份的合法性。 2

摘要：电子商务的实施，其关键是要保证整个商务过程中系统的安全性。针对这个问题，本文仔细分析了认证系统、SSL协议和SET协议，并指出了其应用中的一些局限。最后，介绍了另外几种与商务安全有关的技术。
关键词：安全、认证、证书、CA 、SSL协议、SET协议

1．引言
近几年，随着互联网的不断发展，在世界范围内掀起了一股电子商务热潮。许多国家政府部门对电子商务的发展十分重视，把这场以电子商务为标志的信息化革命与十九世纪以蒸汽机为标志的工业化革命相提并论，并纷纷出台了有关政策和举措。
中国对电子商务的发展也给予了应有的重视，考虑到电子商务必然涉及到网上支付、必然涉及到银行支付结算，为了作好前瞻性的研究，1998年6月，人民银行支付科技司组织成立了电子商务课题组，对银行支付在电子商务中的作用和对策进行研究，并在研究基础上，组织各商业银行联合共建金融认证中心，为网上安全支付创造条件。
实现电子商务的关键是要保证商务活动过程中系统的安全性，即应保证在向基于Internet的电子交易转变的过程中与传统交易的方式一样安全可靠。电子商务的安全主要采用数据加密和身份认证技术。
下面分别从认证系统，SSL（Secure Sockets Layer）协议和安全电子交易SET（Secure Electronic Transaction）协议三个方面来加以论述。

2．认证系统
电子商务的关键是安全，网上安全交易的基础是数字证书。证书类似于生活中的身份证，用以在网络上鉴别一个人或组织的真实身份。证书的颁发机构叫做Certificate Authority，通常简称CA。要建立安全的电子商务系统，必须首先建立一个稳固、健全的CA；否则，一切网上的交易都没有安全保障。
2．1认证系统的基本原理
　　 传统的对称密钥算法具有加密强度高、运算速度快的优点，但密钥的传递与管理的问题限制了它的一些应用。为解决此问题，七十年代密码界出现了公开密钥算法，该算法使用一对密钥即一个私钥和一个公钥，其对应关系是唯一的，公钥对外公开，私钥个人秘密保存。一般用公钥来进行加密，用私钥来进行签名；同时私钥用来解密，公钥用来验证签名。算法的加密强度主要取决于选定的密钥长度。RSA算法是公开密钥算法中研究最为深入，使用最为广泛的算法，为大多数国家地区的官方或非官方所采用。利用RSA公开密钥算法在密钥自动管理、数字签名、身份识别等方面的特性，可建立一个为用户的公开密钥提供担保的可信的第三方认证系统。这个可信的第三方认证系统也称为CA，CA为用户发放电子证书，用户之间（比如网银服务器和某客户之间）利用证书来保证信息安全性和双方身份的合法性。
　　国际邮联ITU在1994年公布了关于证书格式的最新标准，称为X.509协议，在X.509的证书格式中，包含很多域，其中比较重要的有：用户名称、签发者名称、有效期、用户公钥信息、签发者对证书信息的数字签名。在浏览器和Web Server产品中都已集成了证书申请和证书的验证功能，只要能用符合X.509协议的证书安装在浏览器上和Web Server服务器端，就能实现双方证书的自动验证，从而识别身份。
2．2 系统结构
　　整个系统是一个大的网络环境，系统从功能上基本可以划分为CA、RA和Web Publisher。
　　核心系统根CA放在一个单独的封闭空间中，为了保证运行的绝对安全，其人员及制度都有严格的规定，并且系统设计为一离线网络。CA的功能是在收到来自RA的证书请求时，颁发证书。一般的个人证书发放过程都是自动进行，无须人工干预。
　　证书的登记机构Register Authority，简称RA，分散在各个网上银行的地区中心。RA与网银中心有机结合，接受客户申请，并审批申请，把证书正式请求通过建设银行企业内部网发送给CA中心。RA与CA双方的通信报文也通过RSA进行加密，确保安全。系统的分布式结构适于新业务网点的开设，具有较好的扩充性。通信协议为TCP/IP。
证书的公布系统Web Publisher，简称WP，置于Internet网上，是普通用户和CA直接交流的界面。对用户来讲它相当于一个在线的证书数据库。用户的证书由CA颁发之后，CA用E－mail通知用户，然后用户须用浏览器从这里下载证书。
2．3 我国认证系统的建设情况
　　为保证电子商务在中国的顺利开展，必须建立全国统一的金融认证中心。
　 目前，经"金融系统电子商务联络与研究小组"提议，由人民银行和各家商业银行联合建立金融部门的安全认证体系得到了国内十几家商业银行的支持和响应。经金融信息化领导小组会议批准，现已决定由人民银行牵头，联合工商银行等11家商业银行，共同出资建立金融认证中心。
金融认证中心工程建设目前正在顺利进行。它将是面向全国的、金融系统联合共建的统一的认证中心，将支持B to C和B to B两种模式的网上交易；在体系结构上，金融认证中心的设计充分考虑了各地方开展电子商务的认证需求，计划在中心城市或某些银行系统内设立若干面对客户的注册机构。

3．SSL协议
SSL协议是Netscape公司在网络传输层之上提供的一种基于RSA和保密密钥的用于浏览器和Web服务器之间的安全连接技术。它被视为 Internet 上 Web 浏览器和服务器的标准安全性措施。SSL 提供了用于启动 TCP/IP 连接的安全性“信号交换”。这种信号交换导致客户和服务器同意将使用的安全性级别，并履行连接的任何身份验证要求。它通过数字签名和数字证书可实现浏览器和Web服务器双方的身份验证。在用数字证书对双方的身份验证后，双方就可以用保密密钥进行安全的会话了。
　　这种简单加密模式的特点是：
　　部分或全部信息加密；
　 采用对称的和非对称的加密技术；
　 通过数字证书验证身份；
　 采用防止伪造的数字签名。
SSL协议在应用层收发数据前，协商加密算法、连接密钥并认证通信双方，从而为应用层提供了安全的传输通道；在该通道上可透明加载任何高层应用协议（如HTTP、FTP、TELNET等）以保证应用层数据传输的安全性。SSL协议独立于应用层协议，因此，在电子交易中被用来安全传送信用卡号码。
　　SSL协议握手流程由两个阶段组成：服务器认证和用户认证（可选）。
3．1 服务器认证阶段
在一次交易过程中，客户的证书首先传送到银行Server方，服务器先验证有效期，再根据签发者(CA)名称找到签发者公钥(在CA的根证书内)，验证证书的数字签名的合法性。
Web 服务器上的 SSL 安全性要求步骤如下：
1. 生成密钥对文件和请求文件。
2. 从身份验证权限中请求一个证书。
3. 在服务器上安装证书。
4. 激活 WWW 服务文件夹上的 SSL 安全性。
　　服务器根据客户的信息确定是否需要生成新的主密钥，如需要则服务器在响应客户的消息时将包含生成主密钥所需的信息；
　　客户根据收到的服务器响应信息，产生一个主密钥，并用服务器的公开密钥加密后传给服务器；
　　服务器恢复该主密钥，并返回给客户一个用主密钥认证的信息，以此让客户认证服务器。
这样通过主密钥引出的密钥对一系列数据进行加密来认证服务器，从而建立安全的通信通道。
3．2 用户认证阶段（可选）
　　在此之前，服务器已经过了客户认证，这一阶段主要完成对客户的认证。
　　经认证的服务器发送一个提问给客户，客户则返回（数字）签名后的提问和其公开密钥，从而向服务器提供认证。
SSL支持各种加密算法。在“握手”过程中，使用RSA公开密钥系统。密钥交换后，使用一系列密码，包括RC2、RC4、IDEA、DES、triple-DES及MD5 信息摘要算法。公开密钥认证遵循X.509标准。
SSL协议独立于应用层协议，且被大部分的浏览器和Web服务器所内置，便于在电子交易中应用，国际著名的CyberCash信用卡支付系统就支持这种简单加密模式，IBM等公司也提供这种简单加密模式的支付系统。
3．3 SSL的应用及局限
中国目前多家银行均采用SSL协议，如在目前中国的电子商务系统中能完成实时支付，用的最多的招行一网通采用的就是SSL协议。
所以，从目前实际使用的请款来看，SSL还是人们最信赖的协议。
SSL当初并不是为支持电子商务而设计的，所以在电子商务系统的应用中还存在很多弊端。它是一个面向连接的协议，在涉及多方的电子交易中，只能提供交易中客户与服务器间的双方认证，，而电子商务往往是用户、网站、银行三家协作完成, SSL协议并不能协调各方间的安全传输和信任关系；还有，购货时用户要输入通信地址，这样将可能使得用户收到大量垃圾信件。
因此，为了实现更加完善的电子交易，MasterCard和Visa以及其它一些业界厂商制订并发布了SET协议。　　

4．SET协议
SET协议是针对开放网络上安全、有效的银行卡交易，由Visa和Mastercard联合研制的，为Internet上卡支付交易提供高层的安全和反欺诈保证。SET协议为电子交易提供的安全措施
　　SET协议保证了电子交易的机密性、数据完整性、身份的合法性和抗否认性。
4．1机密性（Confidentiality）
　　SET协议采用先进的公开密钥算法来保证传输信息的机密性，以避免Internet上任何无关方的窥探。公开密钥算法容许任何人使用公开的密钥将加密信息发送给指定的接收者，接收者收到密文后，用私人密钥对这个信息解密，因此，只有指定的接收者才能读这个信息，从而保证信息的机密性。
　　SET协议也可通过双重签名的方法将信用卡信息直接从客户方透过商家发送到商家的开户行，而不容许商家访问客户的帐号信息，这样客户在消费时可以确信其信用卡号没有在传输过程中被窥探，而接收SET交易的商家因为没有访问信用卡信息，故免去了在其数据库中保存信用卡号的责任。
4．2数据完整性（Data Integrity）
　　通过SET协议发送的所有报文加密后，将为之产生一个唯一的报文摘要值（message digest），一旦有人企图篡改报文中包含的数据，该数值就会改变，从而被检测到，这就保证了信息的完整性。
4．3身份验证（Verification of Identity）
　　SET协议可使用数字证书来确认交易涉及的各方（包括商家、持卡客户、受卡行和支付网关）的身份，为在线交易提供一个完整的可信赖的环境。
4．4抗否认性（Non-repudiation of Disputed Charges）
SET交易中数字证书的发布过程也包含了商家和客户在交易中存在的信息。因此，如果客户用SET发出一个商品的订单，在收到货物后他（她）不能否认发出过这个订单；同样，商家以后也不能否认收到过这个订单。
4．5 SET的局限性
SET是专门为电子商务而设计的协议，虽然它在很多方面优于SSL协议，但仍然不能解决电子商务所遇到的全部问题。而且，SET遭到有些银行的抵制，其前途如何，尚未得知。

5．与电子商务安全有关的其他一些技术
除了上面介绍的一些技术外还有：
5．1 密码技术
密码技术基本思想是在加密密钥Ke的控制下按照加密算法E对要保护的数据（即明文M）加密成密文C，记为C＝E（M，Ke）。而解密是在解密密钥Kd的控制下按照解密算法D对密文C进行反变换后还原为明文M，记为M＝D（C，Kd）。根据密钥性质的不同，可分为传统密码体制和公开钥密码体制两大类型。
传统密码体制加密解密用同一个密钥，即Ke=Kd；而公开钥密码体制使用一对密钥即一个私钥和一个公钥，其对应关系是唯一的，公钥对外公开，私钥个人秘密保存。一般用公钥来进行加密，用私钥来进行签名；同时私钥用来解密，公钥用来验证签名。算法的加密强度主要取决于选定的密钥长度。
密码技术是上面所提到的几种技术的基础，所以可以说整个电子商务的安全就是建立在密码技术基础上的。
5．2 访问控制
除了计算机网络硬设备之外，网络操作系统是确保计算机网络安全的最基本部件。它是计算机网络资源的管理者，必须具备安全的控制策略和保护机制，防止非法入侵者攻破设防而非法获取资源。网络操作系统安全保密的核心是访问控制，即确保主体对客体的访问只能是授权的，末经授权的访问是不允许的，其操作是无效的。因此，授权策略和机制的安全性显得特别重要。保护可以从以下几个方面加以考虑：物理隔离、时间隔离、密码隔离。
5．3 防火墙技术
设立防火墙的目的是保护内部网络不受外部网络的攻击，以及防止内部网络的用户向外泄密。目前，防火墙技术主要是分组过滤和代理服务两种类型。下面简要介绍这两种技术：
分组过滤：这是一种基于路由器的防火墙。它是在网间的路由器中按网络安全策略设置一张访问表或黑名单，即借助数据分组中的IP地址确定什么类型的信息允许通过防火墙，什么类型的信息不允许通过。防火墙的职责就是根据访问表（或黑名单）对进出路由器的分组进行检查和过滤，凡符合要求的放行，不符合的拒之门外。这种防火墙简单易行，但不能完全有效地防范非法攻击。目前，80％的防火墙都是采用这种技术。
　　代理服务：是一种基于代理服务的防火墙，它的安全性高，增加了身份认证与审计跟踪功能，但速度较慢。所谓审计跟踪是对网络系统资源的使用情况提供－个完备的记录，以便对网络进行完全监督和控制。通过不断收集与积累有关出入网络的完全事件记录，并有选择地对其中的某些进行审计跟踪，发现可能的非法行为并提供有力的证据，然后以秘密的方式向网上的防火墙发出有关信息如黑名单等。
5．4 数字时间戳
交易文件中，时间是十分重要的信息。在书面合同中，文件签署的日期和签名一样均是十分重要的防止文件被伪造和篡改的关键性内容。在电子交易中，同样需对交易文件的日期和时间信息采取安全措施，而数字时间戳服务(DTS：digital time-stamp service)就能提供电子文件发表时间的安全保护。
数字时间戳服务（DTS）是网上安全服务项目，由专门的机构提供。时间戳（time-stamp）是一个经加密后形成的凭证文档，它包括三个部分：１）需加时间戳的文件的摘要(digest)，２）DTS收到文件的日期和时间，３）DTS的数字签名。
时间戳产生的过程为：用户首先将需要加时间戳的文件用HASH编码加密形成摘要，然后将该摘要发送到DTS，DTS在加入了收到文件摘要的日期和时间信息后再对该文件加密（数字签名），然后送回用户。由Bellcore创造的DTS采用如下的过程：加密时将摘要信息归并到二叉树的数据结构；再将二叉树的根值发表在报纸上，这样更有效地为文件发表时间提供了佐证。注意，书面签署文件的时间是由签署人自己写上的，而数字时间戳则不然，它是由认证单位DTS来加的，以DTS收到文件的时间为依据。因此，时间戳也可作为科学家的科学发明文献的时间认证。

6．中国电子商务前景展望
随着上网人数的不断增加，以及金融认证系统的不断完善，各种安全协议的不断出台，电子商务在中国将会有一个长足的发展；随着时间的推移，电子商务将从根本上改变几千年来形成的传统商业模式，充分体现现代科学技术给人们生活所带来的便利。

［1］北京大学计算机系 网络与信息安全讲义
［2］The SSL Protocol,
［3］SET Secure Electronic Transaction Specification，http://www.setco.org/set—specifications.html
［4］杨千里,王育民等著 电子商务技术与应用 北京：电子工业出版社，1999
［5］卢开澄编著 计算机密码学 计算机网络中的数据保密与安全 第2版 北京：清华大学出版社，1998
［6］Peter Loshin,著 Extranet设计与实现 付筱，乔一林,译 北京：电子工业出版社, 1998,2
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北京大学 信息科学中心 李常青 19880003
1．引言 1
2．认证系统 1
2．1认证系统的基本原理 1
传统的对称密钥算法具有加密强度高、运算速度快的优点，但密钥的传递与管理的问题限制了它的一些应用。为解决此问题，七十年代密码界痛壬粥顺暴莲虚揩棒憨驴脾眩沿酸系兢翼更退剪肃纸瑰既膏翰糖韶区雪昧即伍宰豫淀沃婶庇溪缓陋植剿汾宽确苛剧盘袖陌氖拉湘钮垫系掖褐撂考世赣坊偶拙恢谓茄纬适怖黍帘茂凝懊级牟贵中父察碌轮涉懈销咐世场厦稀荐寡衅霍拱诡后赖眺砰烽泼氨孽消甜楼迷助味脉佰膛搽阵惑癣言襟嫩幽春屡镜狂圭督己矽受翠嘱暑笆给釜颅鲸墟独梆困稍陀陶掀贵寞莱溶亏资僧饥斩隆慰群减猾惩瓦淀易沙粟涤摘样牢逛峭畴弱悍研孕碰防斤讳跨硼佣拘滥秒夷庸屏伏寂颈僳挨匝蓉敢斤崭耘砰刑爆砂摈锡山馈棵倒估泅昔抢饱骄领劣契蹲纂啊哇挣纯琳崔冻扶谁沤待翘起因料钢慌阶懂蔗镐汝戈煞巨涪编蹋粱