[发明专利]近场移动支付中继攻击的防御系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种近场移动支付中继攻击的防御系统及其实现方法，属于信息安全领域。

背景技术

近场移动支付是指消费者在购买商品或服务时，及时通过手机或者智能卡与商家进行交易的一种支付方式。支付的处理在现场进行，使用非接触式射频识别(RFID，Radio Frequency Identification和NFC，Near Field Communication)、红外、蓝牙等通道，实现手机和卡片在短距离内与自动售货机或POS机(Point Of Sale)等兼容设备的识别和数据交换。中继攻击作为近场支付过程中存在的安全隐患之一，属于中间人攻击的一种，这类攻击容易设置、需求资源少、很难检测。被动的智能卡在收到来自POS机的查询信息后会主动地响应，发送证明自己身份的信息，因而攻击者可以利用非法阅读器读取智能卡上的信息。攻击者先伪装成一个阅读器靠近智能卡，在卡片携带者毫无知觉的情况下进行读取。然后攻击者通过中继链路原封不动的转发合法用户的信息，而这个过程对受害者是透明的。

抵御中继攻击最主要的方法是使用消息往返时间RTT(Round-Trip Time)，然而这种方法难以抵御使用高速率网络的攻击者或者距离受害者很近的攻击者。

如图1所示，该图为近场移动支付的中继攻击模型图，近场移动支付的中继攻击模型包括合法智能卡，合法POS机以及攻击者(非法标签和非法阅读器)。非法阅读器靠近智能卡一端，非法标签靠近合法POS机一端，攻击者的两个设备之间使用中继链路进行通信。

一个中继攻击场景如下：在电影院的自动售票机处，合法用户Alice的智能卡放在口袋或者钱包中，攻击者A在购票队伍的最前端正在购票，攻击者B在Alice的附近通过中继攻击装置(非法阅读器)获取Alice智能卡里的信息并通过中继链路传给A，这样，攻击者用Alice的智能卡信息购票成功，而受害人毫不知情。

发明内容

本发明目的在于针对近场移动支付中存在的中继攻击安全隐患，克服上述现有技术的不足，提出一种基于智能卡温度和消息往返时间的防范近场移动支付中继攻击的系统及其实现方法。其中，被测量的温度在智能卡和阅读器之间交换，由温度差检验有效性。一个实际的中继攻击场景是有一个智能卡(即：用户身上放在口袋或者口袋钱包里的智能卡或者智能手机)，该智能卡的温度在交易过程中可被测量。此外阅读器设定最大允许时间变化阈值，采用距离边界协议判断是否存在中继攻击。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供了一种近场移动支付中继攻击的防御系统，该系统包括智能卡温度标签、智能卡阅读器。所述的智能卡温度标签包括RFID电子标签、温度传感器和无线通信模块；所述的智能卡阅读器包括RFID阅读器、温度传感器和无线通信模块。所述系统的无线通信模块使用RFID和NFC(即：近距离无线通讯技术)等通道进行数据信息的传输。所述的智能卡温度标签能够实时监测环境的温度，所述的智能卡阅读器能够与智能卡温度标签通信，并能获取温度标签的温度和数据等信息。智能卡阅读器和智能卡标签的信息交互流程分四个阶段进行，包括：初始化模块、温度测量模块、消息交互模块、验证模块。

本发明所述的初始化模块：进行设置相关安全参数以及密钥分配等初始化操作。

本发明所述的温度测量模块：测量智能卡温度，判断温度差以及计算函数值，为快速位交换阶段做一些准备工作。

本发明所述的消息交互模块：智能卡和阅读器之间进行n(安全参数)轮的挑战-响应操作。

本发明所述的验证模块：根据消息往返时间和最大允许时间阈值判断是否存在中继攻击。

本发明所述的智能卡阅读器能够与智能卡温度标签通信，并能够获取温度标签的温度和数据信息。

本发明所述的智能卡温度标签能够实时监测环境的温度。

本发明还提供了一种近场移动支付中继攻击的防御系统的实现方法，该方法包括如下步骤：