臺灣博碩士論文加值系統

近年來，無線通訊網路興起，使得網路環境的建置更具彈性化，也讓人類使用網路的方式更具行動性。在我國政府與相關單位大力推動M-Taiwan、U-Taiwan計畫下，使得台灣到處佈建著無線通訊網路環境，帶來行動商務的無限商機，亦帶動行動付款解決方案的需求。
國內外電信、行動等業者針對行動付款提出各種解決方案，除了針對消費者對商家之行動付款模式外，亦有許多實務系統支援消費者對消費者之行動付款模式，如國外PayBox和PayPal。現今手機普及與成熟化的趨使下，此時正是近場通訊（Near Field Communication, NFC）技術之發芽期，NFC信用卡手機已於國內推行許久，其中最吸引人的無非就是多卡合一的功能，消費者將可利用手機進行日常消費購物。
行動付款需求與發展造成軟硬體、商業模式持續創新與改進，然而，現有行動付款方法的資訊安全問題不斷，如交易雙方身分鑑別、付款資料的安全、安全傳輸通道的建立、消費者個人隱私等問題都是必須被克服的議題。有鑑於行動付款之種種資訊安全議題，本研究提出基於無線公開金鑰基礎建設（Wireless Public Key Infrastructure, WPKI）機制之近場通訊行動付款協定（NFC Mobile Payment Protocol, NMPP），其包含二種付款情境：（1）商家對消費者之NFC行動付款（B2CNMP）；（2）消費者對消費者之NFC行動付款（C2CNMP）。希冀透過本研究所設計之安全付款方法，能確保未來NFC行動付款之交易過程具備可鑑別性、機密性、真確性、不可否認性與個人隱私等安全需求。最後，將本方法與相關文獻進行安全性與效率之分析比較，並透過NFC設備實作本方法之雛型，以呈現操作之簡易性與可行性。

Due to the development of wireless communication networks in recent years, construction of network environment has become more flexible and the way of using network has also become more mobile. In addition, under government and other related organizations aggressively advertised projects of M-Taiwan and U-Taiwan, wireless communications network has became popular in Taiwan, which brings in unlimited business opportunities of mobile commerce and the development of mobile payment solutions.
International and domestic telecommunication and mobile phone providers propose many solutions for mobile payment, which support not only B2C mobile payment model but also C2C model such as PayBox and PayPal. With the popularity and maturity of mobile phone, and the Near Field Communication (NFC) technology that is developed in recent years, consumers are especially interested in the function of integrating multiple cards and utilizing the mobile phone for daily shopping.
The needs for and development of mobile payment enable the innovation and upgrade of mobile device and business model. However, security problems of mobile payment such as authentication of trading parties, confidentiality of payment information, security channel establishment, and consumers’ privacy arise constantly and need to be solved. According to the above mentioned security issues, this thesis proposes a Wireless Public Key Infrastructure (WPKI) based NFC mobile payment protocol (NMPP) in which two payment scenarios are supported. B2CNMP is designed to fit the current B2C model, and C2CNMP enables people to pay each other with credit card.
The proposed NMPP can ensure the necessary of authentication, confidentiality, integrity, non-repudiation, and personal privacy in transaction for the future NFC mobile payment. Finally, the proposed protocols will be compared with other related works to analyze the security and performance, and a prototype system will be implemented by using NFC equipment to show the simplicity and feasibility features of NMPP.

目　次
誌　謝 i
摘　要 ii
Abstract iii
目　次 v
圖目次 viii
表目次 x
第一章、緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 4
1.3 研究目的 6
1.4 研究流程 7
第二章、文獻探討 9
2.1 行動付款介紹 9
2.1.1 行動付款定義 9
2.1.2 行動付款分類 10
2.1.3 行動付款角色與架構 10
2.1.4 行動付款工具與其身分鑑別方式 12
2.2 行動付款分析模型 15
2.3 行動付款既有系統介紹 17
2.3.1 Paybox（德國） 18
2.3.2 Sonera Shopper（芬蘭） 20
2.3.3 PayPal（美國） 22
2.3.4 i-Mode（日本） 24
2.3.5 ezPay（台灣） 26
2.3.6 綜合比較 28
2.4 行動付款理論方法介紹 33
2.4.1 Wang和Leung的行動付款方法 33
2.4.2 Isaac和Camara的行動付款方法 35
2.4.3 SET-based行動付款方法 38
2.4.4 iKP安全電子付款協定之設計與實現 40
2.5 行動付款現有安全機制 41
2.5.1 行動付款需求 41
2.5.2 WAP/WTLS安全機制 44
2.5.3 STK（SIM ToolKit）安全機制 46
2.5.4 WPKI 47
2.6 近場通訊無線傳輸技術 48
2.6.1 NFC介紹 48
2.6.2 NFC主要模式及其應用 49
2.6.3 NFC相關國際標準 52
第三章、NFC行動付款協定之設計 53
3.1 問題與環境定義 53
3.1.1 參與付款角色 54
3.1.2 付款工具與其它因素 55
3.1.3 付款協定之情境 56
3.2 付款協定之符號定義 58
3.3 憑證發行與註冊階段 60
3.4 B2CNMP付款模式 63
3.5 C2CNMP付款模式 67
3.6 小結 71
第四章、安全性與效率分析 72
4.1 安全性分析 72
4.1.1 安全需求分析 72
4.1.2 可能遭受攻擊分析 76
4.2 效率分析 78
4.2.1 時間複雜度分析 78
4.2.2 訊息傳送次數分析 82
4.3 小結 84
第五章、系統實作 85
5.1 實作環境與模擬方式 85
5.2 實作畫面呈現 88
5.3 交易時間評估 100
5.4 小結 101
第六章、結論與建議 103
6.1 結論與研究貢獻 103
6.2 研究建議與未來發展 105
參考文獻 107
圖目次
【圖1.1】研究流程圖 8
【圖2.1】行動付款架構圖 11
【圖2.2】即時連線付款架構圖 12
【圖2.3】離線付款架構圖 12
【圖2.4】Paybox付款系統架構 18
【圖2.5】Sonera Shopper行動付款示意圖 21
【圖2.6】PayPal運作流程圖 23
【圖2.7】i-Mode行動付款運作流程圖 25
【圖2.8】ezPay付款系統架構 26
【圖2.9】Wang和Leung的行動付款系統架構 33
【圖2.10】Isaac和Camara的行動付款系統架構 36
【圖2.11】SET-based協定流程圖 38
【圖2.12】WAP v1.2.1運作流程圖 45
【圖2.13】WAP v2.0運作流程圖 46
【圖2.14】STK安全機制概念圖 47
【圖2.15】WPKI架構 48
【圖2.16】NFC論壇制定標準之架構 50
【圖2.17】NFC整合行動裝置架構 51
【圖3.1】B2CNMP付款模式情境圖 57
【圖3.2】C2CNMP付款模式情境圖 58
【圖3.3】憑證發行之路徑圖 61
【圖3.4】手機註冊階段流程圖 62
【圖3.5】B2CNMP初始階段流程圖 63
【圖3.6】B2CNMP交易付款階段流程圖 65
【圖3.7】B2CNMP授權消費者階段流程圖 66
【圖3.8】C2CNMP初始階段流程圖 68
【圖3.9】C2CNMP付款階段流程圖 69
【圖3.10】C2CNMP授權消費者階段流程圖 70
【圖5.1】本方法實現概念架構 87
【圖5.2】系統憑證儲存庫（個人） 90
【圖5.3】X.509憑證內容與公開金鑰 90
【圖5.4】發卡銀行伺服器啟動畫面 91
【圖5.5】收單銀行/代理業者伺服器啟動畫面 91
【圖5.6】主程式（NFCDeviceUI.exe）啟動畫面 92
【圖5.7】C2C模式畫面 93
【圖5.8】B2C模式畫面 93
【圖5.9】同意與M交易與身分鑑別 94
【圖5.10】商家要求金額（附訂單） 94
【圖5.11】交易過程記錄 94
【圖5.12】消費者U1之收據 94
【圖5.13】付款方U1 95
【圖5.14】收款方U2 95
【圖5.15】同意與U2交易與身分鑑別 96
【圖5.16】U2要求金額 96
【圖5.17】U2輸入付款金額 96
【圖5.18】消費者U1交易後收到之收據 96
【圖5.19】收單銀行（代理業者）處理與回應TNReq 97
【圖5.20】收單銀行（代理業者）處理ACReq 98
【圖5.21】收單銀行（代理業者）回應ACResp 98
【圖5.22】發卡銀行處理ACReq 99
【圖5.23】發卡銀行回應ACResp 99

表目次
【表2.1】行動付款工具分類 13
【表2.2】行動付款型態盒 16
【表2.3】Paybox、Sonera Shopper、PayPal比較表 28
【表2.4】i-Mode、ezPay比較表 29
【表2.5】行動付款方法之安全性比較表 31
【表2.6】行動付款方法需求 42
【表2.7】Bottoni和Dini所提安全需求 43
【表2.8】Mihir Bellare所提安全需求 43
【表2.9】行動付款方法安全需求特性 44
【表3.1】本方法之行動付款型態盒呈現 54
【表3.2】本方法之角色定義表 55
【表3.3】本方法之符號定義表 59
【表4.1】交易安全需求比較表 74
【表4.2】時間複雜度符號表 79
【表4.3】初始階段時間複雜度比較表 80
【表5.1】本方法實作所需軟硬體環境 85
【表5.2】本方法實作功能與其模擬方式 86
【表5.3】makecert tool常用參數表 88
【表5.4】交易時間各階段完成時間（單位：1/1000秒） 100

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