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基于e-Cash的电子商务交易协议研究

王茜  
【摘要】:计算机网络技术飞速发展,网络化和全球化成为不可抗拒的世界潮流,电子商务成为Internet及信息技术向纵深发展的一个重要标志,是历史进步的一个里程碑。在电子商务活动中,e-Cash以极好的安全性、可靠性和匿名性,受到人们的青睐,成为一种重要的、不可替代的电子支付手段。本文针对e-Cash交易协议中原子性与匿名性之间的矛盾,以保护交易双方利益为出发点,围绕e-Cash交易协议的模型、算法、形式化验证方法等方面展开深入研究。本文主要研究内容如下: 1.根据e-Cash的交易特点,总结归纳了为保护交易双方利益,e-Cash交易协议必须满足的各种属性;同时,对e-Cash交易协议的安全技术体系进行了分析,明确了e-Cash交易协议在体系中的层次位置。 2.在交易协议安全技术体系及其逻辑层次分析的基础上,对e-Cash交易的底层安全技术展开了两方面的研究: (1)底层防火墙技术的研究与实现。基于Linux的IPChains实现用户访问控制。利用Linux内核IPChains,引入“挑战—应答”身份认证机制来实现用户的访问控制;该系统除具有透明性和一致性之外,仍具有包过滤防火墙的高效性,是一种保证电子交易安全、相对简单、实用、高效的防火墙访问控制系统; (2)基于VPN的AAA管理系统的研究。根据IPSec为隧道协议的虚拟专用网络系统的特点,通过制订了一套完整的AAA管理通信协议来实现认证、授权、记账三方面的功能,并且采用分散管理的机制和策略化网络连接思想,从而提高了系统灵活性,是更为方便、灵活、高效的用户管理系统。 通过对底层安全技术的研究,为e-Cash交易协议提供了底层网络服务平台,为后续基于e-Cash交易协议的深入研究奠定基础,以便更好地进行核心问题的研究。 3.通过对e-Cash协议属性及多个e-Cash交易协议的研究分析,针对e-Cash交易协议的匿名性和原子性之间存在的矛盾,以及目前对于该矛盾的解决方案中,对协议核心属性讨论层次不够清晰,难以直接确定协议属性本质的问题,基于文献[87]提出的电子商务系统框架的基础上,利用Linear-Time Temporal逻辑,提出并建立了离线可信第三方匿名原子的电子现金交易协议模型,并对协议模型中的原子性进行详细分析证明。 大连理工大学博士学位论文 4.在RSA可转换不可否认签名方案的基础上,提出了交互确认协议— ICSP协议,并证明该协议安全、有效。同时,利用扩展CEMBS算法和ICSP交 互确认协议,基于Brands电子现金方案,设计并提出了离线可信第三方匿名原 子e一Cash交易协议。对所设计协议的原子性、匿名性、终止性、不可否认性、 安全有效性进行了分析证明,并与同类典型协议在效率、存贮量、交易时限和终 止性等方面进行比较,证明了设计协议的高效性。 5.基于SVO逻辑,提出了一种验证电子商务交易协议的新形式化逻辑验证 方法。通过对两个经典的电子商务交易协议的实例分析,发现了SVO逻辑在分 析电子商务交易协议中存在的局限与不足。通过引入交易协议的动态性概念,对 原有SVO逻辑分析框架进行扩展,提出了一种更适合于分析电子商务交易协议 的新形式化逻辑验证方法。新方法对于协议的分析具有不需人为引入初始化假 设,仅依赖协议的运行环境的特点,是一个更为严密的形式化分析方法;同时, 新方法不仅可以静态验证协议的不可否认性,还能够动态验证协议的原子性。并 利用新方法对多个经典电子商务协议进行实例分析,验证了新方法的正确性、有 效性。同时,使用新方法对本文所设计的e一Cash交易协议的原子性和不可否认 性进行了验证。


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