基于近场通信NFC的电子票务系统的安全机制的研究与实现

论文摘要

随着人们工作和生活节奏的加快,传统的票务系统中排队等候购票的方式已经不能满足人们的需求,此时电子票务应运而生。物联网时代的到来,各种近距离通信技术的发展也使得人们可以方便快捷地使用移动设备来完成电子票的使用。NFC作为新兴的近距离通信技术,在给电子票的使用带来各种便利的同时,也带来了安全隐患。本文针对目前电子票务系统的应用环境,通过对NFC技术和电子票务系统安全需求的分析,发现电子票存在被假冒、恶意使用的问题以及电子票方便灵活使用和电子票安全保障之间的矛盾。为了解决这些问题和矛盾,本文设计了一种基于NFC技术的电子票安全使用的系统。本系统在NFC应用环境下,完成了电子票基于移动设备上智能卡的使用的各种情况和功能的设计;利用智能卡控制芯片SmartMX的安全特性和与NFC控制器连接的物理特性;利用NFC标准中的点对点通信协议NFC-IP来保证电子票方便灵活的使用要求;对电子票信息和用户公钥进行绑定,采用基于PKI体系架构的验票认证机制来保证电子票在使用过程中的安全性,不被其他伪造的用户假冒、恶意使用。本文以无接触通信Java Card API规范JSR-257为基础,考虑到NFC应用环境下电子票使用的各种操作和安全需求,给出了Secure E-ticket System based on NFC系统的初步实现,并进行了实验验证。本文针对在NFC环境下电子票安全使用的解决方案,使得NFC技术和电子票务系统得到有机的结合,既满足了电子票灵活、方便的使用,也保证了使用过程中的安全要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景以及意义
• 1.1.1 电子票的近距离使用
• 1.1.2 基于NFC 应用的安全机制
• 1.2 本文研究内容及其意义
• 1.3 论文的主要工作及结构安排
• 第2章 相关原理知识
• 2.1 电子票务简介
• 2.1.1 电子票的使用
• 2.1.2 电子票务的安全机制
• 2.2 NFC 技术
• 2.2.1 NFC 技术简介
• 2.2.2 NFC 标准规范
• 2.3 智能卡技术
• 2.3.1 智能卡简介
• 2.3.2 智能卡安全
• 2.3.3 Java 卡技术简介
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于NFC 的安全电子票务系统的设计
• 3.1 电子票务系统架构简介
• 3.1.1 电子票务系统方案
• 3.1.2 电子票务系统的安全
• 3.1.3 目前电子票的使用方案
• 3.2 Secure E-ticket System based on NFC 系统特性
• 3.2.1 NFC 控制器和SIM 智能卡的连接方案
• 3.2.2 基于Java 应用防火墙的安全机制
• 3.2.3 基于PKI 体系的验票认证机制
• 3.2.4 基于NFC-IP 协议的设备互联
• 3.3 Secure E-ticket System based on NFC 系统设计
• 3.3.1 电子票的绑定
• 3.3.2 电子票的使用
• 3.3.3 Secure E-ticket System based on NFC 方案解决的问题
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于NFC 的安全电子票务系统的具体实现
• 4.1 软件平台介绍
• 4.1.1 GSM Java SIM 卡的体系结构
• 4.1.2 Java 卡平台应用规范
• 4.1.3 JSR-257 无接触通信接口规范
• 4.2 电子票务的服务器实现
• 4.2.1 电子票务中心管理模块实现
• 4.2.2 验票器模块
• 4.3 移动终端的Java 应用applet 的实现
• 4.3.1 电子票的Java 应用applet
• 4.3.2 NFC 终端设备之间通信
• 4.4 本章小结
• 第5章 实验测试
• 5.1 实验方案制定
• 5.1.1 实验目标
• 5.1.2 实验环境
• 5.2 实验过程
• 5.2.1 购票机制验证
• 5.2.2 用户对电子票操作
• 5.2.3 验票机制验证
• 5.3 结论
• 5.4 本章小结
• 总结和展望
• 总结
• 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位论文期间发表的学术论文
• 致谢
• 详细摘要