Abstract
The USIM-based AKA authentication process is essential to a mobile payment system on smart phone environment. In this paper a payment protocol and an AKA module are designed for mobile payment system which is suitable for openness smart phone environment. The payment protocol designs the cross authentication among components of the mobile payment system to improve the reliability of the components. The AKA module of mobile payment system based on 3GPP-AKA protocol prevents the exposure of IMSI by creating the SSK(Shared Secure Key) through advance registration and solves the SQN(SeQuence Number) synchronization problem by using timestamp. Also, by using the SSK instead of authentication vector between SN and authentication center, the existing bandwidth $(688{\times}N){\times}R$ bit between them is reduced to $320{\times}R$ bit or $368{\times}R$ bit. It creates CK and IK which are message encryption key by using OT-SSK(One-Time SSK) between MS and SN. In addition, creating the new OT-SSK whenever MS is connected to SN, it prevents the data replay attack.
스마트 폰 환경에서 모바일 결제 시스템을 수행하기 위해서는 USIM 기반의 AKA 인증 절차가 필수적인 이다. 본 논문에서는 개방형 스마트 폰 환경에 적합한 모바일 결제 시스템을 위한 결제 프로토콜과 AKA 모듈을 설계하였다. 결제 프로토콜은 모바일 결제 시스템의 구성요소들 간에 상호인증을 하도록 설계하여 신뢰성을 향상시켰고, 3GPP-AKA 프로토콜에 기반을 둔 모바일 결제 시스템의 AKA 모듈은 사전 등록을 통해 공유 비밀키(SSK)를 생성함으로써 IMSI 노출을 방지하고, 타임스탬프를 이용해 SQN(SeQuence Number) 동기문제를 해결하였다. 또한, SN과 인증기관 사이의 인증벡터 대신에 공유비밀키를 사용하도록 하여, 기존의 SN과 인증기관 사이의 대역폭이 $(688{\times}N){\times}R$ bit에서 각각 $320{\times}R$ bit, $368{\times}R$ bit로 감소시켰으며, MS와 SN간에는 일회용 공유비밀키인 OT-SSK를 사용해 메시지 암호화키인 CK와 IK를 생성하도록 하여 접속할 때마다 새로운 OT-SSK를 생성함으로써 데이터 재전송 공격을 방지하였다.
