一种用于安全支付的端到端加密通信方法及系统与流程

文档序号：46342799

发布日期：2026-08-05 03:18

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来源：国知局

本发明涉及信息安全与电子支付，具体涉及一种用于安全支付的端到端加密通信方法及系统。

背景技术：

1、随着电子支付的普及，pos终端已成为线下交易场景中最主要的支付数据采集与传输节点。当前，pos终端普遍通过wi-fi或蜂窝网络接入互联网，其无线通信链路暴露在开放空间中，极易遭受窃听、中间人劫持、伪基站诱导等攻击手段的威胁。与此同时，支付行业数据安全标准等合规要求对支付数据的端到端保护提出了强制性的规定，使得保障pos终端到后台处理平台之间支付数据的全程机密性，成为支付系统安全设计的核心议题。

2、现有技术中，保护pos终端通信安全的主流手段是在传输层部署tls/ssl加密隧道，或在应用层采用基于预置对称密钥的报文加密机制。传输层加密方案虽然能够抵御链路层的被动窃听，但加密范围仅限于相邻两跳之间，数据在途经的中间节点上必然以明文形式存在，无法实现真正的端到端保护。应用层预置对称密钥方案虽然可以实现点到点的加密，但其密钥通常为静态或半静态更新，密钥派生过程与终端的运行状态、通信环境以及交易行为本身缺乏关联，一旦密钥泄露或被侧信道分析破解，历史乃至未来的全部会话均面临解密风险。

3、综上所述，目前仍存在支付数据在复杂无线环境中的全程机密性保护难以达到预期强度，密钥本身的抗预测和抗重放能力存在明显短板的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于安全支付的端到端加密通信方法及系统，用于解决现有支付加密方案无法将终端物理行为特征与实时交易行为特征深度耦合，导致端到端密钥派生容易被重放或预测攻击突破的问题。

2、鉴于上述问题，本发明提供了一种用于安全支付的端到端加密通信方法及系统。

3、第一方面，本发明提供了一种用于安全支付的端到端加密通信方法，包括：

4、获取pos终端在当前交易会话中连续生成的交易事件间隔序列，并提取对应交易事件中交易金额的末位数字分布特征，生成交易熵变速率；

5、获取所述pos终端与无线接入点之间在物理层协商阶段测得的信道冲激响应主径幅值波动序列，并对所述主径幅值波动序列执行差分运算，获得信道指纹偏移量；

6、将所述交易熵变速率输入预训练的支付场景动态密钥派生模型，输出得到基础派生值；

7、以所述信道指纹偏移量为分割系数，将所述基础派生值分解为第一密钥分量和第二密钥分量，将两个分量组合后作为端到端加密密钥；

8、采用所述端到端加密密钥对当前交易事件产生的敏感支付数据进行加密，生成密文载荷并传输至后台处理平台，所述后台处理平台使用同步生成的端到端加密密钥对所述密文载荷进行解密；

9、完成当前交易会话后，根据所述交易熵变速率的累积变化量触发所述支付场景动态密钥派生模型的参数更新，并将更新后的模型参数通过共享主密钥加密同步至所述后台处理平台。

10、第二方面，本发明提供了一种用于安全支付的端到端加密通信系统，包括：

11、交易行为熵变感知模块，用于获取pos终端在当前交易会话中连续生成的交易事件间隔序列，并提取对应交易事件中交易金额的末位数字分布特征，生成交易熵变速率；

12、物理信道指纹提取模块，用于获取所述pos终端与无线接入点之间在物理层协商阶段测得的信道冲激响应主径幅值波动序列，并对所述主径幅值波动序列执行差分运算，获得信道指纹偏移量；

13、动态密钥派生模块，用于将所述交易熵变速率输入预训练的支付场景动态密钥派生模型，输出得到基础派生值；

14、密钥分割合成模块，用于以所述信道指纹偏移量为分割系数，将所述基础派生值分解为第一密钥分量和第二密钥分量，将两个分量组合后作为端到端加密密钥；

15、端到端加解密执行模块，用于采用所述端到端加密密钥对当前交易事件产生的敏感支付数据进行加密，生成密文载荷并传输至后台处理平台，所述后台处理平台使用同步生成的端到端加密密钥对所述密文载荷进行解密；

16、模型安全同步模块，用于完成当前交易会话后，根据所述交易熵变速率的累积变化量触发所述支付场景动态密钥派生模型的参数更新，并将更新后的模型参数通过共享主密钥加密同步至所述后台处理平台。

17、本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

18、本发明的技术方案首先获取pos终端在当前交易会话中连续生成的交易事件间隔序列，并提取对应交易事件中交易金额的末位非零数字分布特征，生成交易熵变速率。从终端侧真实的交易节奏波动与金额尾数随机性中提取动态熵源，使密钥派生过程直接绑定业务行为本身的不可预测性，消除静态种子带来的密钥可预测风险。

19、进一步地，获取pos终端与无线接入点之间在物理层协商阶段测得的信道冲激响应主径幅值波动序列，并执行差分运算，获得信道指纹偏移量。将无线信道固有的物理层唯一性与短时时变性量化为可度量的偏移参数，使密钥派生额外绑定终端当前的物理通信环境，赋予密钥空间位置抗伪造能力。

20、进一步地，将交易熵变速率输入预训练的支付场景动态密钥派生模型，输出得到基础派生值。利用神经网络对行为特征的非线性映射能力，实现动态输入、稳定输出的密钥基础派生，使合法终端与后台可一致性复现而攻击者无法从公开行为特征反推。

21、进一步地，以信道指纹偏移量为分割系数，将基础派生值分解为与偏移量正相关的第一密钥分量和反相关的第二密钥分量，经独立非线性字节映射变换后交替穿插合成端到端加密密钥。在密钥层面实现了物理信道特征与交易行为特征的深度融合与双向制衡，任一特征的缺失或偏差均导致密钥合成失败，形成双重绑定的密钥防护。

22、进一步地，采用端到端加密密钥对当前交易事件产生的敏感支付数据进行加密，生成密文载荷并传输至后台处理平台，后台使用同步生成的相同密钥进行解密。实现了支付数据自pos终端至后台的全程密文保护，中间节点无法接触明文，密钥材料全程不在信道中传输，同时通过认证标签提供完整性校验，抵御篡改与伪造攻击。

23、最后，完成当前交易会话后，根据交易熵变速率的累积变化量触发支付场景动态密钥派生模型的参数更新，并将更新后的模型参数通过共享主密钥加密同步至后台处理平台。使模型随终端交易行为模式的自然漂移而自适应演进，保持映射精度的同时通过加密同步确保终端与后台模型始终一致，避免因模型漂移导致解密失败。

24、综上所述，本发明的技术方案构建了一套完整闭环安全支付通信体系，整个流程中密钥材料不在通信信道中传输，敏感支付数据自终端发出即处于端到端密文保护状态，从根本上解决了传统支付加密方案中密钥可预测、信道特征未利用、模型静态僵化的安全瓶颈，为开放无线环境下的pos支付提供了抗重放、抗伪造、抗位置欺骗的高强度安全保障。

技术特征：

1.一种用于安全支付的端到端加密通信方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于安全支付的端到端加密通信方法，其特征在于，获取pos终端在当前交易会话中连续生成的交易事件间隔序列，并提取对应交易事件中交易金额的末位数字分布特征，生成交易熵变速率，包括：

3.根据权利要求2所述的一种用于安全支付的端到端加密通信方法，其特征在于，依据所述变化累加和与所述已发生总时长之间的相对关系，确定交易熵变速率，包括：

4.根据权利要求1所述的一种用于安全支付的端到端加密通信方法，其特征在于，获取所述pos终端与无线接入点之间在物理层协商阶段测得的信道冲激响应主径幅值波动序列，并对所述主径幅值波动序列执行差分运算，获得信道指纹偏移量，包括：

5.根据权利要求1所述的一种用于安全支付的端到端加密通信方法，其特征在于，获取所述pos终端与无线接入点之间在物理层协商阶段测得的信道冲激响应主径幅值波动序列，并对所述波动序列执行差分运算，获得信道指纹偏移量后，还包括：

6.根据权利要求1所述的一种用于安全支付的端到端加密通信方法，其特征在于，所述支付场景动态密钥派生模型的预训练步骤包括：

7.根据权利要求6所述的一种用于安全支付的端到端加密通信方法，其特征在于，所述固定密钥派生基准值为在所述pos终端与所述后台处理平台进行安全初始化时生成的具有预设长度的高熵随机秘密值，并分别安全存储于所述pos终端和所述后台处理平台的安全单元中。

8.根据权利要求1所述的一种用于安全支付的端到端加密通信方法，其特征在于，以所述信道指纹偏移量为分割系数，将所述基础派生值分解为第一密钥分量和第二密钥分量，将两个分量组合后作为端到端加密密钥，包括：

9.根据权利要求8所述的一种用于安全支付的端到端加密通信方法，其特征在于，分别对所述第一中间值和所述第二中间值执行非线性的字节映射变换，得到第一字节序列和第二字节序列，包括：

10.一种用于安全支付的端到端加密通信系统，其特征在于，用于实施权利要求1-9中任意一项所述的一种用于安全支付的端到端加密通信方法，所述系统包括：

技术总结

本发明提供了一种用于安全支付的端到端加密通信方法及系统，属于信息安全与电子支付技术领域，包括：获取POS终端生成的交易事件间隔序列，提取末位数字分布特征，生成交易熵变速率；获取信道冲激响应主径幅值波动序列，执行差分运算；将交易熵变速率输入预训练的支付场景动态密钥派生模型，输出得到基础派生值；将基础派生值分解为第一密钥分量和第二密钥分量，组合后作为端到端加密密钥；对敏感支付数据进行加密，并传输至后台处理平台进行解密；根据交易熵变速率的累积变化量触发支付场景动态密钥派生模型的参数更新，并同步至后台处理平台。本发明解决了现有支付加密方案端到端密钥派生容易被重放或预测攻击突破的问题。

技术研发人员：李岩

受保护的技术使用者：北京微智全景信息技术有限公司

技术研发日：

技术公布日：2026/8/4

技术研发人员：李岩

技术所有人：北京微智全景信息技术有限公司