随着互联网的发展和智能手机的普及,手机的功能日新月异,各种支付软件层出不穷,这对移动支付提出了越来越多的要求。主机卡模拟(Host Card Emulation,HCE)技术借助近场通信能够实现线下支付,具有便捷、安全的特点,因而获得了专业支付运营商的认可。本文在研究HCE技术及其规范的基础之上,设计并实现了一款基于Android平台的移动支付软件,该软件采用HCE技术将智能手机模拟成银行卡进行付款。本文在完成HCE基础模块及付款等基本功能设计与实现的基础上,为了保证软件数据存储和传输的安全性,采用SQLCipher加密数据库进行本地数据存储,通过双向校验的HTTPS保障网络通信的安全,使用定制后的GOST算法对HCE通信过程进行加密。为提高软件性能,本文通过优化设计的应用协议数据单元以及断开重连机制优化HCE通信过程,并采用异步RPC增强弱网条件下的的通信能力。测试结果表明本文所设计的移动支付软件各项基本功能都得到了准确实现;在安全性方面,即使设备被root,依然能够确保本地数据的安全,服务器和客户端只有互相认证才能够彼此通信;在性能方面,付款时间在300 ms与360 ms之间,成功率为100%,满足银联移动支付规范的要求。