随着智能终端的普及和近距离通信技术的迅猛发展,手机支付业务也得到了广泛的应用。其中近场通信(NFC)技术以其安全、快捷、简单的优点,成为当前移动支付领域最为热门的应用技术之一。当前主流的NFC支付方案都是基于安全元件的,包含手机、近场通讯(NFC)模块和安全元件三个组件。其中,支付应用承载于安全元件中,NFC模块负责手机与支付受理设备的通信。这种方案对硬件的依赖性较高,支付产业链过长。主机卡模拟(Host Card Emulation)技术支持NFC模块与手机操作系统直接通信,有望解决这些问题。但HCE技术方案面临着安全性问题,这是采用开发HCE支付应用时必须要考虑和解决的问题。在分析了当前主流的NFC支付方案的基础上,提出并设计了一种安全的主机卡模拟方案。方案通过安全元件来弥补HCE技术的安全缺陷,由操作系统端应用程序和安全元件两部分组成。应用程序处理用户非涉密操作,安全元件则存储用户的敏感信息,同时执行一些涉密操作。通过设计一种安全的数据传输协议,保障应用程序与安全元件的通信安全。同时对交易指令进行分类,完成了对不同交易处理逻辑的划分。最后针对此方案中数据通信路径过长的问题,提出了优化方法。方案安全性达到了金融支付要求,同时降低了对硬件的依赖性,缩短了移动支付产业链,具备很高的实用价值。