Какие технологии использовать, чтобы максимально защитить приложение под Android для оплаты пластиковыми картами?
По-моему проще всего сделать вебгейт и приложение будет своеобразным браузером к этому вебгейту — всю обработку и хранение информации проводите на сервере, на клиенте достаточно лишь хранить токен.
Никто не позволит Вам так делать. К терминалам обслуживания карт (коим в данном случае и будет являться смартфон) предъявляются жёсткие требования по безопасности. Погуглите на досуге PCI DSS, там всё сказано.