DE102006017911B4

DE102006017911B4 - Elektronisches Bezahlsystem und Verfahren zum Ausführen eines Bezahlvorgangs

Info

Publication number: DE102006017911B4
Application number: DE102006017911.0A
Authority: DE
Inventors: Manfred Kaspar Wolff
Original assignee: Creditpass GmbH
Current assignee: Creditpass De GmbH
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2023-01-26
Anticipated expiration: 2026-04-19
Also published as: DE102006017911A1

Abstract

Elektronisches Bezahlsystem mit- zumindest einem Abwicklungs-Server (27) einer Zentralbank zum Abwickeln eines Bezahlvorgangs, wobei die Zentralbank ein Institut ist, das die hoheitsrechtlichen Aufgaben eines Staates oder einer Staatengruppe zur Erstellung und Verbreitung von Geld trägt,- einem Datennetzwerk zum Übertragen von elektronischen Bargeld-Token (13) eines Zahlungsgebers zwischen einem Point of Sale (POS) und dem Abwicklungs-Server (27), wobei der Abwicklungs-Server (27) derart ausgebildet ist, dass ein von einem Zahlungsgeber zusammen mit einer Identifikationsnummer des Zahlungsempfängers an den Abwicklungs-Server (27) übermittelter elektronischer Bargeld-Token geprüft wird, ob er gültig ist, und wenn er gültig ist wird ein anderer, neuer elektronischer Bargeld-Token an den Zahlungsempfänger übermittelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Bezahlsystem und ein Verfahren zum Ausführen eines Bezahlvorganges.
Aus der DE 696 32 482 T2 ist ein elektronisches Geldsystem ohne Ursprungserkennung beschrieben. Bei diesem Verfahren werden speziell codierte und zertifizierte digitale Münzen erzeugt. Um zu verhindern, dass eine Münze mehrmals gesendet wird kann ein Austauschvorgang durchgeführt werden. Dabei wird eine digitale Münze von einem Kunden an eine Bank gesendet. Die Bank zertifiziert die Münze und speichert sie in einer Datenbank als Nachweis, dass der entsprechende Geldbetrag ausgegeben worden ist. Im Gegenzug erhält der Kunde eine andere Münze. Diese Interaktion verhindert ein doppeltes Ausgeben der Münze. Der Server der Bank speichert automatisch die empfangenen digitalen Münzen und jedes Mal, wenn die Bank ein weitere Münze empfängt, prüft sie diese zuerst gegen die Münzen die bereits kassiert worden sind. Will ein Kunde einen Kaufvorgang durchführen, d.h. einem Verkäufer Geld zukommen lassen, leitet er eine digitale Münze an den Verkäufer. Da der Verkäufer keinen unmittelbaren Zugriff auf den Geldbetrag und eine von der Bank generierte zertifizierte Erklärung hat, schließt der Kunde diese Information als Teil der Transaktion ein. Der Verkäufer tauscht bei der Bank die digitale Münze gegen eine frische Münze aus, wobei die Bank verifiziert, ob sie nicht vorher entwertet worden ist.
Aus Thießen, F.: Elektronisches Geld aus Zentralbankensicht in: Thießen F. (Hrsg.): Bezahlsysteme im Internet, Frankfurt. Fritz Knapp Verlag, 1999, Seite 118 bis 132; gehen verschiedene Aspekte bezüglich elektronischen Geldes aus Zentralbankensicht hervor. Unter anderem wird dort eine Einlösungspflicht von E-Geld in Zentralbankengeld vorgeschlagen. Zudem sollen die E-Geld Emittenten in die Bankenaufsicht miteinbezogen werden. Die Bankenaufsicht soll auf die Einhaltung von Maßnahmen, die die technische, organisatorische und verfahrensmäßige Funktionssicherheit der Systeme gewährleisten, ausgeweitet werden. Um den Verbraucher vor unseriösem Geld zu schützen soll die E-Geld Emission unter Bankenaufsicht gestellt werden, sowie der Zahlungsverkehr durch diese überwacht werden. Zudem sollen diese die Liquidität bereitstellen und die Geldpolitik übernehmen. Um die Fälschungsrisiken zu minimieren werden verschiedene Arten von Sicherungssystemen durch die Europäische Zentralbank vorgeschlagen. Ein solcher Vorschlag betrifft eine vollständige Buchungskontrolle, die das zentrale Erfassen jeder Transaktion beinhaltet, indem jeder Vorgang eine Nummer erhält und die Indentifikationsdaten aller Beteiligten notiert und dem Vorgang zugeordnet werden. Ebenso wird vorgeschlagen, Schattenkonten zu führen oder aber auch Systeme ohne Buchungsprotokolle oder Schattenkonten zu verwenden, bei denen die Werte pro Transaktion begrenzt sind.
Aus der DE 696 20 750 T2 geht ein Wertüberweisungssystem zum Überweisen von einem finanziellen Wert von elektronischen Geldbörsen, die von Geldbörsenträgereinrichtungen getragen werden, hervor. Das Grundsystem umfasst eine Vielzahl von elektronischen Geldbörsen und Schnittstelleneinrichtungen, durch die die Geldbörsen miteinander kommunizieren können. Mit Hilfe von Transaktionen, von denen jede einen Austausch elektrischer Signale zwischen zwei der Geldbörsen vorsieht, von denen eine als Geldbörse des Zahlenden und eine als Geldbörse des Bezahlten agiert, wird ein finanzieller Wert von der Börse des Bezahlenden zur Börse des Bezahlten überwiesen. Zudem ist eine Vorrichtung vorgesehen, um die Überweisungen von einer Geldbörse zu einer anderen enger kontrollieren zu können. Um dies zu realisieren wird jeder Geldbörse eine Klasse in einer hierarchischen Struktur zugeordnet und eine Aufzeichnung der Klasse ist im Datenbereich der Geldbörse gespeichert. Zudem ist eine Liste gespeichert, die die Klassen enthält, denen die Geldbörse Wert überweisen kann. Die Börsenklasse stellt einen Sicherheits- und Kontrollmechanismus bereit. Dadurch wird der Herausgeber von Geldbörsen in die Lage versetzt, die Erkennbarkeit des Wertes der Geldbörse zu begrenzen, indem die Typen, an die Geld überwiesen werden kann, beschränkt sind. Es ist vorgesehen die Börsenklassen in einer Art Hierarchie mit mindestens den vier Hauptgruppierungen Verbraucher, Dienstleistungserbringer, Bank und Werterzeuger auszubilden. Die Position in der Hierarchie gibt die wahrscheinliche Wichtigkeit der Geldbörse in Werteinheiten wieder und bezieht sich auf den Grad an Vorsicht, der bei Ihrer Kontrolle angewendet werden sollte.
Aus der WO 99/26207 A1 gehen eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ablaufverfolgung von digitalen Münzen und der Verwendung von Treuhandtokens hervor. Dabei ist vorgesehen, dass ein Benutzer seine Identität bei einem Treuhänder beweist. Der Benutzer übermittelt dem Treuhänder Daten, die eine verschlüsselte, verfolgbare bzw. zurückführbare, digitale Münze beinhalten. Der Benutzer erhält vom Treuhänder einen Treuhandtoken, der eine Unterschrift des Treuhänders auf der verschlüsselten Münze beinhaltet. Dann übersendet der Benutzer die verschlüsselte Münze und den Treuhandtoken einer Bank. Von der Bank erhält er eine Signatur die die verschlüsselte Münze zertifiziert. Nun kann der Benutzer die Münze entschlüsseln und die Münze bei einem Händler ausgeben. Durch diese Vorrichtung und das Verfahren wird die Rückführbarkeit der Identitäten unterstützt und es werden Listen aller Münzen, die einem bestimmten Benutzer gehören, erzeugt.
In der WO 02/25605 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Austausch von Aktiva zwischen Benutzerterminals in einem Kommunikationsnetzwerk beschrieben. Dabei stellt ein Kartenausgeber einem Agenten ein Identifizierungtag zur Verfügung. Der Agent leitet diese Karte an einen Käufer weiter, der dem Agenten entsprechend Geldmittel bezahlt. Der Agent leitet diese Geldmittel an den Ausgeber weiter. Der Käufer kann dann die Karte benutzen, um Käufe im offenen elektronischen Kommunikationsnetzwerk durchzuführen. Um einen Kauf durchzuführen, schickt der Käufer einen Identifizierungstag an den Verkäufer zusammen mit einem Passwort, das an die Karte geknüpft ist. Im Anschluss wird die Karte mit dem Passwort übermittelt. Der Verkäufer fragt dann die Aktiva entsprechend dem Kaufpreis beim Ausgeber ab, dieser prüft ob Passwort und Geldwert stimmen und die Aktiva gehen in den Besitz des Verkäufers über.
In der DE 44 37 283 C1 ist eine elektronische Geldbörse beschrieben. Diese umfasst eine Anzeigeeinrichtung, eine Eingabeeinrichtung, eine Speichereinrichtung, einen Eingang und einen Ausgang. Ein bestimmter Geldbetrag kann in Form einer elektronischen Information über den Eingang in die Speichereinrichtung eingetragen werden. Zudem besteht die Möglichkeit, von diesem Geldbetrag einen Betrag über die Eingabeeinrichtung abzuziehen, der ebenfalls in Form einer elektrischen Information eingebbar und vom in der Speichereinrichtung gespeicherten Betrag abziehbar ist. Zwei derartig aufgebaute Geldbörsen sind über eine elektrische Verbindung miteinander verbunden, um auf diese Weise Beträge von den beiden Geldbörsen zu transferieren.
Die EP 0940784 A2 beschreibt ein Verfahren zum Verarbeitung von elektronischem Geld.
Aus der US 6,065,675 geht ein System zum elektronischen Abwickeln von Bezahlvorgängen hervor. In diesem Dokument wird unter elektronischen Geld tragbares elektrisches Geld verstanden, das in einer Speichereinrichtung gespeichert ist und zum Bezahlen ausgetauscht werden kann. Gemäß diesem Dokument ist herkömmliches elektronisches Geld mit Dienstleistungsmarken derjenigen Firmen versehen, die das elektronische Geld handhaben. Dies führt einerseits zu Verwirrungen bei den beteiligten Kreisen und andererseits zu Inkompatibelitäten zwischen den einzelnen Sorten von elektronischen Geld. Das herkömmliche elektronische Geld ist jeweils auf ein bestimmtes Konto bezogen. Demgegenüber wird ein markenloses elektronisches Geld vorgeschlagen, das beim in-Verkehrbringen mit der Dienstleistungsmarke der Firma versehen wird, die das Geld in Verkehr gebracht hat.
Aus der DE 100 34 597 A1 ist ein Verfahren zur bargeldlosen Zahlung bekannt, bei dem ein maschinell lesbarer Datenträger verwendet wird. Auf dem Datenträger sind mehrere Token gespeichert. Jedem Token ist ein vorbestimmter Geld- oder Warenwert zugeordnet. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

- Erzeugung und Speicherung eines Tokens bei einem Systembetreiber,
- Übermittlung eines Tokens von einem Nutzer an einen Systembetreiber,
- Überprüfung des Tokens durch den Systembetreiber,
- Übermittlung einer Nachricht an den Nutzer, wobei mit der Nachricht entweder die Zahlung bestätigt oder verneint wird,
- Information und/oder Ausschüttung an den Anbieter der geleisteten Zahlung, bzw. Einlösung der Bonuspunkte.

Hier wird somit einem Zahlencode, dem Token, ein bestimmter Geld- oder Warenwert zugeordnet. Dies ist ein Konto-basiertes Verfahren, da der Herausgeber den Token mit dem Versprechen in Verkehr bringt, einen entsprechenden Gegenwert hierfür einzulösen. Dieser Gegenwert wird auf einem Konto vermerkt. Dieses Verfahren ist sehr vorteilhaft für das Zahlen von kleinen Beträgen, dem sogenannten „Micro-Payment“ im elektronischen Handel, da Token einfach übertragen und gespeichert werden können. Dieses Zahlungsverfahren ist jedoch von einem bestimmten Anbieter abhängig, so dass der Wert eines Tokens von der Bonität des Zahlungsanbieters bzw. Emittenten abhängt. Die einzelnen Token sind somit an den Zahlungsanbieter gebunden, was der Verknüpfung mit einer Dienstleistungsmarke gemäß der US 6,065,675 entspricht.
Aus der DE 198 59 959 A1 ist ein ähnliches Verfahren bekannt, das eine Nummern- und/oder Zahlenkombination verwendet, der ein Geld- oder Vermögenswert zugeordnet ist.
Diese Bindung an den Zahlungsanbieter beschränkt erheblich das Vertrauen in das Zahlungsmittel und damit dessen Einsatzfähigkeit.
Zur Übermittlung über elektronische Datenverbindungen ist es bekannt, Dokumente mittels elektronischer Signaturen zu signieren, damit der Empfänger die Authentizität des Senders feststellen kann. Hierzu gibt es unterschiedliche Verfahren. Ein sehr effizientes Verfahren für eine elektronische Signatur geht aus der WO 01/13218 A1 hervor, das auf der Erzeugung von Pseudo-Zufallszahlen mittels elliptischer Kurven beruht.
Kryptografische Verfahren zum Verschlüsseln oder Signieren von Nachrichten beruhen in der Regel auf Zufallszahlen.
Im Artikel „Vom diplomatischen Code zur Falltürfunktion“ von Otto Leiberich, Spektrum der Wissenschaft, Juni 1999, Seite 26 bis 34, wird ein Überblick über die Entwicklung der Kryptografie in Deutschland gegeben.
Hierin ist ein früher verwendetes Wurm- oder Stromchiffrierverfahren beschrieben, bei dem eine sehr lange Zeichenfolge, die keinerlei innere Struktur aufweist, ein sogenannter Zeichenwurm oder Zeichenstrom, Zeichen für Zeichen zu einer zu verschlüsselnden Nachricht, dem Klartext, addiert wird. Sind es Buchstaben, werden sie zunächst nach dem Schema a = 0, b = 1, ..., z = 25 in Zahlen verwandelt. Damit keine größeren Zahlen als 25 entstehen, wird eine Addition modulo 26 durchgeführt. Im Zeitalter der Computer werden die Texte in binäre Zahlen verwandelt und Nullen und Einsen modulo 2 addiert. Der Empfänger subtrahiert vom empfangenen Geheimtext den Zeichenstrom - modulo 26 bzw. 2 - und gewinnt dadurch den Klartext zurück.
Der Zeichenstrom wird mit Hilfe von Zufallszahlengeneratoren erzeugt. Diese beruhten früher auf hochfrequenten Spannungsschwankungen bestimmter Röhren, sogenannter Thyratrons, und später auf radioaktiven Zerfallsereignissen.
Da jedoch die Zeichenströme jeweils parallel vom Sender zum Empfänger sicher übertragen werden müssen, ist ein erheblicher Durchsatz an sicherem Datentransfer notwendig.
Man hat deshalb Verfahren zum Erzeugen von Pseudozufallszahlen, sogenannte Pseudozufallszahlengeneratoren, entwickelt, die in Abhängigkeit von einem Schlüssel eine im wesentlichen beliebig lange Folge von Pseudozufallszahlen erzeugen können. Hierdurch mußte bei obigem Codierverfahren lediglich ein Schlüssel zwischen den Kommunikationspartnern geheim übermittelt werden, was wesentlich einfacher handhabbar ist, als jeweils einen kompletten Zeichenstrom zu übermitteln.
Für heutige offene Netze, insbesondere das Internet, sind Verfahren entwickelt worden, bei denen zwei Kommunikationspartner, die zum ersten Mal miteinander kommunizieren wollen, sich verschlüsselte Nachrichten übersenden können. Diese Verfahren sind sogenannte asymmetrische Schlüsselverfahren, die auch als Public-Key-Verfahren bezeichnet werden, bei welchen der Empfänger seinen Schlüssel, den sogenannten Public Key, veröffentlicht.
Eines der bekanntesten Verfahren dieses Typs ist das sogenannte RSA-Verfahren, bei dem Teile der Schlüssel, die sogenannten Schlüsselmoduln, Produkte zweier großer Primzahlen sind. Der Sender der Nachricht kennt lediglich den Schlüsselmodul, also das Produkt, und kann mit diesem nach einer bestimmten mathematischen Funktion die Nachricht verschlüsseln. Zur Entschlüsselung der Nachricht genügt jedoch nicht die Kenntnis des Produktes, sondern man benötigt die beiden Primzahlen. Mit Hilfe dieser Primzahlen und einer entsprechenden Umkehrfunktion kann nur der richtige Empfänger, der den Schlüssel erzeugt hat, die verschlüsselte Nachricht entschlüsseln.
Die Zerlegung des Schlüsselmoduls in seine Teiler, die beiden Primzahlen, ist bei großen Moduln mit normalem Rechenaufwand praktisch nicht möglich. In „Faktorisierung großer Zahlen“ von Johannes Buchmann, Spektrum der Wissenschaft, September 1996, Seite 80 - 88 ist das Problem der Zerlegung großer Zahlen in ihre Primzahlen ausführlich beschrieben und der Aufwand zur Zerlegung einer 129stelligen Zahl dargelegt. Diese Zahl wurde mit Hilfe von 600 Freiwilligen, die ihre Computer zur Verfügung gestellt haben, in die einzelnen Primzahlen zerlegt.
Nachteilig an dem RSA-Verfahren ist, dass es zu langsam für die Nachrichtenverschlüsselung ist, da zur Gewährleistung einer ausreichenden Sicherheit sehr große Zahlen - ungefähr 1000 Binär- oder 300 Dezimalstellen - verwendet werden müssen. Es sind derart große Zahlen mit anderen gleicher Größenordnung zu potenzieren, was zur Verschlüsselung von zu übertragenden Daten nicht schnell genug erfolgen kann. Das RSA-Verfahren wird deshalb lediglich zur verschlüsselten Übertragung von geheimzuhaltenden Schlüsseln für ein herkömmliches Verfahren verwendet, das dann die eigentliche Verschlüsselung vollzieht.
Als Alternative zu dem RSA-Verfahren sind Verfahren auf Grundlage von elliptischen Kurven entwickelt worden. Für die Kryptografie sind lediglich elliptische Kurven über endlichen Körpern relevant. Diese elliptischen Kurven über endlichen Körpern bilden Punktgruppen, in denen eine Addition und eine Multiplikation definiert sind, die mit der landläufigen Addition und Multiplikation nichts gemeinsam haben als die Rechenregeln. Die Multiplikation auf einer elliptischen Kurve über einem endlichen Körper ist eine Einwegfunktion, bzw. Falltürfunktionen, das heißt, dass die Umkehrung - die Berechnung sogenannter diskreter Logarithmen - im Normalfall rechentechnisch undurchführbar ist, wohingegen die Multiplikation sehr einfach und schnell ausgeführt werden kann. Diese Tatsache wird bei den auf elliptischen Kurven basierenden kryptografischen Verfahren ausgenutzt, indem der Empfänger sich eine Zufallszahl t wählt und auf Grundlage dieser Zufallszahl t und einer Multiplikation mit t auf der elliptischen Kurve einen Kurvenpunkt T bestimmt. Der Kurvenpunkt T wird als Schlüssel veröffentlicht, wohingegen die Zufallszahl t vom Empfänger geheimgehalten wird. Ein Sender kann mit Hilfe des Kurvenpunktes T seine Nachricht verschlüsseln, die dann lediglich der Empfänger, der die dem Kurvenpunkt T zugrundeliegende Zufallszahl t kennt, entschlüsseln kann.
Solche auf elliptischen Kurven basierende Verfahren benötigen bei gleicher Sicherheit wie das RSA-Verfahren wesentlich weniger Rechenleistung. Derartige Verfahren können in Kleinstrechnern implementiert werden, wie z.B. in Chipkarten. Die Siemens AG vertreibt eine Chipkarte mit der Markenbezeichnung SLE44CR80S, in der ein Signaturverfahren auf der Basis elliptischer Kurven implementiert ist.
Weitere Verfahren und Anordnungen zur Erzeugung von Zufallszahlen gehen aus der DE 10 2004 042 756 B3 , der EP 0 673 134 B1 , der DE 2 216 633 B2 und der EP 0 872 976 B1 hervor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein elektronisches Bezahlsystem zu schaffen, das nicht die oben erläuterten Nachteile aufweist.
Die Erfindung wird durch ein Bezahlsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Ausführen eines Bezahlvorganges mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße elektronisches Bezahlsystem umfasst zumindest einen Abwicklungs-Server einer Zentralbank zum Abwickeln eines Bezahlvorgangs, ein Datennetzwerk zum Übertragen von elektronischen Bargeld-Token eines Zahlungsgebers zwischen einem Point of Sale (POS) und dem Abwicklungs-Server. Die Zentralbank ist ein Institut, das die hoheitsrechtlichen Aufgaben eines Staates oder einer Staatengruppe zur Erstellung und Verbreitung von Geld trägt, Der Abwicklungs-Server ist derart ausgebildet, dass ein an ihn übermittelter elektronischer Bargeld-Token geprüft wird, ob er gültig ist, und wenn er gültig ist wird ein anderer, neuer elektronischer Bargeld-Token an einen Zahlungsempfänger übermittelt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausführen eines Bezahlvorganges mittels elektronischer Bargeld-Token, umfasst folgende Schritte:

- Übermitteln eines oder mehrerer elektronischer Bargeld-Token eines Zahlungsgebers über ein Datennetzwerk mittels einer Nachricht an eine Zentralbank,
- Überprüfen der elektronischen Bargeld-Token durch die Zentralbank, ob sie gültig sind, und wenn sie gültig sind werden ein oder mehrere andere, neue elektronische Bargeld-Token an einen Zahlungsempfänger übermittelt.

Mit dem erfindungsgemäßen Bezahlsystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Bezahlung mittels elektronischer Bargeld-Token durch Austausch des Bargeld-Tokens des Zahlungsgebers mit einem neuen Bargeld-Token, der für den Zahlungsempfänger bestimmt ist. Der Austausch wird alleine von der Zentralbank durchgeführt. Mit dem Begriff Zentralbank wird jedes Zentralinstitut eines Staates oder Staatengruppe bezeichnet, das die hoheitsrechtlichen Aufgaben bezüglich der Herausgabe von Geld trägt.
Durch den Austausch der Bargeld-Token wird sicher gestellt, dass der Zahlungsempfänger bei einem Bezahlvorgang einen gültigen Bargeld-Token erhält, den er für einen weiteren Bezahlvorgang verwenden kann. So können zwei Parteien, die sich nicht kennen und zwischen welchen kein ausgeprägtes Vertrauensverhältnis besteht, dennoch einen elektronischen Bezahlvorgang ausführen bei dem sie die Sicherheit haben, dass er erfolgreich abgeschlossen wird und der entsprechende Geldwert unwiderruflich auf den Zahlungsempfänger übergeht.
Die Bargeld-Token des erfindungsgemäßen Bezahlsystems und des erfindungsgemäßen Verfahrens können einfach von den Nutzern gehandhabt werden, da sie beliebig von einem auf ein anderes Speichermedium übertragen und kopiert werden können. Der Inhaber von Bargeld-Token muss lediglich sicher stellen, dass seine Bargeld-Token nicht in die Hände Unberechtigter gelangen. Dies ist bei herkömmlichen Bargeld nicht anders.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben.
Die Zeichnungen zeigen schematisch in:

1 ein mehrstufiges Modell der Teilnehmer am elektronischen Bezahlsystem,
2A, 2B den Übertragungsweg und die Struktur des elektronischen Bargeldes,
3 den erfindungsgemäßen Zahlungsablauf,
4 die Kommunikationsstruktur zwischen einem Zahlungsterminal und den jeweiligen Zahlungsteilnehmern,
5 eine erweiterte Kommunikationsstruktur für den erfindungsgemäßen Zahlungsablauf,
6 eine Kommunikationsstruktur des erfindungsgemäßen Bezahlsystems mit öffentlichen Netzen,
7 eine elektronische Geldbörse,
8 schematisch vereinfacht ein Verwaltungssystem für elektronisches Geld,
9 ein Verwaltungssystem für elektronisches Geld einer Geschäftsbank,
10, 11A, 11 B jeweils Systeme, die Beispiele einer Anwendung des elektronischen Geldes zeigen, und
12 ein Datennetzwerk mit Servern der Zentralbank.

Grundsätzlich gilt, dass die Teilnehmer am Zahlungsverkehr, gleichermaßen ob es sich um herkömmliches Bargeld oder um elektronisches Geld handelt, in drei Gruppen eingeteilt werden können, den Banken 1, den Teilbanken bzw. erlaubnispflichtigen Instituten 2 und den Nicht-Banken 3 (1).
Bei den Banken unterscheidet man die Zentralbank 4 von den Geschäftsbanken 5. Die Zentralbank 4 übernimmt die des jeweiligen Staates innewohnenden hoheitsrechtlichen Aufgaben der Erstellung und Bereitstellung von Bargeld und dessen Mengenkontrolle. Die Zentralbank kann als einzige Institution echtes Bargeld erstellen.
Die Geschäftsbanken 4 dienen als Distributer für das von der Zentralbank erhaltene Bargeld, wobei sie grundsätzlich keine Kosten geltend machen können. Die Geschäftsbanken selbst können kein Bargeld erstellen.
Neben dem Bargeld hat für den praktischen Zahlungsverkehr das Giralgeld eine immer stärkere Bedeutung. Als Giralgeld bezeichnet man Guthaben auf einem Konto, das in der Regel bei einer Bank geführt wird, wobei beim Bezahlvorgang lediglich ein Kontoguthaben von einem Konto auf ein anderes Konto „verschoben“ wird. Somit ist Giralgeld ein Kredit einer Geschäftsbank der nicht mit Bargeld ausbezahlt wird. Diese Bezahlung mittels Giralgeld hat für die Zahlungsteilnehmer oftmals die gleiche Bedeutung wie der Austausch von Bargeld. Hier liegen jedoch grundsätzliche Unterschiede vor, denn eine Bezahlung mit dem Konto-basiertem Giralgeld kann einerseits nie anonym ausgeführt werden, da durch die Kontoverbindungen immer die beteiligten Personen, seien es natürliche oder juristische Personen, eindeutig definiert sind, und andererseits zwischen den beiden Teilnehmern des Zahlungsverkehrs, die Geldwerte austauschen, immer ein Geldinstitut, wie z.B. eine Geschäftsbank 5, eine Teilbank bzw. ein erlaubnispflichtiges Institut 2, dazwischen geschaltet ist.
Diese Teilbanken bzw. erlaubnispflichtigen Institute 2 sind in der Regel privatrechtliche Firmen, die eine Teilbankzulassung oder eine entsprechende Genehmigung besitzen, um bestimmte Bereiche des Zahlungsverkehrs, insbesondere des elektronischen Zahlungsverkehrs für Dritte auszuführen. Dies sind typischerweise Clearing-Firmen und sogenannte Paymentprovider, die im Internet unterschiedliche elektronische Zahlungsmittel zur Verfügung stellen.
Die Teilnehmer, zwischen welchen der Zahlungsverkehr stattfinden soll, die Nicht-Banken 3, sind juristische Personen 6, natürliche Personen 7 oder sonstige öffentliche Träger und Körperschaften 8, die juristischen Personen gleichgestellt sind. Diese sogenannten Nicht-Banken führen ihren herkömmlichen elektronischen Zahlungsverkehr mit Hilfe der Geschäftsbanken 5 bzw. den Teilbanken 9 bzw. Paymentprovidern 10 aus. Es gibt mittlerweile Richtlinien (E-Money-Richtlinie der EU) zum elektronischen Geld, die den bisher bekannten elektronischen Zahlungsverkehr regeln. Dieser elektronischer Zahlungsverkehr ist jedoch an Geschäftsbanken gebunden und kann daher kein Bargeld ersetzen. Da jedoch im elektronischen Zahlungsverkehr die Teilnehmer oftmals nicht mehr physikalisch nahe beieinander anwesend sind, besteht ein erheblicher Bedarf nach einem möglichst allgemeinen dennoch effizienten elektronischen Zahlungsverkehr.
Das erfindungsgemäße elektronische Geld wird durch einen Zahlencode, einem Token, ähnlich wie es in der Patentanmeldung DE 100 34 597 A1 beschrieben ist, dargestellt. Dieser Token weist unterschiedliche Abschnitte auf, wie z.B. eine Header-Zuordnung, einen Code für die Währungsart, die Betragsgröße, die Zuordnung einer Einzelnummer, eine Einzelnummer, etc. (2B). Wesentlich für dieses elektronische Geld ist, dass es von einem Zentralinstitut eines Staates oder Staatengruppe herausgegeben wird, das die hoheitsrechtlichen Aufgaben bezüglich der Herausgabe von Geld übernimmt. Diese Zentralinstitute werden heutzutage als Zentralbanken bezeichnet. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass ein Staat seine hoheitsrechtlichen Aufgaben auch an andere Institute vergibt. Wenn im nachfolgenden von Zentralbanken gesprochen wird, ist ein solches zentrales Institut, das die hoheitsrechtlichen Aufgaben eines Staates zur Erstellung und Verbreitung von Geld trägt, gemeint.
Dieses elektronische Geld ist ähnlich wie Bargeld unabhängig von Konten. Es ist kein Giralgeld. Sondern der Token dieses elektronischen Geldes stellt einen unmittelbaren hoheitsrechtlich vergebenen Geldwert dar. Dieses elektronische Geld wird deshalb im folgenden als elektronisches Bargeld bezeichnet, da es wie herkömmliches Bargeld auf einem hoheitsrechtlichen Akt beruht.
Diese elektronischen Bargeld-Token werden wie herkömmliches Bargeld von der Zentralbank 4 an die Geschäftsbanken 5 übermittelt, die die elektronischen Bargeld-Token an die Nicht-Banken 3 verteilen.
Die elektronischen Bargeld-Token werden von der Zentralbank 4 in der Regel über ein Datennetz in den Verkehr gebracht und im Datennetz zwischen den einzelnen Teilnehmern ausgetauscht. Es ist aber auch möglich, die elektronischen Bargeld-Token auf einem Speichermedium herauszugeben und mit dem Speichermedium zu handhaben. Geeignete Speichermedien sind Halbleiterspeicher, optisch lesbare Speicher (CD, DVD), RFID-Tags oder Smartcards.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den elektronischen Bargeld-Token und dem herkömmlichen Bargeld liegt darin, dass die elektronischen Bargeld-Token einfach vervielfältigt werden können und die einzelnen Kopien der elektronischen Bargeld-Token nicht voneinander unterscheidbar sind. Dies steht im absoluten Widerspruch zum herkömmlichen Bargeld, das mit diversen Sicherheitsmerkmalen versehen ist, damit es nicht kopiert werden kann.
Die elektronischen Bargeld-Token besitzen jedoch eine Eigenschaft gegenüber herkömmlichem Bargeld, nämlich dass sie sehr schnell über weite Strecken mittels elektronischer Datenverbindungen übertragen werden können, mit welcher dieser scheinbare Nachteil der Vervielfältigbarkeit durch ein spezielles Zahlungsverfahren beseitigt werden kann.
Nachfolgend wird dieses Zahlungsverfahren anhand von 3 mittels einer Bezahlung von einem Käufer 11 an einen Verkäufer 12 beispielhaft erläutert. Der Käufer 11 hat zu einem beliebigen früheren Zeitpunkt von seiner Geschäftsbank 5/1 ein elektronisches Bargeld in Form eines oder mehrerer Token erhalten. Mit einem solchen elektronischen Bargeld-Token möchte der Käufer 11 nun den Verkäufer 12 bezahlen. Anstelle das elektronische Bargeld dem Verkäufer 12 direkt zu übermitteln, übermittelt der Käufer das elektronische Bargeld an eine an sich beliebige Geschäftsbank 5/2 oder an einen hier angeschlossenen Payment-Anbieter bzw. Teilbank oder E-Money-Institut (siehe oben genannte Richtlinie) zusammen mit einer Identifikationsnummer für den Verkäufer. Diese Identifikationsnummer ist vorzugsweise die Bankverbindung des Verkäufers, da eine solche Bankverbindung eine eindeutige und zuverlässige Identifikation einer Person darstellt und zudem auch im Bezahlverfahren unmittelbar genutzt werden kann. Die Identifikationsnummer kann aber auch eine sonstige persönliche Identifikationsnummer, insbesondere eine Adresse in einem Datennetz, die eine Nicht-Bank kennzeichnet, sein. Die Zusatzinformation bedeutet, dass der vom Käufer übermittelte elektronische Bargeld-Token dem Verkäufer zugewiesen werden soll. Die Identifikationsnummer stellt somit eine elektronische Zustelladresse des Verkäufers bzw. Zahlungsempfängers 12 für den neuen elektronischen Bargeld-Token dar.
Wenn der Käufer bzw. Zahlungsgeber 11 mittels einer Datenverbindung im direkten Kontakt mit einer Geschäftsbank oder einem anderen vertrauenswürdigen Institut steht, genügt es, dass der elektronische Bargeld-Token zusammen mit der Identifikationsnummer des Verkäufers übermittelt wird, um den Bezahlvorgang auszuführen.
Soll jedoch der elektronische Bargeld-Token über eine Datenverbindung führen, die bezüglich des Käufers und der Geschäftsbank zumindest teilweise von einer dritten Person, insbesondere dem Verkäufer, kontrolliert wird, so sollten zusätzliche Sicherheitsmechanismen vorgesehen werden, die sicherstellen, dass der Dritte den elektronischen Bargeld-Token nicht entgegen den Willen des Käufers anderweitig verwendet. Eine solche Situation tritt vor allem dann auf, wenn der Käufer bei einem Händler, der zum Abwickeln der elektronischen Bezahlung mit dem elektronischen Bargeld-Token ein entsprechendes Terminal betreibt, etwas kauft und bei dem Händler bezahlen möchte, wobei der Datentransfer dann über die Datenleitung des Händlers zu einer Geschäftsbank läuft. In einem solchen Fall ist es zweckmäßig, wenn der elektronische Bargeld-Token mit der Identifikationsnummer des Verkäufers als auch mit einer Identifikationsnummer des Käufers signiert wird und vorzugsweise mit einem Datums- und Zeitstempel der Signaturerstellung versehen wird. In der Signatur wird auch der Verkäufer als „Verkäufer“ bzw. als „Empfänger des Geldwertes des Bargeld-Tokens“ und der Käufer als „Käufer“ bzw. als „Sender des elektronischen Bargeld-Tokens“ gekennzeichnet. Sollte der Datentransfer nicht klappen oder ein Dritter sollte diese Datennachricht erfassen, so kann diese Datennachricht und der darin enthaltene signierte elektronische Bargeld-Token nicht zum Ausführen einer Bezahlung verwendet werden, bei der eine andere Partei als der Käufer und der Verkäufer beteiligt sind, deren Signatur enthalten sind. Weiterhin kann mittels des Zeitstempels der Signatur verhindert werden, dass der Verkäufer diese Datennachricht zu einem späteren Zeitpunkt nochmals absendet und die Bezahlung entgegen des Willens des Käufers zur Ausführung bringt, der eventuell schon gar nicht mehr in Kontakt mit dem Verkäufer steht, wenn im Bezahlvorgang eine zeitliche Begrenzung nach Erstellung der Signatur berücksichtigt wird. Eine derartige Zeitgrenze hängt von der Reaktionsgeschwindigkeit des gesamten Bezahlsystems ab. Ein zweckmäßiger Bereich dieser Zeitgrenze liegt zwischen 1 min und 5 min.
Weiterhin sollte aus Sicherheitsgründen der Käufer sich eine Kopie des mit den Identifikationsnummern des Verkäufers und des Käufers signierten elektronischen Bargeld-Token zurückbehalten, da er dann jederzeit belegen kann, falls es Probleme mit der Zahlung gegeben hat, wer beim Bezahlvorgang beteiligt war. Daher macht es für einen Händler grundsätzlich keinen Sinn, manipulierte Terminals zu verwenden, da er sofort identifiziert werden kann. Diese Kopie des mit den Identifikationsnummern des Verkäufers und des Käufers signierten elektronischen Bargeld-Tokens ist ein Beleg für einen Zahlungsversuch zwischen den mit ihren Signaturen darin hinterlegten Parteien. Diese Kopie wird im Folgenden auch als Pseudo-Zahlungsbeleg bezeichnet.
Hat die Geschäftsbank 5/2 den elektronischen Bargeld-Token mit der Zusatzinformation signiert oder unsigniert erhalten, dann leitet sie den elektronischen Bargeld-Token an die Zentralbank 4 weiter. Die Zentralbank 4 entwertet den elektronischen Bargeld-Token und übermittelt einen neuen elektronischen Bargeld-Token mit gleichem Wert an die Geschäftsbank 5/2. Der ursprünglich vom Käufer 11 an die Geschäftsbank gesandte elektronische Bargeld-Token ist somit nicht mehr benutzbar. Sollte sich der Käufer eine Kopie dieses elektronischen Bargeld-Token zurückgehalten haben, so ist diese Kopie für eine weitere Zahlung nutzlos und kann nicht erneut bei der Zentralbank 4 gegen neues elektronisches Geld eingetauscht werden. Das erfindungsgemäße elektronische Bargeld kann somit auch als Einweg-Geld bezeichnet werden, da es bei einem Bezahlvorgang entwertet wird.
Die Geschäftsbank 5/2 übermittelt dann den neuen elektronischen Bargeld-Token an den Verkäufer 12. Dieser hat hierdurch die Sicherheit, dass er der einzige ist, der diesen elektronischen Bargeld-Token besitzt und dass er alleine hierüber verfügen kann.
Er hat somit gültiges elektronisches Bargeld. Nun liegt es alleine in seiner Verantwortung, dass dieser elektronische Bargeld-Token sicher verwahrt bleibt, so dass er ihn in dem oben erläuterten Zahlungsverfahren als Käufer benutzen kann.
Beim obigen Zahlungsverfahren kann es auch sein, dass der Zentralbank ein bereits verwendeter elektronischer Bargeld-Token übermittelt wird, der somit ungültig ist. Die Zentralbank stellt die Ungültigkeit des elektronischen Bargeld-Tokens fest und unterrichtet die Geschäftsbank 5/2, die hiervon sowohl den Käufer 11 als auch den Verkäufer 12 unterrichtet. Der Käufer kann einen neuen gültigen elektronischen Bargeld-Token übermitteln. Ansonsten wird der Zahlungsvorgang abgebrochen.
Bei einem Zahlungsvorgang können auch von einem Käufer gleichzeitig mehrere elektronische Bargeld-Token zur Zahlung an die Geschäftsbank 5/2 übermittelt werden. Diese einzelnen Bargeld-Token können selbstverständlich unterschiedliche Geldwerte darstellen. Der gesamte zu zahlende Betrag setzt sich aus der Summe der einzelnen elektronischen Bargeld-Token zusammen.
Sollte der Kaufpreis geringer als die Gesamtsumme der vom Verkäufer übermittelten elektronischen Bargeld-Token sein, so kann entweder die Zentralbank, die Geschäftsbank oder der Käufer ein oder mehrere den Differenzbetrag entsprechende elektronische Bargeld-Token zurück an den Käufer als Wechselgeld übermitteln. Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, da das Wechseln des Geldbetrages bei einem normalen Zahlungsvorgang auch von den Banken 4, 5 ausgeführt werden kann, so dass es bei diesem elektronischen Zahlungsvorgang zu keinen Problemen durch mangelndes Wechselgeld kommt. Dies ist auch ein Vorteil für Geschäfte, die für diese Art der Zahlungsweise kein Wechselgeld vorrätig halten müssen.
Das oben erläuterte Verfahren kann in unterschiedlicher Weise abgewandelt werden. So kann die Geschäftsbank 5/2 nach Erhalt des neuen elektronischen Bargeld-Token diesen auf ein Konto des Verkäufers verbuchen, der dann anstelle eines elektronischen Bargeldes ein Giralgeld erhält. Dies ist selbstverständlich nur möglich, wenn der Verkäufer bei der Geschäftsbank 5/2, die den Zahlungsverkehr vermittelt, ein Konto führt. Weiterhin ist es möglich, dass die Zentralbank auf die Übermittlung des elektronischen Bargeld-Token von der Geschäftsbank 5/2 nicht einen entsprechenden elektronischen Bargeld-Token zurückschickt, sondern dass sie lediglich bestätigt, dass dieser elektronische Bargeld-Token korrekt ist. Die Geschäftsbank kann eine Vielzahl von elektronischen Bargeld-Token auf Vorrat halten und aus diesem Vorrat dann den Verkäufer bedienen. Selbstverständlich müssen in regelmäßigen zeitlichen Abständen die Gelddifferenzen zwischen der Zentralbank und der jeweiligen Geschäftsbank durch Übermittlung von elektronischen Bargeld-Token ausgeglichen werden. Dabei erfüllen die Bargeld-Token die gleiche Funktion wie Geldscheine, die als Bargeld besonderen Anforderungen (Mindestreserve , Multiplikatorfunktion für Giralgeld, etc.) der Zentralbank unterworfen sind.
Eine derartige Sammelübermittlung von elektronischen Bargeld-Token zwischen der Zentralbank und der Geschäftsbank erfolgt vorzugsweise gesichert, wobei hierbei nicht jeder einzelne Token zu sichern ist, sondern die gesamte Datenmenge als solches mittels elektronischer Verschlüsselungsverfahren gegen den Zugriff gesichert wird.
Oben ist bereits eine beispielhafte Struktur eines elektronischen Bargeld-Token aufgezeigt worden. Der darin enthaltene Header zur Zuordnung ist dafür vorgesehen, dass der jeweilige elektronische Bargeld-Token sortiert und schnell zugeordnet werden kann, um einer entsprechenden Überprüfung zugeführt werden zu können. Dieser Header ist vorzugsweise durch einen von der Zentralbank bestimmten Algorithmus automatisch vergeben worden.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der elektronische Bargeld-Token einen Datums- und Zeitstempel enthält, der vorzugsweise eine hoch präzise Zeitangabe aufweist. Diese Zeit ist z.B. in Einheiten von 1/100 bis 1/1.000.000 s angegeben, so dass mit einer hohen Geschwindigkeit elektronische Bargeld-Token erzeugt werden, die alleine durch den Datums- und Zeitstempel voneinander individualisiert sind. Weiterhin ist es zweckmäßig, dass das elektronische Bargeld eine Kennung für die Zentralbank enthält.
Das elektronische Bargeld kann eine Einzelnummer enthalten, die mittels eines Zufallsgenerators erzeugt wird. Wenn die Einzelnummer mittels eines Zufallsgenerators erzeugt wird, dann muss die Zentralbank eine Kopie des elektronischen Bargeldes mit einer Kennung (Flag) speichern, die angibt, ob der elektronische Bargeld-Token gültig oder nicht-gültig ist. Zusätzlich ist es auch möglich die Einzelnummer beispielsweise mit dem Datums- und Uhrzeitstempels mittels einer geheimen Sicherheitsfunktion zu korrelieren, so dass von der Zentralbank einfach durch das Anwenden dieser Sicherheitsfunktion auf den elektronischen Bargeld-Token dessen Echtheit ermittelt werden kann. Als derartige Sicherheitsfunktionen werden insbesondere kryptografische Falltürfunktionen verwendet, die in einer Richtung sehr einfach und schnell ausführbar sind, jedoch in der entgegengesetzten Richtung mit vertretbaren Rechenaufwand nicht ausführbar sind. Diese Korrelation stellt eine elektronische Signatur der Zentralbank 4 dar. Es sind natürlich auch andere elektronische Signaturen möglich und sinnvoll.
Zur Abwicklung des Bezahlvorganges betreibt die Zentralbank mehrere Datenserver (12), die sich aus Sicherheitsgründen vorzugsweise an mehreren unabhängigen Orten befinden. Es gibt drei Typen von Servern, die Erzeuger-Server 26, die das elektronische Bargeld erzeugen, die Abwicklungs-Server 27, die die einzelnen Bezahlungsvorgänge abwickeln und die elektronischen Bargeld-Token entwerten, und die Kommunikations-Server 28, die alleine zur Übermittlung des elektronischen Bargeldes von und zur Zentralbank 4 bzw. deren Servern dienen. Das von der Zentralbank betriebene Datennetzwerk mit den Servern 26, 27, 28 und den Datenleitungen 29 ist derart ausgebildet, dass jede ein- und ausgehende Nachricht, die einen elektronischen Bargeld-Token enthält zumindest einen der Kommunikations-Server 28 passieren muss. D.h., es kann kein Dritter direkt mit einem Erzeuger-Server 26 oder einen Abwicklungs-Server 27 kommunizieren, sondern er muss über von den Kommunikations-Servern kontrollierten Schnittstellen 30 seinen Datenverkehr lenken.
Eingehende Bargeld-Token enthaltende Nachrichten werden von den Kommunikations-Servern 28 dahingehend überprüft, ob die Bargeld-Token echt sind. Weiterhin ermitteln die Kommunikationsserver 28 anhand der in den elektronischen Bargeld-Token enthaltenen Header-Zuordnung welcher Abwicklungs-Server 27 für den jeweiligen Bargeld-Token zuständig ist und übermitteln diesen Bargeld-Token an den entsprechenden Abwicklungs-Server 27.
Jeder Abwicklungs-Server 27 ist jeweils für eine bestimmte Menge von Bargeld-Token zuständig und es gibt eine eindeutige Zuständigkeit, d.h. dass es keine zwei Abwicklungs-Server 27 gibt, die zur Abwicklung eines Zahlungsvorganges für den gleichen Bargeld-Token zuständig sind. Hierdurch wird sichergestellt, dass nicht versehentlich an zwei unterschiedlichen Abwicklungs-Servern 27 gleichzeitig der gleiche Bargeld-Token entwertet wird und somit zweimal benutzt wird.
Es gibt jedoch Backup-Abwicklungs-Server, die für eine bestimmte Menge von Bargeld-Token zuständig sind, wenn der eigentlich hierfür zuständige Abwicklungs-Server 27 ausfällt. Hierdurch wird sichergestellt, dass durch den Ausfall eines einzelnen Servers nicht das Bezahlverfahren beeinträchtigt wird. Es ist auch zweckmäßig, dass bestimmte Abwicklungs-Server 27 für eine bestimmte Menge an Bargeld-Token die Hauptzuständigkeit besitzen und für eine andere Menge an Bargeld-Token als Backup-Server dienen. So kann die auszuführende Rechenleistung über die Server gleichmäßig verteilt werden und einzelne Ausfälle werden durch andere Abwicklungs-Server 27 kompensiert.
Die Erzeuger-Server 26 übermitteln jeweils eine Kopie der erzeugten Bargeld-Token an die für die Abwicklung zuständigen Abwicklungs-Server 27, bevor die Bargeld-Token dem allgemeinen Geschäftsverkehr insbesondere den Geschäftsbanken 5 übergeben werden.
Es ist auch möglich, in einen elektronischen Bargeld-Token mehrere unabhängige Sicherheitsstufen einzubauen. Dies kann beispielsweise durch das Vorsehen mehrerer Signaturen in Form von Zahlenwerten, die mit unterschiedlichen, voneinander unabhängigen Sicherheitsfunktionen bestimmt werden, realisiert werden. Die einzelnen Sicherheitsfunktionen werden den unterschiedlichen Ebenen (Geschäftsbanken 5, Teilbanken 9, Paymentprovider 10, Händler 3) im Zahlungsverkehr zur Verfügung gestellt. So können Händler mit einer ersten einfachen Sicherheitsfunktion eine Plausibilitäts-Prüfung machen, ob der elektronische Bargeld-Token echt ist. Eine etwas anspruchsvollere Sicherheitsfunktion, die nur den Teilbanken bzw. den erlaubnispflichtigen Instituten 2 zur Verfügung steht, erlaubt eine aussagekräftigere Prüfung der Echtheit der elektronischen Bargeld-Token. Für die Geschäftsbanken 5 ist eine noch aufwendigere Sicherheitsfunktion vorgesehen, die beispielsweise auf den elliptischen Kurven beruht, wie sie z.B. in der WO 01/13218 A1 beschrieben ist. Mit dieser Sicherheitsfunktion kann mit einer fast an absolute Sicherheit grenzenden Wahrscheinlichkeit festgestellt werden, ob der elektronische Bargeld-Token tatsächlich von der Zentralbank erstellt worden ist. Der Zentralbank 4 stehen alle Sicherheitsfunktionen der darunter angeordneten Ebenen zur Verfügung, womit die Zentralbank alle Signaturen erkennen kann. Zudem kann alleine die Zentralbank feststellen, ob der elektronische Bargeld-Token noch gültig ist, d.h., ob er noch nicht vorher eingelöst worden ist.
Die unterhalb der Zentralbank angeordneten Ebenen können zwar nicht bestimmen, ob der jeweilige elektronische Bargeld-Token gültig oder ungültig ist, jedoch können sie mittels der Sicherheitsfunktionen feststellen, ob der jeweilige Token „echt“ ist, in dem Sinne, dass er von der Zentralbank herausgegeben worden ist. Sollte der elektronische Bargeld-Token nicht echt sein, so wird das Zahlungsverfahren abgebrochen. Durch diese Überprüfung der Echtheit des elektronischen Bargeld-Tokens kann in einem frühen Stadium, möglichst schon beim Händler, der Versuch verhindert werden, mit einem gefälschten elektronischen Bargeld-Token zu zahlen. Hierdurch wird sichergestellt, dass frühzeitig gefälschte elektronische Bargeld-Token erkannt werden und nicht durch das Übertragen einer Vielzahl derartiger gefälschter elektronischer Bargeld-Token das gesamte System stillgelegt werden kann. Ein derartiger Angriff auf das Zahlungssystem würde hier gleich am Außenbereich des Zahlungssystems abgewehrt werden.
Grundsätzlich besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass die elektronischen Bargeld-Token zur Zahlung von einer Person auf eine weitere Person weitergegeben werden können, ohne das oben beschriebene Zahlungsverfahren auszuführen. Jedoch macht dies nur innerhalb eines begrenzten Personenkreises Sinn, z.B. innerhalb einer Familie, wo das notwendige Vertrauen besteht, dass der Geber nicht mit einer weiteren Kopie des elektronischen Bargeld-Tokens einen Bezahlvorgang ausführt, obwohl er diesen elektronischen Bargeld-Token einer weiteren Person übergeben hat.
Bei den einzelnen Händlern (POS) ist ein Terminal 14 zum Abwickeln des Bezahlvorgangs vorgesehen. Dieses Terminal weist zumindest eine erste Schnittstelle zum Empfangen elektronischer Bargeld-Token 13 und eine zweite bidirektionale Schnittstelle zur Kommunikation mit der Zentralbank 4 auf.
Die erste Schnittstelle kann als Funk-Schnittstelle, Infrarot-Schnittstelle oder als leitungsgebundene Schnittstelle ausgebildet sein. Sie kann auch als Schnittstelle zum Lesen vorbestimmter tragbarer Speichermedien, wie z.B. Smartcards oder dergleichen ausgebildet sein.
Die zweite Schnittstelle dient zum Übermitteln der vom Käufer 11 empfangenen elektronischen Bargeld-Token 13 an die Zentralbank 4, wobei der Datentransfer über Zwischenstationen, insbesondere über die Geschäftsbanken 5 verlaufen kann.
Der Datentransfer zwischen dem Terminal 14 und der Zentralbank 4 sollte gesichert ausgeführt werden. Dies kann einerseits mittels einer gesicherten Datenverbindung erfolgen. Andererseits ist es möglich, eine Datennachricht über eine ungesicherte Datenverbindung zu übermitteln, wobei die Datennachricht selbst durch ein geeignetes Verschlüsselungsverfahren gesichert ist. Zweckmäßigerweise besteht zwischen dem Terminal 14 und der Geschäftsbank 5, mit dem das Terminal 14 in Verbindung steht eine geeignete Sicherheitsvereinbarung, dahingehend, dass z.B. ein bestimmter Verschlüsselungsalgorithmus verwendet wird.
Zwischen der Geschäftsbank 5 und der Zentralbank 4 ist vorzugsweise eine gesicherte Datenverbindung vorzusehen, da hier ein erhebliches Datenvolumen übertragen werden muss.
Es ist sehr zweckmäßig, den Datentransfer zwischen Terminal 14 und der Zentralbank 4 abzusichern, da die elektronischen Bargeld-Token, die auch anonym übertragen werden können, nicht von Dritten gelesen werden sollen. Hätten Dritte Zugriff auf diesen Datentransfer, dann könnten sie die anonymen elektronischen Bargeld-Token lesen, die Datenkommunikation unterbrechen und die Bargeld-Token selbst einlösen. Zu diesem Zweck ist es auch möglich mit einem asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren mittels eines öffentlichen Schlüssels der Zentralbank 4 die entsprechenden Datennachrichten zu verschlüsseln.
Das Terminal 14 weist zur Verarbeitung der elektronischen Bargeld-Token 13 einen Mikroprozessor (CPU) als Speichereinheit auf. In dieser Speichereinheit ist vorzugsweise auch eine Sicherheitsfunktion gespeichert, mit welcher die Signatur der elektronischen Bargeld-Token automatisch überprüft wird, wie es oben erläutert ist. Das Terminal 14 weist auch eine Anzeigeeinrichtung auf, an der angezeigt wird, wenn der Bezahlvorgang abgeschlossen ist, d.h. wenn entweder von der Zentralbank 4 ein neuer elektronischer Bargeld-Token übermittelt worden ist, oder wenn von der Zentralbank 4 bzw. von der Geschäftsbank 5 die Bestätigung eingegangen ist, dass der vom Käufer übermittelte elektronische Bargeld-Token gültig war und das der entsprechende Geldwert als Giralgeld auf dem Konto des Inhabers des Terminals 14 verbucht worden ist.
Das Terminal 14 kann auch mit einer weiteren dritten Schnittstelle versehen sein, über welche elektronische Bargeld-Token zu einem Verkäufer 12 übermittelt werden können. Ein solches Terminal mit der ersten, der zweiten und der dritten Schnittstelle können nicht nur am Point-of-Sale zum Vereinnahmen von Geld für Waren und Dienstleistungen, sondern auch zum Durchführen des oben erläuterten Bezahlverfahrens zwischen einem Käufer 11 und einem Verkäufer 12 verwendet werden.
Der Datentransfer zwischen dem Terminal 14 und dem Käufer 11 bzw. dem Verkäufer 12 sollte über eine örtlich begrenzte Datenverbindung erfolgen, wodurch Dritten der Zugriff auf die Daten verwehrt ist. Hierdurch ist es nicht notwendig, dass diese Datenverbindung verschlüsselt ist.
Die einzelnen Datenverbindungen zwischen dem Käufer 11 und dem Terminal 14, dem Verkäufer 12 und dem Terminal 14, dem Terminal 14 und der Geschäftsbank 5 bzw. der Geschäftsbank 5 und der Zentralbank 4 können physikalisch sowohl als leitungsgebundene Datenverbindung als auch als leitungsungebundene Datenverbindungen ausgeführt werden. Geeignete leitungsungebundene Datenverbindungen sind z.B. Mobilfunknetze wie GSM-Netze und UMTS-Netze für die sich über längere Distanz erstreckenden Datenverbindungen zwischen dem Terminal 14 und der Geschäftsbank 5 bzw. zwischen der Geschäftsbank 5 und der Zentralbank 4. Sollen leitungsungebundene Schnittstellen zwischen dem Käufer und dem Terminal 14 bzw. dem Verkäufer 12 und dem Terminal 14 vorgesehen sein, so werden vorzugsweise gerichtete Funkverbindungen, wie z.B. Infrarot-Funkverbindungen vorgesehen. Bei örtlich weiterreichenden Funkverbindungen, wie z.B. W-Lan oder Bluetooth ist es zweckmäßig auch den Datentransfer zwischen dem Käufer 11 und dem Terminal 14 bzw. dem Terminal 14 und dem Verkäufer 12 durch eine Verschlüsselung abzusichern.
Es können auch Teilbanken bzw. erlaubnispflichtige Institute 2 Bestandteil des Bezahlsystems sein. Um eine optimale Versorgung der Nicht-Banken 3 mit Zahlungspunkten vorzusehen, können Geschäftsbanken und die Zentralbanken ein Teil des Bezahlverfahrens an derartige Teilbanken bzw. erlaubnispflichtige Institute 2 abgeben (5). Diese stehen entweder in Kommunikation mit den Geschäftsbanken 5 oder direkt mit der Zentralbank 4, wobei selbstverständlich die Kommunikation zwischen den jeweiligen Servern der Teilbanken 2, der Geschäftsbanken 5 und der Zentralbank 4 ausgeführt wird.
Derartige erlaubnispflichtige Institute 2 können z.B. auch Payment-Anbieter, Telekommunikationsgesellschaften, sonstige Versorgungsbetriebe, Versicherungen oder Handelskonzerne sein. Derartige erlaubnispflichtige Institute 2 benötigen jedoch eine Banklizenz, wenn sie elektronische Bargeld-Token zur Weiterleitung und Wiederverwendung bevorraten möchten.
6 zeigt ein Netzknoten-Terminal 15, das einen Knotenpunkt in einem öffentlichen Datennetz, wie z.B. Internet, Telefonnetz, Mobilfunknetz, einem W-Lan-System, etc. darstellt. Ein Käufer 11 und ein Verkäufer 12 können mit dem Netzknoten-Terminal 15 über dieses Datennetz zum Ausführen des oben erläuterten Bezahlvorganges in Verbindung treten. Die Datenverbindung kann leitungsgebunden oder leitungsunabhängig sein. Es sollte jedoch der Datentransfer auf dieser Datenverbindung abgesichert sein. Ein solcher Netzknoten-Terminal 15 kann auch mit unterschiedlichen Datennetzen verbunden sein, so dass der eine Teilnehmer mit dem Netzknoten-Terminal 15 z.B. über das Internet kommuniziert, wohingegen der andere Teilnehmer mit dem Netzknoten-Terminal 15 z.B. über eine Telefonleitung kommuniziert. Das Netzknoten-Terminal 15 ist direkt oder indirekt über ein erlaubnispflichtiges Institut 2 oder eine Geschäftsbank 5 mit der Zentralbank 4 verbunden.
Die Terminals 14, 15 können mit einer elektronischen Geldbörse 16 kommunizieren (7). Eine solche elektronische Geldbörse 16 ist eine Vorrichtung, die eine Speichereinheit zum Speichern der elektronischen Bargeld-Token und eine Logik zum Verwalten der Speichereinheit aufweist. Die Logik kann ein Prozessor (CPU) sein oder kann eine fest verdrahtete Logik (ASICs) oder eine vorprogrammierte Logik (FPGA) sein. Die Logik dient dazu, den Datentransfer von und zur Speichereinheit zu steuern. Hierzu weist die elektronische Geldbörse 16 zumindest eine Schnittstelle auf. Vorzugsweise ist eine Funkschnittstelle 17 und eine leitungsgebundene Schnittstelle 18 vorgesehen. Weiterhin besitzt die elektronische Geldbörse eine Anzeigeeinrichtung 19, an welcher die Geldbeträge der gespeicherten elektronischen Bargeld-Token darstellbar sind. Mittels zweier Tasten 20, 21 kann zum einen das elektronische Bargeld-Token ausgewählt werden - durch Scrollen -, das von der Anzeigeeinrichtung 19 dargestellt werden soll und zum anderen das an der Anzeigeeinrichtung 19 dargestellte elektronische Bargeld-Token zum Übermitteln über eine der beiden Schnittstellen 17, 18 freigegeben werden.
Vorzugsweise ist die elektronische Geldbörse 16 mit einer biometrischen Leseeinrichtung versehen, so dass die elektronische Geldbörse 16 nur benutzt werden kann, wenn sich ein Berechtigter identifiziert. Diese biometrische Leseeinrichtung 22 ist z.B. eine Leseeinrichtung zum Lesen von Fingerabdrücken.
Die Logik der elektronischen Geldbörse 16 ist derart ausgebildet, dass die biometrische Leseeinrichtung 22 nur initialisiert werden kann, wenn kein elektronisches Bargeld-Token in der Geldbörse gespeichert ist. Mit einer Initialisierung kann sich ein neuer Benutzer an der elektronischen Geldbörse 16 als berechtigter Benutzer registrieren, so dass alleine er in Zukunft diese elektronische Geldbörse 16 benutzen kann.
Weiterhin ist die Logik der elektronischen Geldbörse 16 derart ausgebildet, dass es die bzw. eine der Signaturen der Zentralbank der elektronischen Bargeld-Token lesen kann, um so festzustellen, ob es sich tatsächlich um von der Zentralbank herausgegebenes elektronisches Bargeld handelt.
Die Logik der elektronischen Geldbörse 16 ist auch zum Signieren der elektronischen Bargeld-Token mit einer Identifikationsnummer des Zahlungsempfängers und einer Identifikationsnummer des Zahlungsgebers ausgebildet. Mit ihr kann auch der zu übermittelnde elektronische Bargeld-Token mit einem Datums- und Zeitstempel versehen werden.
Die Logik der elektronische Geldbörse ist vorzugsweise zum Archivieren von zur Bezahlung an die Zentralbank übermittelten elektronischen Bargeld-Token ausgebildet, die später als Pseudo-Zahlungsbelege abgerufen werden können.
Die Handhabung von Geld unterliegt erheblichen Sicherheitsauflagen. Dies gilt für herkömmliches Bargeld. Dies gilt auch für elektronische Bargeld-Token. Die Zentralbanken müssen deshalb ein spezielles Verwaltungssystem für diese elektronischen Bargeld-Token vorsehen, das einen Tokengenerator 23 zum Erzeugen der elektronischen Bargeld-Token umfasst. Der Tokengenerator 23 ist mit einem mehrstufig ausgebildeten Speichersystem verbunden. In einer ersten Stufe 24 werden die im Tokengenerator 23 erzeugten elektronischen Bargeld-Token zwischengespeichert. Von der ersten Stufe 24 werden sie in die zweite Stufe 25, dem Hauptspeicher, übertragen, wobei diese Übertragung exakt protokolliert wird. Aus dem Hauptspeicher 25 werden die elektronischen Bargeld-Token zu den einzelnen Geschäftsbanken 5 bzw. erlaubnispflichtigen Instituten 2 übertragen. In den Hauptspeicher 25 können auch von außen die beim Bezahlvorgang verwendeten elektronischen Bargeld-Token eingetragen werden. Die Kommunikation nach Außen, von und zu den Geschäftsbanken, bzw. den erlaubnispflichtigen Instituten 2, wird exakt protokolliert, damit der Geldtransfer von den Kontrollinstituten nachverfolgt werden kann.
9 zeigt schematisch grob vereinfacht einen Geschäftsbank-Server 31. Der Geschäftsbank-Server 31 ist derart ausgebildet, dass er eine Vielzahl von elektronischen Bargeld-Token 13 zur Weiterleitungen an Teilbanken bzw. erlaubnispflichtigen Instituten 2 und an Nicht-Banken bevorraten kann. Aufgrund der rechtlichen Auflagen, unter welchen Geschäftsbanken 5 arbeiten, ist es ihnen erlaubt, die Bargeld-Token 13 zu speichern und an Dritte weiterzuleiten. Sie müssen jedoch sicher stellen, dass ein einmal weitergeleiteter Bargeld-Token 13 nicht erneut verwendet wird. Dies wird zweckmäßigerweise dadurch ausgeführt, dass die Kopie eines versendeten Bargeld-Tokens mit einem Kennzeichen versehen wird, dass dieser Bargeld-Token bereits versendet worden ist, wobei das Kennzeichen derart in die Kopie des Bargeld-Tokens integriert wird, dass es nicht mehr ohne Zerstörung des Bargeld-Tokens entfernt werden kann. Entsprechende kryptografische Verfahren sind bekannt und entsprechen einer elektronischen Signatur.
10 zeigt schematisch vereinfacht ein automatisches Mauterfassungssystem, das auf dem vorliegenden Bezahlverfahren beruht. Dieses Mauterfassungssystem weist mehrere Sende- und Empfangsstationen 32 auf, die mit einem vorbeifahrenden Kraftfahrzeug 33 über eine Funkdatenverbindung kommunizieren können. Da der erfindungsgemäße Bezahlvorgang mehrere Verfahrensschritte umfasst, sind zum Durchführen eines solchen Bezahlvorganges mehrere Sende-/Empfangsstationen 32 entlang der Straße in vorbestimmten Abständen angeordnet. Das die erste Sende-/Empfangsstation 32 passierende Kraftfahrzeug 33 erhält zunächst vom Mauterfassungssystem eine erste elektronische Nachricht, in der angegeben ist, wie groß der zu zahlende Betrag ist und in den eine Identifikation des Mauterfassungssystems enthalten ist. Diese Identifikation umfasst zumindest einen für das Mauterfassungssystem eindeutigen Identifikationscode. Vorzugsweise ist dies, wie es oben bereits ausgeführt ist, die Bankverbindung. Zusätzlich können weitere Informationen, wie z.B. eine Bearbeitungsnummer in der gleichen die Identifikation enthaltenden Datennachricht sein.
Im Kraftfahrzeug 33 wird nun ein geeigneter elektronischer Bargeld-Token mit der Identifikation des Mauterfassungssytems als Empfänger und mit der für den Fahrer des Kraftfahrzeuges, den Zahlungsgeber, eigenen Identifikation als Sender signiert.
Der derart signierte elektronische Bargeld-Token wird von einer folgenden Sende-/Empfangsstation 32 vom Kraftfahrzeug 33 zur Sende-/Empfangsstation 32 übermittelt und von dort direkt oder indirekt über Geschäftsbanken oder dgl. an die Zentralbank 4 weitergeleitet. Die Zentralbank 4 bestätigt den Bezahlvorgang und das Mauterfassungssystem enthält einen dem geforderten Geldbetrag entsprechenden neuen elektronischen Bargeld-Token. Dem Fahrer des Kraftfahrzeuges wird bei einer weiteren, dritten Sende-/Empfangsstation 32 die erfolgreiche Zahlung bestätigt und gegebenenfalls das Wechselgeld in Form eines neuen elektronischen Bargeld-Token übermittelt.
Das obige Verfahren kann auch dahingehend abgewandelt werden, dass der Fahrer, der Zahlungsgeber, des Fahrzeuges den elektronischen Bargeld-Token nicht mittels einer Sende-/Empfangsstation 32 an die Zentralbank 4 übermittelt, sondern direkt ohne Zwischenschaltung des Geschäftspartners, den elektronischen Bargeld-Token mittels seiner Geschäftsbank 5, einer Teilbank 9 oder einem Payment-Provider 10 an die Zentralbank 4 übermittelt. Bei diesem Verfahren benötigt der Fahrer des Fahrzeuges 33 eine geeignet Verbindung zu einem Funkdatennetz, wie z.B. einem GSM-Netz oder UMTS-Netz. Hierbei kann jedoch die Anzahl der Kommunikationsvorgänge zur Ausführung der Bezahlung zwischen dem Fahrzeug und dem Mauterfassungssystem auf zwei reduziert werden, was wiederum das Mauterfassungssystem vereinfacht. Bei dieser Abwandlung des Verfahrens ist es nicht notwendig, dass der elektronische Bargeld-Token signiert wird, da der Zahlungsempfänger, das Mauterfassungssystem, keinen Zugriff auf den vom Fahrer und damit Zahlungsgeber direkt an die Bank abgesandten elektronischen Bargeld-Token hat.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in einem Automaten zum Wechseln von herkömmlichen Bargeld (Geldscheine, Münzen) in elektronisches Bargeld und umgekehrt verwendet werden. Der Automat ist mit einer Datenleitung direkt oder indirekt mit der Zentralbank verbunden, so dass ein elektronischer Bargeld-Token, der in herkömmliches Bargeld umgetauscht werden soll, d.h., dass mit ihm herkömmliches Bargeld bezahlt werden soll, bei Anwendung des obern erläuterten Bezahlvorganges auf seine Echtheit überprüft wird, und der entsprechende Geldbetrag in Form eines neuen elektronischen Bargeld-Token dem Betreiber des Automaten übermittelt wird, der hierfür einen entsprechenden Betrag an herkömmlichen Bargeld heraus gibt. Beim Wechsel von herkömmlichen Bargeld in elektronisches Bargeld kann entweder aus einem im Automaten oder bei einer Bank zwischengespeicherten Vorrat an elektronischen Bargeld-Token der Benutzer des Automaten bedient werden.
11A zeigt einen Sondereditions-Bargeld-Token 34, der alle Merkmale des oben erläuterten elektronischen Bargeld-Token aufweist. Zusätzlich ist er mit einer Mediendatei versehen, die Klingeltöne, Filme, Musik, Text oder dergleichen umfasst. Weiterhin ist der Sondereditions-Bargeld-Token 34 im Gegensatz zu dem „normalen“ elektronischen Bargeld-Token mit einem Kopierschutz versehen. Dieser Kopierschutz ist derart ausgebildet, dass der Sondereditions-Bargeld-Token nur von einem Speichermedium auf ein anderes Speichermedium mittels eines speziellen Programmes übertragen werden kann, wobei das Programm die bisherige Fassung des Sondereditions-Bargeld-Token 34 deaktiviert, dadurch dass sie die bisherige Fassung des Sondereditions-Bargeld-Token 34 entweder löscht, falls dies möglich ist, oder eine Signatur in den Token einsetzt, die nicht mehr entfernbar ist und den Sondereditions-Bargeld-Token 34 als deaktiviert kennzeichnet. Ist eine derartige Deaktivierung nicht möglich, dann kann der Sondereditions-Bargeld-Token auch nicht auf ein anderes Speichermedium übertragen (kopiert) werden. Beim Übertragen des Sondereditions-Bargeld-Tokens 34 wird zunächst in einem flüchtigen Speicher eine Kopie des Sondereditions-Bargeld-Tokens erstellt, dann die ursprüngliche Fassung des Sondereditions-Bargeld-Tokens deaktiviert. Sollte die Deaktivierung nicht funktionieren, z.B. wenn das Speichermedium, auf dem das Sondereditions-Bargeld-Token 34 gespeichert ist, nicht mehr beschreibbar sein sollte, dann wird die Kopie im flüchtigen Speicher gelöscht. Ist die Deaktivierung erfolgreich gewesen, dann wird die im flüchtigen Speicher vorhandene Kopie nicht gelöscht und steht dem Benutzer zur Erstellung einer einzelnen weiteren Kopie desselben auf ein weiteres Speichermedium zur Verfügung.
Für diesen Sondereditions-Bargeld-Token 34 stellt die Zentralbank 4 eine Funktion zur Verfügung, mit welcher nachgefragt werden kann, ob ein solches Sondereditions-Bargeld-Token noch gültig ist, d.h. ob er noch einen Wert besitzt. Hierzu ist lediglich eine entsprechende Anfrage zusammen mit der Header-Zuordnung des Sondereditions-Bargeld-Tokens 34 an die Zentralbank zu richten, die dann eine entsprechende Bestätigung abgibt. Diese Funktion macht bei den Sondereditions-Bargeld-Token 34 Sinn, da dieser aufgrund des Kopierschutzes physikalisch nur einfach vorhanden sein können. Der Kopierschutz macht jedoch die Handhabung des Sondereditions-Bargeld-Tokens 34 im Vergleich zu den normalen elektronischen Bargeld-Token sehr aufwendig.
Bei den normalen elektronischen Bargeld-Token macht hingegen diese Abfragefunktion der Sondereditions-Bargeld-Token keinen Sinn, da mehrere Kopien der normalen elektronischen Bargeld-Token bestehen können, und wenn eine solche Anfrage aufgrund einer solchen Kopie ausgeführt werden würde, kann der Informationsgehalt der entsprechenden Antwort bereits unmittelbar nach Eingang falsch sein, wenn eine andere Kopie zur Bezahlung verwendet wird.
Der Sondereditions-Bargeld-Token kann auch derart abgewandelt sein, dass er im Aufbau einem normalen elektronischen Bargeld-Token ohne Kopierschutz entspricht, wobei er mit einer Mediendatei derart verbunden ist, dass die Mediendatei beim Bezahlvorgang von der Zentralbank an den Zahlungsgeber und/oder Zahlungsempfänger übermittelt wird. Diese Verbindung zwischen dem Bargeld-Token und der Mediendatei wird bspw. durch eine Zuordnungsliste auf einem der Server der Zentralbank realisiert, mit welcher die jeweiligen Mediendateien bestimmen Header-Zuordnungen des jeweiligen Bargeld-Token zugeordnet sind.
Die Sondereditions-Bargeld-Token 34 können auch an ein bestimmtes Speichermedium gebunden sein. Dieses Speichermedium kann z.B. ein Halbleiterspeicher, ein optisch lesbares Speichermedium, wie z.B. eine CD, eine DVD, eine Smartcard oder ein RFID-Tag sein. Es kann jedoch auch ein Halbleiterspeichermedium sein, das in eine Vorrichtung 35 integriert ist, die zum Abspielen der im Sondereditions-Bargeld-Token 34 enthaltenen Mediendatei ausgebildet ist.
Da der Sondereditions-Bargeld-Token 34 mit einem Kopierschutz versehen ist, muss beim Bezahlvorgang ein zusätzlicher Verfahrensschritt ausgeführt werden, mit dem nicht eine Kopie des Sondereditions-Bargeld-Token 34 erstellt wird, sondern nur die für das Bezahlen relevante Daten, wie die Header-Zuordnung, die Währungsart, die Betragsgröße, die Einzelnummer, etc. ausgelesen werden und gleichzeitig mit der Identifikation des Senders (Käufer) und der Identifikation des Empfängers (Verkäufer) zur Übermittlung an die Zentralbank 4 signiert werden.
11 B zeigt einen Hardware-gebundenen Sondereditions-Bargeld-Token, der an eine Vorrichtung 35 mit Lautsprechern zum Ausgeben von Tondateien gebunden ist. Diese Vorrichtung weist zwei Tasten 36, 37 auf. Mit der Taste 36 kann die Ausgabe der Tondatei gestartet werden. Mit der Taste 37 wird der einmalige Bezahlvorgang mit dem darin enthaltenen Sondereditions-Bargeld-Token ausgelöst.
Der Sondereditions-Bargeld-Token 34 kann mit einem elektronischen Auslieferungsstempel versehen sein, der angibt, wann und wo der Sondereditions-Bargeld-Token 34 von der Zentralbank 4 herausgegeben worden ist.
Bezugszeichenliste

1: Banken
2: Teilbanken bzw. erlaubnispflichtige Institute
3: Nicht-Banken
4: Zentralbank
5: Geschäftsbanken
6: juristische Personen
7: natürliche Personen
8: sonstige öffentliche Träger und Körperschaften
9: Teilbanken
10: Paymentprovider
11: Käufer
12: Verkäufer
13: Bargeld-Token
14: Terminal
15: Netzknoten-Terminal
16: elektronische Geldbörse
17: Funkschnittstelle
18: leitungsgebundene Schnittstelle
19: Anzeigeeinrichtung
20: Taste
21: Taste
22: biometrische Leseeinrichtung
23: Tokengenerator
24. 1: Stufe
25.2: Stufe (Hauptspeicher)
26: Erzeuger-Server
27: Abwicklungs-Server
28: Kommunikations-Server
29: Datenleitung
30: Schnittstelle
31: Geschäftsbank-Server
32: Sende- und Empfangsstation
33: Kraftfahrzeug
34: Sondereditions-Bargeld-Token
35: Vorrichtung
36: Taste
37: Taste

Claims

Elektronisches Bezahlsystem mit - zumindest einem Abwicklungs-Server (27) einer Zentralbank zum Abwickeln eines Bezahlvorgangs, wobei die Zentralbank ein Institut ist, das die hoheitsrechtlichen Aufgaben eines Staates oder einer Staatengruppe zur Erstellung und Verbreitung von Geld trägt, - einem Datennetzwerk zum Übertragen von elektronischen Bargeld-Token (13) eines Zahlungsgebers zwischen einem Point of Sale (POS) und dem Abwicklungs-Server (27), wobei der Abwicklungs-Server (27) derart ausgebildet ist, dass ein von einem Zahlungsgeber zusammen mit einer Identifikationsnummer des Zahlungsempfängers an den Abwicklungs-Server (27) übermittelter elektronischer Bargeld-Token geprüft wird, ob er gültig ist, und wenn er gültig ist wird ein anderer, neuer elektronischer Bargeld-Token an den Zahlungsempfänger übermittelt.
Elektronisches Bezahlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am POS ein Terminal (14, 15) angeordnet ist, das mit einer Funktion zum Überprüfen einer im Bargeld-Token enthaltenen Signatur der Zentralbank versehen ist, und falls die Signatur nicht korrekt ist, wird der Bargeld-Token nicht weiter geleitet.
Elektronisches Bezahlsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Datennetzwerk mehrere Datenserver der Zentralbank an mehreren unabhängigen Orten vorgesehen sind, und Erzeuger-Server (26), die das elektronische Bargeld erzeugen, die Abwicklungs-Server (27), die die einzelnen Bezahlungsvorgänge abwickeln und die elektronischen Bargeld-Token entwerten, und Kommunikations-Server (28), die alleine zur Übermittlung des elektronischen Bargeldes von und zu den weiteren Servern der Zentralbank (4) dienen, umfassen, wobei das von der Zentralbank (4) betriebene Datennetzwerk mit den Servern (26, 27, 28) derart ausgebildet ist, dass jede ein- und ausgehende Nachricht, die einen elektronischen Bargeld-Token (13) enthält zumindest einen der Kommunikations-Server (28) passieren muss.
Verfahren zum Ausführen eines Bezahlvorganges mittels elektronischer Bargeld-Token, umfassend folgende Schritte: - Übermitteln eines oder mehrerer elektronischer Bargeld-Token eines Zahlungsgebers über ein Datennetzwerk mittels einer Nachricht an eine Zentralbank, - Überprüfen der elektronischen Bargeld-Token durch die Zentralbank, ob sie gültig sind, und wenn sie gültig sind werden ein oder mehrere andere, neue elektronische Bargeld-Token an einen Zahlungsempfänger übermittelt, wobei vor dem Übermitteln der elektronischen Bargeld-Token eine Identifikationsnummer, insbesondere die Bankverbindung, des Zahlungsempfängers der die Bargeld-Token enthaltenden Nachricht hinzugefügt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die neuen elektronischen Bargeld-Token auf ein Speichermedium des Zahlungsempfängers übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die neuen elektronischen Bargeld-Token einer Geschäftsbank (5) übermittelt werden, bei der der Zahlungsempfänger ein Konto hält, und die Geschäftsbank (5) den Wert der neuen Bargeld-Token dem Konto des Zahlungsempfängers gutschreibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Übermitteln der elektronischen Bargeld-Token die elektronischen Bargeld-Token mit einer Identifikationsnummer des Zahlungsempfängers und einer Identifikationsnummer des Zahlungsgebers signiert werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Signieren der elektronische Bargeld-Token diese jeweils mit einem Datums- und Zeitstempel versehen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der an die Zentralbank zu übermittelnden Nachricht vermerkt wird, wer Zahlungsgeber und wer Zahlungsempfänger ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachricht gesichert zur Zentralbank (4) übermittelt wird, wie z.B. durch Verschlüsseln der Nachricht und/oder Übermitteln über eine oder mehrere gesicherte Datenverbindungen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahlungsgeber (11) die Nachricht über eine Geschäftsbank (5), einer Teilbank (2), und/oder einem Paymentprovider (10) an die Zentralbank (4) übermittelt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschäftsbank (5), die Teilbank (2), und/oder der Paymentprovider (10) die an die Zentralbank zu übermittelnden elektronischen Bargeld-Token auf Echtheit überprüft.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass elektronische Bargeld-Token verwendet werden, die für eine Echtheitsprüfung mit einer oder mehrerer Signaturen der Zentralbank versehen sind.
Terminal, das zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 4 bis 13 ausgebildet ist, und zur Kommunikation mit einem elektronischen Bezahlsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Terminal (14, 15) eine erste Schnittstelle zum Empfangen elektronischer Bargeld-Token (13) und eine zweite bidirektionale Schnittstelle zur Kommunikation mit der Zentralbank (4) aufweist.
Terminal nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Terminal (14, 15) eine dritte Schnittstelle aufweist, über welche die neuen elektronischen Bargeld-Token dem Zahlungsempfänger (12) übermittelt werden.
Terminal nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Terminal (14) einen Endpunkt in einer Zweigleitung eines Datennetzwerkes bildet.
Terminal nach Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Terminal (15) einen Kontenpunkt in einem öffentlichen Datennetz bildet, so dass der Zahlungsgeber (11) und der Zahlungsempfänger (12) über das öffentliche Datennetz mit dem Terminal (15) kommunizieren können.
Elektronische Geldbörse, das zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 4 bis 14 ausgebildet ist, und zur Kommunikation mit einem elektronischen Bezahlsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Speichereinheit zum Speichern der elektronischen Bargeld-Token (13) und eine Logik zum Verwalten der Speichereinheit aufweist.
Elektronische Geldbörse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Logik ausgebildet ist, um den Datentransfer von und zur Speichereinheit zu steuern, und die elektronische Geldbörse (16) hierfür zumindest eine Schnittstelle aufweist.
Elektronische Geldbörse nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Anzeigeeinrichtung (19) aufweist, an welcher die Geldbeträge der gespeicherten elektronischen Bargeld-Token darstellbar sind.
Elektronische Geldbörse nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer biometrischen Leseeinrichtung versehen ist, so dass die elektronische Geldbörse (16) nur benutzt werden kann, wenn sich ein Berechtigter an der biometrischen Leseeinrichtung (22) identifiziert.
Elektronische Geldbörse nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Logik der elektronischen Geldbörse (16) derart ausgebildet ist, dass sie zumindest eine der Signaturen der elektronischen Bargeld-Token lesen kann, um so festzustellen, ob es sich tatsächlich um von der Zentralbank herausgegebenes elektronisches Bargeld handelt.
Elektronische Geldbörse nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Logik der elektronischen Geldbörse (16) zum Signieren der elektronischen Bargeld-Token (13) mit einer Identifikationsnummer des Zahlungsempfängers und einer Identifikationsnummer des Zahlungsgebers ausgebildet ist.
Elektronische Geldbörse nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Logik der elektronischen Geldbörse (16) zum Archivieren von zur Bezahlung an die Zentralbank übermittelten elektronischen Bargeld-Token ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sondereditions-Bargeld-Token (34) verwendet wird, der mit einer Mediendatei gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bezahlen mit dem Sondereditions-Bargeld-Token (34) die Zentralbank (4) die Mediendatei an den Zahlungsgeber und/oder den Zahlungsempfänger übermittelt.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Mediendatei Bestandteil des Sondereditions-Bargeld-Tokens (34) ist.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Sondereditions-Bargeld-Token (34) kopiergeschützt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Sondereditions-Bargeld-Token (34) an ein bestimmtes Speichermedium gebunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Bargeld-Token auf einem bestimmten Speichermedium gespeichert von der Zentralbank in Verkehr gebracht wird.
Automat zum Wechseln von herkömmlichen Bargeld (Geldscheine, Münzen) in elektronisches Bargeld, dadurch gekennzeichnet, dass der Automat mit einer Datenleitung mit der Zentralbank verbunden ist, dass der Automat eine Einrichtung zum Entgegennehmen und Herausgeben von herkömmlichen Bargeld aufweist, und dass der Automat eine Schnittstelle zum Übermitteln elektronischer Bargeld-Token aufweist.
Automat nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Automat eine Steuereinrichtung aufweist, die entgegengenommene elektronische Bargeld-Token dem Verfahren zum Ausführen eines Bezahlvorganges nach einem der Ansprüche 4 bis 13 zuführt, mit welchem das auszugebende herkömmliche Bargeld bezahlt wird.