WO2001009849A1 - Verfahren, datenträger sowie system zur authentisierung eines benutzers und eines endgeräts - Google Patents

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Elmar Stephan
Robert Müller
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31—User authentication
    • G06F21/32—User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints

Definitions

  • the present invention relates generally to authentication when using data carriers such as chip cards and the like, and in particular to an authentication method, a data carrier and an authentication system comprising a data carrier and a terminal (terminal).
  • An individual secret number for example a so-called PIN (personal identification number)
  • PIN personal identification number
  • the PIN is stored on the card and, after the card has been inserted into a terminal, is compared with the PIN specified by the user on the terminal. If the comparison is positive, z. B. protected areas of the chip card, such as memory areas.
  • PINs are problematic because the card can be used by anyone with the knowledge of the PIN. The card is therefore not bound to the actual cardholder, but to the PIN holder. The card can be misused if the PIN is passed on voluntarily or involuntarily. PINs are also insecure insofar as they can be forgotten on the one hand and spied on on the other.
  • the object of the present invention is to make the authentication process more secure.
  • the object on which the invention is based is to propose an authentication method, an authentication system comprising a data carrier and terminal and a data carrier for authenticating both the user and the terminal, as a result of which the individual authorization of the user and the authenticity of the terminal can be checked.
  • the solution according to the invention is based on the idea that the authentication process can be made more secure if the authenticity of the terminal is first checked and then the user is presented with biometric data.
  • biometric data such as a fingerprint or the like
  • Checking the authenticity of the terminal beforehand ensures that the sensitive, user-specific biometric data is prevented from being spied on.
  • the authenticity of the terminal is checked in such a way that a secret code which is permanently stored on the data carrier and is only known to the user is read out by the terminal and displayed to the user. Only if the secret code is correctly shows, the user will present the biometric feature to the terminal in order to identify himself as an authorized user to the terminal or the data carrier.
  • the secret code can be stored on the data carrier in a storage space which can only be accessed by authorized end devices and / or can only be correctly decrypted by an authorized end device.
  • a PIN authentication of the user can be carried out by entering a PIN and comparing the entered PIN with the PIN stored on the data carrier.
  • the authentication process shown in the figure comprises three steps, of which the second step can also be omitted.
  • a terminal T reads a secret code (CODE) from a first storage area of a data carrier C, for example a chip card, and presents this CODE to the user U (user).
  • CODE secret code
  • the CODE is stored on the chip card C, for example, in an access-protected storage space and / or in encrypted form, so that the CODE can only be read out by a "real" terminal T, which is either authorized to access or knows the decryption algorithm, and can be displayed to user U.
  • the user U recognizes the CODE read out from the terminal T as his secret code, he will carry out the further authentication steps. In the case shown, he will first give the terminal T his PIN. The PIN is then forwarded, preferably in encrypted form, to the chip card C, where it is decrypted and compared with a PIN stored on the chip card C, and the result of the comparison is then communicated to the terminal T.
  • the data transfer in particular the transfer of the CODE, the PIN and the biometric data BIO to be described below, is preferably carried out in encrypted form in order to make it difficult to spy out these sensitive data.
  • the terminal T continues the authentication process by now carrying out the user-specific authentication by means of the user's biometric features.
  • the user presents the terminal T with a biometric feature, for example a fingerprint or the iris of an eye.
  • the biometric feature is detected by the terminal T and converted into biometric data BIO, which are forwarded to the chip card C, preferably in encrypted form.
  • the read biometric data of the user are compared with the biometric data stored on the chip card C.
  • the terminal T is released for the input of further user commands.

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Abstract

Im Zusammenhang mit der Benutzung von Datenträgern wie Chipkarten C und dergleichen wird vorgeschlagen, dass sich zunächst das Endgerät T, in dem die Chipkarte C verarbeitet wird, gegenüber dem Benutzer U authentisiert und sich anschliessend der Benutzer U gegenüber dem Datenträger C bzw. dem Endgerät T authentisiert. Die Authentisierung des Endgeräts gegenüber dem Benutzer U erfolgt durch Auslesen eines CODE's von dem Datenträger C und Präsentieren des ausgelesenen CODE's gegenüber dem Benutzer U, der diesen CODE als richtig oder falsch präsentiert einstufft. Wenn das Endgerät T einen richtigen CODE präsentiert hat, authentisiert sich der Benutzer U gegenüber der Chipkarte C bzw. dem Endgerät T, indem er ein biometrisches Merkmal BIO präsentiert, beispielsweise seinen Fingerabdruck. Durch diese Verfahrensweise wird sichergestellt, dass das biometrische Merkmal BIO des Benutzers U nicht von einem gefälschten Endgerät T ausgespäht werden kann.

Description

Verfahren, Datenträger sowie System zur Authentisierung eines Benutzers und eines Endgeräts
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Authentisierung bei der Benutzung von Datenträgern wie Chipkarten und dergleichen, und insbesondere ein Authentisierungsverfahren, einen Datenträger sowie ein Au- thentisierungssystem umfassend einen Datenträger und ein Endgerät (Terminal).
Zum Nachweis, daß ein Benutzer zur Benutzung einer Chip- oder Magnetstreifenkarte tatsächlich berechtigt bzw. autorisiert ist, dient üblicherweise eine individuelle Geheimzahl, beispielsweise eine sogenannte PIN (Persönliche Identifizierungs Nummer). Die PIN ist auf der Karte gespeichert und wird, nachdem die Karte in ein Endgerät eingeführt worden ist, mit der dem Endgerät von dem Benutzer angegebenen PIN verglichen. Ist der Vergleich positiv, so kann vom Endgerät z. B. auf geschützte Bereiche der Chipkarte, beispielsweise Speicherbereiche, zugegriffen werden.
Die Benutzung von PINs ist problematisch, weil die Karte in Kenntnis der PIN von jedermann benutzt werden kann. Die Karte ist also nicht an den eigentlichen Karteninhaber, sondern an den PIN-Inhaber gebunden. Durch freiwillige oder unfreiwillige Weitergabe der PIN ist somit ein Mißbrauch der Karte möglich. PINs sind auch insofern unsicher, als sie einerseits vergessen und andererseits ausgespäht werden können.
Selbst wenn sich ein berechtigter Benutzer durch Eingabe seiner PIN ausgewiesen hat, ist das System nur teilweise autorisiert - nämlich der Benutzer gegenüber der Karte beziehungsweise dem Endgerät. Eine Autorisierung des Endgeräts gegenüber der Karte oder dem Benutzer findet nicht statt. Handelt es sich um ein gefälschtes Endgerät, so besteht die Gefahr, daß die PIN mittels dem gefälschten Endgerät ausgespäht wird. Die PIN allein stellt daher keine ausreichende Sicherung dar, weil eine Authentisierung des Endgeräts gegenüber der Karte bzw. gegenüber dem Benutzer fehlt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Authentisie- rungsvorgang sicherer zu gestalten. Insbesondere besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, ein Authentisierungsverfahren, ein Au- thentisierungssystem bestehend aus Datenträger und Endgerät und einen Datenträger zur Authentisierung sowohl des Benutzers als auch des Terminals vorzuschlagen, wodurch die individuelle Berechtigung des Benutzers und die Echtheit des Terminals überprüfbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Authentisierungsverfahren, einen Datenträger und ein Authentisierungssystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt der Gedanke zugrunde, daß der Au- thentisierungsvorgang sicherer gestaltet werden kann, wenn zunächst die Echtheit des Terminals geprüft wird und dem Terminal anschließend biometrische Daten des Benutzers präsentiert werden. Biometrische Daten, wie ein Fingerabdruck oder dergleichen, sind im Gegensatz zu einer PIN eindeutig benutzerspezifisch. Durch das vorherige Prüfen der Echtheit des Terminals wird gewährleistet, daß ein Ausspähen der sensiblen, benutzerspezifischen biometrischen Daten verhindert wird. Das Prüfen der Echtheit des Endgeräts geschieht in der Weise, daß ein auf dem Datenträger fest gespeicherter Geheimcode, der nur dem Benutzer bekannt ist, von dem Endgerät ausgelesen und dem Benutzer angezeigt wird. Nur wenn der Geheimcode korrekt ange- zeigt wird, wird der Benutzer dem Endgerät das biometrische Merkmal präsentieren, um sich gegenüber dem Endgerät bzw. dem Datenträger als berechtigter Benutzer auszuweisen. Der Geheimcode kann auf dem Datenträger auf einem nur durch autorisierte Endgeräte zugreifbaren Speicherplatz gespeichert sein und/ oder nur von einem autorisierten End gerät korrekt entschlüsselt werden.
Nachdem die Authentisierung des Terminals erfolgt ist, wird durch Präsentieren des benutzerspezifischen biometrischen Merkmals und Vergleich der von dem biometrischen Merkmal erfaßten Daten mit auf dem Datenträger gespeicherten biometrischen Daten, im Gegensatz zum PIN- Vergleich, eine benutzerindividuelle Authentisierung gegenüber dem Datenträger bzw. dem Endgerät erreicht.
Zusätzlich zur biometrischen Authentisierung des Benutzers kann eine PIN- Authentisierung des Benutzers durch Eingabe einer PIN und Vergleich der eingegebenen PIN mit auf dem Datenträger gespeicherter PIN erfolgen.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der einzigen Figur dargestellt.
Der in der Figur dargestellte Authentisierungsvorgang umfaßt drei Schritte, von denen der zweite Schritt auch entfallen kann.
Im ersten Schritt liest ein Endgerät T (Terminal) von einem ersten Speicherbereich eines Datenträgers C, beispielsweise einer Chipkarte, einen Geheimcode (CODE) aus und präsentiert diesen CODE dem Benutzer U (User). Der CODE ist auf der Chipkarte C beispielsweise auf einem zugriffsgeschützten Speicherplatz und/ oder in verschlüsselter Form abgespeichert, so daß der CODE nur von einem "echten" Terminal T, das entweder zugriffsberechtigt ist oder den Entschlüsselungsalgorithmus kennt, ausgelesen und dem Benutzer U angezeigt werden kann.
Wenn der Benutzer U den von dem Terminal T ausgelesenen CODE als seinen Geheimcode wiedererkennt, wird er die weiteren Authentisierungs- schritte vornehmen. Im dargestellten Fall wird er dem Terminal T zunächst seine PIN angeben. Die PIN wird dann, vorzugsweise in verschlüsselter Form, an die Chipkarte C weitergeleitet, wo sie entschlüsselt und mit einer auf der Chipkarte C abgespeicherten PIN verglichen wird, und dem Terminal T wird anschließend das Ergebnis des Vergleichs mitgeteilt. Der Datentransfer, insbesondere der Transfer des CODE's, der PIN und der nachfolgend noch zu beschreibenden biometrischen Daten BIO erfolgt vorzugsweise in verschlüsselter Form, um ein Ausspähen dieser sensiblen Daten zu er- schweren.
Sofern der PIN- Vergleich positiv war ("OK"), führt das Terminal T den Au- thentisierungsprozeß fort, indem nunmehr die benutzerindividuelle Authentisierung mittels biometrischer Merkmale des Benutzers erfolgt. Dazu präsentiert der Benutzer dem Terminal T ein biometrisches Merkmal, beispielsweise einen Fingerabdruck oder die Iris eines Auges. Das biometrische Merkmal wird vom Terminal T erfaßt und in biometrische Daten BIO umgewandelt, die, vorzugsweise in verschlüsselter Form, an die Chipkarte C weitergeleitet werden. Dort werden die eingelesenen biometrischen Daten des Benutzers mit auf der Chipkarte C gespeicherten biometrischen Daten verglichen. Im Falle eines positiven Vergleichs ("OK") wird das Terminal T für die Eingabe weiterer Benutzerkommandos freigegeben.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Authentisieren eines Benutzers (U) eines Datenträgers (C) zur berechtigten Benutzung des Datenträgers und zum Authentisieren eines Datenträgerendgerätes (T) zum berechtigten Zugreifen des Datenträgerendgerätes auf Speicherbereiche des Datenträgers, umfassend folgenden Schrit- te:
- Auslesen eines Geheimcodes (CODE) von dem Datenträger (C) durch das Datenträgerendgerät (T),
- Präsentieren des ausgelesenen Geheimcodes (CODE) gegenüber dem Benutzer (U), - Präsentieren eines biometrischen Merkmals (BIO) eines Benutzers (U),
- Vergleichen des präsentierten biometrischen Merkmals (BIO) mit einem auf dem Datenträger (C) gespeicherten biometrischen Merkmal.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Terminal (T) desweiteren eine PIN präsentiert wird, die mit einer auf dem Datenträger
(C) gespeicherten PIN verglichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als biometrisches Merkmal (BIO) ein Fingerabdruck eines Benutzers (U) verwendet wird.
4. Datenträger (C) zur Authentisierung eines Endgeräts gegenüber einem Benutzer und des Benutzers gegenüber dem Datenträger, umfassend einen ersten Speicherbereich, in dem ein Geheimcode (CODE) derart abgespeichert ist, daß der Geheimcode von einem Datenträgerendgerät (T) auslesbar und anzeigbar ist, und einen zweiten Speicherbereich, in dem biometrische Daten abgespeichert sind.
5. Datenträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem dritten Speicherbereich eine PIN abgespeichert ist.
6. Datenträger nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch biometrischen Daten durch einen Fingerabdruck generiert werden.
7. Authentisierungssystem umfassend einen Datenträger (C) mit Speicherbereichen und ein Datenträgerendgerät (T) zum Zugreifen auf die Speicherbereiche des Datenträgers, dadurch gekennzeichnet, daß
- der Datenträger (C) einen ersten Speicherbereich für die Speicherung eines Geheimcodes (CODE) und einen zweiten Speicherbereich für die Speicherung biometrischer Daten,
- das Datenträgerendgerät (T) eine erste Einrichtung zum Auslesen des Geheimcodes (CODE) aus dem ersten Speicherbereich und Präsentieren des ausgelesenen Geheimcodes auf einem Display, sowie eine zweite Einrichtung zum Einlesen biometrischer Daten (BIO), und - eine Einrichtung zum Vergleichen der eingelesenen biometrischen Daten (BIO) mit im zweiten Speicherbereich gespeicherten biometrischen Daten im Datenträger (C) und/ oder im Datenendgerät (T). aufweist.
8. Authentisierungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger (C) einen dritten Speicherbereich für die Speicherung einer PIN aufweist.
9. Authentisierungssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten biometrischen Daten durch einen Fingerabdruck generiert werden.
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