CH690530A5 - Verfahren zur Echtheitskontrolle eines bei einer Transaktion verwendeten vorausbezahlten Zahlungsmittels. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Echtheitskontrolle eines bei einer Transaktion verwendeten vorausbezahlten Zahlungsmittels gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 



  Zur Erleichterung von Verkaufstransaktionen werden immer häufiger bargeldlose Zahlungsmittel in Waren- oder Dienstleistungs-Verkaufsautomaten, wie z.B. Telefonstationen, Fahrkarten-, Essen- oder Getränke-Automaten, verwendet. Bargeldlose Zahlungsmittel sind z.B. Chipkarten, Magnetkarten und optische Karten. Diese werden beim Bezug einer Ware oder Dienstleistung in einen Kartenschlitz eines Lesegerätes des Verkaufsautomaten gesteckt und im Verkaufsautomaten oder in einer Zentrale auf ihre Echtheit sowie ihren noch vorhandenen Geldwert geprüft. Bei einem positiven Prüfergebnis, d.h. bei Echtheit und genügendem Geldwert des Zahlungsmittels, wird der Bezug der Ware bzw. Dienstleistung freigegeben und der Geldwert des Zahlungsmittels um den Wert der bezogenen Ware bzw. Dienstleistung verringert. 



  Bekannt sind folgende Arten von bargeldlosen Zahlungsmitteln: 



  1. Zahlungsmittel einer ersten Generation sind durch das Vorhandensein einer Vielzahl von löschbaren gespeicherten Werteinheiten ("tokens") gekennzeichnet, die einen Gegenwert der zu beziehenden Ware oder Dienstleistung verkörpern. Sie sind leicht zu handhaben, jedoch nur schwer für Dienstleistungen verschiedener Lieferanten zu verwenden. Die Werteinheiten bestehen oft aus gespeicherten Bytes, also aus 8-Bit-Codeworten, die z.B. eine Funktion eines Karten-Fabrikationsdatums und eines geheim gehaltenen Algorithmus sind. Die Fälschungssicherheit der Zahlungsmittel der ersten Generation hängt ausschliesslich von der Schwierigkeit ab, mit der sie simuliert, d.h. nachgeahmt werden können. 



  2. Zahlungsmittel einer zweiten, verbesserten Generation sind für Dienstleistungen verschiedener Lieferanten verwendbar. Ihr Wert ist durch den Inhalt eines gegen Inkrementierungen geschützten und beim Bezug einer Ware oder Dienstleistung dekrementierbaren Zählers verkörpert, dessen Zähleinheit dem Wert der kleinsten Transaktion entspricht, welche für die betreffenden Anwendung in Frage kommt. Die Zahlungsmittel der zweiten Generation gestatten leider keine grosse Diversifikation eines bei der Echtheitskontrolle verwendeten Aufrufsignals. 



  3. Zahlungsmittel einer dritten Generation stützen sich auf das Konzept der Zahlungsmittel der zweiten Generation. Ihr Echtheitserkennungssystem beruht auf der Verwendung eines komplexen Aufrufsignals, eines abwechslungsreich gestaltbaren Codeschlüssels und einer algorithmischen Funktion. Dabei ist das Aufrufsignal eine Funktion eines Zufallssignals ("random signal"), einer Identifikations- und/oder Sicherheitsangabe des Zahlungsmittels sowie eines Buchungswertes des Zahlungsmittels, welcher letzterer dessen noch vorhandenen Geldwert darstellt. Die Identifikations- und/oder Sicherheitsangabe enthält z.B. ein Fabrikationsdatum und/oder eine Fabrikationslos -Nummer.

   Weitere Details bezüglich dieser Zahlungsmittel sind aus der Europäischen Norm prEN 726-2 "Identification card systems - Telecommunications integrated circuit(s) cards and terminals - Part 2", Annex A, Juli 1995, ersichtlich. 



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betrugssicherheit der bekannten Echtheitskontrollen zu verbessern und von der Höhe eines bei einer Fälschung drohenden Geldverlustes abhängig zu machen. 



  Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. 



  Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. 



  Es zeigen: 
 
   Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kartenlesers mit einer eingesteckten Chipkarte unter der Annahme, dass der Kartenleser ein Kartenauswertegerät enthält und 
   Fig. 2 eine schematische Darstellung eines mit einem Lichtstrahl bestrahlten optischen Merkmals eines bargeldlosen optischen Zahlungsmittels. 
 



  Die im erfindungsgemässen Verfahren verwendeten bargeldlosen Zahlungsmittel sind vorzugsweise Chipkarten, Magnetkarten oder optische Karten. 



  Im Fall der Verwendung von Chipkarten besitzt ein zugehöriger, dem Lesen und Auswerten der Chipkarten dienender Kartenleser 1 vorzugsweise den in der Fig. 1 dargestellten schematischen Aufbau. Der Kartenleser 1 ist ein Teil eines in der Fig. 1 nicht dargestellten Waren- und/oder Dienstleistungs-Verkaufsautomaten. Beim Bezug einer Ware bzw. Dienstleistung wird zu Zahlungszwecken eine Chipkarte 2 als bargeldloses Zahlungsmittel in einen Kartenschlitz des Kartenlesers 1 gesteckt. Auf der Chipkarte 2 oder bevorzugt im Kartenleser 1 sind ein Zufallsgenerator 3 zur Erzeugung von Zufallsbitfolgen 4 und eine Steuerlogik 5 zur Freigabe der Letzteren angeordnet. In der Fig. 1 gilt die Annahme, dass die beiden Geräte 3 und 5 sowie ein Kartenauswerter 6; 7 im Kartenleser 1 vorhanden sind.

   Der Kartenauswerter 6; 7 enthält eine Anordnung 6 zur Erzeugung eines Sollwert-Echtheitssignals 8 und eine Vergleichsschaltung 7. Auf der Chipkarte 2 ist eine Verknüpfungsanordnung 9 vorhanden zur Erzeugung eines Aufrufsignals 10, welches eine Funktion einer freigegebenen Zufallsbitfolge 11, einer Identifikations- und/oder Sicherheitsangabe 12 der Chipkarte 2 und eines Buchungswertes 13 ist. Zu diesem Zweck sind die beiden Letzteren auf einen ersten bzw. zweiten Eingang der Verknüpfungsanordnung 9 geführt,  während die Erstere vom Ausgang der Steuerlogik 5 her einen dritten Eingang der Verknüpfungsanordnung 9 speist. Der Buchungswert 13 ist der gespeicherte, noch vorhandene Geldwert der Chipkarte 2.

   Das am Ausgang der Verknüpfungsanordnung 9 anstehende Aufrufsignal 10 ist ein serielles Eingangssignal eines mit Rückkopplungen versehenen Schieberegisters 14, in dem zu Beginn ein Codeschlüssel gespeichert ist und welches z.B. eine 48-Bit-Länge aufweist. Das mit Rückkopplungen versehene Schieberegister 14 verkörpert einen Algorithmus der Chipkarte 2. Ein an einem seriellen Ausgang des Schieberegisters 14 erzeugtes Ausgangssignal ist ein Antwortsignal 15 des Schieberegisters 14 auf das Aufrufsignal 10. Es ist eine Funktion des Codeschlüssels, des Algorithmus sowie des Aufrufsignals 10 und damit auch eine Funktion der Zufallsbitfolge 11, der Identifikations- und/oder Sicherheitsangabe 12 sowie des Buchungswertes 13. Das Antwortsignal 15 ist ein Echtheitssignal 17, welches in der Vergleichsschaltung 7 mit dem Sollwert-Echtheitssignal 8 verglichen wird.

   In der Fig. 1 gilt die Annahme, dass die beiden Signale 8 und 17 bitseriell je einem von zwei Eingängen der Vergleichsschaltung 7 zugeführt werden. Das Sollwert-Echtheitssignal 8 wird in der Anordnung 6 des Kartenauswerters 6; 8 auf gleiche oder ähnliche Weise erzeugt wie das Echtheitsignal 17 auf der Chipkarte 2 erzeugt wird, wobei anstelle des Buchungswertes 13 der Wert der zu beziehenden Ware bzw. Dienstleistung tritt. Ist der letztere Wert kleiner als der Buchungswert 13 und stimmen die anderen Parameter des Aufrufsignals sowie der Codeschlüssel überein, gibt die Vergleichsschaltung 7 den Bezug der Ware bzw. Dienstleistung frei und der Buchungswert 13 wird um den Wert der bezogenen Ware bzw. Dienstleistung verringert. 



  Um das Betrugsrisiko zu verringern, besitzt das Ausgangssignal des Schieberegisters 14, d.h. dessen Antwortsignal 15 auf das Aufrufsignal 10, in den bekannten Chipkarten der dritten Generation sehr viele Bits, die alle bei der Echtheitskontrolle verwendet werden, was den Nachteil hat, dass die Echtheitsvergleiche relativ lange dauern, da deren Dauer eine Funktion der Anzahl Bits ist. Das Betrugsrisiko bei Kontrolle eines einzigen n-Bit-Codewortes ist bekanntlich 1/(2<n>) und nur dann sehr klein, wenn n sehr gross ist. Bei Benutzung von z.B. 16 Ausgangsbits des Schieberegisters 14 ist somit das Betrugsrisiko der bekannten Chipkarten 1/(2<1><6>). 



  Bei so genannten LVPOS ("Low Value Point Of Sales")-Dienstleistungen und -Waren wird der beim Bezug einer Dienstleistung oder Ware geschuldete Betrag in einem einzigen Mal belastet, sodass eine Begrenzung des Betrugsrisiko besonders wichtig ist und vorrangig angestrebt werden muss. Dies vor allem dann, wenn der geschuldete Betrag nicht vernachlässigbar klein ist, wie z.B. in Mahlzeit- und Bahnkarten-Verkaufsautomaten. Um dies zu erreichen, wird im erfindungsgemässen Verfahren, genau wie beim bekannten Verfahren der dritten Generation, bei der Echtheitskontrolle auf das Aufrufsignal 10 hin das Antwortsignal 15 ausgelöst, welches wiederum der Erzeugung des beim nachfolgenden Echtheitsvergleich verwendeten Echtheitsignals 17 dient.

   Im Gegensatz zum bekannten Verfahren ist jedoch die Vielfältigkeit des Antwortsignals 15 im erfindungsgemässen  Verfahren eine mit dem Wert der Transaktion steigende Funktion. Zu diesem Zweck beinhaltet die Echtheitskontrolle mehrere Echtheitsvergleiche, die jeweils mit einem eigenen zugehörigen Antwortsignal 15 erfolgen, wobei die Anzahl Echtheitsvergleiche N eine mit dem Wert der Transaktion steigende Funktion ist. Die Echtheitsvergleiche erfolgen bevorzugt zeitlich nacheinander. Wenn das vorausbezahlte Zahlungsmittel die Chipkarte 2 gemäss Fig. 1 ist, dann besteht das Antwortsignal 15 jeweils aus mindestens einem Bit und maximal z.B. aus 16 Bits. Die Anzahl n der Bits des Antwortsignals 15 ist dabei jeweils ein Mass für dessen Vielfältigkeit.

   Um die Zeit eines jeden Echtheitsvergleichs niedrig zu halten, ist n trotz der 16-Bit-Länge des Ausgangssignals des Schieberegisters 14 möglichst klein zu wählen. Nachfolgend gilt die Annahme, dass n = 4. Pro Verkaufstransaktion werden somit mehrere, nämlich N, Echtheitsvergleiche mit je einer 4-Bit-Länge des zugehörigen Antwortsignals 15 durchgeführt. Das Letztere ist, zufällige Gleichheit ausgenommen, für jeden Echtheitsvergleich unterschiedlich, da es unter anderem von der jeweiligen Zufallsbitfolge 11 abhängig ist. Das Betrugsrisiko eines einzigen Echtheitsvergleichs ist zwar mit 1/(2<4>) = 1/16 relativ gross, dasjenige der gesamten Echtheitskontrolle, also aller N Echtheitsvergleiche zusammen, aber mit 1/(16<)N>. = 1/(2<n.N>) sehr klein, und zwar umso kleiner, je grösser N ist und damit je grösser der Wert der Verkaufstransaktion ist. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren wird auch in vorteilhafter Weise verwendet, wenn der Wert der bezogenen Ware oder Dienstleistung sich aus sehr vielen kleinen Teilbeträgen zusammensetzt und z.B. im Laufe der Zeit stufenweise ansteigt, wobei die Teilbeträge jeweils sofort bei ihrer Fälligkeit belastet werden und nicht erst am Ende der Transaktion. Dies ist z.B. der Fall bei Telefongesprächen, wo die Gesprächskosten nach jedem Taximpuls um einen relativ kleinen Teilbetrag steigen, der dem Anrufer jeweils sofort und nicht erst am Gesprächsende belastet wird.

   Wenn die Transaktion eine Telefondienstleistung ist, erfolgt erfindungsgemäss jeweils ein Echtheitsvergleich pro Taximpuls, sodass während der Dauer der gesamten Transaktion mehrere, nämlich N zeitgestaffelte Echtheitsvergleiche stattfinden mit je einem zugehörigen, in der Regel unterschiedlichen Antwortsignal 15, dessen Bitzahl n hier ohne weiteres niedrig gewählt werden kann, z.B. wieder gleich 4 Bits, da der Wert eines Taximpulses in der Regel relativ niedrig ist und somit ein erhöhtes Betrugsrisiko bei den ersten Taximpulsen in Kauf genommen werden kann. Mit der Dauer der Telefondienstleistung steigt deren Wert, jedoch auch die Anzahl Taximpulse und damit die Anzahl N der Echtheitsvergleiche, was wiederum zu einer Reduktion des Betrugsrisiko 1/(2<n.N>) führt.

   Das Letztere ist somit zu Beginn eines Telefongesprächs mit 1/(2<n>) relativ gross, nimmt jedoch im Laufe des Gesprächs umso mehr ab, je länger das Gespräch dauert, d.h. je grösser dessen Wert und je grösser N ist. 



  Wenn das vorausbezahlte Zahlungsmittel eine optische Karte ist, wird diese beim Lesen im Kartenleser unter einem vorbestimmten Winkel mit einem Lichtstrahl bestrahlt, welcher dann je nach dem auf der Karte vorhandenen optischen Sicherheitsmerkmal in eine oder mehrere bestimmte  vorgegebene Richtungen z.B. reflektiert wird. In Fig. 2 erfolgt die Reflexion in einer einzigen Richtung. Statt einer Reflexion ist auch eine Diffraktion oder Refraktion des Lichtstrahls möglich. Ein Betrug ist dabei möglich z.B. durch Bestrahlung des optischen Sicherheitsmerkmals mit einem Lichtstrahl, der nach allen Richtungen, also auch in den vorgegebenen Richtungen reflektiert wird.

   Das erfindungsgemässe Verfahren ist auch in diesem Fall verwendbar, indem der beim Lesen der optischen Karte verwendete Lichtstrahl moduliert wird und eine Anzahl von mittels der Modulation erzeugten Merkmalen ein Mass für die Vielfältigkeit des Antwortsignals ist. Wenn der Lichtstrahl binärmoduliert ist, ist die Anzahl von so erzeugten Impulsen vorzugsweise das Mass für die Vielfältigkeit des Antwortsignals. Dabei können die Impulse Amplituden-, Frequenz- oder Phasenimpulse sein. 

Claims (13)

1. Verfahren zur Echtheitskontrolle eines bei einer Transaktion verwendeten vorausbezahlten Zahlungsmittels mit einem bei der Echtheitskontrolle auf ein Aufrufsignal (10) hin ausgelösten Antwortsignal (15), welches ein bei einem nachfolgenden Echtheitsvergleich verwendetes Echtheitsignal (17) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielfältigkeit des Antwortsignals (15) eine mit dem Wert der Transaktion steigende Funktion ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Echtheitskontrolle mehrere Echtheitsvergleiche beinhaltet, die jeweils mit einem eigenen zugehörigen Antwortsignal (15) erfolgen, und dass die Anzahl (N) Echtheitsvergleiche eine mit dem Wert der Transaktion steigende Funktion ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Echtheitsvergleiche zeitlich nacheinander erfolgen.

4.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass pro Taximpuls ein Echtheitsvergleich erfolgt, wenn die Transaktion eine Telefondienstleistung ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vorausbezahlte Zahlungsmittel eine Chipkarte (2) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antwortsignal (15) jeweils aus mindestens einem Bit besteht und dass die Anzahl (n) der Bits jeweils ein Mass für die Vielfältigkeit des Antwortsignals (15) ist.

7.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antwortsignal (15) ein Ausgangssignal eines mit Rückkopplungen versehenen Schieberegisters (14) ist, in dem ein Codeschlüssel gespeichert ist und dessen Eingangssignal eine Funktion einer Zufallsbitfolge (11), einer Identifikations- und/oder Sicherheitsangabe (12) der Chipkarte (2) sowie eines noch vorhandenen Geldwertes derselben ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antwortsignal (15) das für den Echtheitsvergleich jeweils verwendete Echtheitssignal (17) ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vorausbezahlte Zahlungsmittel eine optische Karte ist.

10.

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein beim Lesen der optischen Karte verwendeter Lichtstrahl moduliert ist und eine Anzahl von mittels der Modulation erzeugten Merkmalen ein Mass für die Vielfältigkeit des Antwortsignals ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl binärmoduliert ist und die Anzahl von so erzeugten Impulsen das Mass für die Vielfältigkeit des Antwortsignals ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse Amplituden-, Frequenz- oder Phasenimpulse sind.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vorausbezahlte Zahlungsmittel eine Magnetkarte ist.