CN1194050A - 资金过户系统 - Google Patents

Abstract

本发明所提出的使用集成电路卡在脱机交易中交接电子现金的资金过户系统采用密码保安消息协议。各卡分别装有一个序列中的两个方案,而通过卡间的交互作用可以确定和使用卡所共享的最老的方案,使得一个卡在共同方案是它的第二方案时不可逆转地转换方案。这样,整个系统就能转换到一个新的方案。

Description

资金过户系统

本发明与使资金在电子金库之间交换的资金过户系统有关。这种系统例如可参见专利申请WO 91/16691。

在上述专利说明书所揭示的系统中，将集成电路卡(ICC)或“智能卡”用作承载电子金库的应用载体装置(ACD)。一个电子金库是一个应用程序，该程序用来控制在ACD存储器中对代表“电子现金”的资金记录的存储。通过用接口装置(IFD)连接两个ACD，相应的金库就连接在一起，进行一系列的消息交换，使得资金从一个金库转到另一个金库。

显然，在一个资金过户系统中防止欺诈的安全性是极其重要的。ICC的制造过程和包含在制造ICC和编程中的日益复杂的保安措施实际上使得伪造这种智能卡成为不可能。通过用密码对在交易中交换的消息进行编码防止了截取和复制资金交接消息。尽管用现代密码技术已经达到极高的安全性，但是理论上仍然有着特定密码系统可能泄露的风险，如果不是通过密码分析，那么或许通过破坏物理安全性，导致泄漏算法或密钥。

本发明的目的是提出一种可以改变现行的密码系统的资金过户系统。就管理上而言，这种改变可以作为经常性的预防措施，也可以用来对付对现行系统的破坏。

按照本发明的一个方面，所提出的资金过户系统包括多个各有一个配置了一个资金存储器的电子金库的电子编程微处理器应用载体装置(ACD)，这些ACD可以连接成对而使金库互连，以便在交易中能在金库之间进行资金交接，所述资金交接是通过交换由一个密码保安方案加密的消息来实现的，所述系统还包括一个从老至新的密码保安方案的序列，而每个金库都被编程成配有所述序列中的至少两个方案，这些金库还被编程成在其被连接成对而进行电子金库之间的资金交换时，用以识别和使用这对金库的较老或最老的可使用的共同密码保安方案，并且禁止在其中一个金库中以后使用所述序列的被更换掉的任何较老的密码保安方案。采用这种安排，一个第一金库在遇到一个具有一个新的而不是老的密码系统的第二金库时就自动地从老的密码系统转换到新的密码系统。转换后第一金库将没有可使用的老的系统，而本身以后可以使其他金库转换到新的系统。因此，通过用略去了老的密码系统的新金库对这群金库进行播种，新的密码系统将以链式反应方式传播给所有的这些金库。

最好每个金库都具有一个存储本金库当前使用的密码保安方案的标识符的存储区，作为资金交接交易的预备阶段，在一对连接的金库之间交换所述方案标识符。

虽然可以设想金库可以有三个或更多个可依次转换的密码系统，但在本发明的一个优选实施例中，每个金库被编程成配有序列中的两个相继的密码保安方案。

最好每个密码保安方案都包括至少一个密码算法和至少一个密钥，而序列的各组元它们的算法和或它们的密钥各不相同。上面提到的专利申请说明了使用RSA加密系统，这是一个非对称的公众/专用密钥系统。还说明了用DES系统更换密钥的情况。本发明的加密方案可以相互不同，因为这些方案采用不同的诸如RSA或DES那样的单个加密算法，或者因为这些方案组合了不同系统的算法，或者因为密钥各不相同。

序列中的相继密码方案不一定必需是不同的。可能希望通过使当前的智能卡转换到一个即使与老的相同的新的密码方案来迫使当前的智能卡逐渐报废。因此，在本发明的一个实施例中密码保安方案序列中的后继组元都是相同的，只是分别与不同的方案标识符相对应，方案标识符存储在金库内，用来识别一对连接的金库的最老的共同密码方案和对禁止在其中一个金库中使用序列任何较老的密码保安方案进行控制。

此外，选出的一些ACD可以各配有两个编程成分别配有各自不同的密码保安方案的电子金库，所选的ACD编程成在与第一个ACD连接时选择其中的一个金库，使得那个ACD的金库和所选金库之间可以按照金库密码保安系统的一致性进行交易。

按照本发明的另一方面，可提出的资金过户系统包括多个各有一个配置了一个资金存储器的电子金库的电子编程微处理器应用载体装置，这些ACD可以连接成对而使金库互连，以便在交易中能在金库之间进行资金交换，所述资金交接是通过交换由一个密码保安方案加密的消息来实现的，其中选出的一些ACD各配有两个编程成分别配有不同的各自密码保安方案的电子金库，所述的ACD编程成在与另一个ACD连接时选择其中一个金库，使得那个ACD的金库和所选金库之间可以按照金库密码保安系统的一致性进行交易。采用这种安排，就能为一个特定的密码方案或密码方案序列提供一种截止策略。通过提供所选的这些金库，例如配置给零售商和银行，利用双重金库智能卡(ACD)，一个金库具有老的密码方案而另一个金库具有新的密码方案，能够使“老的现金”与“新的现金”隔离，同时允许(或许在一定期限内)用老的密码方案继续进行交易。

下面将结合附图对本发明进行更详细的说明，在这些附图中：

图1为按本发明所构成的系统中的具有集成电路卡(ICC)那样形式的应用载体装置的原理图；

图2为示出在装载在图1所示的ICC上的电子金库中的存储器分配情况的示意图；

图3为示出在按本发明所构成的系统的两个金库之间的资金过户交易的示意图；以及

图4为示出在按本发明所构成的系统中实施密码截止的金库结构的原理图。

应该指出的是，本发明是在专利申请No.WO 91/16691中所揭示的资金过户系统的改进。该专利说明书中对将ICC用作承载电子金库的应用载体装置的情况作了说明。电子金库在电可擦可编程只读存储器(EEPROM)中存有各种记录，包括持有金额资金记录、历来情况记录等。金库可以通过接口装置连接起来，按照协议交换资金，包括交换密码保安消息。因此，可以从银行提取电子现金、与例如零售商进行脱机交易和偿还银行电子现金。为了简明起见，这种系统的许多技术细节在此不再重复，有必要的话可参见上述专利的说明书。

图1示出了一个呈现为ICC1形式的应用载体装置(ACD)。ICC在一个表面上有一个接触盘，上面装有几个分开的电接触部，这样就可以接外电源向卡供电和为卡建立一个收发数据的串行通信信道。卡包括微处理器3、EEPROM4和随机存取存储器5。

EEPROM4存有一个操作系统，它包括三个子系统：(a)文件管理系统；(b)运行期执行系统；以及(c)BIOS(二进制输入/输出系统)。装载时，操作系统将一个电子金库装入EEPROM。电子金库是一个应用系统，也就是一个带有有关数据文件的程序。

图2示出了一个电子金库各元在EEPROM的一些区域中的分布情况的示意图。金库的操作受在6处的程序控制，它具有有关数据文件，例如，在7的资金记录，在8的历来交易记录，以及在9的独有的金库标识符。安全性是通过使用一些密码方案来保证的，这个金库存有二个密码方案。方案A具有在10处的算法和在11处的一组密钥，而方案B具有在12处的算法和在13处的一组密钥。密码文件14包括三个单字节段：截止范围15；转换级别16和转换标记17。

截止范围字节的值指示这个金库存在的特定截止范围。不同范围的金库不能相互通信。因此，如果希望系统的主要改变是从某一个截止日期起，那么从这个截止日期起的所有新金库都将在15处有一个新的截止范围。在一个特定的范围中，规定了一个密码方案序列。例如，在第一范围中，序列可以是A、B、C、D、E，其中A是这个序列中的第一个或最老的方案，而E是最后一个或最新的方案。每个金库包括序列中的两个相继的方案。第一组金库将包括方案A和B，这两个方案可以分别称为这种金库的初方案和终方案。这组金库可以叫做版1金库。转移级别字节16存有例如“A”，指示本金库包括方案A和B，也就是说本金库为这个截止范围内的版1金库。以一种下面将要说明的方式，金库可以不可逆转地从使用方案A转换成使用方案B。转移标记字节17的值指示是否已经发生了这种转换。因此，通过读字节15至17，就可以确定这个金库当前使用的特定密码方案。

在两个金库X和Y为了一项资金过户进行通信时，所使用的保安方案由以下规则确定：

i)如果X和Y的当前方案相同，就使用这个方案，不进行方案改换；

ii)如果X和Y的当前方案不同，但是密码序列中两个相邻的方案，而这两个方案中的较早的那个是所属金库的初方案，那么在使用它的初方案的金库中作出永久性的转换，使得这个金库以后一直使用它的终方案。这样，这个“终”方案就指定为当前方案，而这个金库的始方案不再使用；

iii)如果无论(i)或(ii)都不成立，则这两个金库不能通信，于是就不能进行资金过户，这两个金库的保安方案也不作改变。

可以看到，版1金库之间的资金过户用方案A进行，因为这是这两个金库的最老的共同方案。如果需要逐渐淘汰方案A，就发放出含有方案B和C的版2金库。在一个版1金库与一个版2金库之间进行资金过户时，规则(ii)就起作用，在版1金库中作了不可逆转的转换，以便今后一直使用方案B。于是，这个版1金库便成为改变它本身的媒体，因为在它与另一个尚未转换到方案B的版1金库进行资金过户时，规则(ii)又起作用，使得那个版1金库转换到方案B。这种转换是通过改变EEPROM中的转移字节17来实现的。

由于渗透过程，版1金库逐渐都转换到方案B。如果广泛发放版2(例如大量销售)，这种转换将非常迅速，虽然在理论上说一个金库就足以触发整个过程。

从B转换到C通过设立带有方案C和D的版3以同样方式实现。一旦设立了版3，也就确立了方案C，于是版1金库便不能使用。

注意，这种转换与日期完全无关。这是精心考虑的，因为日期并非必须依据，也没有用时钟来管理所有的设备。在发行含有一个方案的金库时，没有必要考虑确立这个方案的寿命。

图3示出了设立在零售商处的销售点终端18。终端18是一个接口装置，持有包括零售商金库19a的零售商ICC19。图1和2的顾客ICC1可以插入终端18本体上的一个槽内。在这个例子中，顾客卡1具有一个带有方案A和B的金库1a，而零售商卡19具有一个带有方案B和C的金库19a。

如在上面所提到的以前专利说明书中所述，一个资金过户事务包括以下三个基本的用密码签发的消息：

(a)请求发送 由收款(零售商)金库发至付款(顾客)金库，

            请求同意的款额V；

(b)支付款额 由付款金库发至收款金库，其中包括支付款额V

            的支付命令；

(c)支付确认 由收款金库发至付款金库，确认收到款额V。

这些都是支付消息，如在以前的专利说明书中所述，都是用密码签发和验证的。

在发送这些支付消息的支付阶段以前，有一个在金库之间交换有关金库状态的信息的支付前阶段。金库状态信息用明码也就是非密码发送。在这个阶段，一个金库从另一个金库接收到的数据是“对方金库数据”。

图3还示出了顾客金库1a与零售商金库19a之间的交易的各消息的顺序。线20上面的消息是以明码发送的支付前消息，而线20下面的消息是以密码签发的。首先，通过向双方金库发送询问命令，终端18得到含有金库状态信息的响应。包含在金库状态信息内的是字节15至17的值，这些字节一起指示每个金库当前是在序列A至E中的哪个密码方案下工作的。

金库1a接收到来自终端18的“支付启动付款方”消息，从对方金库数据中确定金库19a当前处在方案B，从而得出它(指金库1a)将转移到方案B。

金库19a接收到来自终端18的“支付启动收款方”消息，从对方金库数据中知道金库1a当前处在方案A，而将转移到方案B。金库19a发送一个按方案B加密的、含有有关在它的EEPROM中字节15至17的值的信息的支付请求消息。金库1a期望金库19a会使用方案B。于是，它对使用方案B的支付请求的签署进行检验。作为检验发来的签署的一部分，它检验金库19a是否对将发生的转移，即金库1a将转移而金库19a不转移，有正确的理解。这样就可以消除任何不正常情况。例如，不可能双方金库都转移。如果指示出现了这种情况，就中止这次交易，双方金库都不转移。如果支付请求签署有效，金库1a就通过设置在它的EEPROM中的字节17不可逆转地转移到方案B。

然后，金库1a向金库19a发送一个支付款额消息。这个消息是用密码签发的，包括涉及字节15至17，表示金库1a已经转移到方案B。金库19a使用方案B检验来自金库1a的签署。最后，金库19a向金库1a发送一个用密码签发的支付确认消息，其中仍含有涉及它的字节15至17的信息。应该指出的是，方案状态信息首先是以明码在双方金库之间进行交换，然后加入所有三个用密码签发的基本支付阶段消息。在这些用密码签发的消息中的信息都是在ICC内部得出的，因此不能企图欺诈性地迫使方案转移在外部加以模拟。

在收款方金库的密码方案需要进行转移时，情况与上述类似，因为是与一个具有较新的当前方案的顾客金库进行交易。在这种情况下，收款方金库在接收到一个有效签发的支付款额消息时实施转移。

虽然以上说明的是依次转移到后继的密码方案的情况，但是也可能出现必须加以截止的情况。截止是一种废除从来在系统中使用的所有密码方案而以一个新的密码方案或密码方案序列重新开始的策略。例如，如果系统需要加以显著改进，或者发现安全性受到严重破坏，为了迫使撤销现有的ICC，截止可能就是必需的。

为了实现截止，在方案中要引入特种ICC。图4示出了一种这样的ICC的EEPROM21。这种EEPROM具有两个各带两个密码方案的金库22和23。

在安全性受到破坏的情况下，两个金库应分别具有属于一个“老”序列和一个“新”序列的方案，这两个序列应完全不同和不相互交叠。然而，如果系统不是由于密码被泄露而是由于管理上的原因要采取截止措施，那么这两个序列也可以是相同的。但是，这两个金库属于不同的截止范围，在字节15中具有各自的值。因此，金库的程序将不认可任何与另一个具有不同截止范围值的金库共同的密码方案，因为截止范围值是密码方案标识符的一部分。可以，这两个金库只能分别与相同截止范围的金库交接资金。在ICC21中选择使用哪个金库由一个从对方金库数据中识别出顾客金库中的字节15的值的例行程序作出。

零售商卡配置了两个不同范围的金库就可以在引入新卡的同时继续与老金库进行交易。这段交叠时间可以加以限制。这样安排的结果是使在原范围下颁发的电子现金与在新范围下颁发的电子现金隔离，从而可以限制任何涉及系统整体的危险。

Claims (7)

1.一种资金过户系统，它包括多个各有一个配置了一个资金存储器的电子金库的电子编程微处理器应用载体装置(ACD)，这些ACD可以连接成对而使金库互连，以便在交易中能在金库之间进行资金交接，所述资金交接是通过交换由一个密码保安方案加密的消息来实现的，所述系统还包括一个从老至新的密码保安方案的序列，而每个金库都被编程成配有所述序列中的至少两个方案，这些金库还被编程成在连接成对进行电子金库之间的资金交接时识别和使用这对金库的较老或最老的可使用的共同密码保安方案，并且禁止在其中一个金库中以后使用所述序列的被交换掉的任何较老的密码保安方案。

2.一种如在权利要求1中所提出的资金过户系统，其中所述每个金库都有一个存储本金库当前使用的密码保安方案的标识符的存储区，作为资金交接交易的预备阶段，在一对连接的的金库之间交换所述方案标识符。

3.一种如在任何以上权利要求中所提出的资金过户系统，其中所述每个金库都编程成配有所述序列中的两个相继的密码保安方案。

4.一种如在任何以上权利要求中所提出的资金过户系统，其中所述每个密码保安方案都包括至少一个密码算法和至少一个密钥，而所述序列的各组元它们的算法和/或它们的密钥各不相同。

5.一种如在任何以上权利要求中所提出的资金过户系统，其中所述密码保安方案序列的相继各组元除了分别与不同的方案标识符相对应外都相同，所述方案标识符存储在金库内，用来识别一对连接的金库的最老的共同密码方案和对在其中一个金库中禁止使用所述序列的任何较老的密码保安方案进行控制。

6.一种如在任何以上权利要求中所提出的资过户系统，其中选出的一些ACD各配有两个编程成分别配有不同的各自密码保安方案的电子金库，所选的ACD编程成在与另一个ACD连接时选择其中的一个金库，使得那个ACD的金库和所选金库之间可以按照金库密码保安系统的一致性进行交易。

7.一种资金过户系统，它包括多个各有一个配置了一个资金存储器的电子金库的电子编程微处理器应用载体装置(ACD)，这些ACD可以连接成对而使金库互连，以便在交易中能在金库之间进行资金交接，所述资金交接是通过交换由一个密码保安方案加密的消息来实现的，其中选出的一些ACD各配有两个编程成分别配有不同的各自密码保安方案的电子金库，所选的ACD编程成在与另一个ACD连接时选择其中一个金库，使得那个ACD的金库和所选金库之间可以按照金库密码保安系统的一致性进行交易。

Images