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Die Erfindung betrifft ein Einmalpasswort-Verfahren zur sicheren Durchführung einer mobilen Transaktion mit einem mobilen Endgerät mit einem Prozessor mit einem vertrauenswürdigen Bereich und einem nicht-vertrauenswürdigen Bereich.
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Mobile Endgeräte können die Gestalt eines Mobiltelefons, Smart Phones oder Personal Digital Assistants PDAs mit Mobiltelefonfunktion haben und haben sich verbreitet zur Durchführung von mobilen Transaktionen wie z. B. Banktransaktionen, Zahlungstransaktionen, Abruf von Dateninhalten und dergleichen etabliert. Eine mobile Transaktion zeichnet sich dadurch aus, dass die Transaktion mit einem mobilen Endgerät durchgeführt wird.
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Bei einer mobilen Transaktion werden einem Nutzer eines mobilen Endgeräts von einem Transaktionsserver Transaktionsdaten zur Überprüfung bereitgestellt. Eine Bestätigung der Transaktionsdaten durch den Nutzer bewirkt, dass die Transaktion durchgeführt wird. Gelegentlich wird die Bestätigung von Transaktionsdaten verkürzt auch als Bestätigung der Transaktion bezeichnet. Die Bestätigung besteht beispielsweise in der Eingabe eines Einmalpassworts OTP (OTP = One Time Password) am Endgerät und Übermittlung des OTP an den Transaktionsserver. Bei einer Banktransaktion wird das Einmalpasswort auch als TAN (TAN = Transaktionsnummer) bezeichnet. Für mobile Banktransaktionen wird das mTAN-Verfahren verwendet, bei dem eine durch einen Bankserver erzeugte TAN mittels Kurznachricht SMS (SMS = Short Message Service) als mTAN an das bei der Banktransaktion verwendete mobile Endgerät gesendet wird. Die richtige Eingabe der mTAN am mobilen Endgerät bewirkt, dass die Banktransaktion durchgeführt wird. Beim iTAN-Verfahren (iTAN = indizierte TAN) sind eine Mehrzahl von TANs mit Nummern versehen. Zur Bestätigung von Transaktionsdaten im iTAN-Verfahren muss die TAN mit der richtigen Nummer eingegeben werden. Hierzu wird dem Nutzer visuell eine Aufforderung angezeigt, zur Bestätigung der Transaktion die TAN zu einer vorbestimmten Nummer einzugeben.
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Eine Sicherheitslücke bei der Durchführung einer mobilen Transaktion mit einem mobilen Endgerät stellen prinzipiell die Schnittstellen zum Nutzer wie z. B. Tastatur und Display dar. Bösartige Softwareprogramme können am Display angezeigte Informationen verfälschen und dem Nutzer die Bestätigung von Transaktionsdaten vortäuschen, die von den tatsächlichen Transaktionsdaten abweichen. Beispielsweise wird dem Nutzer am Display ein gewünschter Empfänger und Betrag einer Zahlungsanweisung angezeigt, vom Nutzer unbemerkt aber im Hintergrund die Zahlung an einen davon abweichenden Empfänger mit einem abweichenden Betrag getätigt. Ebenso kann vom Nutzer über die Tastatur eingegebene Information verfälschet werden.
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Im Internet ist es für Transaktionen wie den Abruf von Daten mit einem Computer verbreitet, im Verlauf der Transaktion die Anwesenheit eines menschlichen Nutzers mittels eines CAPTCHA zu verifizieren (CAPTCHA = Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart). Dabei wird auf eine Dateneingabe eines Nutzers hin, um eine Transaktion zu bestätigen, zunächst die Transaktion verwehrt und stattdessen eine Zeichenfolge derart visuell verfremdet auf einem Display des Computers dargestellt, dass ein Mensch die Zeichenfolge entziffern kann, eine Maschine jedoch nicht. Wird die Zeichenfolge richtig in den Computer eingegeben, wird dies als Nachweis gewertet, dass die Dateneingabe durch den Nutzer erfolgte und nicht durch ein möglicherweise bösartige Software im Hintergrund, und die Transaktion wird fortgesetzt.
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Ein CAPTCHA kommt auch beim iTANplus-Verfahren der Fiducia IT AG zum Einsatz. Hierbei wird bei der Anzeige der Eingabeaufforderung zur Eingabe der iTAN zusätzlich im Hintergrund ein CAPTCHA dargestellt, in dem das Geburtsdatum des Bankkunden visuell verfremdet dargestellt ist. Vor der Eingabe der iTAN soll der Nutzer sein angezeigtes Geburtsdatum auf Richtigkeit überprüfen. Das CAPTCHA wird bei der Transaktion darüber hinaus nicht verwendet.
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Aus
WO 2010/049257 A1 ist ein Verfahren zur Authentisierung eines Nutzers gegenüber einem mit einer SIM-Karte betriebenen Mobiltelefon bekannt, bei dem der Nutzer des Mobiltelefon zusätzlich zur richtigen Eingabe der PIN (Personal Identification Number, Geheimzahl) eine durch die SIM-Karte erzeugte auf dem Display des Mobiltelefon verfälscht als CAPTCHA dargestellte Zufallszeichenfolge richtig eingeben muss. Mit dem in
WO 2010/049257 A1 beschriebenen Mobiltelefon könnte der Nutzer, nachdem er sich wie beschrieben gegenüber der SIM-Karte authentisiert hat, auf an sich bekannte Weise eine mobile Transaktion durchführen, mit den an sich bekannten Risiken wie z. B. möglichen Angriffen auf die Nutzerschnittstellen.
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Für mobile Endgeräte sind Prozessoren bekannt, welche einen vertrauenswürdigen und einen „normalen”, nicht-vertrauenswürdigen Bereich umfassen. Der vertrauenswürdige Bereich wird auch als „Trusted” oder „TrustZone” bezeichnet. Bei solchen Prozessoren werden sicherheitskritische Anwendungen und Services in dem vertrauenswürdigen Bereich ausgeführt, wohingegen Anwendungen und Services, welche nicht sicherheitskritisch sind, in dem nicht-vertrauenswürdigen Bereich ablaufen. Speziell für den vertrauenswürdigen Bereich und darin implementierte Anwendungen und Services ist im vertrauenswürdigen Bereich ein Sicherheitsbetriebssystem implementiert, das Anwendungen und Services innerhalb des vertrauenswürdigen „Trusted” Bereichs von unsicheren Anwendungen und Services im nicht-vertrauenswürdigen „normalen” Bereich trennt und zudem die Anwendungen und Services innerhalb des vertrauenswürdigen „Trusted” Bereichs voneinander trennt. Unter Anwendungen werden hierbei betriebssystemferne Funktionalitäten wie z. B. Transaktionsroutinen für z. B. Banktransaktionen oder Zahlungstransaktionen verstanden. Unter Services werden betriebssystemnahe Funktionalitäten verstanden, wie z. B. Treiber für die Tastatur oder das Display des Endgeräts oder Verschlüsselungsfunktionalitäten.
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Ein Prozessor der beschriebenen Art wurde von der Firma ARM entwickelt. Bei dieser Vorrichtung wird überwacht, ob der Prozessor in dem vertrauenswürdigen oder in dem nicht-vertrauenswürdigen Bereich betrieben wird. Ferner wird ein Umschalten zwischen dem vertrauenswürdigen und dem nicht-vertrauenswürdigen Bereich überwacht. Ein innerhalb des vertrauenswürdigen Bereichs einer ARM „TrustZone” implementiertes Sicherheitsbetriebssystem wird von der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung unter der Markenbezeichnung MOBICORE® bereitgestellt. Sicherheitskritische Anwendungen und Services sind aufsetzend auf dem MOBICORE® Betriebssystems als sogenannte Trustlets implementiert.
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Mit einem mobilen Endgerät mit einem Prozessor mit einem vertrauenswürdigen Bereich und einem nicht-vertrauenswürdigen Bereich, bei dem Services zum Ansteuern der Schnittstellen zum Nutzer, z. B. Tastaturtreiber und Displaytreiber, im vertrauenswürdigen Bereich vorgesehen sind, lässt sich eine mobile Transaktion auf besonders sichere Weise durchführen.
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Anpassungen des Prozessors an spezielle Hardwarekomponenten wie Tastaturen und Displays sind im vertrauenswürdigen Bereich wesentlich aufwändiger als im nicht-vertrauenswürdigen Bereich, da komplexe Sicherheitsstrukturen berücksichtigt werden müssen. Tastaturtreiber sind vergleichsweise einfache und vereinheitlichte Services. Daher lässt sich ein Tastaturtreiber vergleichsweise einfach im vertrauenswürdigen Bereich implementieren. Aufgrund der Vielzahl erhältlicher Displays und Teilkomponenten zur Ansteuerung von Displays wie z. B. Grafikkarten ist eine Implementierung von Displaytreibern im vertrauenswürdigen Bereich erheblich komplexer als die Implementierung von Tastaturtreibern dort.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein ökonomisches und zugleich sicheres Einmalpasswort-Verfahren zur Durchführung einer mobilen Transaktion mit einem mobilen Endgerät mit einem Prozessor mit einem vertrauenswürdigen Bereich und einem nicht-vertrauenswürdigen Bereich, einem Display und einer Tastatur zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1.
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Bei dem Verfahren nach Anspruch 1, mit einem mobilen Endgerät mit einem Prozessor, einem Display und einer Tastatur, werden Transaktionsdaten, die eine Transaktion charakterisieren, bereitgestellt, und wird eine Aufforderung zur Eingabe eines Einmalpassworts, um die Transaktionsdaten zu bestätigen, am Display angezeigt. Auf die Aufforderung hin wird an der Tastatur ein Einmalpasswort entgegengenommen, d. h. durch einen Nutzer eingegeben, an den Prozessor bereitgestellt und mit einem Vergleichs-Einmalpasswort verglichen. In dem Fall, dass das entgegengenommene Einmalpasswort mit einem Vergleichs-Einmalpasswort übereinstimmt, wird die Transaktion veranlasst. Soweit entspricht das Verfahren einem der unterschiedlichen an sich bekannten TAN-Verfahren. Die Erfindung geht weiter aus von einem Endgerät, bei dem der Prozessor einen vertrauenswürdigen Bereich und einen nicht-vertrauenswürdigen Bereich hat. Das Endgerät ist z. B. eines mit einer ARM TrustZone als vertrauenswürdigem Bereich und einem darin implementierten MOBICORE-Betriebssystem. Ein Service zur Ansteuerung der Tastatur, z. B. Tastaturtreiber, ist im vertrauenswürdigen Bereich implementiert, und ein Service zur Ansteuerung des Displays, z. B. Displaytreiber, ist im nicht-vertrauenswürdigen Bereich implementiert.
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Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass im vertrauenswürdigen Bereich eine Zufallszeichenfolge erzeugt und als Vergleichs-Einmalpasswort abgespeichert wird. Mit der erzeugten Zufallszeichenfolge wird eine Displayanzeige erzeugt, um eine verfremdete grafische Darstellung der Zufallszeichenfolge zu erzeugen, die derart verfremdet ist, dass ein Mensch die Zufallszeichenfolge aus der Displayanzeige am Display extrahieren kann, eine Maschine jedoch nicht. Als zumindest ein Teil der Aufforderung zur Eingabe des Einmalpassworts wird die Displayanzeige am Display angezeigt. Falls das Display frei von unerwünschten Manipulationen ist, ist in der Displayanzeige genau die erzeugte Zufallszeichenfolge verfremdet dargestellt. Falls das Display manipuliert ist, zeigt die Displayanzeige z. B. eine von der erzeugten Zufallszahlenfolge anweichende Zufallszahlenfolge oder irgend eine Grafik ohne erkennbare Zufallszahlenfolgen. Das Einmalpasswort wird an der Tastatur entgegengenommen, indem durch den Nutzer aus der Displayanzeige die Zufallszeichenfolge extrahiert wird und durch den Nutzer in die Tastatur eingegeben wird. Falls die Displayanzeige manipuliert ist, wird an dieser Stelle eine falsche Zufallszeichenfolge oder gar keine Zufallszeichenfolge eingegeben und somit ein falsches oder gar kein Einmalpasswort ein gegeben. Das Vergleichen des Einmalpassworts mit dem Vergleichs-Einmalpasswort wird im vertrauenswürdigen Bereich durchgeführt.
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Das Display des Endgeräts ist durch einen Service, z. B. Displaytreiber, gesteuert, der im nicht-vertrauenswürdigen Bereich implementiert ist. Hierdurch entfällt eine komplexe Anpassung des vertrauenswürdigen Bereichs des Prozessors an die Vielzahl unterschiedlicher erhältlicher Displays. Dadurch ist allerdings das Display anfällig gegenüber Angriffen durch bösartige Software. Die Tastatur dagegen wird mit einem Service, z. B. Tastaturtreiber, gesteuert, der im vertrauenswürdigen Bereich des Prozessors implementiert ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass über die Tastatur eingegebene Daten unverfälscht an den Prozessor weitergeleitet wird. Eine Übereinstimmung einer in die Tastatur eingegeben Zufallszeichenfolge mit der ursprünglich im vertrauenswürdigen Bereich erzeugten Zufallszeichenfolge ist somit der Nachweis für eine Unbeschadetheit der Displayanzeige und somit für die Vertrauenswürdigkeit der zu bestätigenden Transaktionsdaten. Eine Abweichung einer in die Tastatur eingegeben Zufallszeichenfolge von der ursprünglich im vertrauenswürdigen Bereich erzeugten Zufallszeichenfolge ist ein Nachweis für eine Manipulation an der Displayanzeige. Die Strecke zwischen der Tastatur und dem Prozessor scheidet dabei als Angriffsbereich für Manipulationen aus, da die Tastatur sicher an den vertrauenswürdigen Bereich angebunden ist. Enthält die Displayanzeige auf Grund von Manipulationen gar keine erkennbare Zufallszeichenfolge, erfolgt keine Eingabe an der Tastatur. Selbst wenn ein Nutzer eine verfälschte Zufallszeichenfolge vom Display abliest und in die Tastatur eingibt, wird die Verfälschung durch den vertrauenswürdigen Bereich erkannt. Nur wenn die richtige Zufallszeichenfolge in der Displayanzeige erkannt und in die Tastatur eingegeben wird, wird die Transaktion veranlasst. In allen anderen Fällen, wird die Transaktion an irgend einer Stelle abgebrochen. Im Fall, dass die Displayanzeige keine Zufallszeichenfolge enthält, geschieht der Abbruch der Transaktion durch Nichteingabe des Einmalpassworts. Im Fall, dass die Displayanzeige eine falsche Zufallszeichenfolge enthält, geschieht der Abbruch beim Vergleich des Einmalpassworts und des Vergleichs-Einmalpassworts, und somit durch den vertrauenswürdigen Bereich des Prozessors.
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Daher ist gemäß Anspruch 1 ein ökonomisches und zugleich sicheres Einmalpasswort-Verfahren zur Durchführung einer mobilen Transaktion mit einem mobilen Endgerät mit einem Prozessor mit einem vertrauenswürdigen Bereich und einem nicht-vertrauenswürdigen Bereich, einem Display und einer Tastatur geschaffen.
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Wahlweise werden die Transaktionsdaten dadurch bereitgestellt, dass sie am Display angezeigt. Wahlweise werden die Transaktionsdaten gemeinsam mit der Aufforderung zur Eingabe eines Einmalpassworts am Display angezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist auf dem Display zusammen mit der Displayanzeige, die die verfremdete Zufallszahlenfolge enthält – oder im Fall dass das Display manipuliert ist evtl. falsch oder gar nicht enthält –, eine grafische Darstellung der zu bestätigenden Transaktionsdaten dargestellt. Der Nutzer kann so in einem einzigen Schritt die Richtigkeit der Transaktionsdaten überprüfen und die Zufallszeichenfolge aus der Displayanzeige extrahieren. Falls die Transaktionsdaten auf dem Display richtig angezeigt werden, im Hintergrund aber andere Transaktionsdaten für die Transaktion bereitgehalten werden, ist das Display manipuliert. In diesem Fall ist höchstwahrscheinlich auch die Displayanzeige derart verfälscht, dass sie keine entzifferbare Zufallszahlenfolge enthält, und die Transaktion wird durch Nichteingabe des Einmalpassworts abgebrochen. Falls der Nutzer falsche Transaktionsdaten am Display sieht, wird er die Transaktion ohnehin abbrechen. Das Verfahren in der Ausführungsform, dass die Transaktionsdaten am Display angezeigt werden oder sogar die Transaktionsdaten gemeinsam mit der Aufforderung zur Eingabe eines Einmalpassworts am Display angezeigt werden, ist somit besonders sicher.
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Wahlweise wird die Zufallszeichenfolge dadurch in verfremdeter Form angezeigt, dass sie als CAPTCHA angezeigt wird.
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Als Transaktion ist beispielsweise eine Banktransaktion oder Zahlungsverkehrtransaktion vorgesehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der zeigt:
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1 in schematischer Darstellung ein mobiles Endgerät, mit einem außerhalb des Endgeräts und vergrößert dargestellten Prozessor mit einem vertrauenswürdigen Bereich und einem nicht-vertrauenswürdigen Bereich, zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt ein mobiles Endgerät 10 mit einem Display 11, einer Tastatur 12 und einem Prozessor 20. Der Prozessor 20, der innerhalb des Endgeräts 10 vorgesehen ist, ist der Übersichtlichkeit außerhalb des Endgeräts 10 und vergrößert dargestellt. Der Prozessor 20 hat eine Prozessorplattform 21, wie sie z. B. von ARM bereitgestellt wird, und darauf aufsetzend einen vertrauenswürdigen Bereich 23 und einem nicht-vertrauenswürdigen Bereich 22. Im vertrauenswürdigen Bereich ist ein Sicherheitsbetriebssystem 231 implementiert, wie z. B. MOBICORE, im nicht-vertrauenswürdigen Bereich 22 ist ein Normalbetriebssystem 221 implementiert. Ein Tastaturtreiber 232 zur Ansteuerung der Tastatur 12 ist im vertrauenswürdigen Bereich 23, unter der Steuerung des Sicherheitsbetriebssystems 231 implementiert. Ein Displaytreiber 222 zur Ansteuerung des Displays 11 ist im nicht-vertrauenswürdigen Bereich 22 implementiert, unter der Steuerung des Normalbetriebssystem 221. Im vertrauenswürdigen Bereich 23 ist weiter eine Zufallszeichenfolgen-Applikation 233 implementiert sowie eine Banking-Applikation 234. Die Applikationen und Services 222, 223, 224 aus dem nicht-vertrauenswürdigen Bereich 22 haben keinen Zugriff auf die Applikationen und Services 232, 233, 234 im vertrauenswürdigen Bereich 23.
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Im Folgenden wird die Durchführung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung an Hand von 1 dargelegt. Der Nutzer des Endgeräts 10 startet die Banking-Applikation 234, um eine Transaktion gemäß durch den Nutzer festgelegten Transaktionsdaten zu tätigen. Die Transaktion hat z. B. den Inhalt, einen Zahlungsbetrag an einen Zahlungsempfänger zu überweisen, wobei der Zahlungsbetrag, der Zahlungsempfänger und evtl. weitere Daten wie z. B. Zahlungszeitpunkt und dergleichen die Transaktionsdaten darstellen. Das Endgerät 10 tritt in Datenverbindung mit einem Bankserver (nicht dargestellt), übermittelt die Transaktionsdaten an den Bankserver und fordert beim Bankserver die Durchführung der Transaktion an. Der Bankserver stellt die Transaktionsdaten zur Bestätigung an das Endgerät 10 bereit. Die im vertrauenswürdigen Bereich 23 unter Steuerung des Sicherheitsbetriebssystems 231 implementierte Banking-Applikation 234 sendet an die ebenfalls dort implementierte Zufallszeichenfolgen-Applikation 233 eine Anfrage zur Erzeugung einer Zufallszeichenfolge ZZ. Die Zufallszeichenfolgen-Applikation 233 erzeugt eine Zufallszeichenfolge ZZ und erzeugt daraus ein CAPTCHA zZ, d. h. eine verfremdete Darstellung der Zufallszeichenfolge ZZ. Die Transaktionsdaten und das CAPTCHA zZ werden unter Steuerung des Sicherheitsbetriebssystems 231 aus dem vertrauenswürdigen Bereich 23 in den nicht-vertrauenswürdigen Bereich 22 an den Displaytreiber 222 übertragen und durch den Displaytreiber 222 auf dem Display 11 zur Anzeige gebracht, so dass auf dem Display 11 eine Displayanzeige zu sehen ist. Die Displayanzeige enthält eine Auflistung von Transaktionsdaten und ein CAPTCHA zZ*. Falls der Displaytreiber 11 frei von Manipulationen ist, ist das CAPTCHA zZ* identisch mit dem im vertrauenswürdigen Bereich 23 durch die Zufallszeichenfolgen-Applikation 233 erzeugten CAPTCHA zZ, und die im CAPTCHA zZ* codierte Zufallszeichenfolge ZZ* ist identisch mit der im vertrauenswürdigen Bereich 23 durch die Zufallszeichenfolgen-Applikation 233 erzeugte Zufallszeichenfolge ZZ, und die auf dem Display 11 aufgelisteten Transaktionsdaten sind identisch mit den vom Bankserver gelieferten Transaktionsdaten. Der Nutzer überprüft die auf dem Display 11 angezeigten Transaktionsdaten, verifiziert ihre Richtigkeit, extrahiert daraufhin durch Betrachtung mit dem Auge aus dem CAPTCHA die Zufallszeichenfolge ZZ* und gibt sie über die Tastatur 12 in das Endgerät und somit direkt in den vertrauenswürdigen Bereich 23 ein, um die Transaktionsdaten zu bestätigen. Im vertrauenswürdigen Bereich 23 wird die von der Tastatur 12 erhaltene Zufallszeichenfolge ZZ* mit der abgespeicherten Zufallszeichenfolge ZZ verglichen. Falls ZZ und ZZ* übereinstimmen, wird die Bestätigung der Transaktionsdaten an den Bankserver weitergereicht und somit die Durchführung der Transaktion veranlasst. Falls ZZ und ZZ* voneinander abweichen, wird die Bestätigung der Transaktionsdaten gestoppt und nicht an den Bankserver weitergeleitet und somit die Transaktion abgebrochen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010/049257 A1 [0007, 0007]
