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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein System
für entfernte
elektronische Transaktionen, wobei das System ein Telekommunikationsnetzwerk
umfasst, wie ein Telefonnetzwerk. Die Erfindung betrifft insbesondere
ein System zum Liefern von elektronischer Dienstleistungen, inklusive
Finanztransaktionen und Identifikationen, und wobei elektronische
Zahlungssysteme eingesetzt werden, wie sogenannte „Smart-Karten" oder „IC-Karten" und ein Kommunikationsnetzwerk
für das Übertragen
von Zahlungsdaten.
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Technischer
Hintergrund der Erfindung
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Das entfernte Bestellen mit der Hilfe
von beispielsweise einem Telefon ist an sich bekannt. Es ist beispielsweise
möglich, über Telefon
Gegenstände
von einer Versandfirma zu bestellen. In diesem Zusammenhang muss
jedoch die Zahlung später
erfolgen, bei Lieferung. Dies wird sowohl vom Diensteanbieter (der
Versandfirma) als auch dem Konsumenten (dem bestellenden Kunden)
als unangemessen und nachteilig angesehen, insbesondere im Falle,
dass der Kunde für
jemand anderes bestellt.
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Systeme für die elektronische Zahlung
sind an sich bekannt. Es ist beispielsweise bekannt, mit der Hilfe
eines entfernt sehenenden Computers (PC) finanziele Transaktion
(„Telebanking") auszuführen. In
diesem Zusammenhang wird der Computer des Kunden als Hilfe benutzt,
um Befehle an den Computer der Zahlungsinstitution zu übermitteln.
Der Computer des kunden kann auch eingesetzt werden, um den kunden
durch beispielweise eine PIN (persönliche Inentifikations- Numer)
zu identifizieren.
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Weiter ist es bekannt, kartenartige
elektronische Zahlungsmittel einzusetzen, um elektronisch zu zahlen.
So sind Telefonzellen neuerdings mit Mitteln ausgestattet, um mit
einem elektronischen Zahlungskartenmittel bezahlen zu können. Es
ist festzustellen, dass in diesem Text der Begriff „Smart-Karte" oder „IC-Karte" eingesetzt werden
wird, um elektronische Zahlungsmittel anzuzeigen, die einen integrierten
Schaltkreis aufweisen, der mindestens ein Speicher aber vorzugsweise
auch ein Prozessor aufweist. Solche elektronischen Zahlungsmittel,
die üblicherweise
durch eine Karte gebildet werden, in der der integrierte Schaltkreis
eingelassen ist, ermöglichen
in den meisten Fällen
die Speicherung eines Guthabens, welches einen Wert darstellt (sogenannte „Prepaid-Karten" oder „vorbezahlte
Karten") und erlauben
auch häufig
eine Identifikation des Benutzers. Es ist jedoch auch zu verstehen,
dass Zahlungskarten, die einen Magnetstreifen haben, um ein Guthaben und/oder
Identifikationsdaten zu speichern (sogenannte Magnetstreifenkarten)
für viele
Anwendungen ebenso wie Smart-Karten geeignet sind.
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Existierende Systeme für elektronische
Zahlungen machen es möglich,
für gewisse
Dienstleistungen während
deren Benutzung zu bezahlen, beispielsweise im Falle von den obenerwähnten öffentlichen
Telefonzellen, die durch eine Karte aktiviert werden können. Häufig ist
es jedoch nicht möglich,
in sicherer Weise für eine
Anzahl von verschiedenen Dienstleistungen im Voraus mit Hilfe einer
IC-Karte und einem Telefongerät
zu bezahlen. Darüber
hinaus fehlt in existierenden Systemen die Option, die IC-Karte
in einer entfernten Art und weise wieder aufzuladen, dass heisst
am Ort des Kunden. Darüber
hinaus erlauben es Systeme nach dem Stand der Technik nicht, in
einfacher Weise die Systeme zu erweitern, wenn sich die Nachfrage
nach Transaktionen aus der Entfernung erhöht.
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Die internationale Patentanmeldung
wO 94/11849 beispielsweise beschreibt ein System zur Durchführung von
Zahlungen mit der Hilfe der Mobiltelephonie (GSM). Bei dem bekannten
System sind die Benutzerrechte mit der Hilfe einer Benutzerkarte
(SIM) festzustellen und ein Identifikationscode wird lokal überprüft. Die bekannten
Systeme liefern keine Möglichkeit,
Zahlungskarten wie sogenannte „Prepaid-Karten" einzusetzen.
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Die internationale Patentanmeldung
WO 92/21110 beschreibt ein System für die Nutzung von Diensten
mit einem Telefonapparat, welcher mit einem Smartkartenleser ausgestattet
ist. Die Smartkarte ist dazu da, den Benutzer zu identifizieren.
Das bekannte System benutzt eine Kupplung der Smartkarte eines Benutzers und
dem Computers eines Dienstleisters, aber benutzt kein speziell ausgestaltetes
System zur Vereinfachung von entfernten Transaktionen. Auch umfasst
dieses System des Standes der Technik keine Mittel zur Erreichung
einer verkürzten
Transaktionszeit.
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Die europäische Patentanmeldung
EP 0 590 861 beschreibt
ein Verfahren zur Autorisierung von Kreditkarten oder Debitkarten.
Ein Autorisierungscode wird einem Verkäufer gegeben, falls ein Kartenhalter
autorisiert ist, die Ausgaben eines Kaufes einzugehen. Der Verkäufer belastet
dann die Kreditkartengesellschaft für den Kauf und den Einsatz
des Autorisierungscodes. Dieses Verfahren des Standes der Technik
gestattet nicht die Möglichkeit
der direkten Zahlung. Der Einsatz von Smart-Karten ist nicht beschrieben.
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Die europäische Patentanmeldung
EP 0 618 539 beschreibt
ein Verfahren zum Anbieten von Diensten unter Einsatz von Kreditkarten über ein
Telefonnetzwerk. Es gibt keine direkte Belastung von Kreditkarten
oder Smart-Karten.
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Die europäische Patentanmeldung
EP 0'658'862 beschreibt
ein Verfahren und ein System für
die Durchführung
von Transaktionen unter Einsatz von Smart-Karten. Ein Smart-Karten-Gateway
dient als Übermittler
zwischen dem Benutzer und einem Servicedienstleiter, um Kreditinformation
zu erhalten. Ein Kreditbüro-Host
wird eingesetzt, um Kreditinformation zu validieren. Smart-Karten
werden in diesem System aus dem Stand der Technik nur für die Identifikation
eingesetzt. Es besteht keine Beschreibung einer direkten Zahlung durch
Einsatz von Smart-Karten.
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Die europäische Patentanmeldung
EP 0 588 339 und das entsprechende
US Patent 5,396,598 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung
für den
Ausgleich von Konten unter Einsatz von IC-Karten. Das Verfahren nutzt geheime
und öffentliche
Schlüssel
und digitale Signaturen, um die Kartendaten zu schützen und
gestattet einen direkten Austausch von Daten zwischen Kartenendgeräten. Es
besteht keine Beschreibung eines Systems, in dem Zahlungsdaten bei
einer vertrauenswürdigen
Drittpartei gespeichert werden.
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Das europäische Patent
EP 0 501 697 beschreibt ein Verfahren
des Einsatzes von Kommunikationsleitungssystemen, um eine Kredittransaktion
zwischen einem Kunden, einem Verkäufer und einer einen Kredit zusprechenden
Einheit zu vermitteln, wobei das Verfahren die Schritte des Empfangens
einer Transaktionsartinformation von dem Kunden und danach das Erhalten
und Weiterbeliefern einer Kreditidentifikationsnummer von diesem
Kunden umfasst.
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Zusammenfassung der Erfindung Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die ebenerwähnten und anderen
Nachteile des Standes der Technik zu eliminieren und ein System
zu liefern, welches es möglich macht,
aus der Entfer nung für
eine Vielzahl von verschiedenen Diensten mit der Hilfe eines elektronischen Zahlungssystems
zu bezahlen, wie einer Smart-Karte oder einem elektronischen Zahlungsmittel
mit einem integrierten Schaltkreis mit mindestens einem Speicher,
aber vorzugsweise auch einem Prozessor oder solchen elektronischen
Zahlungsmitteln, die ausschliesslich zur Identifikation dienen und
bei denen Zahlungen einem Konto belastet werden. Es ist auch ein
Ziel der Erfindung, ein System zu liefern, welches es möglich macht,
in einer einfachen aber verlässlichen
Weise aus der Entfernung elektronische Zahlungen zu verarbeiten.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein System zu liefern, welches
ein existierendes Telekommunikationsmittel nutzt, beispielsweise
das öffentliche
Telefonnetzwerk. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein System
zu liefern, welches die Option liefert, aus der Entfernung Smart-Karten
wieder aufzuladen. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein System
zu liefern, welches die Option der Wiederaufladung einer Smart-Karte
aus der Entfernung und/oder der Identifikation aus der Entfernung
ermöglicht.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein System für Transaktionen
aus der Entfernung anzugeben, welches skalierbar und in einfacher
Weise ausbaubar ist.
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Zu diesem Zweck liefert die vorliegende
Erfindung ein System für
elektronische Dienste aus der Entfernung wie Finanz-Dienstleistungen,
das ein Kommunikationsnetzwerk, eine Zugangseinheit, die sowohl
mit dem Netzwerk als auch mit einer oder mehreren Unterstützungseinheiten
verbunden ist, ein Endgerät,
wie ein Mobiltelefon mit elektronischen Zahlungsmittel in diesem,
die vorzugsweise ausschliesslich der Identifikation dienen, das
mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, eine Diensteeinheit,
die mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, aufweist, wobei
das Endgerät
mit Mitteln zum Austausch von Informationen mit einem Zahlungsmittel
ausgestattet ist.
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Die Zugangseinheit kann Dienste ermöglichen
durch Liefern einer (vorzugsweise transparenten) Mittlerfunktion
zwischen dem Endgerät
und dem elektronischen Zahlungsmittel eines Kunden, (b) die Diensteeinheit
eines Dienstleisters, und (c) einer Transaktionseinheit, die die
Zahlung der angebotenen Dienste ermöglicht. Zusätzlich kann die Zugangseinheit
als eine (vorzugsweise transparente) vermittelnde Einheit zwischen dem
elektronischen Zahlungsmittel eines Kunden und einer Wiederaufladeeinheit
dienen, um Finanzdienstleistungen zu liefern.
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Die besagte Zugangseinheit zum Ermöglichen
von Dienstleistungen durch Liefern von Kommunikationswegen zwischen
einem Benutzerendgerät,
einer Serviceeinheit und Unterstützungseinheiten
umfasst vorzugsweise ein Sprachantwortsystem und einen Kommunikationsserver,
die zusammen mit einer Steuerverbindung und einer Datenverbindung
verbunden sind, wobei die Sprachantworteinheit so angeordnet ist,
um eine Dienstanfrage zu behandeln und die Anforderung über die
Steuerleitung an den Kommunikationsserver weiterzuleiten, wobei
der Kommunikationsserver so ausgestaltet ist, um in Antwort auf
die Dienstanfrage einen Kommunikationsweg zwischen dem Sprachantwortsystem über die
Datenverbindung und den Kommunikationsserver zu einer Unterstützungseinheit
aufzubauen.
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Mit der Hilfe von einem solchen System
ist es für
einen Benutzer möglich, über das
Endgerät
und das Kommunikationsnetzwerk, einen direkten Kommunikationsweg
mit der Zugangseinheit aufzubauen, wonach die Zugangseinheit die
Diensteeinheit eines Dienstleisters und die Transaktionseinheit
des Systems kontaktiert. Auf diese Art und Weise kann ein Dienst
angefordert werden und über
die Transaktionseinheit in Kombination mit der Smart-Karte kann
direkt und aus der Entfernung bezahlt werden. Weiterhin ist es mit
solch einem System möglich,
aus der Ferne Smart-Karten in dem Falle wieder aufzuladen, dass
das System auch eine Wiederaufladungseinheit aufweist, die mit der
Zugangseinheit verbunden ist. Weiterhin ist es möglich, einen Kartenbenutzer
zu identifizieren, falls das System auch mit einer Identifikationseinheit
versehen ist, die mit der Zugangseinheit verbunden ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben,
in denen:
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1 diagrammartig
ein Ausführungsbeispiel
eines Systems gemäss
der Erfindung zum elektronischen Ausführen von Finanztransaktionen
und Bestelldienstleistungen zeigt,
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2 diagrammartige
die Zugangseinheit und zugeordnete Teile des Systems nach 1 zeigt,
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3 diagrammartig
die Verarbeitungsprozesse der Zugangseinheit der 2 zeigt,
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4 diagrammartig
ein Beispiel einer Ressourcentabelle, die in der Zugangseinheit
nach den 2 und 3 eingesetzt wird, zeigt,
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5 diagrammartig
den Austausch von Nachrichten zwischen den bildenden Teilen eines
Systems zur Zahlung aus der Entfernung in Übereinstimmung mit der Erfindung
zeigt.
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Beispielhafte Ausführungsbeispiele
Das in der 1 als Beispiel
dargestellte System 1 umfasst eine Zugangseinheit 2,
die mit drei Unterstützungseinheiten
verbunden ist, das heisst eine Transaktionseinheit 3, eine
Wiederaufladeeinheit 4 und eine Ausbaueinheit 5,
wobei die Kommunikationsverbindungen 13, 14 beziehungsweise 15 verwendet
werden. Die Zugangseinheit 2 ist mit einem Kommunikationsnetzwerk 6 über eine Kommunikationsverbindung 16 verbunden.
Eine Diensteeinheit 7 und ein Endgerät 6 sind mit dem Kommunikationsnetzwerk 6 über eine
Kommunikationsverbindung 17 bzw. 18 verbunden.
Es ist wohl verstanden, dass in der Praxis eine Vielzahl von Endgeräten 8 und
Diensteeinheiten 7 mit dem Kommunikationsnetzwerk 6 über eine
Vielzahl von parallelen Kommunikationsverbindungen 17 bzw. 18 verbunden
werden können.
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Das Kommunikationsnetzwerk 6,
welches die Kommunikation zwischen einem Konsumenten (über ein Endgerät 8),
einem Dienstleister (über
eine Diensteeinheit 7) und die Transaktions-, Wiederaufladungs-
und Ausbau-Einheiten 3, 4 beziehungsweise 5 (über die
Zugangseinheit 2) liefert, ist vorzugsweise durch ein festes Telefonnetz
(PSTN) gebildet. Es ist wohl verstanden, dass das Kommunikationsnetzwerk 6 natürlich auch
ein Mobilkommunikationsnetzwerk wie ein GSM- oder DECT-Netzwerk
umfassen kann oder ein anderes festes Kommunikationsnetzwerk, wie
ein ISDN-Netzwerk. Im dargestellten Beispiel sind die Kommunikationsverbindungen 16 bis 18 und
auch die Kommunikationsverbindung 24 Telefonleitungen.
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Das Endgerät 8 eines Konsumenten
(Benutzers) kann durch ein gewöhnliches
Telefongerät
gebildet werden, aber es ist auch möglich, dass es ein Mobiltelefon,
ein ISDN-Gerät
oder möglicherweise
ein Faxgerät ist.
Das Endgerät 8 ist
mit (internen oder externen) Schnittstellenmitteln 10 versehen,
um Daten mit einem elektronischen Zahlungssystem 9, wie
einer Smart-Karte auszutauschen, welche mit einem integrierten Schaltkreis versehen
ist, um Zahlungs- und/oder Identifikationsdaten zu speichern und
zu verarbeiten. Ein Endgerät 8 kann
eingesetzt werden, welches speziell ausgestattet ist, um elektronische
Zahlungstransaktionen auszuführen
und welches zu diesem Zweck einen Smart-Karten-Leser/Schreiber umfasst. Ein gewöhnliches
Telefongerät
kann jedoch in vorteilhafter Weise in Kombination mit einer Vorrichtung
verwendet werden, die in der internationalen Patentanmeldung WO 97/14124
beschrieben ist. Solch eine Vorrichtung (als Schnittstellenmittel 10 arbeitend)
liefert eine transparente Schnittstelle zwischen einer Smart-Karte
und einem Telefongerät
und wandelt elektrische Smart-Kartensignale in akustische Signale
und umgekehrt um, ohne die übertragenen
Daten in eigentlicher weise zu verändern. Die transparente Schnittstelle
liefert einen transparenten Weg zwischen der Smart-Karte und (dem
Sicherheitsmodul) der Transaktionseinheit, wie es später im Detail
näher beschrieben werden
wird. Ein geeignetes Schnittstellenelement 10 kann auch
in der Kommunikationsverbindung 18 verbunden werden und
somit elektrisch mit dem Endgerät 8 verbunden
sein.
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Die Diensteeinheit 7 umfasst
vorzugsweise eine Spracherzeugungsantworteinheit („Sprachantwortsystem"), welche durch DTMF-Töne gesteuert
wird, die entweder durch das Endgerät des Benutzers oder durch
die Antworteinheit erzeugt werden. Die Antworteinheit des Dienstleisters
kann durch einen geeignet programmierten Computer gebildet werden.
Die Diensteeinheit 7 kann auch aus einem weiteren Endgerät, wie einem
Telefonapparat, bestehen und aus einer Datenverarbeitungseinrichtung,
wie einem Personalcomputer, der von einem menschlichen Bediener
gesteuert wird. Die Diensteeinheit 7 kann ausgestaltet
sein, um Dienstleistungen mit einer Belastung auszuführen, wie
das Ausliefern von Nahrungsmitteln oder das Buchen einer Reise,
aber es können
auch Finanzdienstleistungen wie das Überweisen von Geld umfasst
sein. Obwohl die Diensteeinheit 7 mit der Zugangseinheit 2 über das
Netzwerk als verbunden dargestellt ist, können andere Ausführungsbeispiele
bestehen, bei denen eine Diensteeinheit 7 direkt über das
Sprachantwortsystem 21 mit der Zugangseinheit 2 verbunden
ist.
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In dem dargestellten Beispiel vereinfacht
die Zugangseinheit Dienste durch Liefern einer (vorzugsweise transparenten)
Mittlereinheit zwischen: (a) dem Erdgerät 8 und der Smart-Karte
ei nes Kunden, (b) der Diensteeinheit 7 eines Dienstleisters
und (c) der Transaktionseinheit 3, die die Zahlung der
offerierten Dienste ermöglicht.
Zusätzlich
kann die Zugangseinheit 2 als (vorzugsweise transparente)
Mittlereinheit zwischen einer Smart-Karte 9 eines Konsumenten und
einer Wiederaufladeeinheit 4 dienen, um Finanzdienstleistungen
auszuführen.
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Die Zugangseinheit 2 besteht
aus mindestens einem Sprachantwortsystem 21 und mindestens
einem Kommunikationsserver 22. Diese zwei sie ausbildenden
Komponenten der Zugangseinheit 2 sind miteinander über eine
Steuerleitung 23 und eine Datenleitung 24 verbunden.
Wie später
im Detail erklärt
werden wird, können
die Steuerleitung 23 und die Datenleitung 24 ein
Kommunikationsnetzwerk (zum Beispiel PSTN, ISDN oder X.25) umfassen.
Die Transaktionseinheit 3, die Wiederaufladeeinheit 4 und
die Ausbaueinheit 5 sind mit dem Kommunikationsserver 22 über die
Zugangseinheit 2 über
Kommunikationsverbindungen 1, 14 beziehungsweise 15 verbunden.
Die Kommunikationsverbindungen 13, 14 und 15 können Übertragungsleitungen sein,
können
aber auch geeignete Netzwerke umfassen.
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Das System der 1 kann wie folgt angewandt werden (es
wird angenommen, dass das Endgerät 8 ein übliches
Telefongerät
ist und der betreffende Kunde über
eine Schnittstellen- oder Übertragungsvorrichtung 10 gemäss der internationalen
Patentanmeldung WO 97/14124 verfügt,
um die Smart-Karte 9 und das Telefongerät 8 zu verbinden).
Der Kunde benutzt das Endgerät
(Telefongerät)
8, um eine Verbindung mit dem Sprachantwortsystem 21 der
Zugangseinheit 2 in einer üblichen Art und Weise aufzubauen.
Der Kunde wählt einen
gewissen Dienst, entweder durch Einsatz einer (Telefon-) Nummer,
die sich auf diesen Dienst bezieht oder (im Falle einer gemeinsamen
Nummer für
mehrerer Dienste) durch Einfügen
einer oder mehrer zusätzlicher
Nummern auf dem Endgerät 8, möglicherweise
in Antwort auf von dem Sprachantwortsystem 21 gestellten
Fragen. Nachfolgend stellt das Sprachantwortsystem 21 über das
Netzwerk 6 eine Verbindung mit der Diensteeinheit 7 des
betreffenden Dienstleisters auf.
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In diesem Zusammenhang kann das Sprachantwortsystem 21 seine
(kryptographisch geschützten) Identifikationsinformationen
ausgeben, um gemeinsam das Sprachantwortsystem 21 und die
Diensteeinheit zu identifizieren.
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Der Kunde wählt seinen Dienst (oder Produkt),
woraufhin die Diensteeinheit 7 des Dienstleisters eine Abfolge
von DTMF-Tönen
erzeugt, die für
den Dienst und dessen Kosten repräsentativ sind. Alternativ benutzt die
Diensteeinheit 7 ein anderes Protokoll, um Steuerinformationen
auszutauschen. Das Sprachantwortsystem 21 plaziert dann
den Dienstleister in den Wartemodus und gibt dem Kunden Instruktionen
in bezug auf die Zahlung. Im wesentlichen zur gleichen Zeit etabliert
das Sprachantwortsystem 21 über den Kommunikationsserver 22 eine
Verbindung mit der Transaktionseinheit 3. Um den Schaltprozess
in dem Kommunikationsserver zu steuern sendet das Sprachantwortsystem 21 über die
Verbindung 23 nachfolgend Befehle an den Server 22.
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Der Konsument startet den Zahlungsprozess
durch Drücken
einer bestimmten Taste (beispielsweise „*") auf seinem Telefongerät (Endgerät) 8 oder
auf seiner Übertragungs-
(Schnittstelen) Einrichtung 10. Welche Taste gedrückt werden
muss kann dem Kunden durch das Sprachantwortsystem 21 übermittelt
werden. Eine andere Taste (beispielsweise „#") kann dazu dienen, die Transaktion
abzubrechen. Im Falle, dass der Zahlungsprozess stattfindet wird
die Teilnehmerleitung des Kunden mit der Transaktionseinheit 3 verbunden.
Der Konsument platziert sein Zahlungsmittel 9 (Smart-Karte) in der betreffenden
Vorrichtung 10 und hält
diese Vor richtung 10 gegen (das Handgerät) des Telefongerätes 8.
Nachfolgend drückt
er eine Taste der Vorrichtung 10, woraufhin die Karte 9 und
(ein Sicherheitsmodul 31) der Transaktionseinheit 3 zum
Austausch der Zahlungsinformation schreitet. Solch eine Vorrichtung 10 wird
vorzugsweise mit einem Anzeigeschirm versehen, auf dem der Status
der Zahlungstransaktion dargestellt ist.
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Nachdem die Zahlung durchgeführt worden
ist, erhält
der Kunde ein (beispielsweise akustisches) Signal, welches darauf
hinweist, dass die Transaktion vollständig abgelaufen ist und dass
eine neue Transaktion, falls notwendig, gestartet werden kann. Zu
diesem Zweck empfängt
der Dienstleister eine Rückmeldung
von dem Sprachantwortsystem. Das Sprachantwortsystem 21 kann
den Kunden dazu einladen, andere Dienste mit der Hilfe von DTMF-Tönen auszuwählen.
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Das System 1 der vorliegenden
Erfindung liefert so einen transparenten vollständigen, von einem Ende zum
anderen Ende führenden
Weg zwischen der Smart-Karte (9 in der 1) und einem Sicherheitsmodul („SM", 31 in
der 1) um Zahlungsinformationen
auszutauschen. In alternativer Weise liefert das System 1 einen
(vorzugsweise transparenten) Weg zwischen der Smart-Karte 9 und
der Wiederaufladeinheit 4 (um das Guthaben der Karte 9 aufzuladen)
oder der Ausbaueinheit 5 (um zusätzliche Dienste anzubieten,
wie die Benutzeridentifikation). Das System 1 liefert auch
eine (Sprach-) Verbindung zwischen dem Endgerät 8 des Benutzers
und der Serviceeinheit 7 des Dienstleisters.
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Die Struktur der Zugangseinheit 2 wird
nun in grösseren
Detail unter Bezugnahme auf die 2 erläutert.
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In dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das
Sprachantwortsystem 21 zwei Schalter 211 und 212,
mindestens eine Sprachantworteinheit 213 in der 2 als „VRU" bezeichnet und einer Steuereinheit 214.
Der erste Schalter 211 ist über eine Kommunikationsverbindung 16 mit
einem Netzwerk verbunden, beispielsweise mit dem Netzwerk 6 der 1. Wie in der 2 dargestellt kann die Verbindung
16 aus einer Vielzahl aus Unterverbindungen bestehen, beispielsweise
einzelnen Telefonleitungen. Der erste Schalter 211 verbindet
einen einlaufenden Anruf mit einer verfügbaren Sprachantworteinheit 213.
Vorzugsweise umfasst das Sprachantwortsystem 21 eine Vielzahl
von Sprachantworteinheiten 213 zum Beispiel 10 oder 20.
Der zweite Schalter 212 ist auch mit den Sprachantworteinheiten 213 verbunden,
um solch eine Einheit mit dem Kommunikationsserver 22 über die
Datenleitung 24 zu verbinden. Für die Datenverbindung 24,
die benutzt wird, um Datennachrichten (Datensignale) auszutauschen,
wird in der 2 dargestellt,
dass sie ein getrenntes Netzwerk umfasst, anstelle, dass sie aus
einer einzigen Übertragungsleitung
besteht. Dennoch ist eine direkte Verbindung zwischen dem Schalter 212 und
der ersten Schnittstelle 222 des Kommunikationsservers 22 auch
möglich.
Es ist festzuhalten, dass das Netzwerk, dass die Datenverbindung 24 darstellt,
ein PSTN-Netzwerk sein kann, und dass dieses Netzwerk identisch
zum Netzwerk 6 der 1 sein
kann.
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Das Sprachantwortsystem 21 der 2 umfasst ferner eine Steuereinheit 214,
die aus einem Mikroprozessorsystem bestehen kann, wie einen Personalcomputer.
Die Steuereinheit 214 ist mit den Sprachantworteinheiten 213 und
mit der Steuerverbindung 23 verbunden. Die Steuerverbindung 23 ist
in der 2 dargestellt,
als dass sie ein Getrenntes Netzwerk umfasst, wie ein lokales Netzwerk
(LAN), um. Steuermeldungen (Steuersignale) zu und von dem Kommunikationsserver 22 weiterzuleiten.
Dies ermöglicht
es dem Sprachantwortsystem 21 und dem Kommunikationsserver
22, sich an unterschiedlichen Orten zu befinden, und eine Vielzahl
von Sprachantwortsystemen 21 und eine Vielzahl von Kommunikationsservern 22 zu
verbinden. Dennoch ist eine direkte Verbindung zwischen dem Steuersystem 214 und
der zweiten Schnittstelle 223 des Kommunikationsservers 22 auch
möglich.
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Es ist festzuhalten, dass andere
Ausführungsbeispiele
möglich
sind, bei denen das Sprachantwortsystem viel einfacher ist und nur
ein Achtungssignal abgibt, nach dem das System in den transparenten
Modus schaltet und eine Verbindung mit dem Server 22 liefert.
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Der Kommunikationsserver 22 umfasst
auch ein Prozessorsystem 221, eine erste Schnittstelle 222 (vorzugsweise
mit mindestens einem Modem), eine zweite Schnittstelle 223 und
eine dritte Schnittstelle 224. Das Prozessorsystem 221 kann
aus einem kommerziell erhältlichen
Mikrocomputersystem bestehen mit einem Mikroprozessor und einem
Speicher, unter Benutzung beispielsweise des UNIX-Betriebssystems.
Das Prozessorsystem 221 bildet über die zweite Schnittstelle 223 eine
Schnittstelle mit der Steuerverbindung 23. In gleicher
Weise bildet das Prozessorsystem 221 eine Schnittstelle
mit der Datenverbindung 24 über die Modems der ersten Schnittstelle 222.
Wie oben beschrieben umfasst die Datenverbindung 24 vorzugsweise
ein Telefonnetzwerk (PSTN), in welchem Falle Modems eingesetzt werden,
um die Daten in die geeigneten Formate umzuwandeln. Im Falle, dass
die Datenverbindung 24 durch ein Datennetzwerk gebildet
wird, können die
Modems 222 durch eine andere geeignete Schnittstelle ersetzt
werden oder können
auch weggelassen werden.
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In der 2 umfasst
die Kommunikationsverbindung 14 ein Datennetzwerk, wie
ein Netzwerk, welches auf der ITU-X.25 Empfehlung basiert. Die dritte
Schnittstelle 224 liefert eine geeignete Verbindung zwischen
dem Prozessorsystem 221 und dem Datennetz werk 14.
Es ist wohlverstanden, dass die Wiederaufladeeinheit 4 eine
interne Schnittstele umfassen kann (nicht dargestellt).
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Eine Übertragungseinheit
3,
die mit dem Prozessorsystem
221 über die Kommunikationsverbindung
13 verbunden
ist, umfasst mindestens ein Sicherheitsmodul
31 (als „SM" bezeichnet), um
in sicherer Weise Übertragungsdaten
zu speichern. Solche Sicherheitsmodule sind vorzugsweise in entfernbarer
Weise in der Transaktionseinheit
3 angeordnet und gegen
unautorisierten Zugang geschützt.
Ein Beispiel von einem solchen Sicherheitsmodul und dem zugeordneten
Austausch von Nachrichten ist in der europäischen Patentanmeldung
EP 0 637 004 beschrieben.
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Zum Zwecke der Authentifizierung
von Benutzern (Konsumenten) auf der Basis der Zahlungsmittel 9 ist
die Transaktionseinheit 3 mit Authentifizierungsmitteln
versehen. Zu diesem Zweck kann die Transaktionseinheit 3 ein
Datenfile umfassen, welches Schlüsseldaten
umfasst, beispielsweise Masterschlüssel und/oder Verteilungsschlüssel, und
ebenfalls Verschlüsselungsprogramme.
Obwohl eine Transaktionseinheit einen getrennten Prozessor und Speicher
umfassen kann, um beispielsweise kryptographische Operationen durchzuführen und
um in sicherer Weise Daten in Speichermitteln zu speichern (beispielsweise
Festplatten), die mit dem Prozessor verbunden sind, kann eine solche
Einheit in ihrer einfachsten Form durch einen Kartenleser/Schreiber
gebildet sein, in dem ein Sicherheitsmodul als Karte eingefügt ist.
Solch eine Karte ist ähnlich
zu der üblichen
Smart-Karte, wobei der integrierte Schaltkreis ausgestaltet ist,
um in sicherer Weise Transaktionsdaten zu speichern.
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In der 2 werden
zwei Transaktionseinheiten 3 mit den Buchstaben A und B
bezeichnet und als Beispiel dargestellt. In ähnlicher Gleise sind zwei Wiederaufladeeinheiten 4 mit
A und B dar gestellt. Es ist wohlverstanden, dass die Anzahl der
Transaktionseinheiten 3 und der Wiederaufladeeinheiten 4,
die mit der Zugangseinheit 2 verbunden sein können, nur
durch die die Verarbeitungsmöglichkeiten
des Prozessorsystems 221 begrenzt sind. Falls notwendig,
können
zusätzliche
Kommunikationsserver 22 hinzugefügt werden.
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Die Zugangseinheit 2 ist
somit in einfacher Weise skalierbar (Erhöhung der Anzahl der Kommunikationsverbindungen 16)
und erweiterbar (Erhöhung
der Anzahl der Kommunikationsserver 22).
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Die Wiederaufladeeinheiten 4,
die in den 1 und 2 als getrennte Einheiten
dargestellt sind, können in
die Transaktionseinheiten 3 integriert werden. Eine Wiederaufladeeinheit 4 umfasst
Mittel zum Erhöhen
des Guthabens einer Smart-Karte. Solche Mittel zur Erhöhung des
Guthabens können
ein Prozessorsystem (beispielsweise einen PC) mit geeigneter Software
umfassen. Während
des Wiederaufladens tauscht die Wiederaufladeeinheit 4 Daten über die
Zugangseinheit 2, das Kommunikationsnetzwerk 6,
das Endgerät 8 und
die Schnittstellenvorrichtung 10 und mit den Zahlungsmitteln 9 aus,
vorzugsweise über
ein Sicherheitsprotokoll.
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Die Arbeitsweise der Zugangseinheit 2 wird
nun in grösseren
Detail unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben.
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Die 3 zeigt
in schematischer Weise die Funktionalitäten des Kommunikationsservers 22.
Der Hauptprozess 22, der in dem Prozessorsystem 221 der 2 läuft, umfasst drei Teile: ein
Sessionsverwalter 201, Prozesse 202 und eine Ressourcentabelle 203.
Der Sessionsverwalter 201 tauscht über die zweite Schnittstelle 223 Steuerinformationen
mit dem Sprachantwortsystem 21 aus. In Antwort auf eine
entsprechende Anfrage prüft
der Sessionsverwalter 201 die Ressourcentabelle 203, um
festzustellen, ob ein neu er Prozess initiiert werden kann. Falls
dies möglich
ist, wird ein neuer Prozess 202 kreiert. Dies wird in der
Ressourcen Tabelle 203 dargestellt, wie später unter Bezugnahme auf die 4 erklärt wird.
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Jeder Prozess 202 tauscht über ein
Modem 222 Daten mit dem Sprachantwortsystem 21 aus.
Ein Modem 222 kann über
die Ressourcentabelle 203 einem gewissen Prozess zugewiesen werden.
Abhängig
von der bestimmten Transaktion, die von dem Kunden gefordert wird,
agiert der Prozess 202 mit der Wiederaufladeeinheit 4 über die
Transaktionseinheit 3.
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Wie aus dem Obenstehenden verstanden
werden kann, arbeitet die Zugangseinheit 2 in zwei Phasen: eine
Steuerphase und eine Datenphase. In der Steuerphase wird eine Verbindung
aufgesetzt, während
in der Datenphase ein (transparenter) Nachrichtenaustausch stattfindet.
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Die 4 zeigt
ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel
einer Ressourcentabelle 203. Die Tabelle umfasst mehrere
Spalten, wobei eine erste Spalte mit dem Wort „Typ" versehen ist. In dieser Spalte ist
der Typ der Ressource angegeben, beispielsweise Prozesse, Transaktionseinheiten,
Wiederladeaufnahmeeinheiten, Erweiterungseinheiten, Modems etc.
Die Anzahl von Typen kann erhöht
werden, wenn es notwendig ist. Jeder Typ umfasst eine Gruppe von
Einheiten, wobei jede Einheit eine Referenzzahl umfasst.
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Die zweite Spalte der Tabelle 203
wird benannt „Gegenstand" und liefert eine
Liste der Ressourcen für jeden
Typ. Im Fall von Transaktionseinheitn kann eine weitere Unterteilung
gemacht werden, da jede Transaktionseinheit eines oder mehrere Sicherheitsmodule
(SM) umfassen kann.
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Die letzte Spalte der Tabelle 203
zeigt an, ob die Ressource verfügbar
ist („F" _ „free" _ „frei") oder nicht („U" _ „used" _ „benutzt"). Die Ressourcentabelle
und insbesondere die letzte Spalte wird regelmässig vom Sessionsverwalter
aufgefrischt, beispielsweise jedes Mal, wenn ein neuer Prozess 2 gestartet
oder beendet wird. Der Sessionsverwalter 201 scannt die
Ressourcentabelle, bevor ein neuer Prozess 202 startet,
um festzustellen, ob die notwendigen Ressourcen dem neuen Prozess
zugewiesen werden können.
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In der 4 steht „Revalue" für Wiederaufladen, „Devalue" für Entladen
sowie „Unit" für Einheit.
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In dem dargestellten Beispiel zeigen
die schattierten (grauen) Bereiche, dass der Entladeprozess #5 („Devalue 5"), die Transaktionseinheit
B („Unit
B"), das Sicherheitsmodul
#2 (der Transaktionseinheit B) („SM 2") und das Modem B („Unit B"), für
den Entladeprozess angefordert worden sind (einige andere Ressourcen können für andere
Zwecke angefordert worden sein). Der Entladeprozess, der diese Ressourcen
anfordert, ist ein Prozess 202, wie er in der 3 dargestellt ist. Der Prozess
wird von dem Sessionsverwalter 201 in Antwort auf eine
Serviceanfrage von dem Sprachantwortsystem 21 initiiert.
Wenn der betreffende Entladeprozess 202 beendet wird, werden
die angeforderten Ressourcen dem Pool der verfügbaren Ressourcen zurückgegeben.
Dies wird in der Tabelle 203 dadurch angezeigt, indem die entsprechenden
Einträge
in der letzten Spalte auf „F" (für frei)
gesetzt werden. Die drei schattierten Felder unter dem Kopf „Free/Used" für „Frei/Benutzt" verfügen alle über den
Buchstaben „U" für benutzt.
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In der 5 ist
der Austausch von Kartendaten (Befehle und Daten, die zu der IC-Karte
gesandt werden, und ihre Antworten) zwischen einer IC-Karte auf
der einen Seite und einem Sicherheitsmodul einer Transaktionseinheit
auf der anderen Seite ist in schematischer weise dargestellt. Die
IC-Karte kann mit der Karte 9 der 1 korrespondieren, die Transfervorrichtung
kann mit der Schnittstellenvorrichtung 10 der 1 korrespondieren, die Transaktionseinheit
kann die Einheit 3 der 1 sein,
und das Sicherheitsmodul kann mit den Sicherheitsmodulen (SM 31)
in der 1 korrespondieren.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren
Aspekt der vorliegender Erfindung wird ein Unterscheiden zwischen
den zwei Niveaus des Austausches von Kartenbefehlen gemacht. Zwischen
der IC-Karte und der Übertragungsvorrichtung
findet ein Austausch bei niedrigem Niveau statt: Die tatsächlichen
Kartenbefehle und Kartendaten werden von der Karte und an die Karte
gesendet. Da dieser Austausch unter Einsatz von elektrischen Signalen
innerhalb der Übertragungsvorrichtung 10 durchgeführt wird,
kann der Austausch eine hohe Datenrate aufweisen. Zwischen der Übertragungsvorrichtung
und der Transaktionseinheit ist ein akustischer Pfad vorhanden (zwischen
der Vorrichtung 10 und dem Handgerät des Endgerätes 8).
Dieser Abschnitt der Verbindung zwischen der IC-Karte und dem Sicherheitsmodul
hat daher im allgemein eine begrenzte Übertragungsgeschwindigkeit.
Zu diesem Zweck findet in diesem Abschnitt ein Austausch auf hohem
Niveau statt, bei dem verschiedene Niedrig-Niveau-Befehle zusammen
gruppiert und durch einen einzigen Hoch-Niveau-Befehl ersetzt werden.
In dieser Art und Weise kann die erforderliche Übertragungszeit für eine Transaktion
in wesentlicher Weise vermindert werden. Dennoch wird der Inhalt
der übertragenen
Information nicht geändert. Dieses
wird unter Bezugnahme auf die 5 näher beschrieben
werden.
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Wie in der 5 dargestellt kann die Transaktionseinheit 3 ei nen
Hochniveau-Befehl (dargestellt mit dem Buchstaben H) ausgeben. In
Antwort auf den Empfang dieses einzelnen Hochniveau-Befehls tauscht die Übertragungsvorrichtung
mehrere Niedrigniveau-Befehle (durch L dargestellt) mit der IC-Karte 9 aus.
Das Ergebnis dieses Austausches wird durch die Übertragungsvorrichtung an die
Transaktionseinheit als ein einzelner Hochniveau-Befehl (H) ausgesendet. Nachfolgend
resultiert dieser Hochniveau-Befehl im Austausch von mehreren Niedrigniveau-Befehlen
(L) zwischen der Transaktionseinheit und dem Sicherheitsmodul. Jeder Hochniveau-Befehl
(H) repräsentiert
daher eine Routine, die eine Mehrzahl (beispielsweise 5 von 10)
Niedrigniveau-Befehle (L) umfasst. Vorzugsweise sind die Hochniveau-Befehle
auf Effizienz optimiert, wo beispielsweise jede gemeinsam benutzte
Routine durch einen einzigen Hochniveau-Befehl dargestellt wird.
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Vorzugsweise unterstützt die Übertragungsvorrichtung
zwei unterschiedliche Modi von Datenaustausch. In einem ersten Modus
(bezeichnet als Modus I in der 5)
arbeitet die Übertragungsvorrichtung
wie oben beschrieben: ein Hochniveau-Befehl stellt mehrere Niedrigniveau-Befehle
dar. In einem zweiten Modus (bezeichnet als Modus II in der 5) wird ein einzelner Niedrigniveau-Befehl
(L) als ein Hochniveau-Befehl (H*) an die Übertragungsvorrichtung übermittelt,
welche den Befehl als ein Niedrigniveau-Befehl an die IC-Karte übermittelt.
Der resultierende Niedrigniveau-Befehl (L), der durch die Karte
erzeugt worden ist, wird wiederum über die Übertragungsvorrichtung an die
Transaktionseinheit als ein Hochniveau-Befehl (H*)
gesandt, welcher nachher den Befehl zurück in einen Niedrigniveau-Befehl
(L) wandelt. Es ist wohlverstanden, dass der Hochniveau-Befehl (H*) eigentlich nur Niedrigniveau-Befehle (L)
weiterleitet. Dies bedeutet das die Hochniveau-Befehle (H*) beispielsweise aus einem Niedrigniveau-Befehl
plus einem entsprechenden Kopfteil bestehen können. In dieser Art und Weise
können
Niedrigniveau-Befehle in transparenter Weise an die IC-Karte übermittelt
werden, während
die Struktur und/oder das Datenprotokoll der Hochniveau-Befehle
eingesetzt werden. Diese transparente Übergabe hat den Vorteil, dass
Niedrigniveau-Befehle eingesetzt werden können, für die keine Hochniveau-Befehle
verfügbar
sind, dass heisst die nicht in einem existierenden Hochniveau-Befehl gruppiert
werden können.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, da, wenn eine IC-Karte eingeführt wird,
die eine oder mehrere neue Befehle aufweist, nicht notwendigerweise
ein Auffrischen der Software der Übertragungsvorrichtung benötigt wird.
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Vorzugsweise ist die Übertragungsvorrichtung
sowohl als auch die Übertragungseinheit
fähig,
zwischen Modus I und Modus II hin und her zu schalten, so dass Hochniveau-Befehle
(H) eine Anzahl von Niedrigniveau-Befehlen darstellen und zusammen
mit Hochniveau-Befehlen
(H*) gemischt werden können, die nur einen einzelnen
Niedrigniveau-Befehl darstellen.
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Alle Hochniveau-Nachrichten werden
direkt einer Anwendung übermittelt,
beispielsweise die Auflade- und Entladeprozesse, die in der 3 dargestellt sind. Das
System der vorliegenden Erfindung liefert so einen hohen Grad an
Transparenz in bezug auf Nachrichten, die zwischen der Smart-Karte 9 und
den Anwendungen ausgetauscht sind.
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Der Nachrichtenaustausch gemäss 5 wird nun in grösserem Detail
beschrieben, in der eine Entladung der Smart-Karte (das heisst eine
Zahlung) als Beispiel dargestellt wird.
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Die Übertragungseinheit
3,
die die Karten Entwertungen behandelt, gibt einen Hochniveau-Befehl
H
1= Entlade (2.00, R) aus, wobei 2.00 die
Geldmenge ist, die von der Karte abzubuchen ist, und R eine Zufallszahl ist,
die zur sicheren Identifizierung der Über tragung dient und somit
eine betrügerische
Wiederholung ausschliessen soll. Dieser Hochniveau-Befehl H
1, der selbst eine Länge von nur wenigen Bytes haben
kann, führt dazu,
dass die Übertragungsvorrichtung
10 eine
Abfolge von Niedrigniveau-Befehlen
L
1 – L
10 mit der Karte
9 austauscht .
Solche Nachrichten sind beispielsweise:
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Die Pfeile in der obigen Liste bedeuten
die Richtung einer Nachricht: von der Übertragungseinrichtung zur
Karte (←)
und von der Karte zur Übertragungsvorrichtung
(→). W
ist der Wert der berechneten Antwort. Wie gesehen werden kann, werden
die tatsächlichen
Daten (2.00 und R) des Hochniveau-Befehls H1 nicht
durch die Niedrigniveau-Befehle L5 und L7 verändert.
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Nach Empfang der Antwort W in der
Niedrigniveaunachricht L10 sendet die Übertragungsvorrichtung eine
Hochniveaunachricht H2 = Antwort (W) an
die Transaktionseinheit. Der tatsächliche Wert von W wird durch
die Übertragungsvorrichtung
nicht geändert.
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Nachdem sie die Hochniveauantwort
H2 erhalten hat, startet die Transaktionseinheit
einen Austausch von Niedrigniveaunachrichten
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Die Pfeile zeigen die Richtung einer
Nachricht an: von der Transaktionseinheit zum Sicherheitsmodul (→) und vom
Sicherheitsmodul zur Transaktionseinheit (←).
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Wie oben erwähnt wird der tatsächliche
Inhalt der Nachrichten (dass heisst der Wert, die Zufallszahl R
und die Antwort W) in transparenter Weise übertragen, während die
Länge der
Nachrichten, die zwischen der Transaktionseinheit und der Übertragungseinrichtung
ausgetauscht werden, in wesentlicher Weise reduziert sind.
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Der Einsatz von gemischten Niedrigniveau-
und Hochniveau-Befehlen
wird nun erklärt,
weiter unter Bezugnahme auf die 5.
Für das
Beispiel wird angenommen, dass die Syntax der Instruktion „berechne Antwort" in einer neuen Ausgabe
der Smart-Karte geändert
wird. In dem obengegebenen Beispiel wird die Niedrigniveaunachricht
L9 daher eine Fehlermeldung L10: „unbekannte
Instruktion" erzeugen.
Diese Nachricht L10 wird dann in transparenter
Weise zu der Transakti onseinheit übermittelt, die in Antwort
darauf eine entsprechende Instruktion erzeugen kann und diesen Befehl
zu der Übertragungseinrichtung
als Hochniveau-Befehl H*
3 überträgt. Die Übertragungsvorrichtung übertragt
nachfolgend den Befehl H*
3 als
Niedrigniveau-Befehl L22 zu der Karte, welche
dann die richtige Antwort W ersetzt. Die Antwort W wird dann zu
dem Sicherheitsmodul als Befehle L23, H*
4 und L24 übermittelt.
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In dieser Art und Weise ist nur ein
Niedrigniveau-Befehl notwendig, um den Einsatz eines nicht korrekten
(beispielsweise überholten)
Befehls zu heilen. Es ist immer noch eine erhebliche Einsparung
in der Anzahl von über
das Netzwerk (6 in der Figur) übertragenen Befehlen gewährleistet
und so ergibt sich eine signifikante Reduktion der Übertragungszeit.
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Obwohl das System 1 nach
den 1 – 3 bevorzugter Weise in Kombination
mit Smart-Karten eingesetzt wird, die ein bestehendes Guthaben aufweisen
(sogenannte „Prepaid-Karte"), deren Guthaben
während einer
Zahlung vermindert wird, kann das System in genau derselben Weise
auf Zahlungsmittel angewandt werden, die ausschliesslich für die Identifikation
dienen und bei denen die Zahlungen von einem Konto abgezogen werden.
Solche Zahlungsmittel können
auch durch sogenannte Magnetstreifenkarten gebildet sein. Weiterhin ist
das System der Erfindung nicht wesentlich geändert, falls Magnetstreifenkarten
anstelle von Smart-Karten eingesetzt werden, beispielsweise als
Guthabenkarten, die Guthaben speichern.
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Es ist für den Fachmann wohlverstanden,
dass die Erfindung nicht auf die obenbeschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist und das viele Veränderungen
und Zusätze
möglich
sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.