DE60308385T2

DE60308385T2 - Verfahren zur Unterstützung bargeldloser Zahlung

Info

Publication number: DE60308385T2
Application number: DE60308385T
Authority: DE
Inventors: Stephan Rupp; Ing Gerd-Joachim Wintterle; Ing Matthias Duspiva
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2023-11-08
Also published as: US20050101295A1; CN100511290C; ATE339742T1; EP1530177B1; US7069001B2; DE60308385D1; CN1614641A; EP1530177A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung bargeldloser Zahlung unter Verwendung eines Mobilkommunikationssystems, eines Zahlungsübergangsservers für ein bargeldloses Zahlungssystem, eines mobilen Endgerätes für ein bargeldloses Zahlungssystem und eines Computerprogrammproduktes für ein bargeldloses Zahlungssystem.
Ein heutiges zellulares Funksystem, zum Beispiel ein GSM-System (GSM = Global System for Mobile Communication), weist einen Authentifizierungsserver (HLR) auf, der mit Teilnehmererkennungsmodulen der mobilen Endgeräte wechselwirkt, um den Zugang zu dem zellularen Funknetz freizugeben. Diese Authentifizierungsprozedur wird von der Mobilvermittlungsstelle verwendet, um zu entscheiden, ob sie eine Trägerverbindung mit einem speziellen mobilen Endgerät aufbauen soll.
Außerdem beschreibt die US-Patentschrift 6,169,890 B1 ein Verfahren zum Durchführen von Finanztransaktionen unter Verwendung eines Mobiltelefonsystems. Jeder Teilnehmer weist eine Dienstkarte auf, die eindeutig dem Teilnehmer zugeordnet ist. Eine Verbindung zwischen dem Endgerät und dem Mobilfunknetz wird aufgebaut. Der Zugang zu dem System eines Diensteanbieters wird über diese Verbindung bereitgestellt. Der Anwender gibt eine Kartenkennummer in das Endgerät ein. Eine Authentifizierung wird durch diese eingegebene Kartenkennummer und die Anwenderidentifizierungsdaten durchgeführt, die von der SIM-Karte des Endgerätes gelesen wurden. Anschließend wird eine Verbindung zwischen dem Endgerät und dem Zahlungssystem des Diensteanbieters aufgebaut und der Zahlungsbetrag, eine Bestätigung des Betrags und eine Genehmigung der Zahlung werden an das Zahlungssystem des Diensteanbieters gegeben.
Die US-Patentschrift 2002/0161723 A1 beschreibt ein Verfahren, ein System und ein entsprechendes Computerprogramm für die Authentifizierung und die bargeldlose Zahlung, in welchem eine Kommunikation zwischen einer Mobilstation, einem Gateway und einem Heimatdatei/Authentifizierungszentrum (HLR/AC) durchgeführt wird, bevor die Mobilstation für die bargeldlose Zahlung autorisiert wird. Der Prozeß der Authentifizierung wird direkt zwischen der Mobilstation und dem Gateway über ein GSM- oder IP/WLAN-Netz durchgeführt. Das erfolgt nur, nachdem die positiv authentifizierte Mobilstation ein Zertifikat von dem Gateway empfangen hat, daß die Kommunikation ebenfalls zwischen der Mobilstation und der Kasseneinheit durchgeführt ist, z.B. über eine Nahbereichs-RF-Schnittstelle.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bargeldlose Zahlungssysteme zu verbessern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verfahren zur Unterstützung bargeldloser Zahlung unter Verwendung eines Mobilkommunikationssystems erreicht, in dem das Mobilkommunikationssystem einen Authentifizierungsserver umfaßt, welcher mit den Teilnehmererkennungsmodulen der mobilen Endgeräte zusammenwirkt, um den Zugang zu dem Mobilkommunikationssystem freizugeben, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Senden einer Mobilfunkteilnehmerkennung, die in einem Teilnehmererkennungsmodul eines mobilen Endgerätes eines Anwenders gespeichert ist, an eine Kasseneinheit, von wo sie an eine Zahlungsübergangseinheit weitergeleitet wird, in welcher die Übertragung von dem mobilen Endgerät an die Kasseneinheit über eine Nahbereichsschnittstelle durchgeführt wird; Senden der Mobilfunkteilnehmerkennung von der Zahlungsübergangseinheit an den Authentifizierungsserver des Mobilkommunikationssystems und Anfordern, durch die Zahlungsübergangseinheit, der Berechnung einer Authentifizierungsnummer und einer zugeordneten Authentifizierungsantwort für den Anwender, der durch die gesendete Mobilfunkteilnehmerkennung identifiziert wurde; Senden der berechneten Authentifizierungsnummer und der Authentifizierungsantwort zurück an die Zahlungsübergangseinheit; Senden der berechneten Authentifizierungsnummer von der Zahlungsübergangseinheit an die Kasseneinheit, von wo sie über eine Nahbereichsschnittstelle an das mobile Endgerät weitergeleitet wird; Berechnen einer Authentifizierungsantwort durch das Teilnehmererkennungsmodul des mobilen Endgerätes auf der Basis der Authentifizierungsnummer und eines Verschlüsselungscodes, der in dem Teilnehmererkennungsmodul gespeichert ist, und Senden der berechneten Authentifizierungsantwort an die Kasseneinheit, von wo sie über eine Nahbereichsschnittstelle an die Zahlungsübergangseinheit weitergeleitet wird; und Vergleichen der Authentifizierungsergebnisse durch die Zahlungsübergangseinheit, die durch das Teilnehmererkennungsmodul berechnet wurden, mit dem Authentifizierungsergebnis, das von dem Authentifizierungsserver empfangen wurde, und Senden einer Bestätigungsmeldung an eine Kasseneinheit oder ein Gebührenabrechnungssystem, wenn das empfangene Authentifizierungsergebnis korrekt ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird außerdem durch einen Zahlungsübergangsserver für ein bargeldloses Zahlungssystem unter Verwendung solch eines Mobilkommunikationssystems erreicht, in welchem der Zahlungsübergangsserver eine Steuereinheit umfaßt, die eine Teilnehmerkennung, die in dem Teilnehmererkennungsmodul eines mobilen Endgerätes eines Anwenders gespeichert ist, an den Authentifizierungsserver des Mobilkommunikationssystems sendet, die Berechnung einer Authentifizierungsnummer und der zugeordneten Authentifizierungsantwort für den Anwender anfordert, der durch die gesendete Mobilfunkteilnehmerkennung identifiziert wurde, die berechnete Authentifizierungsnummer und die Authentifizierungsantwort von dem Authentifizierungsserver des Mobilkommunikationssystems empfängt, die berechnete Authentifizierungsnummer an eine Kasseneinheit sendet, welche die berechnete Authentifizierungsnummer an das mobile Endgerät über eine Nahbereichsschnittstelle weiterleitet, eine Authentifizierungsantwort empfängt, die durch das Teilnehmererkennungsmodul des mobilen Endgerätes auf der Basis der Authentifizierungsnummer und eines Verschlüsselungscodes berechnet wurde, der in dem Teilnehmererkennungsmodul gespeichert ist, und ein Authentifizierungsergebnis, das durch das Teilnehmererkennungsmodul berechnet wurde, mit dem Authentifizierungsergebnis vergleicht, das von dem Authentifizierungsserver empfangen wurde, und eine Bestätigungsmeldung an eine Kasseneinheit oder ein Gebührenabrechnungssystem sendet, wenn das empfangene Authentifizierungsergebnis korrekt ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird außerdem durch ein mobiles Endgerät für ein bargeldloses Zahlungssystem unter Verwendung solch eines Mobilkommunikationssystems erreicht, in welchem das mobile Endgerät eine Steuereinheit umfaßt, die die Mobilteilnehmerkennungen sendet, die in dem Teilnehmererkennungsmodul des mobilen Endgerätes eines Anwenders gespeichert sind, über eine Nahbereichsschnittstelle an die Kasseneinheit zum Weiterleiten an eine Zahlungsübergangseinheit, eine Authentifizierungsnummer empfängt, die durch den Authentifizierungsserver des Mobilkommunikationssystems auf Anforderung der Übergangseinheit über eine Nahbereichsschnittstelle von der Kasseneinheit berechnet wurde, eine Authentifizierungsantwort auf der Basis der empfangenen Authentifizierungsnummer und eines Verschlüsselungscodes empfängt, der in dem Teilnehmererkennungsmodul gespeichert ist, und die berechnete Authentifizierungsantwort über eine Nahbereichsschnittstelle an die Kasseneinheit sendet, welche die berechnete Authentifizierungsantwort an die Zahlungsübergangseinheit weiterleitet. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird außerdem durch ein Computerprogrammprodukt für ein bargeldloses Zahlungssystem unter Verwendung solch eines Mobilkommunikationssystems erreicht, in welchem das Computerprogrammprodukt, wenn es durch ein mobiles Endgerät ausgeführt wird, die obenerwähnten Funktionen der Steuereinheit des mobilen Endgerätes durchführt.
Diese Erfindung ist auf der Idee aufgebaut, eine Zahlungsübergangsfunktion zwischen der Kasseneinheit und dem Authentifizierungsserver des Mobilkommunikationssystems zu haben, welche gegenüber dem Authentifizierungsserver eine Vermittlungsstelle des Mobilfunknetzes simuliert. So verwendet sie den Authentifizierungs- und Identifizierungsprozeß des Mobilkommunikationssystems für ein bargeldloses Zahlungssystem wieder.
Die vorliegende Erfindung erhöht die Effizienz des bargeldlosen Zahlungssystems. Das bargeldlose Zahlungssystem erfordert keinen eigenen Authentifizierungs- und Autorisierungsalgorithmus. Außerdem ist es nicht notwendig, spezielle persönliche Identifikationsnummern (PINs) oder Transaktionsnummern (TANs) zu verarbeiten. Bereits vorhandene leistungsstarke Mechanismen eines Mobilkommunikationssystems werden wiederverwendet, um die Identifizierung und die Authentifizierung ohne die Notwendigkeit bereitzustellen, dieses Mobilkommunikationssystem zu verwenden und eine Trägerverbindung über dieses Mobilfunknetz aufzubauen. Die Erfindung stellt eine sichere, kostengünstige und anwenderfreundliche Authentifizierung des bargeldlosen Zahlungssystems bereit.
Weitere Vorteile werden durch die Ausführungsformen der Erfindung erreicht, die durch die abhängigen Ansprüche angegeben sind.
Das mobile Endgerät ist mit einer Kasseneinheit (POS = Point of Sales) über eine Nahbereichsschnittstelle verbunden und die Kommunikation zwischen dem mobilen Endgerät und der Zahlungsübergangseinheit wird über diese Kasseneinheit durchgeführt. Die Nahbereichsschnittstelle ist zum Beispiel eine Nahbereichs-Funkschnittstelle wie eine Bluetooth-Schnittstelle oder eine Infrarotschnittstelle. Das macht es möglich, einen bedienerfreundlichen und anwenderfreundlichen Zahlungsprozeß zu implementieren: Ein mobiles Endgerät kann in der Tasche des Anwenders bleiben, der in der Nähe des Kassenendgerätes steht. Der Zahlungsbetrag, die Bestätigung des Anwenders und/oder das Genehmigen der Zahlung durch den Anwender kann in dem Kassenendgerät eingegeben werden, ohne irgendeine Anwenderwechselwirkung zwischen dem mobilen Endgerät und dem Anwender. Der Austausch der Mobilfunkteilnehmerkennung, der Authentifizierungsnummer und der Authentifizierungsantwort kann automatisch zwischen der Kasseneinheit und dem mobilen Endgerät über die Nahbereichsschnittstelle durchgeführt werden.
Einige Vorteile werden erreicht, wenn die gesamte Kommunikation zwischen dem mobilen Endgerät und der Zahlungsübergangseinheit über die Kasseneinheit durchgeführt wird. Die Kasseneinheit hat die vollständige Kontrolle über den Datenfluß, was die Sicherheit und die Effizienz des Systems erhöht. Zum Beispiel leitet die Kasseneinheit die Mobilfunkteilnehmerkennung an die Übergangseinheit nur weiter, wenn der Anwender den Betrag bestätigt hat und die Zahlung genehmigt hat. Das verringert die Arbeitslast der Zahlungsinteraktionseinheit und erhöht die Sicherheit des Systems.
Außerdem kann das Verfahren ohne weiteres an die verschiedenen Gebührenabrechnungssysteme und Erfordernisse des Verkäufers angepaßt werden: Es ist möglich, daß die Kasseneinheit die Zahlung beim Empfangen der Bestätigungsmeldung von der Zahlungsübergangseinheit auslöst. Auf diese Weise ist es möglich, daß Verfahren gemäß der Erfindung mit billigen Bargeldsystemen zu kombinieren. Aber es ist auch möglich, daß das Gebührenabrechnungssystem die Zahlung beim Empfangen der Bestätigungsmeldungen von der Zahlungsübergangseinheit auslöst und eine Bestätigung an die Kasseneinheit über diese Zahlung sendet. Weitere Vorteile werden erreicht, wenn dieses Gebührenabrechnungssystem ein Gebührenabrechnungssystem des Mobilfunkbetreibers des Mobilkommunikationssystems ist. Dieses System belastet das Konto der Mobilfunkbetreiber des Anwenders, wenn die Bestätigungsmeldung von der Zahlungsübergangseinheit empfangen wird.
Außerdem kann die Sicherheit des Systems durch Verschlüsseln der Kommunikation zwischen dem mobilen Endgerät und der Zahlungsübergangseinheit erhöht werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verschlüsselt das mobile Endgerät die Mobilfunkteilnehmerkennung, bevor sie an die Kasseneinheit gesendet wird, und die Zahlungsübergangseinheit entschlüsselt die empfangene Mobilfunkteilnehmerkennung bei ihrem Empfangen von der Kasseneinheit. Folglich ist die Mobilfunkteilnehmerkennung gegen Betrugsprobleme geschützt.
Diese sowie andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen besser erkannt, die zusammen mit den beigefügten Zeichnungen genommen wurden, in welchen:
1 ein Blockdiagramm ist, das ein Gebührenabrechnungssystem mit einem Zahlungsübergangsserver und ein mobiles Endgerät gemäß der Erfindung zeigt.
2 ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Zahlungssystems mit einem Zahlungsübergangsserver und einem mobilen Endgerät gemäß der Erfindung ist.
3 eine Funktionsansicht des Zahlungssystems gemäß 1 ist.
1 zeigt ein Mobilkommunikationssystem 1, einen Zahlungsübergangsserver 6, ein Gebührenabrechnungssystem 7, ein Kommunikationsnetz 2, eine Kasseneinheit 51, ein mobiles Endgerät 3 und einen Anwender 4.
Das Mobilkommunikationssystem 1 wird durch ein zellulares Funknetz gebildet, zum Beispiel gemäß dem GSM- oder UMTS-Standard (GSM = Global System for Mobile Communication; UMTS = Universal Mobile Telecommunications) oder dem Standard IS-95 oder CDMA2000 gebildet. Solche Systeme umfassen einen oder mehrere Authentifizierungsserver, die mit den mobilen Endgeräten zusammenwirken, um den Zugang zu dem Mobilkommunikationssystem freizugeben. Beispielhaft zeigt 1 ein GSM-basiertes Mobilkommunikationssystem 1 mit einem Authentifizierungsserver 11, der durch die sogenannte Heimatdatei des GSM-Netzes (Home Location Register/Heimatdatei = HRL) gebildet wird. Jedesmal, wenn ein mobiles Endgerät die Kommunikationsdienste von dem Mobilkommunikationssystem 1 anfordert, prüft der Authentifizierungsserver 11 die Identität dieses mobilen Endgerätes durch Ausführen eines Authentifizierungsprozesses mit dem Teilnehmerkennungsmodul dieses mobilen Endgerätes. Der Authentifizierungsserver 11 hält für jeden der registrierten Teilnehmer des Mobilkommunikationssystems 1 einen Verschlüsselungscode und eine Mobilfunkteilnehmerkennung. Außerdem speichert jedes der Teilnehmererkennungsmodule, das einem registrierten Anwender des Mobilkommunikationssystems 1 zugewiesen wurde, eine Mobilfunkteilnehmerkennung und einen Verschlüsselungscode. Ein mobiles Endgerät wird durch seine Mobilfunkteilnehmerkennung identifiziert, die dem Authentifizierungsserver übergeben wurde. Der Authentifizierungsserver gibt eine Zufallszahl zurück, welche durch das Teilnehmerkennungsmodul auf der Basis des gespeicherten Verschlüsselungscodes verschlüsselt wird. Der Authentifizierungsserver vergleicht diese Authentifizierungsantwort von dem Teilnehmererkennungsmodul mit der Authentifizierungsantwort, die auf der Basis des Verschlüsselungscodes berechnet wurde, der in dem Authentifizierungsserver gespeichert ist. Wenn das Authentifizierungsergebnis korrekt ist, gibt der Authentifizierungsserver den Zugang zu dem Mobilkommunikationssystem frei.
Das Gebührenabrechnungssystem 7 ist ein Gebührenabrechnungssystem des Betreibers des Mobilkommunikationssystems 1, einer Bank, Kreditkarteninstituts oder Abrechnungsagenten. Dieses Gebührenabrechnungssystem weist die Möglichkeit auf, den Anwender zu kreditieren oder zu debitieren.
Das Kommunikationsnetz 2 stellt die Kommunikation zwischen der Kasseneinheit 51, dem Gebührenabrechnungssystem 7 und dem Zahlungsübergangsserver 6 bereit. Das Kommunikationsnetz 2 kann durch ein IP-Netz gebildet sein, das eine Mehrzahl von verschiedenen physikalischen verbundenen Netzwerken unter Verwendung eines IP-Protokolles als Protokoll der Schicht 3 (IP = Internet-Protokoll) umfaßt. Aber es ist auch möglich, daß das Kommunikationsnetz 2 ein Fernsprechnetz ist, zum Beispiel ein PSTN- oder ISDN-Netz (PSTN = Public Switched Telecommunication Network/öffentliches Fernsprechwählnetz; ISDN = Integrated Services Digital Network/ diensteintegrierendes digitales Fernmeldenetz). Außerdem ist es möglich, daß das Netz 2 ein Mobilfunknetz ist. Außerdem ist es möglich, daß das Kommunikationsnetz 2 durch ein Netz gebildet wird, das beide Arten von Diensten bereitstellt, in welchem eine verschiedene Art von Diensten für die Kommunikation zwischen der Kasseneinheit 51 und dem Zahlungsübergangsserver 6 und zwischen dem Zahlungsübergangsserver 6 und dem Gebührenabrechnungssystem 7 verwendet wird.
Die Kasseneinheit ist eine Ladenkasse, ein Kassenendgerät, ein Verkaufsautomat oder eine Fahrkartenausgabemaschine. Die Kasseneinheit 51 umfaßt Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen, zum Beispiel ein Display, eine Tastatur, ein Mikrofon, einen Lautsprecher, ein Mauspad und so weiter. Außerdem umfaßt sie eine Kommunikationseinheit zum Kommunizieren über das Kommunikationsnetz 2 und eine zweite Kommunikationseinheit zum Kommunizieren mit dem mobilen Endgerät 3 über eine Nahbereichsschnittstelle. Solch eine Nahbereichsschnittstelle ist zum Beispiel eine Infrarot- oder Nahbereichs-Funkschnittstelle wie eine Bluetooth-Schnittstelle. Aber es ist auch möglich, daß die zweite Kommunikationseinheit eine galvanische Verbindung zwischen dem mobilen Endgerät 3 und der Kasseneinheit 51 ermöglicht. Solche galvanische Verbindung wird durch einen Steckverbinder oder Haltevorrichtung des mobilen Endgerätes bereitgestellt, das mit der Datenschnittstelle des mobilen Endgerätes 3 versehen ist.
Der Zahlungsbetrag wird zum Beispiel von dem Ladenbesitzer oder Kassierer in die Kasseneinheit eingegeben. Die Kasseneinheit sendet den Zahlungsbetrag über die Nahbereichsschnittstelle an das mobile Endgerät 3. Das mobile Endgerät 3 zeigt den Zahlungsbetrag an, fragt den Anwender, den Betrag zu bestätigen und die Zahlung zu genehmigen. Wenn der Anwender 4 seine Genehmigung gibt, sendet das mobile Endgerät 3 die Mobilfunkteilnehmerkennung, die in dem Teilnehmererkennungsmodule des mobilen Endgerätes 3 gespeichert ist, über die Nahbereichsschnittstelle an die Kasseneinheit 51. Die Kasseneinheit 51 sendet die empfangene Mobilfunkteilnehmerkennung und die Zahlungsdaten, die die Finanztransaktion beschreiben, über das Kommunikationsnetz 2 an den Zahlungsübergangsserver 6. Solche Zahlungsdaten enthalten zum Beispiel den Zahlungsbetrag, die Art des Abrechnungssystems, das für die Finanztransaktion verwendet werden soll, und die Daten, die ein Konto des Ladenbesitzers identifizieren, auf das der Betrag überwiesen werden soll.
Außerdem ist es möglich, daß der Anwender 4 seine Genehmigung in die Kasseneinheit 51 eingibt. Gemäß dieser Ausführungsform kann das mobile Endgerät 3 in der Tasche des Anwenders 4 bleiben, der in der Nähe der Kasseneinheit 51 steht. Der Zahlungsbetrag, die Bestätigung des Anwenders und/oder das Genehmigen der Zahlung durch den Anwender können in die Kasseneinheit 51 ohne irgendwelche Anwenderwechselwirkung zwischen dem mobilen Endgerät 3 und dem Anwender 4 eingegeben werden. Der Austausch der Mobilfunkteilnehmerkennung, der Authentifizierungsnummer und einer Authentifizierungsantwort kann automatisch zwischen der Kasseneinheit 51 und dem mobilen Endgerät 3 über die Nahbereichsschnittstelle ausgeführt werden. Vorzugsweise ist die Nahbereichsschnittstelle eine Bluetooth-Schnittstelle und der Bluetooth-Einschränkungsmechanismus wird zum Aufbauen dieser Kommunikation verwendet. Beim erstem Mal, wenn das mobile Endgerät 3 und die Kasseneinheit 51 miteinander kommunizieren sollen, gibt der Anwender 4 einen Authentifizierungscode in die Kasseneinheit 51 ein. Dieser Authentifizierungscode ist bereits dem mobilen Endgerät 3 bekannt oder wird zum Beispiel gleichzeitig durch den Anwender 4 eingegeben. Im Folgenden wird eine Autorisierungsprozedur zwischen dem mobilen Endgerät 3 und der Kasseneinheit 51 mit Hilfe dieses Autorisierungscodes ausgeführt. Wenn die Autorisierung positiv ist, akzeptieren die Kasseneinheit 51 und das mobile Endgerät 3 einander und führen den oben beschriebenen Datenaustausch aus.
Der Zahlungsübergangsserver 6 sendet eine Anforderung an den Authentifizierungsserver 11 des Mobilkommunikationssystems 1. Diese Anforderung enthält die Mobilfunkteilnehmerkennung, die durch die Kasseneinheit 51 übermittelt wurde, und fordert die Berechnung einer Authentifizierungsnummer und einer zugeordneten Authentifizierungsantwort für den Anwender an, der durch die gesendete Mobilfunkteilnehmerkennung identifiziert wurde. Der Authentifizierungsserver 11 prüft, ob die Mobilfunkteilnehmerkennung einem registrierten Teilnehmer des Mobilkommunikationssystems 1 zugewiesen wurde. Wenn die Prüfung negativ ist, sendet er eine entsprechende Antwortmeldung an die Zahlungsübergangsfunktion 6, welche den weiteren Transaktionsprozeß anhält und eine entsprechende Meldung zurück an die Kasseneinheit 51 sendet. Wenn die Prüfung positiv ist, berechnet sie eine Zufallszahl und verschlüsselt diese Zufallszahl mit dem Schlüssel, der dem Teilnehmer zugeordnet wurde, der mit der empfangenen Mobilfunkteilnehmerkennung verbunden ist. Dann sendet sie eine Antwort an den Zahlungsübergangsserver 6. Diese Antwort enthält diese Zufallszahl als Authentifizierungsnummer und die berechnete Authentifizierungsantwort. Der Zahlungsübergangsserver 6 sendet die Authentifizierungsnummer über das Kommunikationsnetz 2 an die Kasseneinheit 51, welche sie an das mobile Endgerät 3 weiterleitet. Das Teilnehmererkennungsmodul des Endgerätes 3 berechnet eine Authentifizierungsantwort auf der Basis der empfangenen Authentifizierungsnummer und des Verschlüsselungscodes, der in dem Teilnehmererkennungsmodul gespeichert ist. Dann sendet das mobile Endgerät 3 die Authentifizierungsantwort über die Nahbereichsschnittstelle an die Kasseneinheit 51, welche die Authentifizierungsantwort über das Kommunikationsnetz 2 an den Zahlungsübergangsserver 6 weiterleitet.
Der Zahlungsübergangsserver 6 vergleicht das empfangene Authentifizierungsergebnis mit dem Authentifizierungsergebnis, das von dem Authentifizierungsserver 11 empfangen wurde. Wenn diese Prüfung positiv ist, sendet er eine Bestätigungsmeldung an das Gebührenabrechnungssystem 7. Diese Bestätigungsmeldung gibt dem Gebührenabrechnungssystem 7 die Bestätigung, daß der Anwender 4, der die Zahlung genehmigt hat, der registrierte Teilnehmer des Mobilkommunikationssystems 1 ist, das durch die Mobilfunkteilnehmerkennung spezifiziert wurde. Außerdem kann die Bestätigungsmeldung zusätzliche Daten wie die obenerwähnten Zahlungsdaten und eine weitere Spezifikation des Anwenders 4 enthalten, zum Beispiel, die durch den Authentifizierungsserver 11 übermittelt wurde.
Außerdem sendet der Zahlungsübergangsserver 6 eine Bestätigung an die Kasseneinheit 51 und an das mobile Endgerät 3, wobei die Bestätigung die erfolgreiche Ausführung der Finanztransaktion bestätigt.
2 zeigt das Mobilkommunikationssystem 1 mit dem Authentifizierungsserver 11, dem Kommunikationsnetz 2, dem Zahlungsübergangsserver 6, dem Gebührenabrechnungssystem 7, dem mobilen Endgerät 3 und dem Anwender 4. Außerdem zeigt es eine Kasseneinheit 52 und ein Endgerät 8.
Das Endgerät 8 macht es für das mobile Endgerät 3 möglich, mit der Kasseneinheit 52 über das Kommunikationsnetz 2 zu kommunizieren. Zum Beispiel ist das Endgerät 8 ein Computer, der auf der einen Seite mit dem Kommunikationsnetz 2 verbunden ist, und auf der anderen Seite eine Nahbereichsschnittstelle an das Endgerät 3 bereitstellt. Außerdem ist es möglich, daß das Endgerät 8 eine grafische Benutzeroberfläche für den Anwender 4 bereitstellt, welche von dem Anwender 4 verwendet wird, um mit der Kasseneinheit 52 zusammenzuwirken. Zum Beispiel stellt das Endgerät 8 einen WEB-Browser für solch eine Wechselwirkung bereit.
Die Kasseneinheit 52 ist ein Internet-Server, der die Funktionalitäten eines elektronischen Ladens, elektronischen Buchungs- oder Fahrkartensystem bereitstellt. Für das Erledigen und Bestätigen einer Finanztransaktion Wechselwirken das Endgerät 8 und das mobile Endgerät 3 auf der Anwenderseite 41 mit der Kasseneinheit 52. Wenn der Anwender 4 einen Betrag bestätigt hat, der zu zahlen ist, und die Zahlung durch Eingeben eines entsprechendes Befehls in das mobile Endgerät 3 oder das Endgerät 8 genehmigt hat, führt die Kasseneinheit 52 die gleiche Art von Funktionalitäten durch, wie bereits für die Kasseneinheit 51 gemäß 1 beschrieben ist.
3 zeigt eine detaillierte Funktionsansicht eines Systems gemäß 1. 3 zeigt das Endgerät 3, den Anwender 4, die Kasseneinheit 51, den Zahlungsübergangsserver 6, den Authentifizierungsserver 11 und das Gebührenabrechnungssystem 7.
Das Endgerät 3 ist ein Mobiltelefon oder ein PDA oder Computer mit einer mobilen Kommunikationseinheit (PDA = Personal Digital Assistant/persönlicher digitaler Assistent). Es umfaßt mehrere Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen, einen Mikroprozessor mit zugeordneten Peripheriekomponenten und Programmcode, der durch diesen Mikroprozessor ausgeführt wird. Die Funktionalitäten des mobilen Endgerätes 3 werden durch Ausführen dieses Programmcodes durch den Mikroprozessor durchgeführt. Aus funktionaler Sicht umfaßt das Endgerät 3 zwei Steuereinheiten 31 und 33 und ein Teilnehmererkennungsmodul 32. Die Steuereinheit 31 umfaßt alle Basisfunktionalitäten des mobilen Endgerätes 3, was dem mobilen Endgerät 3 ermöglicht, über das Mobilkommunikationssystem 1 zu kommunizieren. Das Teilnehmererkennungsmodul 32 befindet sich vorzugsweise auf einer SIM-Karte, die lösbar in dem mobilen Endgerät 3 angeordnet ist.
Die Steuereinheit 33 stellt die speziellen Funktionalitäten bereit, die zum Unterstützen des Verfahrens gemäß dieser Erfindung notwendig sind. Vorzugsweise wird die Steuereinheit 33 durch ein Softwarepaket gebildet, das über das Mobilkommunikationssystem 1 auf das mobile Endgerät 3 heruntergeladen wurde. Solch Softwarepaket ist zum Beispiel ein JAVA-Midlet. Außerdem ist es möglich, daß das Softwarepaket in dem mobilen Endgerät 3 oder in der SIM-Karte des mobilen Endgerätes 3 vorinstalliert oder auf das mobile Endgerät 3 über eine Datenschnittstelle des mobilen Endgerätes 3, zum Beispiel, eine Bluetooth-Schnittstelle, heruntergeladen wird.
Dieses Softwarepaket als solches oder ein maschinenlesbares Speichermedium mit diesem Softwarepaket, das darauf gespeichert ist, bildet ein Computerprogrammprodukt gemäß dieser Erfindung.
Der Zahlungsübergangsserver 6 wird durch einen oder mehrere miteinander verbundene Computer, eine Software-Plattform und Anwendungsprogramme gebildet, die durch diese Computer ausgeführt werden. Die Funktionalitäten des Zahlungsübergangsservers 6 werden durch Ausführung dieser Software durch die Hardware-Plattform dieses Computers oder dieser Computer durchgeführt. Aus funktionaler Sicht stellt der Zahlungsübergangsserver 6 eine Kommunikationseinheit 61, eine Steuereinheit 62 und eine Speichereinheit 63 bereit. Die Kommunikationseinheit 61 enthält alle Funktionalitäten des Zahlungsübergangsservers 6, was dem Zahlungsübergangsserver 6 ermöglicht, mit dem Kassenendgerät 51 und dem Authentifizierungsserver 11 zu kommunizieren. Vorzugsweise enthält die Kommunikationseinheit 61 zusätzliche Funktionalitäten, um eine sichere Kommunikation über das Kommunikationsnetz 2 und mit dem Authentifizierungsserver 11 aufzubauen.
Der Authentifizierungsserver 11 umfaßt aus funktionaler Sicht eine Steuereinheit 12 und eine Speichereinheit 13.
Wenn die Kasseneinheit 51 von dem Anwender 4 einen Befehl empfängt, der einen zu zahlenden Betrag bestätigt, sendet die Kasseneinheit eine Anforderungsmeldung 91 über die Nahbereichsschnittstelle an das Endgerät 3. Die Steuereinheit 33 bearbeitet diese Anforderung und fordert die Übermittlung der Mobilfunkteilnehmerkennung von dem Teilnehmeridentifizierungsmodul 32 an. Anschließend sendet sie die ermittelte Mobilfunkteilnehmerkennung, vorzugsweise in einer verschlüsselten Form, in einer Antwortmeldung 92 an die Kasseneinheit 93. Wenn die Kasseneinheit 93 einen weiteren Befehl 93 von dem Anwender 4 empfängt, der die Zahlung des Betrages genehmigt, übermittelt sie die Mobilfunkteilnehmerkennung in einer Meldung 94 an den Zahlungsübergangsserver 6. Die Steuereinheit 92 erzeugt einen Zahlungsprozeß, sendet eine Anforderung 95 an den Authentifizierungsserver 11 und empfängt eine Antwort 96, die eine Authentifizierungsnummer und eine zugeordnete Authentifizierungsantwort enthält. Die Steuereinheit 62 speichert die empfangene Authentifizierungsantwort in der Speichereinheit 63 und leitet die Authentifizierungsnummer als Teil einer Antwort 97 an die Kasseneinheit 51 weiter, die diese Antwort an das Endgerät 3 weiterleitet.
Die Steuereinheit 33 leitet die empfangene Authentifizierungsnummer an das Teilnehmererkennungsmodul 32 weiter und fordert die Berechnung der zugeordneten Authentifizierungsantwort an. Wenn sie die Authentifizierungsantwort empfängt, übermittelt sie die Authentifizierungsantwort in einer Meldung 98 an die Kasseneinheit 51, die diese Meldung an einen Zahlungsübergangsserver 6 weiterleitet. Der Zahlungsprozeß der Steuereinheit 62, die mit dieser Transaktion verbunden ist, vergleicht die empfangene Authentifizierungsantwort mit der zugeordneten Authentifizierungsantwort, die in der Speichereinheit 63 gespeichert ist. Wenn die Authentifizierungsantwort korrekt ist, sendet sie eine Bestätigungsmeldung 99 an die Kasseneinheit 51. Außerdem zeichnet der Zahlungsprozeß einen zugeordneten Transaktionssatz auf, der die relevanten Daten der Autorisierung enthält, zum Beispiel, eine Protokolldatei, die die Details der Kommunikation mit der Kasseneinheit und dem Authentifizierungsserver 11 des Mobilkommunikationssystems 1 speichert. Außerdem weist sie eine Transaktionsreferenznummer diesem Satz zu und übermittelt diese Referenznummer in der Bestätigungsmeldung 99 an die Kasseneinheit 51. Diese Referenznummer kann später von dem Ladenbesitzer verwendet werden, um die positive Authentifizierung durch den Zahlungsübergangsserver 6 zu prüfen.
Vorzugsweise ist die Kommunikation zwischen dem mobilen Endgerät 3 und der Kasseneinheit 93 eine geschützte Kommunikation, die zum Beispiel ein spezielles Sicherheitsprotokoll wie eine geschützte Protokollschicht des SSL verwendet. Außerdem basiert die Kommunikation zwischen dem Kassenendgerät 93 und dem Zahlungsübergangsserver 6 auf einer geschützten Verbindung, die über das Kommunikationsnetz 2 aufgebaut ist.
Außerdem ist es möglich, daß die Steuereinheit 12 an den Zahlungsübergangsserver 6 zusätzliche Informationen übermittelt, die Daten wie die Kreditfähigkeit oder einen maximalen Transaktionsbetrag enthalten. Solche Daten werden durch die Steuereinheit 12 aus den Teilnehmerdaten ausgewählt, die in dem Mobilkommunikationssystem zur Verfügung stehen. Außerdem ist es möglich, daß der Betrag der Transaktion in der Meldung 93 an den Authentifizierungsserver 11 übermittelt wird, der in der Meldung 96 eine Antwort gibt, ob dieser Betrag akzeptabel oder nicht akzeptabel ist.
Beim Empfangen der Bestätigungsmeldung 99 erzeugt die Kasseneinheit 51 die Transaktionsdaten und übermittelt sie an das Gebührenabrechnungssystem 7. Dieses Gebührenabrechnungssystem kann zum Beispiel eine Bank sein, die eine Banküberweisung durchführt, zum Beispiel auf der Basis der direkten Belastungsvollmacht. Außerdem ist es möglich, daß die Kasseneinheit zusätzliche Zahlungsdaten von einer durch den Anwender 4 bereitgestellten Bankkarte oder Kreditkarte erfaßt.

Claims

Verfahren zur Unterstützung bargeldloser Zahlung unter Verwendung eines Mobilkommunikationssystems (1), in welchem das Mobilkommunikationssystem (1) einen Authentifizierungsserver (11) umfaßt, der mit den Teilnehmererkennungsmodulen (32) der mobilen Endgeräte (3) zusammenwirkt, um den Zugang zu dem Mobilkommunikationssystem (1) freizugeben, dadurch gekannzaichnet, daß das Verfahren die Schritte umfaßt: Senden einer Mobilfunkteilnehmerkennung, die in einem Teilnehmererkennungsmodul (32) eines mobilen Endgerätes (3) eines Anwenders (4) gespeichert ist, über eine Nahbereichsschnittstelle an eine Kasseneinheit (51) und von der Kasseneinheit (51) über ein Kommunikationsnetz (2) an die Zahlungsübergangseinheit (6); Senden der Mobilfunkteilnehmerkennung über das Mobilkommunikationssystem (1) von der Zahlungsübergangseinheit (6) an den Authentifizierungsserver (11) des Mobilkommunikationssystems (1) und Anfordern durch die Zahlungsübergangseinheit (6) der Berechnung einer Authentifizierungsnummer und einer zugeordneten Authentifizierungsantwort für den Anwender, der durch die gesendete Mobilfunkteilnehmerkennung identifiziert wurde; Senden der berechneten Authentifizierungsnummer und der Authentifizierungsantwort über das Mobilkommunikationssystem (1) zurück an die Zahlungsübergangseinheit (6); Senden der berechneten Authentifizierungsnummer über das Kommunikationsnetz (2) von der Zahlungsübergangseinheit (6) an die Kasseneinheit (51) und von der Kasseneinheit (51) über eine Nahbereichsschnittstelle an das mobile Endgerät (3); Berechnen einer Authentifizierungsantwort durch das Teilnehmererkennungsmodul des mobilen Endgerätes auf der Basis der Authentifizierungsnummer und eines Verschlüsselungscodes, der in dem Teilnehmererkennungsmodul (32) gespeichert wurde, und Senden der berechneten Authentifizierungsantwort von dem mobilen Endgerät (3) über eine Nahbereichsschnittstelle an die Kasseneinheit (51) und von der Kasseneinheit (51) über das Kommunikationsnetz (2) an die Zahlungsübergangseinheit (6); Vergleichen der Authentifizierungsantwort durch die Zahlungsübergangseinheit (6), die durch das Teilnehmererkennungsmodul (32) berechnet wurde, mit der Authentifizierungsantwort, die von dem Authentifizierungsserver (11) empfangen wurde, und Senden einer Bestätigungsmeldung durch die Zahlungsübergangseinheit (6) an die Kasseneinheit (51, 52) oder ein Gebührenabrechnungssystem (7), wenn das empfangene Authentifizierungsergebnis korrekt ist; und Auslösen der Zahlung entsprechend durch die Kasseneinheit (51) oder das Gebührenabrechnungssystem (7) beim Empfangen der Bestätigungsmeldung von der Zahlungsübergangseinheit (6).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekannzaichnet, daß das Gebührenabrechnungssystem ein Gebührenabrechnungssystem des Mobilfunkbetreibers des Mobilfunknetzes (1) ist, welches das Mobilfunkbetreiberkonto des Anwenders belastet, wenn die Bestätigungsmeldung von der Zahlungsübergangseinheit (6) empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekannzaichnet, daß das mobile Endgerät (3) die Mobilfunkteilnehmerkennung an eine Kasseneinheit (51) sendet, und daß die Kasseneinheit (51) die Mobilfunkteilnehmerkennung an die Zahlungsübergangseinheit (6) weiterleitet, wenn der Anwender eingibt, die Transaktion zu akzeptieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekannzaichnet, daß das mobile Endgerät (3) die Mobilfunkteilnehmerkennung vor ihrem Senden an die Kasseneinheit (51, 52) verschlüsselt, und daß die Übergangseinheit (6) die empfangene Mobilfunkteilnehmerkennung entschlüsselt.
Zahlungsübergangsserver (6) für ein bargeldloses Zahlungssystem unter Verwendung eines Mobilkommunikationssystems (1), in welchem das Mobilkommunikationssystem (1) einen Authentifizierungsserver (11) umfaßt, der mit den Teilnehmererkennungsmodulen (32) des mobilen Endgerätes (3) zusammenwirkt, um den Zugang zu dem Mobilkommunikationssystem freizugeben, dadurch gekannzaichnet, daß der Zahlungsübergangsserver (6) eine Steuereinheit (62) umfaßt, die angepaßt ist zum: Senden einer Teilnehmerkennung, die in dem Teilnehmererkennungsmodul (32) eines mobilen Endgerätes (3) eines Anwenders (4) gespeichert ist, über das Mobilkommunikationssystem (1) an den Authentifizierungsserver (11) des Mobilkommunikationssystems (1), und Anfordern der Berechnung einer Authentifizierungsnummer und zugeordneten Authentifizierungsantwort für den Anwender (4), der durch die gesendete Mobilfunkteilnehmerkennung identifiziert ist; Empfangen der berechneten Authentifizierungsnummer und der Authentifizierungsantwort über das Mobilkommunikationssystem (1) von dem Authentifizierungsserver (11) des Mobilkommunikationssystems (1); Senden der berechneten Authentifizierungsnummer über ein Kommunikationsnetz (2) an eine Kasseneinheit (51, 52), welche die berechnete Authentifizierungsnummer über eine Nahbereichsschnittstelle an das mobile Endgerät (3) weiterleitet; Empfangen einer Authentifizierungsantwort, die durch das Teilnehmererkennungsmodul (32) des mobilen Endgerätes (3) auf der Basis der Authentifizierungsnummer und eines Verschlüsselungscodes berechnet wurde, der in dem Teilnehmererkennungsmodul (32) gespeichert ist, über das Kommunikationsnetz (2) von der Kasseneinheit (51, 52); und Vergleichen des Authentifizierungsergebnisses, das durch das Teilnehmererkennungsmodul (32) berechnet wurde, mit dem Authentifizierungsergebnis, das von dem Authentifizierungsserver (11) empfangen wurde, und Senden einer Bestätigungsmeldung an eine Kasseneinheit (51, 52) oder ein Gebührenabrechnungssystem (7), wenn das empfangene Authentifizierungsergebnis korrekt ist, in welchem die Kasseneinheit (51) oder das Gebührenabrechnungssystem (7) entsprechend die Zahlung auslöst, wenn die Bestätigungsmeldung von der Zahlungsübergangseinheit (6) empfangen wird.
Mobiles Endgerät (3) für ein bargeldloses Zahlungssystem unter Verwendung eines Mobilkommunikationssystems (1), in welchem das Mobilkommunikationssystem (1) einen Authentifizierungsserver (11) umfaßt, der mit den Teilnehmererkennungsmodulen (32) des mobilen Endgerätes (3) zusammenwirkt, um den Zugang zu dem Mobilkommunikationssystem (1) freizugeben, dadurch gekannzaichnet, daß das mobile Endgerät (3) eine Steuereinheit (31) umfaßt, die angepaßt ist zum: Senden einer Mobilfunkteilnehmerkennung, die in dem Teilnehmererkennungsmodul (32) des mobilen Endgerätes (3) eines Anwenders (4) gespeichert wurde, über eine Nahbereichsschnittstelle an eine Kasseneinheit (51, 52) zu ihrem Weiterleiten über ein Kommunikationsnetz (2) an eine Zahlungsübergangseinheit (6); Empfangen einer Authentifizierungsnummer, die durch den Authentifizierungsserver (11) des Mobilkommunikationssystems (1) auf Anforderung der Zahlungsübergangseinheit (6) berechnet wurde, über eine Nahbereichsschnittstelle von der Kasseneinheit (51, 52); Berechnen einer Authentifizierungsantwort auf der Basis der empfangenen Authentifizierungsnummer und eines Verschlüsselungscodes, der in dem Teilnehmererkennungsmodul (32) gespeichert ist; und Senden der berechneten Authentifizierungsantwort über eine Nahbereichsschnittstelle an die Kasseneinheit (51, 52), welche die berechnete Authentifizierungsantwort über das Kommunikationsnetz (2) an die Zahlungsübergangseinheit (6) weiterleitet, wobei die Zahlungsübergangseinheit (6) das Authentifizierungsergebnis, das durch das Teilnehmererkennungsmodul (32) berechnet wurde, mit dem Authentifizierungsergebnis vergleicht, das von dem Authentifizierungsserver (11) empfangen wurde, und Senden einer Bestätigungsmeldung an die Kasseneinheit (51, 52) oder ein Gebührenabrechnungssystem (7), wenn das empfangene Authentifizierungsergebnis korrekt ist, in welchem entsprechend die Kasseneinheit (51) oder das Gebührenabrechnungssystem (7) die Zahlung auslöst, wenn die Bestätigungsmeldung von der Zahlungsübergangseinheit (6) empfangen wird.
Computerprogrammprodukt, das auf einem Computer für ein bargeldloses Zahlungssystem implementiert ist, unter Verwendung eines Mobilkommunikationssystems (1), in welchem das Mobilkommunikationssystem (1) einen Authentifizierungsserver (11) umfaßt, der mit den Teilnehmererkennungsmodulen (32) des mobilen Endgerätes (3) zusammenwirkt, um den Zugang zu dem Mobilkommunikationssystem (1) freizugeben, dadurch gekannzaichnet, daß das Computerprogrammprodukt, wenn es durch ein mobiles Endgerät (3) ausgeführt wird, die Schritte ausführt: Senden einer Mobilfunkteilnehmerkennung, die in dem Teilnehmererkennungsmodul (32) des mobilen Endgerätes (3) eines Anwenders (4) gespeichert ist, von dem mobilen Endgerät (3) über eine Nahbereichsschnittstelle an eine Kasseneinheit (51, 52) zu ihrem Weiterleiten über ein Kommunikationsnetz (2) an eine Zahlungsübergangseinheit (6); Empfangen einer Authentifizierungsnummer, die durch den Authentifizierungsserver (11) des Mobilkommunikationssystems (1) auf Anforderung der Zahlungsübergangseinheit (6) über eine Nahbereichsschnittstelle von der Kasseneinheit (51,52) berechnet wurde; Auslösen der Berechnung einer Authentifizierungsantwort auf der Basis der empfangenen Authentifizierungsnummer und eines Verschlüsselungscodes, der in dem Teilnehmererkennungsmodul (32) gespeichert ist; und Senden der berechneten Authentifizierungsantwort von dem mobilen Endgerät (3) über eine Nahbereichsschnittstelle an die Kasseneinheit (51, 52), welche die berechnete Authentifizierungsantwort über das Kommunikationsnetz (2) an die Zahlungsübergangseinheit (6) weiterleitet, wobei die Zahlungsübergangseinheit (6) das Authentifizierungsergebnis, das durch das Teilnehmererkennungsmodul (32) berechnet wurde, mit dem Authentifizierungsergebnis vergleicht, das von dem Authentifizierungsserver (11) empfangen wurde, und Senden einer Bestätigungsmeldung an die Kasseneinheit (51, 52) oder ein Gebührenabrechnungssystem (7), wenn das empfangene Authentifizierungsergebnis korrekt ist, in welchem entsprechend die Kasseneinheit (51) oder das Gebührenabrechnungssystem (7) die Zahlung auslöst, wenn die Bestätigungsmeldung von der Zahlungsübergangseinheit (6) empfangen wird.