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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Daten, insbesondere
von Transaktionsdaten, in einem elektronischen Zahlungssystem, wobei
das elektronische Zahlungssystem mindestens ein Zahlungsterminal,
eine Sammelinstanz (Sammeleinheit) und eine Zahlungsinstanz (Zahlungseinheit) aufweist.
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Als
eine moderne Art des bargeldlosen Bezahlens von Waren und Dienstleistungen
ist die elektronische Börse
bekannt. Hierbei gibt ein Geldinstitut eine Chipkarte an einen Kunden
aus und registriert die Daten des Kunden und der ausgegebenen Chipkarte.
Zu den zu registrierenden Daten gehören insbesondere Art und Weise
der Verwendung der Chipkarte, die Kredithöhe, die Gültigkeitsdauer und das Buchungsverfahren.
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Die
Chipkarte wird vor der Herausgabe an den Kunden initialisiert, d.h.
es werden Anwendungsdaten auf der Chipkarte eingebracht, die es
erlauben, die Chipkarte im Rahmen bestimmter Anwendungen zu nutzen.
Dem Kunden wird bei der Herausgabe der Chipkarte mitgeteilt, für welche
Anwendungen seine Chipkarte nutzbar ist.
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Um
mit der Chipkarte Waren und Dienstleistungen mit einer elektronischen
Börse bezahlen
zu können,
muss auf der Chipkarte zunächst
ein Geldbetrag gespeichert sein. Zu diesem Zweck übergibt der
Kunde an einem Schalter des Geldinstitutes einen bestimmten Betrag
als Bargeld oder lässt
den bestimmten Betrag von seinem Konto abbuchen. Auf der Chipkarte
wird dann ein Guthaben in der Höhe des
bestimmten Betrages gespeichert. Bis zu dieser Höhe kann der Kunde die Chipkarte
nun zur Bezahlung nutzen. Das Geldinstitut überweist denselben bestimmten
Betrag auf ein Börsenkonto.
Von diesem Börsenkonto
erhält
später
ein Händler
sein Geld, wenn der Kunde bei diesem Händler mit der Chipkarte bezahlt
hat.
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Ist
das Guthaben verbraucht, muss die Chipkarte wieder „geladen
werden". Das Laden
eines Guthabens auf die Chipkarte kann mit einem dazu geeigneten
Lade-Terminal von einem Schalterbeamten des Geldinstitutes ausgeführt werden.
Darüber hinaus
sind hierfür
beliebige mit dieser Funktion ausgestattete Bankautomaten nutzbar.
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Möchte der
Kunde zu einem späteren
Zeitpunkt im Laden eines Händlers
eine Ware mit Hilfe seiner Chipkarte bezahlen, so ist diese Transaktion an
einem POS-Terminal (Point-of-sale-Terminal) ausführbar.
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Die
Chipkarte wird in einen im POS-Terminal angeordneten Chipkartenleser
eingesteckt. Mit Hilfe des Chipkartenlesers können Daten von der Chipkarte
gelesen werden oder Daten auf die Chipkarte geschrieben werden.
Insbesondere wird das auf der Chipkarte gespeicherte Guthaben um
den Betrag verringert, welcher für
die Ware beim Händler
zu bezahlen ist. Es verbleibt ein Restguthaben auf der Chipkarte.
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Im
Rahmen der Transaktion beim Händler werden
in dem POS-Terminal
die Transaktionsdaten gespeichert, die Informationen darüber enthalten, welcher
der zu zahlende Betrag war, welches Geldinstitut das Börsenkonto
unterhält
und weitere Kunden- und Händlerdaten.
Diese Transaktionsdaten werden in dem POS-Terminal in Datensätzen gespeichert.
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Für jede Kombination
von Börseninhaber, Börsenkonto
und Währung
wird mindestens ein Datensatz angelegt, spätestens wenn entsprechende Transaktionen
durchgeführt
wurden. Pro Datensatz wird die Summe der Beträge gehalten, d.h. der Betrag,
den der Börseninhaber
dem Händler
schuldet, sowie Kennungen des Händlers,
des Börseninhabers,
des Börsenkontos,
der Währung
und des Datensatzes selbst. Wahlweise können auch Daten jeder einzelnen
Transaktion gespeichert werden.
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Nach
Ablauf eines Tages oder eines anderen Zeitraumes werden ein oder
mehrere Datensätze von
einer Sammeleinheit (Sammelinstanz) abgerufen. Die Sammeleinheit
kann mit mehreren POS-Terminals verbunden sein. Der Empfang der
Datensätze wird
durch die Sammeleinheit gegenüber
den Position-Terminals bestätigt.
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Nach
dem Empfang der Datensätze
leitet die Sammeleinheit die Datensätze weiter an eine Zahlungseinheit
(Zahlungsinstanz). Die Zahlungseinheit überprüft, ob die in den Datensätzen registrierten Transaktionen
korrekt sind, insbesondere, ob die Kennung des Händlers korrekt ist. Ist das
der Fall, so werden die den Händlern
zustehenden Beträge
an diese überwiesen,
und es wird das Börsenkonto
der elektronischen Börse
um diese Beträge
vermindert.
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Es
gibt mehrere Zahlungssysteme mit digitalem Zahlungsmittel, bei denen
die Zahlungstransaktionen betreffende Daten offline registriert
und diese aufgezeichneten Daten paketweise zur Sammeleinheit oder
Zahlungseinheit übertragen
werden.
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In
dem Beitrag von MJOLSNES, S. F. et al. unter dem Titel „Open transnational
system for digital currency payments", SYSTEM SCIENCES, 1997, PROCEEDINGS
OF THE THIRTIETH HAWAII INTERNATIONAL CONFERENCE ON WAILEA, Hawaii,
USA, 7. bis 10. Januar 1997; LOS ALAMITOS, Kalifornien, USA, IEEE
COMPUT. SOC., 7. Januar 1997, S. 198 bis 207, XP010271762 ISBN,
werden die Grundprinzipien eines Systems zur Zahlungsabwicklung
mit digitalen Zahlungsmitteln beschrieben. In diesem Beitrag wird
vorgeschlagen, die Zahlung kleinerer Beträge offline abzuwickeln und
die Transaktionsdaten paketweise zu übertragen. Dabei handelt es
sich um ein Verfahren zur digitalen Zahlungsabwicklung, bei dem
die Transaktion vollkommen offline erfolgt, sodass also Dritte während der
Transaktion nicht beteiligt sind.
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In
der internationalen Patentanmeldung WO 9217852 A wird ein System
beschrieben, bei welchem die Transaktionsdaten entweder online verarbeitet
oder zur Offline-Verarbeitung aufgezeichnet werden. Die Offline-Datensätze werden
zu Paketen zusammengefasst, wobei einige Datensätze oder Pakete übertragen
werden, wenn keine Online-Transaktionen stattfinden, und der Rest
während der
Nacht gesendet wird.
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Ein
weiteres System zur digitalen Zahlungsabwicklung wird in der US-Patentschrift
A-5 285 382 beschrieben. Hierbei handelt es sich um ein System, bei
welchem Transaktionen offline aufgezeichnet und alle Datensätze in einem
Paket gesendet werden, sobald die Übertragungsraten zurückgehen.
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Nachteil
des beschriebenen Verfahrens und Systems ist es, dass vom Beginn
des Abrufs eines Datensatzes durch die Sammeleinheit bis zum Empfang
der Bestätigung,
dass der Datensatz vollständig,
korrekt und unbeschädigt
bei der Sammeleinheit oder der Zahlungseinheit angekommen ist, ein POS-Terminal
nicht nutzbar ist, da in diesem Zeitraum keine weiteren Transaktionsdaten
in dem Datensatz zur Speicherung der Transaktionsdaten gespeichert
werden können.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren der eingangs
beschriebenen Art zu schaffen, das es ermöglicht, die Zeit, in der Terminals
in einem elektronischen Zahlungssystem nicht nutzbar sind, zu minimieren.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten gelöst:
- – Erzeugen
eines Datensatzes, der Kopfdaten (Vorsatzdaten) umfasst,
- – Ausführen eines
Zahlungsvorganges mittels des mindestens einen Zahlungsterminals,
- – Speichern
von Informationen über
den Zahlungsvorgang in dem Datensatz,
- – Markieren
des Datensatzes als Schattendatensatz, und
- – Erzeugen
eines weiteren Datensatzes, der weitere Kopfdaten umfasst, wobei
der weitere Datensatz erzeugt wird, bevor ein weiterer Zahlungsvorgang
beginnt.
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Der
wesentlichen Vorteil, welcher mit der Erfindung gegenüber dem
Stand der Technik erreicht wird, besteht darin, dass das Zahlungsterminal
auch in der Zeit der Nutzung durch den Händler zur Verfügung steht,
in welcher die Daten über
bereits abgeschlossene Transaktionen weiterverarbeitet werden.
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Hierdurch
werden Unterbrechungen der Nutzbarkeit des Zahlungsterminals durch
den Händler
und den Kunden vermieden.
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Darüber hinaus
können
mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
zu jedem Zeitpunkt die Daten des Schattendatensatzes verarbeitet
werden. Hierdurch ist eine optimale Auslastung von Übertragungskapazitäten möglich, wenn
die Daten zur Weiterverarbeitung über Leitungen übertragen
werden müssen.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausführung der
Erfindung weist das Verfahren die weiteren Verfahrensschritte auf:
- – Abrufen
der Gesamtinformation des Schattendatensatzes durch die Sammeleinheit,
wobei die Gesamtinformation die Kopfdaten und die gespeicherten
Informationen über
den Zahlungsvorgang enthält,
- – Übertragen
der Gesamtinformation des Schattendatensatzes an die Zahlungseinheit,
- – Überprüfen der
Gesamtinformation durch die Zahlungseinheit,
- – Senden
einer Bestätigung über den
Empfang der Gesamtinformation durch die Zahlungseinheit an das Zahlungsterminal,
und
- – Löschen des
Schattendatensatzes.
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Hierdurch
wird der Schattendatensatz so lange gespeichert, bis die Gesamtinformation
des Schattendatensatzes von der Zahlungseinheit empfangen wurde
und die Daten des Schattendatensatzes durch die Zahlungseinheit überprüft wurden. Sollte
bei der Übertragung
und/oder der Verarbeitung des Schattendatensatzes ein Fehler auftreten,
der zu einem teilweisen Datenverlust führt, so steht der Schattendatensatz
weiterhin zur Überprüfung der Transaktion
zur Verfügung.
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Eine
zweckmäßige Ausführung der
Erfindung sieht vor, dass das Löschen
des Schattendatensatzes ausgeführt
wird, nachdem vom Zahlungsterminal die Bestätigung empfangen wurde, dass
die Sammeleinheit die Gesamtinformation empfangen hat. Hierdurch
wird der Schattendatensatz zum frühest möglichen Zeitpunkt nach seiner
Erzeugung gelöscht,
um die begrenzte Speicherkapazität
im Zahlungsterminal effektiv zu nutzen.
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Vorteilhaft
kann vorgesehen sein, dass das Löschen
des Schattendatensatzes ausgeführt
wird, nachdem vom Zahlungsterminal die Bestätigung empfangen wurde, dass
die Zahlungseinheit bei der Überprüfung festgestellt
hat, dass die Gesamtinformationen im Schattendatensatz korrekt sind.
Das ist insbesondere von Vorteil, wenn festgestellt wird, dass bei
der Übertragung
der Gesamtinformation zur Sammeleinheit oder bei der Übertragung
zur Zahlungseinheit Probleme aufgetreten sind, die zum Datenverlust
führten.
In diesem Fall steht der Schattendatensatz für eine Wiederholung der Übertragungsvorgänge zum
Verfügung.
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Vorteilhaft
kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorgesehen sein, dass ein weiterer Zahlungsvorgang mittels des mindestens
einen Zahlungsterminals ausgeführt
wird, dass Informationen über
den weiteren Zahlungsvorgang in dem weiteren Datensatz gespeichert
werden, und dass der weitere Datensatz als weiterer Datensatz markiert
wird. Hierdurch werden die Daten von nacheinander ablaufenden Transaktionen
vorteilhaft chronologisch gespeichert. Je nach Speicherkapazität des Zahlungsterminals
kann eine Vielzahl von Schattendatensätzen erzeugt werden. Diese
Vielzahl von Schattendatensätzen
kann zu beliebigen Zeitpunkten von der Sammeleinheit abgerufen werden.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsart
der Erfindung sieht vor, dass das Markieren des Datensatzes als
Schattendatensatz und/oder das Markieren des weiteren Datensatzes
als weiteren Schattendatensatz mittels der Kopfdaten bzw. der weiteren
Kopfdaten ausgeführt
wird. Dies stellt eine besonders einfach ausführbare und mit geringem Aufwand
auswertbare Möglichkeit
zur Markierung eines Datensatzes als Schattendatensatz dar.
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Eine
weitere zweckmäßige Ausführungsart der
Erfindung sieht vor, dass in dem Datensatz und/oder in dem weiteren
Datensatz jeweils Informationen über
wenigstens zwei Zahlungsvorgänge
gespeichert werden, wodurch Speicherplatz in dem Zahlungsterminal
eingespart wird, und wodurch die Informationen über mehrere Zahlungsvorgänge mittels
eines Datensatzes übertragen
werden können.
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Zweckmäßig werden
die Gesamtinformationen mehrerer Schattendatensätze durch die Sammeleinheit
gleichzeitig abgerufen und die jeweiligen Gesamtinformationen durch
die Zahlungseinheit überprüft. Bei
gleichzeitiger Übertragung
von mehreren Schattendatensätzen
werden Leitungskapazitäten
eingespart, da es nicht notwendig ist, für die Übertragung jedes einzelnen
Schattendatensatzes eine Online-Verbindung zwischen der Sammeleinheit und
dem Zahlungsterminal herzustellen.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsart
der Erfindung sieht vor, dass beim Zahlungsvorgang und/oder beim
weiteren Zahlungsvorgang mittels des mindestens einen Zahlungsterminals
eine Chipkarte mit einem gespeicherten Geldbetrag genutzt wird. Hierbei
ist das erfindungsgemäße Verfahren
besonders vorteilhaft anwendbar, da der wesentliche Zweck einer
Chipkarte mit einem gespeicherten Geldbetrag ist, eine Vielzahl
von Transaktionen mit jeweils kleineren Geldbeträgen auszuführen. Hierdurch entsteht eine
Vielzahl von Datensätzen.
Bei der Verarbeitung dieser Vielzahl von Datensätzen ergeben sich mittels des
erfindungsgemäßen Verfahrens
wesentliche Zeiteinsparungen.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung kann
vorgesehen sein, dass die Sammeleinheit und die Zahlungseinheit
als Teile eines Netzwerks ausgebildet sind, und dass das Abrufen
der Gesamtinformation des Schattendatensatzes durch die Sammeleinheit
und das Übertragen
der Gesamtinformation des Schattendatensatzes an die Zahlungseinheit
mittels des Netzwerkes ausgeführt werden.
Eine Ausführungsart
dieser Verfahrensschritte mittels eines Netzwerkes bietet den Vorteil, dass
die Schattendatensätze
zu beliebigen Teilen des Netzwerkes übertragen werden können.
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Eine
weitere zweckmäßige Ausführungsart der
Erfindung kann dadurch gebildet sein, dass beim Überprüfen der Gesamtinformation des
Schattendatensatzes durch die Zahlungseinheit sicherheitsrelevante
Funktionen genutzt werden, wobei die sicherheitsrelevanten Funktionen
von einem Sicherheitsmodul der Zahlungseinheit zur Verfügung gestellt werden.
Dies ist von Vorteil, da die Schattendatensätze auch Informationen enthalten,
die gegenüber
Personen, die nicht an der Transaktion beteiligt sind, geheimzuhalten
sind.
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Sicherheitsrelevante
Funktionen sind hierfür vorteilhaft
nutzbar.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei
zeigt 1 eine schematische Darstellung des Ablaufes des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Gemäß 1 wird
in einem Zahlungsterminal ein Datensatz A erzeugt 1, bevor
ein Zahlungsvorgang begonnen wird. Der Datensatz A weist Kopfdaten
auf. Die Kopfdaten umfassen insbesondere Informationen über den
Händler,
bei dem das Zahlungsterminal aufgestellt ist, über den Inhaber der elektronischen
Börse, über die
Währung
und über
die kryptografischen Sicherungen, die beim Speichern des Datensatzes
genutzt werden, um die Daten zu verschlüsseln.
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Die
konkrete Ausbildung des Zahlungsterminals kann variieren. Dem Fachmann
sind beispielsweise Point-of-Sale-Terminals bekannt. Mit Hilfe dieser
Terminals kann ein Kunde bei einem Händler bargeldlos bezahlen.
Als Verfahren zum bargeldlosen Bezahlen für Waren und Dienstleistungen
sind insbesondere die Zahlungen mit einer EC-Karte, einer Kreditkarte
oder einer Chipkarte nutzbar. Das Zahlungsterminal weist zur Kommunikation
mit der jeweiligen Karte ein entsprechendes Schreib-/Lesegerät auf.
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In
dem Datensatz A werden anschließend
Informationen über
die Zahlungsvorgänge 1 bis
n gespeichert 2, 3, 4, 5, wobei
die Speicherung 3, 5 stets ausgeführt wird,
bevor ein neuer Zahlungsvorgang 4 beginnt. Wurde der Zahlungsvorgang 2, 4 im
Rahmen einer elektronischen Börse
ausgeführt,
so umfassen die gespeicherten Informationen insbesondere Daten über den Kunden,
den Händler
und den zu zahlenden Betrag. Die gespeicherten Informationen protokollieren
jeden Zahlungsvorgang. Hierzu wird in den Kopfdaten gespeichert,
wie viele Zahlungsvorgänge
in dem Datensatz A protokolliert wurden.
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Nachdem
eine beliebige Anzahl von Zahlungsvorgängen ausgeführt wurde und die entsprechenden
Informationen über
die Zahlungsvorgänge in
dem Datensatz A gespeichert wurden 2, 3, 4, 5, wird
der Datensatz A geschlossen. Der Status des Datensatzes A wird verändert, indem
der Datensatz A als Schattendatensatz A markiert wird 6.
Das Markieren als Schattendatensatz 6 ist beispielsweise
mit Hilfe eines Statusbits in den Kopfdaten ausführbar. Aber auch das Abspeichern
des Schattendatensatzes A in einem speziellen Speicherbereich, welcher für Schattendatensätze vorgesehen
ist, ist möglich.
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Nachdem
der Datensatz A als Schattendatensatz A markiert wurde 6,
wird ein weiterer Datensatz B geöffnet 7.
Auch diese Datensatz B umfasst Kopfdaten mit den beschriebenen Informationen über den
Händler
und den Inhaber der elektronischen Börse. Die Erzeugung des Datensatzes
B wird ausgeführt,
bevor der nächste
Zahlungsvorgang 8 nach dem Schließen des Datensatzes A begonnen
wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass keine Informationen über einen
Zahlungsvorgang 8 verloren gehen. Im Datensatz B können dann
Informationen über
weitere zeitlich aufeinanderfolgende Zahlungsvorgänge gespeichert
werden 8, 9.
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Zu
einem beliebigen Zeitpunkt nach Abschluss des Markierens des Datensatzes
A als Schattendatensatz A 6 kann der Schattendatensatz von
einer Sammeleinheit abgerufen werden 10.
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Die
Sammeleinheit ist vorzugsweise als Teil eines Rechenzentrums ausführbar. Für den Abruf des
Datensatzes A 10 wird dann eine Online-Verbindung zwischen
dem Zahlungsterminal und dem Rechenzentrum hergestellt. Es ist auch
vorsehbar, dass die Sammeleinheit Teil eines Netzwerkes ist oder
in einer Client/Server-Umgebung angeordnet ist. Die ermöglicht vorteilhaft
eine schnelle Verteilung der Informationen aus dem Datensatz A.
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In
der Sammeleinheit wird eine Vielzahl von Datensätzen, die von verschiedenen
Zahlungsterminals abgerufen werden, konzentriert. Nachdem die Sammeleinheit
den Schattendatensatz A vollständig und
korrekt empfangen hat, sendet sie eine Bestätigung an das Zahlungsterminal 11.
Hat das Zahlungsterminal diese Empfangsbestätigung erhalten, so kann der
Schattendatensatz A gelöscht
werden 12. Das Löschen
des Schattendatensatzes A 12 unmittelbar nach dem Empfang
der Bestätigung,
dass der Schattendatensatz A von der Sammeleinheit korrekt empfangen
wurde, hat den Vorteil, dass in dem begrenzten Speicherbereich des
Zahlungsterminals der Speicherplatz, welcher für die Speicherung der Kopie des
Schattendatensatzes A genutzt wurde, wieder zur Verfügung gestellt
wird.
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Zur Überprüfung der
Daten 14, die in dem Schattendatensatz A gespeichert sind,
wird der Schattendatensatz A von der Sammeleinheit an eine Zahlungseinheit übermittelt 13.
Auch die Zahlungseinheit kann Teil eines Rechenzentrums sein oder
in einem Netzwerk angeordnet sein.
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Die
Zahlungseinheit überprüft 14,
ob der Zahlungsvorgang, über
welchen Informationen in dem Schattendatensatz A gespeichert wurden,
korrekt abgelaufen ist, und ob die übermittelten Daten vollständig sind.
Sind beide Bedingungen erfüllt,
so sendet die Zahlungseinheit ein entsprechendes Signal an das Zahlungsterminal
unter Benutzung der Sammeleinheit. Gleichzeitig erhält der Händler den ihm
zustehenden Geldbetrag überwiesen
oder die Überweisung
wird für
einen späteren
Zeitpunkt eingeleitet. Hierzu muss dieser Geldbetrag vom Börsenkonto
des Inhabers der elektronischen Börse abgebucht werden.
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Bei
der Überprüfung der
Informationen des Schattendatensatzes A 14 werden sicherheitsrelevante
Funktionen genutzt. Hierbei kann insbesondere die Überprüfung der
kryptografischen Sicherungen aus dem Schattendatensatz A notwendig
sein. Die hierfür
benötigten
kryptografischen Schlüssel
werden von einem Sicherheitsmodul zur Verfügung gestellt, wobei das Sicherheitsmodul
in der Zahlungseinheit angeordnet ist. Entsprechende Sicherheitsmodule sind
beispielsweise als Chipkarten ausführbar.
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Es
kann vorgesehen sein, dass der Schattendatensatz A erst gelöscht wird 15,
nachdem das Zahlungsterminal das Signal von der Zahlungseinheit erhalten
hat, welches anzeigt, dass bei der Überprüfung der Informationen des
Schattendatensatzes A festgestellt wurde, dass die Zahlungsvorgänge korrekt
abgelaufen sind. Dies hat den Vorteil, dass auf den Schattendatensatz
zurückgegriffen
werden kann, wenn auf dem Weg der Übermittlung des Schattendatensatzes
A von dem Zahlungsterminal zur Zahlungseinheit Fehler auftreten
und der Schattendatensatz A hierdurch nicht vollständig an
die Zahlungseinheit übertragen
wurde. Andererseits kann auch eine Überprüfung der Informationen des Schattendatensatzes
A mit Hilfe des Schattendatensatzes A im Zahlungsterminal wiederholt
werden, wenn festgestellt wird, dass Zahlungsvorgänge nicht korrekt
abgelaufen sind oder der zur Zahlungseinheit übermittelte Schattendatensatz
nicht vollständig
war. Es kann hierdurch festgestellt werden, ob die Zahlungsvorgänge tatsächlich nicht
korrekt abgelaufen sind, oder ob ein Übertragungsfehler von dem Zahlungsterminal
zur Zahlungseinheit vorliegt.
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Es
können
jeweils einzelne oder mehrere Schattendatensätze von der Sammeleinheit abgerufen
werden oder von der Sammeleinheit an die Zahlungseinheit überwiesen
werden. Es ist möglich, dass
die Sammeleinheit Schattendatensätze
von verschiedenen Zahlungsterminals konzentriert und diese dann
entsprechend deren Zugehörigkeit
zu einer bestimmten elektronischen Börse an die jeweilige Zahlungseinheit übermittelt.