EP1337974A1 - Verfahren zum versehen von postsendungen mit freimachungsvermerken - Google Patents

Verfahren zum versehen von postsendungen mit freimachungsvermerken

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EP1337974A1
EP1337974A1 EP01995530A EP01995530A EP1337974A1 EP 1337974 A1 EP1337974 A1 EP 1337974A1 EP 01995530 A EP01995530 A EP 01995530A EP 01995530 A EP01995530 A EP 01995530A EP 1337974 A1 EP1337974 A1 EP 1337974A1
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EP
European Patent Office
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data
customer system
value transfer
transfer center
value
Prior art date
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EP01995530A
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English (en)
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Jürgen Lang
Bernd Meyer
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Deutsche Post AG
Original Assignee
Deutsche Post AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Post AG filed Critical Deutsche Post AG
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Application granted granted Critical
Publication of EP1337974B1 publication Critical patent/EP1337974B1/de
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    • G07B2017/00967—PSD [Postal Security Device] as defined by the USPS [US Postal Service]

Definitions

  • the invention relates to a method for providing postal items with postage indicia, a customer system loading a fee amount from a value transfer center via a data line, the customer system controlling the printing of postage indicia on postal items and the value transfer center sending a data packet to the customer system.
  • the unpublished German patent application 100 20 566.6 / 53 also relates to a method for providing postal items with postage indicia.
  • a customer system loads a fee amount in the form of a data packet from a value transfer center via a data line, which the customer system uses to generate postage indicia.
  • This method is characterized in that data is generated in the customer system that is encrypted in such a way that the value transfer center can decrypt it, that the data is sent from the customer system to the value transfer center and that the value transfer center decrypts the data and then encrypts the data again with a key not known to the customer system and then transmits the data thus encrypted to the customer system.
  • a preferred embodiment of this method is characterized in that the encryption in the customer system is carried out using a random number that serves as an authentication key.
  • the method is also characterized in that the random number is generated in a security module to which a user of the customer system has no access.
  • the invention has for its object to carry out a generic method so that an abusive Generation of postage indicia is avoided.
  • this object is achieved in that the value transfer center generates a key and transmits the key to the customer system in that
  • Customer system data are generated, which are encrypted with the key so that the value transfer center can decrypt them, that the data is sent from the customer system to the value transfer center and that the value transfer center decrypts the data and then the data again with a key not known to the customer system encrypted and then transmits the encrypted data to the customer system.
  • the random number is also generated centrally in the value transfer center for all security modules during each loading process.
  • the key is encrypted and digitally signed. The provision of a high quality random number can be in the central
  • Value transfer center can be guaranteed better than in the security module in the customer system.
  • a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that data for identification and authentication as well as for the desired action are generated in the customer system and are encrypted in such a way that the value transfer center the customer can decrypt that the data is sent from the customer system to the value transfer center and that the value transfer center decrypts the data and then encrypts the data again with a key that is not known to the customer system and then encrypts the data together with further encrypted data to be added, which, however, can be decrypted by the customer system, are transmitted to the customer system.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the encryption takes place in the value transfer center using a random number.
  • the random number is encrypted together with a session key issued by the customer system and a public key of the customer system.
  • the method is further characterized in that the value transfer center signs the data with a private key.
  • decryption takes place in a security module in the customer system, to which the customer has no access.
  • a further advantageous embodiment of the method is characterized in that the decrypted random number is stored in the security module of the customer system, to which the customer has no access.
  • the customer system is preferably designed in such a way that it is not able to completely decrypt data sent by the value transfer center, but a letter center in which the mail items are checked for correct franking can decrypt this data.
  • the value transfer center can be designed in different ways.
  • the term value transfer center encompasses both known value transfer centers and new forms of value transfer centers.
  • the invention relates in particular to those value transmission centers via which a data communication line can be accessed directly, such as data servers connected to the Internet or to telephone lines.
  • An advantageous embodiment of the method and a preferred embodiment of the value transfer center are characterized in that the encryption in the value transfer center is carried out using a random number.
  • the random number prefferably be generated in a secure area of the value transfer center.
  • An advantageous embodiment of the method a preferred embodiment of the customer system and the value transfer center are characterized in that the random number with a session key issued by the value transfer center and a public key of the security module of the customer system is encrypted.
  • the value transfer center signs the data with a private key.
  • An advantageous embodiment of the method, a preferred embodiment of the customer system and the value transfer center are distinguished by the fact that the private key is stored in the particularly secure area of the value transfer center.
  • the data is transmitted from the customer system to the value transfer center with each request for a fee amount.
  • An advantageous embodiment of the method, a preferred embodiment of the customer system and the value transfer center are characterized in that the value transfer center identifies the customer system on the basis of the transmitted data.
  • the value transfer center prefferent for the value transfer center to send the data encrypted by it to the customer system.
  • a preferred embodiment of the customer system and of the value transfer center are characterized in that the data sent from the value transfer center to the customer system have a first component that cannot be decrypted by the customer system and that the data further comprises a second part have that can be decrypted by the customer system. It is expedient that the part of the data that can be decrypted in the customer system contains information about the identity of the customer system.
  • the part of the data that can be decrypted in the customer system contains the random number formed in the value transfer center.
  • Value transfer centers are characterized in that the portion of the data that can be decrypted by the customer system contains information about the amount of a fee.
  • Customer system to the value transfer center is only carried out when a minimum amount is to be loaded in the customer system.
  • An advantageous embodiment of the method a preferred embodiment of the customer system and the value transfer center are distinguished by the fact that a hash value is formed in the value transfer center.
  • the hash value is formed by including information about the shipment data.
  • a preferred embodiment of the customer system and the value transfer center are distinguished by the fact that the hash value is formed by including a received and temporarily stored random number. It is expedient that the hash value is formed using a load identification number.
  • Value transfer centers are characterized by the fact that the postage indicium contains logical data.
  • the postage indicium contains information about the shipment data.
  • An advantageous embodiment of the method, a preferred embodiment of the customer system and the value transfer center are distinguished by the fact that the logical data contain information about the encrypted random number.
  • the logical data prefferably contains information about the encrypted charging process identification number.
  • An advantageous embodiment of the method, a preferred embodiment of the customer system and the value transfer center are characterized in that the logical data contain information about the hash value.
  • a preferred embodiment of the customer system and the value transfer center are characterized in that the postage indicium contains both information transmitted by the value transfer center and data entered by the document manufacturer. It is expedient to carry out the method in such a way or to design the customer system or the value transfer center in such a way that the postage indicium contains a hash value which is formed from a combination of a value transmitted by the specification center and values entered by the document manufacturer.
  • Value transfer centers are characterized by the fact that they include the following procedural steps: The customer system or the security module connected to the customer system initiates a loading process by the identity of the document manufacturer and / or the one used by him
  • Value transfer centers are characterized in that a random number is formed in the value transfer center.
  • An advantageous embodiment of the method a The preferred embodiment of the customer system and the value transfer center are distinguished in that the value transfer center encrypts the loading identification number formed together with the random number generated in such a way that only the security module in the customer system can decrypt it.
  • An advantageous embodiment of the method, a preferred embodiment of the customer system and the value transfer center are characterized in that a hash value is formed from the load identification number and further data in the particularly secure area of the value transfer center.
  • An advantageous embodiment of the method, a preferred embodiment of the customer system and the value transfer center are distinguished by the fact that the validity of postage indicia is checked in the mail center.
  • a preferred embodiment of the customer system and the value transfer center are distinguished by the fact that the testing body forms a hash value from the data contained in the franking mark and checks whether this hash value matches a hash value contained in the franking mark and, in the event of a mismatch, the Postage indicium registered as forged.
  • Fig. 2 shows the schematic diagram shown in Fig. 1 with an emphasis on one
  • FIG. 3 interfaces of the franking system shown in Fig. 1 and Fig. 2
  • the invention provides a possible new form of franking, with which customers can print digital postage indicia on letters, postcards, etc. using a conventional PC with printer and additional software and possibly hardware and Internet access.
  • Payment can be made in various ways to compensate for the value of the franking values printed out by the customers. For example, a saved credit is reduced. This credit is preferably stored digitally. Digital storage takes place, for example, on a special customer card, a standardized money card or in a virtual memory, which is located, for example, in a user's computer.
  • the credit amount is preferably loaded before franking values are printed out. In a particularly preferred embodiment, the credit amount is loaded by direct debit.
  • FIG. 1 shows a basic sequence of a franking of mail items according to the invention.
  • the process includes several steps, which can preferably be supplemented to form a complete cycle. Although this is particularly useful, it is not necessary.
  • the number of eight steps shown below is equally advantageous, but also not necessary.
  • the amount of value is collected, for example by debiting the customer's account.
  • the franking note printed by the customer contains legible information and a machine-readable barcode, which Deutsche Post uses to check the validity.
  • the postage paid can be delivered using the options provided by Deutsche Post, for example letterboxes and post offices.
  • the barcode specified in the franking note preferably a 2D barcode, is read in the letter center via an address reading machine.
  • a validity check is carried out on a logical plausibility basis during production.
  • the data read in the franking note is transmitted to a background system, among other things, to secure payment.
  • the parties shown are a customer, a customer system and a shipping company.
  • the customer system encompasses the hardware and software developed by
  • the customer system regulates the loading and saving of the settlement amounts and the printing of the postage indicium.
  • the admission requirements regulate details of the customer system.
  • the shipping company takes over the production of the consignments and carries out the necessary payment security.
  • a value transfer center can be designed in different ways:
  • a central, management cryptographic key specified by the shipping company can improve security.
  • the keys relevant to production in the mail center can be exchanged and key lengths changed at any time.
  • Payment is preferably secured by recording parts of the postage indicia.
  • agreement data (customer / customer system data) are transferred from a central database to the system, which is required for checking that the remuneration has been properly secured.
  • the shipping company in particular the operator of the postal service, determines the scope of the data to be stored in compliance with legal provisions such as the Postal Service Company Data Protection Ordinance (PDSV). Basically, all data that is necessary for the correct determination, billing and evaluation as well as for the proof of the correctness of the additional charges can be saved. Basically, this is all consignment information without the recipient's name and, if applicable, the recipient's house number / PO box number.
  • PDSV Postal Service Company Data Protection Ordinance
  • a background system checks whether the credit amounts contained in the customer system are actually reduced in the amount of fee amounts which are printed out as postage indicia.
  • a recording system is preferably provided for recording agreement data.
  • Agreement data for PC franking with the respective master data of the customers and the customer system are provided and maintained via a database that can also be used for other types of franking, for example.
  • a separate sub-area for PC franking is implemented in the database.
  • the data is provided in the value transfer center and the remuneration security system in the letter center.
  • the system contains interfaces that exchange data and information with enable other systems.
  • the interfaces are designated with "specification”, "franking note” and “debt collection”.
  • Billing data are exchanged between the customer system and the shipping service provider via a billing interface. For example, a monetary amount can be loaded via the billing interface.
  • the franking interface determines how postage indicia are designed so that they can be read and checked in letter or freight centers.
  • the accounting interface and the collection interface are separated from one another.
  • the billing interface and the collection interface may be combined, for example for billing via cash cards, credit cards or digital money, in particular digital coins.
  • the collection interface determines how billing of the fee amounts transmitted via the billing interface takes place. The other parameters of the
  • Unauthorized uses are recognized and become the rightful user in the event of unauthorized use not charged by third parties.
  • DoS denial-of-service attacks
  • the first two of these security problems are essentially solved by the system concept and by measures in the overall system, the last three are preferably solved by the implementation of software and hardware of the security module.
  • All encryption, decryption, wrapping, signature calculations and cryptographic verification procedures are carried out in areas of a cryptographic security module in the customer system that are particularly protected against unauthorized access and / or in a secure area of the value transfer center.
  • the associated keys are also stored in such security areas.
  • Security-relevant data and processes e.g. keys, programs
  • secret data e.g. keys, PINs
  • Type of security module possibly in cooperation with security mechanisms of the software of the security module,
  • a security module must not be able to perform undesired functions.
  • the design of the security module ensures that an attacker does not have information about confidential data and keys
  • SPA Single Power Attack
  • DPA Differential Power Attack
  • Process control It is particularly expedient that a sequence check is carried out. This can be done, for example, by a state machine, for example in accordance with the FIPS PUB 140-1 standard. This ensures that the processes of the specified transactions and the security-relevant data of the system used here cannot be manipulated.
  • the process control must ensure that these sub-processes are only carried out in the permitted sequence.
  • the status data that are used for the sequence control are security-relevant and are therefore preferably stored in an area of the security module that is protected against manipulation.
  • Components of the system are protected against unauthorized changes using suitable procedures. 2. Changes to security-relevant information during the transfer between components of the chip card-based payment system are recognized.
  • Standard system messages ensure that unauthorized changes and message replay can be recognized by the system concept.
  • the software of the security module has to ensure that the detection actually takes place and is reacted accordingly.
  • Appropriate suitable mechanisms are defined and applied for security-relevant manufacturer-specific messages (for example in the context of personalizing the maintenance of the security module).
  • the information relevant for securing the message integrity is preferably stored in an area of the security module that is protected against manipulation.
  • Such information is in particular identification and authenticity features, sequence counters or fee amounts.
  • the clear text transmission is preferably carried out when PC franking is used
  • Cryptographic keys may be electronic Transmission paths in an unsecured environment can never be transmitted in plain text. If they are used or stored in system components, they must be protected against unauthorized reading and modification.
  • Offer determination of a PIN based on an exhaustive search Offer determination of a PIN based on an exhaustive search.
  • Data security can be further increased by the following measures:
  • the PC-side part of the customer software must also be examined with regard to its security-related tasks (e.g. entering a PIN).
  • the manufacturer of a customer system must provide a procedure that guarantees the secure transmission of the PIN from security modules to the user (for example, sending a PIN letter).
  • Preferred measures in the manufacture and personalization of security modules are: 1.
  • the manufacture and personalization (initial introduction of secret keys, possibly user-specific data) of security modules must take place in a production environment that prevents
  • the recording of the life cycle of a security module preferably includes: • manufacturing and personalization data,
  • a basic security architecture is provided for PC franking, which combines the advantages of different existing approaches and offers a higher level of security with simple means.
  • the security architecture preferably essentially comprises three units, which are shown in a preferred arrangement in FIG. 4:
  • a value transfer center in which the identity of the customer and his customer system is known.
  • a security module that ensures the security in the customer system as hardware / software that cannot be manipulated by the customer (e.g. dongle or chip card for offline solutions or equivalent servers for online solutions).
  • a letter center in which the validity of the
  • Postage indicia checked, or tampering with the value and postage indications are recognized.
  • a key is generated within the loading center and then transferred to the customer system.
  • the key is preferably transmitted in encrypted form and, if appropriate, digitally signed.
  • the fuse module becomes a unique one
  • Identification number (security module ID) of the customer system encrypted in such a way transmitted to the value transfer center that only the value transfer center is able to perform decryption.
  • the request is encrypted with the public key of the value transfer center and digitally signed with the private key of the security module. This avoids that the request has the same shape every time a billing amount is loaded and can be used to improperly load billing amounts (replay attack). 2.
  • the cryptographically treated information from the customer system is transferred to the value transfer center as part of loading a settlement amount. Neither the customer nor third parties can decrypt this information.
  • the security module ID is assigned to a customer of Deutsche Post.
  • a loading process identification number is formed in the value transfer center, which contains parts of the security module ID, the amount of a settlement amount, etc. 6.
  • the loading identification number is encrypted together with the random number generated in such a way that the customer system is not able to decrypt it.
  • encryption is carried out using a symmetrical TDES key, which is only available in the value transfer center and in the letter centers. The use of symmetric encryption at this point is due to the requirement for fast decryption processes by the production.
  • the loading identification number is encrypted together with the random number generated so that only the security module in the customer system is able to decrypt it.
  • Loading process identification number and random number are transmitted to the customer system. Neither the customer nor
  • Customer system 9 In the security module of the customer system, the random number, which was encrypted in such a way that the security module in the customer system was able to decrypt it, is decrypted and stored. 10. As part of the creation of an indicium, the customer records the shipment-specific information or shipment data (eg postage, shipment type, etc.) that are transferred to the security module.
  • shipment-specific information or shipment data eg postage, shipment type, etc.
  • a hash value is formed, among other things, from the following information • extracts from the shipment data (e.g. postage, shipment type, date, postcode, etc.),
  • the cached random number (which was received in the context of loading a billing amount)
  • the mailing data is first checked in the letter center. Do they agree in the franking note transferred shipment data does not match the shipment, so there is either a wrong franking, an imaginary or a smear mark. The consignment is to be secured against payment.
  • a hash value is formed from the following information using the same procedure as in the security module:
  • the self-generated hash value and the transmitted hash value are compared. If the two match, the transferred hash value was formed with the same random number that was also used by the value transfer center when loading the
  • Settlement amount was transmitted. Accordingly, it is both a real, valid billing amount and shipment data that have been announced to the security module (validity check).
  • the decryption, the formation of a hash value and the comparison of two hash values theoretically correspond to that of a signature check. Due to the However, symmetrical decryption has a time advantage over signature verification.
  • the basic security architecture shown does not include the separately secured management of the settlement amounts (exchange function), the securing of communication between the customer system and the value transfer center, the mutual identification of the customer system and the value transfer center and the
  • the security architecture described is secure against attack by the following:
  • the length of the random number is therefore as large as possible and is preferably at least 16 bytes (128 bits).
  • the security architecture used is superior to the known methods due to the possibility of using customer-specific keys without it being necessary to have keys ready for decryption, in particular letter centers. This advantageous embodiment is a significant difference from the known systems based on the Information-Based Indicia Program (IBIP).
  • IBIP Information-Based Indicia Program
  • the postage indicium does not use any signatures, but technically equivalent and equally secure (symmetrically) encrypted data and hash values are used. In the simplest case, only a symmetrical key is used for this, which alone lies within the sphere of influence of Deutsche Post and is therefore easily interchangeable. • There is a review of everyone in the mail center
  • the security concept is based on a simple, self-contained test cycle that is in line with a background system adapted to it.
  • the postage identification number can be checked in real time for all postage indicia.
  • Value transfer center can be loaded is set to an appropriate amount.
  • the amount can be selected depending on the customer's requirements and the security needs of the postal service provider. While a fee amount of a maximum of several hundred DM is particularly expedient for use in the private customer area, much higher fee amounts are provided for use with large customers.
  • An amount of around DM 500 is suitable for demanding private households as well as for freelancers and smaller companies.
  • the value stored in the exchange should preferably not exceed twice the amount in terms of system technology.
  • the franking marks can have any form in which the information they contain can be reproduced. However, it is advisable to design the postage indicia in such a way that they have the form of barcodes, at least in some areas.
  • the following special features must be taken into account in production:
  • PC-franked items can be delivered via all posting options, including via mailboxes.
  • IPMAR International Postage Meter Approval Requirements
  • IPMAR International Postage Meter Approval
  • UPU S-30 UPU S-30
  • All norms and standards referred to in this document As far as possible, compliance with all the "Requirements" mentioned there makes sense for the customer system.
  • Digital Postage Marks Applications, Security & Design Basically, the regulations of the current version of the document Digital Postage Marks: Applications, Security & Design (UPU: Technical Standards Manual) apply as well as all norms and standards to which this document refers. Compliance with the "normative" content as well as the greatest possible attention to the "informative” content of this document is, as far as possible, sensible for the customer system.
  • the system-technical interoperability refers to the functionality of the interfaces of the customer system, or to the compliance with the in the
  • Communication via the billing amount interface is preferably carried out via the public Internet on the basis of the protocols TCP / IP and HTTP.
  • the data exchange can optionally be encrypted via HTTP over SSL (https).
  • HTTP HyperText Transfer Protocol
  • the target process of a required transfer is shown here.
  • the data exchange is preferably carried out, if possible, via HTML and XML encoded files.
  • the textual and graphic content of the HTML pages are to be displayed in the customer system.
  • the certificate of the security module and an action indicator A are unencrypted and transmitted unsigned.
  • Registration feedback (first response from the value transfer center to the security module)
  • the feedback from the value transfer center contains the own certificate of the value transfer center, an encrypted session key and the digital signature of the encrypted session key.
  • the security module sends the newly encrypted session key and the encrypted data record with user data (amount of a preloaded settlement amount, residual value of the current settlement amount, ascending register of all settlement amounts, last loading process identification number) to the value transfer center (all encrypted asymmetrically with the public key of the value transfer center ).
  • the security module sends the digital signature of this encrypted data to the value transfer center.
  • the customer system can send further, non-encrypted and unsigned usage protocols or usage profiles to the value transfer center.
  • the value transfer center transmits the symmetrically encrypted random number and the symmetrically encrypted loading process identification number to the security module.
  • the value transfer center transmits the loading process identification number created with the security module's public key, the random number generated, login information for the security module and a new session key to the security module.
  • the entire transmitted data is also digitally signed.
  • the security module transmits the new session key, the new charging process identification number, together with user data to confirm successful communication, all in encrypted and digitally signed form to the value transmission center.
  • the value transfer center confirms the success of the transfer without using cryptographic methods.
  • the detailed, technical description of the billing amount interface is based on the concept of the post office's own value transfer center.
  • a log entry should be created in the customer system, which should contain all the details of the respective postage indicium - provided with a digital signature. Furthermore, every error status of the backup module should be recorded in the log in such a way that the manual deletion of this entry is noticed during the check.
  • the usage profile contains a prepared summary of the usage data since the last communication with the value transfer center.
  • the usage profile should preferably be managed in the central component.
  • PC postage indicia that correspond exactly to the requirements of Deutsche Post or the framework of the common CEN and UPU standards.
  • PC franking marks preferably consist of the following three elements:
  • the shipping service provider for example the
  • the franking mark is advantageously in Address field left-aligned above the address on the shipment.
  • the address field is specified in the currently valid version of the standards of the shipping service provider.
  • the following frankings are made possible in particular:
  • the barcode from the Type Data Matrix is used first, the individual pixels of which should have an edge length of at least 0.5 millimeters.
  • Pixel size of 0.5 mm are preferably used.
  • a possibly appropriate option is to reduce the pixel size to 0.3 mm.
  • the edge length of the entire bar code is approx. 18 to 20 mm if all data is received as described. If it is possible to read barcodes with a pixel size of 0.3 mm in the ALM, the edge length can be reduced to approx. 13 mm.
  • Postage indicium is shown below in FIG. 5 as an example.
  • the "most critical" size is the height of the window of a window envelope with a size of 45 mm x 90 mm.
  • a DataMatrix code with an edge length of approx. 13 mm is shown, which when using the proposed data fields only with a pixel resolution of 0.3 mm is possible
  • a code with an edge length of 24 mm does not leave enough space for information about the address regarding the available height.
  • Postage indicia are the manufacturer of the customer system as part of the approval process and the customer in later operation.
  • the customer is to be advised by means of suitable information in a user manual and a help system. This applies in particular to the proper adherence of labels and the prevention of slippage (of parts) of the postage indicium outside the visible area of window envelopes.
  • the machine readability of postage indicia depends on the print resolution used and the contrast. If other colors are to be used instead of black, the reading rate is reduced expected. It can be assumed that the required read rate can be guaranteed with a resolution of 300 dpi ("dots per inch") used in the printer with high print contrast. This corresponds to approximately 120 pixels per centimeter.
  • the customer system must be able to produce postage indicia that are valid in form and size
  • Postage indicia correspond, but are not intended for dispatch, but are used for control printouts and fine-tuning of the printer.
  • the customer system is preferably designed in such a way that the test prints differ from actual postage indicia in a manner recognizable to the mailing company.
  • the inscription "SAMPLE - do not send" is affixed in the middle of the postage indicium. At least two thirds of the barcode should be made unrecognizable by the inscription or otherwise.
  • no zero prints may be made apart from specially marked test prints.
  • the basic system serves as a link between the other components of the PC franking, namely the value transfer center, the security module, the printer and the customer. It consists of one or more computer systems, for example PCs, which may also be connected to one another by a network.
  • the basic system also ensures that the customer can use the entire system comfortably.
  • the basic system preferably has four interfaces:
  • the printer is controlled via an interface.
  • GUI graphical user interface
  • the basic system preferably supports the following processes:
  • the security module guarantees as "cryptographic
  • Customer system It consists of hardware, software, firmware or a combination of these and houses the cryptographic logic and the cryptographic processes, i.e. the management and application of cryptographic processes and the tamper-proof storage of the value.
  • the requirements that the fuse module must meet are
  • FIPS PUB 140 based on UPU publication "International Postage Meter Approval Requirements (IPMAR)".
  • IPMAR International Postage Meter Approval Requirements
  • a security module as a cryptographic module according to FIPS PUB 140 - preferably according to security level 3 (security level 3) - must be certified accordingly as part of the implementation process.
  • the security module should preferably support the following processes for initialization and communication with the value transfer center and deactivation in addition to normal operations, which are described in detail in the rear part of the technical description customer system appendix:
  • the security module is not used in the test print and is therefore not contacted.
  • the printer can be either a commercially available standard printer or a special printer.
  • Processes within the customer system Process of generating postage indicia Through the customer system, the customer carries out the following subprocesses when generating postage indicia:
  • Identification of the user The user identifies himself personally with the security module with a password / PIN and thus activates it.
  • the basic system generates a franking mark from the shipment-specific data and the cryptographically processed data from the security module.
  • Logging of the production of postage indicia Each successful retransfer is recorded in a usage log of the basic system. If the customer system is divided into a local component at the customer and a central component (e.g. on the Internet), the usage log must be kept in the central component.
  • Test prints As an alternative to this procedure, it is possible to allow the user guidance to progress so far that a sample of an indicium can be shown both on the screen (WYSIWYG) and printed out as a (not valid) test print. Only in The above-mentioned process of incorporating the security module would take place at a late stage.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Versehen von Postsendungen mit Freimachungsvermerken, wobei ein Kundensystem von einem Wertübertragungszentrum über eine Datenleitung einen Gebührenbetrag lädt, wobei das Kundensystem ein Drucken von Freimachungsvermerken auf Postsendungen steuert und wobei das Wertübertragungszentrum ein Datenpaket an das Kundensystem sendet. Erfindungsgemäss zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass das Wertübertragungszentrum einen Schlüssel ergeugt und den Schlüssel an das Kundensystem überträgt, dass in dem Kundensystem Daten erzeugt werden, die mit dem Schlüssel so verschl¨8sselt werden, dass das Wertüber4tragungszentrum diese entschlüsseln kann, dass die Daten von dem Kundensystem zu dem Wertübertragungszentrum diese entschlüsseln kann, dass die Daten von dem Kundensystem zu dem Wer4tübertragungszentrum gesendet werden und dass das Wertüber4tragungssystemeine Zufallszahl bildet und anschliessend die Daten zusammen mit der Zufallszahl erneut sowohl mit einem dem Kundensystem nicht bekannten Schlüssel als auch mit einem dem Sicherungsmodul des Kundensystems bekannten Schlüssel verschlüsselt und die so verschlüsselten Daten anschliessend an das Kundensystem überträgt. Die Erfindung betrifft fer4ner ein Kundensystem zur Frankierung von Postsendungen und ein Wertübertragungszentrum für den Einsatz in einem Freimachungsverfahren.

Description

Verfahren zum Versehen von Postsendungen mit Freimachungsvermerken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Versehen von Postsendungen mit Freimachungsvermerken, wobei ein Kundensystem von einem WertübertragungsZentrum über eine Datenleitung einen Gebührenbetrag lädt, wobei das Kundensystem ein Drucken von Freimachungsvermerken auf Postsendungen steuert und wobei das Wertübertragungszentrum ein Datenpaket an das Kundensystem sendet .
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 98 14907 bekannt.
Ein weiteres Verfahren ist aus der Deutschen Patentschrift DE 31 26 785 C2 bekannt. Bei diesem Verfahren erfolgt eine Erzeugung eines für eine Frankierung von Postsendungen bestimmten Nachladesignals in einem separaten Bereich eines von einem Postbeförderungsunternehmen betriebenen Wertübertragungszentrums .
Die unveröffentlichte Deutsche Patentanmeldung 100 20 566.6/53 betrifft gleichfalls ein Verfahren zum Versehen von Postsendungen mit Freimachungsvermerken.
Bei diesem Verfahren lädt ein Kundensystem über eine Datenleitung von einem WertübertragungsZentrum einen Gebührenbetrag in Form eines Datenpakets, den das Kundensystem zur Erzeugung von Frankiervermerken verwendet. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Kundensystem Daten erzeugt werden, die so verschlüsselt sind, dass das WertübertragungsZentrum diese entschlüsseln kann, dass die Daten von dem Kundensystem zu dem Wertübertragungszentrum gesendet werden und dass das Wertübertragunszentrum die Daten entschlüsselt und anschließend die Daten erneut mit einem dem Kundensystem nicht bekannten Schlüssel verschlüsselt und die so verschlüsselten Daten anschließend an das Kundensystem überträgt. Eine bevorzugte Durchführungsform dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Verschlüsselung in dem Kundensystem unter Einsatz einer Zufallszahl erfolgt, die als Authentisierungsschlüssel dient. Außerdem ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Zufallszahl in einem Sicherungsmodul erzeugt wird, auf das ein Benutzer des Kundensystems keinen Zugriff hat.
Da derartige Zufallszahlen, die als Authentisierungsschlüssel dienen, eine wichtige Rolle bezüglich der
Manipulationssicherheit des Gesamtsystems spielen, ist die Qualität bzw. „Zufälligkeit", mit der diese Zufallszahlen erzeugt werden, von großer Bedeutung. Hieraus erwächst in der Praxis die Problematik, dass Sicherungsmodule, die sich in großer Zahl in Kundensystemen befinden und aus wirtschaftlichen Gründen nur für begrenzte interne Funktionalitäten und Algorithmen Platz bieten, den hohen Forderungen an die Qualität der Zufallszahl genügen müssen.
Insbesondere muss vermieden werden, dass Unbefugte Kenntnis der Zufallszahl erhalten, denn durch die Kenntnis der Zufallszahl wäre es möglich, gültig erscheinende Frankiervermerke auch ohne Verwendung des Sicherungsmoduls missbräuchlich entgeltfrei zu erzeugen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren so durchzuführen, dass eine missbräuchliche Erzeugung von Frankiervermerken vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das WertübertragungsZentrum einen Schlüssel erzeugt und den Schlüssel an das Kundensystem überträgt, dass in dem
Kundensystem Daten erzeugt werden, die mit dem Schlüssel so verschlüsselt werden, dass das Wertübertragungszentrum diese entschlüsseln kann, dass die Daten von dem Kundensystem zu dem WertübertragungsZentrum gesendet werden und dass das Wertübertragungszentrum die Daten entschlüsselt und anschließend die Daten erneut mit einem dem Kundensystem nicht bekannten Schlüssel verschlüsselt und die so verschlüsselten Daten anschließend an das Kundensystem überträgt .
Um einen Missbrauch durch die mögliche Vorhersagbarkeit qualitativ schlechter Zufallszahlen, die in einem Sicherungsmodul gebildet werden, zu verhindern, wird die Zufallszahl auch zentral im WertübertragungsZentrum für alle Sicherungsmodule bei jedem Ladevorgang erzeugt. Im Rahmen der elektronischen Datenkommunikation zwischen dem Wertübertragungszentrum und dem jeweiligen Sicherungsmodul im Kundensystem wird der Schlüssel verschlüsselt und digital signiert übertragen. Die Bereitstellung einer qualitativ hochwertigen Zufallszahl kann in dem zentralen
WertübertragungsZentrum besser gewährleistet werden als in dem Sicherungsmodul im Kundensystem.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Kundensystem Daten zur Identifizierung und Authentisierung sowie zur gewünschten Aktion erzeugt werden, die so verschlüsselt sind, dass das Wertübertragungszentrum diese entschlüsseln kann, dass die Daten von dem Kundensystem zu dem Wertübertragungszentrum gesendet werden und dass das WertübertragungsZentrum die Daten entschlüsselt und anschließend die Daten erneut mit einem dem Kundensystem nicht bekannten Schlüssel verschlüsselt und die so verschlüsselten Daten anschließend zusammen mit weiteren, neu hinzutretenden verschlüsselten Daten, die vom Kundensystem jedoch entschlüsselt werden können, an das Kundensystem überträgt .
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Verschlüsselung im WertübertragungsZentrum unter Einsatz einer Zufallszahl erfolgt.
Es ist zweckmäßig, dass die Zufallszahl zusammen mit einem vom Kundensystem ausgegebenen Sitzungsschlüssel und einem öffentlichen Schlüssel des Kundensystems verschlüsselt wird. Weiterhin ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das WertübertragungsZentrum die Daten mit einem privaten Schlüssel signiert.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die Entschlüsselung in einem Sicherungsmodul im Kundensystem erfolgt, auf das der Kunde keinen Zugriff hat.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die entschlüsselte Zufallszahl im Sicherungsmodul des Kundensystems gespeichert wird, auf das der Kunde keinen Zugriff hat. Das Kundensystem ist vorzugsweise so gestaltet, dass es nicht in der Lage ist, von dem WertübertragungsZentrum gesandte Daten vollständig zu entschlüsseln, jedoch ein BriefZentrum, in dem die Postsendungen auf korrekte Frankierung überprüft werden, diese Daten entschlüsseln kann.
Das Wertübertragungszentrum kann auf verschiedene Weisen gestaltet sein. Der Begriff Wertübertragungszentrum umfasst sowohl bekannte WertübertragungsZentren als auch neue Formen von WertübertragungsZentren.
Die Erfindung betrifft insbesondere solche Wertübertragungszentren, über die auf eine Datenkommunikationsleitung unmittelbar zugegriffen werden kann, wie an das Internet oder an Telefonleitungen angeschlossene Datenserver.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens und eine bevorzugte Ausgestaltung des Wertübertragungszentrums zeichnen sich dadurch aus, dass die Verschlüsselung in dem Wertübertragungszentrum unter Einsatz einer Zufallszahl erfolgt.
Es ist zweckmäßig, dass die Zufallszahl in einem gesicherten Bereich des WertübertragungsZentrums erzeugt wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des Wertübertragungszentrums zeichnen sich dadurch aus, dass die Zufallszahl mit einem von dem Wertübertragungszentrum ausgegebenen Sitzungsschlüssel und einem öffentlichen Schlüssel des Sicherungsmoduls des Kundensystems verschlüsselt wird.
Es ist zweckmäßig, dass das Wertübertragungszentrum die Daten mit einem privaten Schlüssel signiert.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des WertübertragungsZentrums zeichnen sich dadurch aus, dass der private Schlüssel in dem besonders gesicherten Bereich des WertübertragungsZentrums gespeichert ist.
Es ist zweckmäßig, dass die Daten mit jeder Anforderung eines Gebührenbetrages von dem Kundensystem an das Wertübertragungszentrum übertragen werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des Wertübertragungszentrums zeichnen sich dadurch aus, dass das Wertübertragungszentrum anhand der übermittelten Daten das Kundensystem identifiziert.
Es ist zweckmäßig, dass das Wertübertragungszentrum die von ihm verschlüsselten Daten an das Kundensystem schickt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des WertübertragungsZentrums zeichnen sich dadurch aus, dass die von dem Wertübertragungszentrum an das Kundensystem gesandten Daten einen ersten Bestandteil aufweisen, der von dem Kundensystem nicht entschlüsselt werden kann und dass die Daten ferner einen zweiten Anteil aufweisen, der von dem Kundensystem entschlüsselt werden kann. Es ist zweckmäßig, dass der in dem Kundensystem entschlüsselbare Teil der Daten Informationen über die Identität des Kundensystems enthält.
Es ist zweckmäßig, dass der in dem Kundensystem entschlüsselbare Teil der Daten die im WertübertragungsZentrum gebildete Zufallszahl enthält.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des
Wertübertragungszentrums zeichnen sich dadurch aus, dass der von dem Kundensystem entschlüsselbare Anteil der Daten Informationen über die Höhe eines Gebührenbetrages enthält .
Es ist zweckmäßig, dass ein Senden von Daten von dem
Kundensystem an das WertübertragungsZentrum lediglich dann erfolgt, wenn in dem Kundensystem ein Betrag in einer Mindesthöhe geladen werden soll.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des Wertübertragungszentrums zeichnen sich dadurch aus, dass in dem Wertübertragungszentrum ein Hash-Wert gebildet wird.
Es ist zweckmäßig, dass der Hash-Wert unter Einbeziehung von Angaben über Sendungsdaten gebildet wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des Wertübertragungszentrums zeichnen sich dadurch aus, dass der Hash-Wert unter Einbeziehung einer empfangenen und zwischengespeicherten Zufallszahl gebildet wird. Es ist zweckmäßig, dass der Hash-Wert unter Einbeziehung einer Ladevorgangsidentifikationsnummer gebildet wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des
WertübertragungsZentrums zeichnen sich dadurch aus, dass der Freimachungsvermerk logische Daten enthält .
Es ist zweckmäßig, dass der Freimachungsvermerk Informationen über Sendungsdaten enthält.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des WertübertragungsZentrums zeichnen sich dadurch aus, dass die logischen Daten Informationen über die verschlüsselte Zufallszahl enthalten.
Es ist zweckmäßig, dass die logischen Daten Informationen über die verschlüsselte Ladevorgangsidentifikationsnummer enthalten.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des WertübertragungsZentrums zeichnen sich dadurch aus, dass die logischen Daten Informationen über den Hash-Wert enthalten.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des Wertübertragungszentrums zeichnen sich dadurch aus, dass der Freimachungsvermerk sowohl von dem Wertübertragungszentrum übertragene Informationen als auch von dem Dokumenthersteller eingegebene Daten enthält . Es ist zweckmäßig, das Verfahren so durchzuführen, beziehungsweise das Kundensystem oder das WertübertragungsZentrum so auszugestalten, dass der Freimachungsvermerk einen Hash-Wert enthält, der aus einer Kombination aus einem von dem Vorgabezentrum übertragenen Wert und von dem Dokumenthersteller eingegebenen Werten gebildet wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des
WertübertragungsZentrums zeichnen sich dadurch aus, dass sie folgende Verfahrensschritte beinhalten: Das Kundensystem oder das mit dem Kundensystem verbundene Sicherungsmodul initiiert einen Ladevorgang, indem die Identität des Dokumentherstellers und/oder des von ihm eingesetzten
Kundensystems an das Wertübertragungszentrum übermittelt wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des
Wertübertragungszentrums zeichnen sich dadurch aus, dass im Wertübertragungszentrum eine Zufallszahl gebildet wird.
Es ist zweckmäßig, das Verfahren so durchzuführen, beziehungsweise das Kundensystem oder das Wertübertragungszentrum so auszugestalten, dass das Wertübertragungszentrum eine Ladeidentifikationsnummer bildet und zusammen mit der erzeugten Zufallszahl zum einen derart verschlüsselt, dass nur das BriefZentrum diese entschlüsseln kann und anschließend eine Ladeidentifikationsnummer erzeugt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des WertübertragungsZentrums zeichnen sich dadurch aus, dass das WertübertragungsZentrum die gebildete Ladeidentifikationsnummer zusammen mit der erzeugten Zufallszahl zum anderen derart verschlüsselt, dass nur das Sicherungsmodul im Kundensystem diese entschlüsseln kann.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des Wertübertragungszentrums zeichnen sich dadurch aus, dass in dem besonders gesicherten Bereich des Wertübertragungszentrums ein Hash-Wert aus der Ladeidentifikationsnummer und weiteren Daten gebildet wird.
Es ist zweckmäßig, das Verfahren so durchzuführen, beziehungsweise das Kundensystem und/oder das Wertübertragungszentrum so auszugestalten, dass der Freimachungsvermerk so erzeugt wird, dass er den Hash-Wert enthält .
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des WertübertragungsZentrums zeichnen sich dadurch aus, dass die Gültigkeit von Freimachungsvermerken in dem Briefzentrum überprüft wird.
Es ist zweckmäßig, das Verfahren so durchzuführen, beziehungsweise das Kundensystem oder das
Wertübertragungszentrum so auszugestalten, dass die Prüfung in dem Briefzentrum durch eine Analyse von in dem Freimachungsvermerk enthaltenen Daten erfolgt .
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens, eine bevorzugte Ausgestaltung des Kundensystems und des Wertübertragungszentrums zeichnen sich dadurch aus, dass die Prüfungsstelle aus in dem Freimachungsvermerk enthaltenen Daten einen Hash-Wert bildet und überprüft, ob dieser Hash- Wert mit einem in dem Freimachungsvermerk enthaltenen Hash- Wert übereinstimmt und im Falle der Nichtübereinstimmung den Freimachungsvermerk als gefälscht registriert .
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen.
Von den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ,
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Prinzipdarstellung mit einer Hervorhebung der bei einem
Frankierungsvorgang beteiligten Parteien,
Fig. 3 Schnittstellen des in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten FrankierungsSystems und
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung von in dem Verfahren eingesetzten Sicherheitsmechanismen .
Das nachfolgende Ausführungsbeispiel beschreibt die Erfindung anhand eines vorgesehenen Einsatzes im Bereich der Deutschen Post AG. Es ist jedoch selbstverständlich gleichermaßen möglich, die Erfindung für eine Freimachung von anderen Dokumenten, insbesondere für einen Einsatz im Bereich von anderen Versandunternehmen, einzusetzen.
Die Erfindung stellt eine mögliche neue Form der Frankierung bereit, mit der Kunden unter Benutzung eines herkömmlichen PC mit Drucker und zusätzlicher Soft- und gegebenenfalls Hardware sowie eines Internet-Zugangs digitale Freimachungsvermerke auf Briefe, Postkarten etc. drucken können.
Eine Bezahlung zum Ausgleich des Wertes der von den Kunden ausgedruckten Frankierwerte kann auf verschiedene Weisen geschehen. Beispielsweise wird ein gespeichertes Guthaben verringert. Dieses Guthaben ist vorzugsweise digital gespeichert. Eine digitale Speicherung erfolgt beispielsweise auf einer speziellen Kundenkarte, einer standardisierten Geldkarte oder in einem virtuellen Speicher, der sich beispielsweise in einem Computer des Benutzers befindet. Vorzugsweise wird der Guthabenbetrag geladen, bevor Ausdrucke von Frankierwerten erfolgen. Die Ladung des Guthabenbetrages erfolgt in einer besonders bevorzugten Ausführungsform in einem Lastschriftverfahren.
In Fig. 1 ist ein prinzipieller Ablauf einer erfindungsgemäßen Freimachung von Postsendungen dargestellt. Das Verfahren beinhaltet mehrere Schritte, die vorzugsweise zu einem vollständigen Kreislauf ergänzt werden können. Dies ist zwar besonders zweckmäßig, jedoch nicht notwendig. Die nachfolgend dargestellte Zahl von acht Schritten ist gleichermaßen vorteilhaft, jedoch ebenfalls nicht notwendig.
1. Mit dem PC laden Kunden des Versandunternehmens
(gegebenenfalls unter Verwendung zusätzlicher Soft- /Hardware, zum Beispiel einer Microprozessor-Chipkarte) über das Internet einen Wertbetrag.
2. Über den Wertbetrag erfolgt ein Inkasso, zum Beispiel durch Abbuchung vom Konto des Kunden.
3. Aus dem Wertbetrag, der beim Kunden in einer elektronischen Börse gespeichert ist, können so lange gültige Frankierwerte in beliebiger Höhe über den eigenen Drucker ausgedruckt werden, bis das Guthaben aufgebraucht ist.
4. Der vom Kunden aufgedruckte Freimachungsvermerk enthält lesbare Angaben sowie einen maschinenlesbaren Barcode, der von der Deutschen Post zur Prüfung der Gültigkeit herangezogen wird.
5. Die freigemachte Postsendung kann über die von der Deutschen Post bereitgestellten Möglichkeiten, zum Beispiel Briefkasten und Postfilialen, eingeliefert werden.
6. Der im Freimachungsvermerk angegebene Barcode, vorzugsweise ein 2D-Barcode, wird im BriefZentrum über eine Anschriftenlesemaschine gelesen. Während der Produktion erfolgt eine Gültigkeitsprüfung auf logischer Plausibilitätsbasis .
7. Die im Freimachungsvermerk gelesenen Daten werden unter anderem zur Entgeltsicherung an ein Hintergrundsystem übertragen.
8. Zwischen den geladenen Abrechnungsbeträgen und den produzierten Sendungen wird zur Erkennung von Missbrauch ein Abgleich vorgenommen.
Vorzugsweise sind an dem Frankierungsverfahren mehrere Parteien beteiligt, wobei eine besonders zweckmäßige Aufteilung der Parteien in Fig. 2 dargestellt ist.
Die dargestellten Parteien sind ein Kunde, ein Kundensystem und ein Versandunternehmen.
Das Kundensystem umfasst die Hard- und Software, die vom
Kunden zur PC-Frankierung eingesetzt wird. Das Kundensystem regelt in Interaktion mit dem Kunden das Laden und Speichern der Abrechnungsbeträge und den Ausdruck des Freimachungsvermerks . Einzelheiten zum Kundensystem regeln die Zulassungsvoraussetzungen.
Das Versandunternehmen übernimmt die Produktion der Sendungen und führt die erforderliche Entgeltsicherung durch.
Ein Wertübertragungszentrum kann auf verschiedene Weise gestaltet sein:
• Der Betrieb eines Wertübertragungszentrums macht in Verbindung mit der Sicherheitsarchitektur der PC- Frankierung den Einsatz symmetrischer
Verschlüsselungsverfahren im Freimachungsvermerk möglich. Hierdurch wird die erforderliche Prüfzeit der Gültigkeit eines Freimachungsvermerks erheblich reduziert . Erforderlich für den Einsatz eines symmetrischen Verfahrens ist der Betrieb des Wertübertragungszentrums und der BriefZentren durch dieselbe Organisation. Eine derart beschleunigte Produktion ist bei Verwendung asymmetrischer Sicherheitselemente im Freimachungsvermerk nicht möglich. • Realisierung aller erforderlichen Sicherheitsanforderungen, unter anderem zur Vermeidung von internen und externen Manipulationen:
Anders als bei der Absenderfreistempelung erfolgt die Kommunikation über das offene und potentiell unsichere Internet. Angriffe auf die Kommunikationswege und die Internet-Server sowie interne Möglichkeiten der Manipulation erfordern höhere Sicherheitsvorkehrungen.
Durch ein zentrales, durch das Versandunternehmen vorgegebenes, Management kryptographischer Schlüssel, ist eine Verbesserung der Sicherheit möglich. Die bei der Produktion im Briefzentrum relevanten Schlüssel können jederzeit ausgewechselt und Schlüssellängen verändert werden.
• Prüfungen zur Entgeltsicherung sind nach einem einheitlichen Prüfverfahren möglich und jederzeit durchführbar.
• Neue Vertragsteilnehmer und Änderungen in Verträgen können schnell allen erforderlichen Systemen des Versandunternehmens mitgeteilt werden.
Eine Entgeltsicherung erfolgt vorzugsweise unter Erfassung von Bestandteilen der Freimachungsvermerke.
Dazu werden Vereinbarungsdaten (Kunden-/Kundensystemdaten) aus einer zentralen Datenbank an das System übergeben, das für die Überprüfung der ordnungsgemäßen Entgeltsicherung erforderlich ist. Den Umfang der zu speichernden Daten legt das Versandunternehmen, insbesondere der Betreiber des Postdienstes unter Beachtung von gesetzlichen Bestimmungen wie der Postdienstunternehmensdatenschutzverordnung (PDSV) fest. Grundsätzlich können danach alle Daten, die für das ordnungsgemäße Ermitteln, Abrechnen und Auswerten sowie zum Nachweis der Richtigkeit der Nachentgelte erforderlich sind, gespeichert werden. Grundsätzlich sind dies alle SendungsInformationen ohne Empfängername und gegebenenfalls Hausnummer/Postfachnummer des Empfängers.
Ein Hintergrundsystem überprüft, ob in dem Kundensystem enthaltene Guthabenbeträge tatsächlich in Höhe von Gebührenbeträgen verringert werden, die als Freimachungsvermerke ausgedruckt werden.
Für eine Erfassung von Vereinbarungsdaten ist vorzugsweise ein Erfassungssystem vorgesehen.
Vereinbarungsdaten zur PC-Frankierung mit den jeweiligen Stammdaten der Kunden und des Kundensystems (z.B. Sicherungsmodul-ID) werden über eine beispielsweise auch zu anderen Freimachungsarten einsetzbare Datenbank bereitgestellt und gepflegt.
Bei Einsatz einer bestehenden Freimachungsdatenbank wird beispielsweise ein separater Teilbereich zur PC-Frankierung in der Datenbank implementiert. Die Daten werden in dem WertübertragungsZentrum und dem Entgeltsicherungssystem im BriefZentrum bereitgestellt.
Es ist besonders zweckmäßig, dass das System Schnittstellen enthält, die einen Daten- und Informationsaustausch mit weiteren Systemen ermöglichen.
In Fig. 3 sind drei Schnittstellen dargestellt.
Die Schnittstellen sind mit „Vorgabe", „Freimachungsvermerk" und „Inkasso" bezeichnet. Über eine Abrechnungsschnittstelle werden Abrechnungsdaten zwischen dem Kundensystem und dem Versanddienstleiter ausgetauscht . Beispielsweise kann über die Abrechnungsschnittstelle ein Geldbetrag geladen werden.
Die Freimachungsschnittstelle legt fest, wie Freimachungsvermerke gestaltet werden, damit sie in Brief-, beziehungsweise Frachtzentren gelesen und geprüft werden können.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Implementation der Schnittstellen sind die Abrechnungsschnittstelle und die Inkassoschnittstelle voneinander getrennt. Es ist jedoch gleichfalls möglich, dass die Abrechnungsschnittstelle und die Inkassoschnittstelle zusammengefasst sind, beispielsweise bei einer Abrechnung über Geldkarten, Kreditkarten oder digitales Geld, insbesondere digitale Münzen. Die Inkassoschnittstelle legt fest, wie eine Abrechnung der über die Abrechnungsschnittstelle übermittelten Gebührenbeträge erfolgt. Die anderen Parameter des
Frankierungsverfahrens hängen nicht von der gewählten Inkassoschnittstelle ab, jedoch wird durch eine effiziente Inkassoschnittstelle die Effizienz des Gesamtsystems erhöht. Bevorzugte Inkassomöglichkeiten sind Lastschriften und Rechnungen.
Nachfolgend wird dargestellt, wie durch anwendungsspezifische inhaltliche Sicherheitsanforderungen Sicherheitsziele des Frankierungsverfahrens erreicht werden.
Der Fokus dieses Konzeptes ist hierbei auf die technische Spezifikation der Sicherheitsanforderungen an das System gerichtet. Nicht sicherheitsrelevante Prozesse wie An-, Ab- und Ummeiden von Kunden, die nicht über das Kundensystem erfolgen müssen, können separat festgelegt werden. Technische Prozesse zwischen dem Kundensystem und dem Kundensystemhersteller werden vorzugsweise so festgelegt, dass sie dem hier dargestellten Sicherheitsstandard entsprechen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die nachfolgend genannten Sicherheitsziele erreicht.
Phantasie- und Schmiermarken, also Freimachungsvermerke, die keine plausiblen Angaben zur Sendung enthalten oder aus anderen Gründen unleserlich sind, werden als ungültig erkannt .
Dubletten, also exakte Kopien von gültigen
Freimachungsvermerken mit plausiblen Angaben zur Sendung, können im Nachhinein erkannt werden.
• Eine Erhöhung des dem Kundensystem zur Verfügung stehenden Guthabenbeträges wird verhindert . Veränderungen des Guthabenbetrages sind auch im Nachhinein erkennbar und können vorzugsweise anhand einer Protokollliste nachträglich bewiesen werden.
Unberechtigte Nutzungen werden erkannt und werden dem rechtmäßigen Nutzer im Falle einer unberechtigten Nutzung durch Dritte nicht angelastet .
• Hierzu zählt die missbräuchliche Verwertung rechtmäßig übertragener elektronischer Daten oder gültiger, rechtmäßig erzeugter Freimachungsvermerke ohne Wissen des rechtmäßigen Nutzers.
• Hierzu zählt die missbräuchliche Nutzung des Kundensystems durch Programmveränderungen.
• Hierzu zählt die unberechtigte Nutzung des Kundensystems durch fremde Softwareagenten über das Internet.
• Hierzu zählt das Ausforschen von PINs durch Angriffssoftware (trojanische Pferde) .
• Hierzu zählen die Überlastungs-Angriffe (Denial-of- Service-Attacks, DoS) , zum Beispiel durch Vortäuschen der Identität des WertübertragungsZentrums oder Manipulation des Ladevorgangs in der Art, dass Geld abgebucht, aber kein Guthaben angelegt wurde.
Unberechtigtes Laden von Abrechnungsbeträgen wird durch technische Vorkehrungen im Wertübertragungszentrum unmöglich gemacht. Unberechtigtes Laden von
Abrechnungsbeträgen könnte z.B. erfolgen durch:
• Vortäuschen der Identität des Post- Wertübertragungszentrums zur Erhöhung der eigenen Börse im Kundensystem durch den Kunden.
• Vortäuschen eines zertifizierten Kundensystems durch ein manipuliertes oder erfundenes Kundensystem derart, dass der Täter Kenntnis von sicherheitskritischen Geheimnissen des Sicherungsmoduls erlangt und daraufhin unbemerkt Fälschungen erstellen kann.
Mitschneiden der ordnungsgemäßen Kommunikation zwischen einem Kundensystem und dem WertübertragungsZentrum und Wiederholung dieser Kommunikation in missbräuchlicher Absicht (Replay-Attacke) .
• Manipulation der zwischen Kundensystem und Wertübertragungszentrum stattfindenden Kommunikation in Echtzeit (ein- und ausgehende Datenströme im Kundensystem) in der Weise, dass das Kundensystem von einem höheren geladenen Wertbetrag als das Wertübertragungszentrum ausgeht.
• Missbrauch von Kundenidentifikationsnummern in der Weise, dass Dritte auf Kosten eines Kunden Wertbeträge laden.
• Unvollständige Stornoabwicklung.
Die ersten beiden dieser Sicherheitsprobleme werden im Wesentlichen durch das Systemkonzept und durch Maßnahmen im Gesamtsystem gelöst, die drei letzten werden vorzugsweise durch die Implementation von Soft- und Hardware des Sicherungsmoduls gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen einer die Sicherheitsstandards erhöhenden Hardware sind nachfolgend dargestellt : • Grundlegende Eigenschaften der Hardware
1. Alle Verschlüsselungen, Entschlüsselungen, Umschlüsseiungen, Signaturberechnungen und kryptographischen Prüfungsprozeduren werden in gegen unberechtigte Zugriffe besonders geschützten Bereichen eines kryptographischen Sicherungsmoduls im Kundensystem und/oder in einem gesicherten Bereich des Wertübertragungszentrums durchgeführt. Die zugehörigen Schlüssel sind ebenfalls in solchen Sicherheitsbereichen abgelegt .
2. Sicherheitsrelevante Daten und Abläufe (zum Beispiel Schlüssel, Programme) werden gegen unberechtigte Veränderungen und geheime Daten (zum Beispiel Schlüssel, PINs) gegen unberechtigtes Auslesen geschützt. Dies wird vorzugsweise durch folgende Maßnahmen gewährleistet :
• Bauart des Sicherungsmoduls, eventuell im Zusammenwirken mit Sicherheitsmechanismen der Software des Sicherungsmoduls,
• Laden von Programmen in Sicherungsmodule nur bei der Herstellung oder kryptographischer Absicherung des Ladevorgangs ,
• kryptographische Absicherung des Ladens von sicherheitsrelevanten Daten, insbesondere von kryptographischen Schlüsseln.
• Auch vor dem Auslesen mittels Angriffe, die die Zerstörung des Moduls in Kauf nehmen, müssen geheime Daten in Sicherungsmodulen geschützt sein.
Der Schutz von Daten und Programmen gegen Veränderung, beziehungsweise Auslesen in dem Sicherungsmodul, muss so hoch sein, dass während der Lebensdauer des Moduls Angriffe mit vertretbarem Aufwand nicht möglich sind, wobei der für eine erfolgreiche Abwehr nötige Aufwand gegen den hieraus zu ziehenden Nutzen abzuwägen ist .
b. Unerwünschte Funktionen dürfen durch ein Sicherungsmodul nicht ausführbar sein.
• Unerwünschte Nebenfunktionen und zusätzliche Datenkanäle, insbesondere Schnittstellen, die ungewollt Informationen weitergeben (Side Channels), werden verhindert.
Durch die Konstruktion des Sicherungsmoduls wird sichergestellt, dass ein Angreifer Informationen über geheimzuhaltende Daten und Schlüssel nicht über
Schnittstellen auslesen kann, die für andere Zwecke gedacht sind.
Das Vorliegen von Side Channels wird durch entsprechende Tests überprüft. Typische Möglichkeiten, die überprüft werden, sind:
1. Single Power Attack (SPA) und Differential Power Attack (DPA) , die versuchen, aus Änderungen des Stromverbrauchs während kryptographischer Berechnungen auf geheime Daten zu schließen.
2. Timing Attacks, die versuchen, aus der Dauer kryptographischer Berechnungen auf geheime Daten zu schließen.
Bevorzugte Eigenschaften der Datenverarbeitung sind nachfolgend dargestellt:
• Ablauf ontrolle: Es ist besonders zweckmäßig, dass eine Ablaufkontrolle durchgeführt wird. Diese kann beispielsweise durch eine Zustandsmaschine, beispielsweise entsprechend dem Standard FIPS PUB 140-1, erfolgen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Abläufe der spezifizierten Transaktionen und die hierbei verwendeten sicherheitsrelevanten Daten des Systems nicht manipuliert werden können.
Die beteiligten Instanzen, insbesondere der Benutzer, dürfen durch ein Sicherungsmodul über die Abläufe der Transaktionen nicht getäuscht werden.
Wenn beispielsweise der Vorgang des Ladens eines Wertbetrages in der Form mehrerer Teilvorgänge mit einzelnen Aufrufen des Sicherungsmoduls realisiert ist, muss die Ablaufkontrolle sicherstellen, dass diese Teilvorgänge nur in der zulässigen Reihenfolge ausgeführt werden.
Die Zustandsdaten, die für die Ablaufkontrolle verwendet werden, sind sicherheitsrelevant und werden daher vorzugsweise in einem gegen Manipulation gesicherten Bereich des Sicherungsmoduls gespeichert.
• Nachrichtenintegrität: 1. Alle sicherheitsrelevanten Informationen in den
Nachrichten werden vor und nach der Übertragung in den
Komponenten des Systems mit geeigneten Verfahren gegen unberechtigte Veränderungen geschützt . 2. Veränderungen an sicherheitsrelevanten Informationen während der Übertragung zwischen Komponenten des chipkartengestützten ZahlungsSystems werden erkannt.
Entsprechende Reaktionen auf Integritätsverletzungen müssen erfolgen. 3. Das unautorisierte Einspielen von Nachrichten wird erkannt. Entsprechende Reaktionen müssen auch auf wiedereingespielte Nachrichten erfolgen.
Dass unbefugte Veränderungen und das Wiedereinspielen von Nachrichten erkannt werden können, wird für die Standardnachrichten des Systems durch die Festlegungen des Systemkonzepts sichergestellt. Die Software des Sicherungsmoduls hat sicherzustellen, dass die Erkennung tatsächlich erfolgt und entsprechend reagiert wird. Für sicherheitsrelevante herstellerspezifische Nachrichten (etwa im Rahmen der Personalisierung der Wartung des Sicherungsmoduls) werden entsprechende geeignete Mechanismen festgelegt und angewendet .
Die für die Sicherung der Nachrichtenintegrität relevanten Informationen werden vorzugsweise in einem gegen Manipulation gesicherten Bereich des Sicherungsmoduls gespeichert. Solche Informationen sind insbesondere Identifikations- und Authentizitätsmerkmale, Sequenzzähler oder Gebührenbeträge.
• Geheimhaltung von PINs und kryptographischen Schlüsseln
1. Obwohl die PIN außerhalb von gesicherten Bereichen nicht im Klartext übertragen werden sollte, wird vorzugsweise die Klartext-Übertragung bei der PC-Frankierung aus
Gründen der Benutzerfreundlichkeit des Gesamtsystems und der Verwendung bestehender, ungesicherter Hardwarekomponenten im Kundensystem (Tastatur, Monitor) toleriert. Jedoch sind die lokalen Systemkomponenten, in denen die PINs im Klartext bearbeitet oder gespeichert werden, auf ein Minimum zu reduzieren. Eine ungesicherte Übertragung der PINs darf nicht erfolgen.
2. Kryptographische Schlüssel dürfen auf elektronischen Übertragungswegen in ungesicherter Umgebung nie im Klartext übertragen werden. Werden sie in Systemkomponenten benutzt oder gespeichert, so müssen sie gegen unautorisiertes Auslesen und Verändern geschützt sein.
3. Keine Systemkomponente darf eine Möglichkeit zur
Bestimmung einer PIN aufgrund einer erschöpfenden Suche bieten.
• Protokollierung
1. Innerhalb des Kundensystems werden alle Daten protokolliert, die für die Rekonstruktion der betreffenden Abläufe benötigt werden. Ferner werden auch Fehlerfälle protokolliert, die einen Manipulationsverdacht nahelegen. 2. Gespeicherte Protokolldaten müssen gegen unberechtigte Veränderungen geschützt sein und authentisch an eine auswertende Instanz übertragen werden können.
• Verarbeitung anderer Anwendungen Werden in Sicherungsmodulen gleichzeitig andere Anwendungen verarbeitet, so darf dadurch die Sicherheit des PC- Frankierungssystems nicht beeinflusst werden.
Durch folgende Maßnahmen kann die Datensicherheit weiter erhöht werden:
• Löschen geheimer Daten aus temporären Speichern
• Sichere Implementation von herstellerspezifischen Funktionen (z.B. im Rahmen der Personalisierung); etwa Verwendung von Triple-DES oder einem sicheren symmetrischen Verfahren für Verschlüsselung von geheimen Personalisierungsdaten, Einbringung von Klartextschlüsseln in Form von geteilten Geheimnissen (z.B. Schlüsselhälften) nach dem Vier-Augen-Prinzip
• Es dürfen keine unsicheren Zusatzfunktionen existieren (etwa Verschlüsseln oder Entschlüsseln oder Signieren von frei wählbaren Daten mit Schlüsseln des Systems) ; es darf keine Funktionsvertauschung von Schlüsseln möglich sein.
Weitere Aspekte
• Außer den in den Kundensystemen eingesetzten Sicherungsmodulen sind auch weitere Sicherungsmodule zu untersuchen: Insbesondere sind die Sicherungsmodule der verschiedenen Zertifizierungsstellen (CAs) bei den Herstellern von Sicherungsmodulen zu untersuchen.
• Auch der PC-seitige Anteil der Kundensoftware ist hinsichtlich seiner sicherheitsrelevanten Aufgaben (z.B. PIN-Eingabe) zu untersuchen.
• Es ist vom Hersteller eines Kundensystems ein Verfahren vorzusehen, das die gesicherte Übermittlung der PIN von Sicherungsmodulen an die Benutzer garantiert (Beispielsweise PIN-Brief-Versendung) . Ein solches
Konzept ist auf Sicherheit und Einhaltung zu überprüfen.
• Sicherheit der Herstellerumgebung, insbesondere Schlüsseleinbringung etc.; Sicherheitsbeauftragte, allgemeiner: Zulassung der organisatorischen Sicherheitsmaßnahmen von Herstellern nach festgelegtem Verfahren. Im Einzelnen: Schlüsselmanagement
1. Zur Verteilung, Verwaltung und eventuell zum turnusmäßigen Wechsel und zum Ersetzen von Schlüsseln sind Regelungen zu treffen.
2. Schlüssel, für die der Verdacht auf Kompromittierung besteht, dürfen im gesamten System nicht mehr verwendet werden .
Bevorzugte Maßnahmen bei der Herstellung und Personalisierung von Sicherungsmodulen sind: 1. Die Herstellung und Personalisierung (Ersteinbringung geheimer Schlüssel, eventuell benutzerspezifischer Daten) von Sicherungsmodulen muss in einer Produktionsumgebung stattfinden, die verhindert, dass
• Schlüssel bei der Personalisierung kompromittiert werden,
• der Personalisierungsvorgang missbräuchlich oder unberechtigt durchgeführt wird,
• unautorisierte Software oder Daten eingebracht werden können, • Sicherungsmodule entwendet werden.
2. Es muss sichergestellt sein, dass in das System keine unautorisierten Komponenten eingebracht werden können, die sicherheitsrelevante Funktionen ausführen.
3. Der Lebensweg aller Sicherungsmodule muss kontinuierlich aufgezeichnet werden.
Erläuterung :
Die Aufzeichnung des Lebenswegs eines Sicherungsmoduls umfasst vorzugsweise: • Herstellungs- und Personalisierungsdaten,
• räumlichen/zeitlichen Verbleib,
• Reparatur und Wartung,
• Außerbetriebnahme,
• Verlust bzw. Diebstahl von das Sicherungsmodul enthaltenden Datenspeichern wie Dateien, Dongles,
Krypto, Server oder Chipkarten • Herstellungs- und Personalisierungsdaten,
• Einbringen neuer Anwendungen,
• Änderung von Anwendungen,
• Änderung von Schlüsseln, • Außerbetriebnahme,
• Verlust bzw. Diebstahl.
Sicherheitsarchitektur
Für die PC-Frankierung wird eine grundsätzliche Sicherheitsarchitektur vorgesehen, die die Vorteile verschiedener, bestehender Ansätze verbindet und mit einfachen Mitteln ein höheres Maß an Sicherheit bietet.
Die Sicherheitsarchitektur umfasst vorzugsweise im Wesentlichen drei Einheiten, die in einer bevorzugten Anordnung in Fig. 4 dargestellt sind:
• Ein WertübertragungsZentrum, in dem die Identität des Kunden und seines Kundensystems bekannt ist. • Ein Sicherungsmodul, das die als nicht durch den Kunden manipulierbare Hard-/Software die Sicherheit im Kundensystem gewährleistet (z.B. Dongle oder Chipkarte bei Offline-Lösungen bzw. gleichwertige Server bei Online- Lösungen) . • Ein BriefZentrum, in dem die Gültigkeit der
Freimachungsvermerke geprüft, beziehungsweise Manipulationen am Wertbetrag sowie am Freimachungsvermerk erkannt werden.
Die einzelnen Prozessschritte, die im
Wertübertragungszentrum, Kundensystem und Briefzentrum erfolgen, sollen im Folgenden in Form einer Prinzipskizze dargestellt werden. Der genaue technische Kommunikationsprozess weicht hingegen von dieser prinzipiellen Darstellung ab (z.B. mehrere
Kommunikationsschritte zur Erlangung einer hier dargestellten Übertragung) . Insbesondere wird in dieser Darstellung eine vertrauliche und integere Kommunikation zwischen identifizierten und authentisierten Kommunikationspartnern vorausgesetzt .
Kundensystem
0. Innerhalb des Ladezentrums wird ein Schlüssel erzeugt und anschließend an das Kundensystem übertragen. Vorzugsweise erfolgt die Übertragung des Schlüssels verschlüsselt und gegebenenfalls digital signiert. Insbesondere ist es zweckmäßig, dass der Schlüssel sich in einem digitalen Briefumschlag befindet.
1. Vom Sicherungsmodul wird eine eindeutige
Identifikationsnummer (Sicherungsmodul-ID) des Kundensystems derart verschlüsselt an das WertübertragungsZentrum übermittelt, dass nur das WertübertragungsZentrum in der Lage ist, eine Entschlüsselung durchzuführen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Anfrage mit dem öffentlichen Schlüssel des Wertübertragungszentrums verschlüsselt und mit dem privaten Schlüssel des Sicherungsmoduls digital signiert. Hierdurch wird vermieden, dass die Anfrage bei jedem Laden eines Abrechnungsbetrages dieselbe Gestalt hat und zum missbräuchlichen Laden von Abrechnungsbeträgen herangezogen werden kann (Replay-Attack) . 2. Die kryptographisch behandelten Informationen aus dem Kundensystem werden an das Wertübertragungszentrum im Rahmen des Ladens eines Abrechnungsbetrages übertragen. Weder der Kunde noch Dritte können diese Informationen entschlüsseln.
In der Praxis wird die asymmetrische Verschlüsselung mit dem öffentlichen Schlüssel des Kommunikationspartners (Wertübertragungszentrum, beziehungsweise Sicherungsmodul) angewandt .
Bei der Möglichkeit eines vorhergehenden Austausches von Schlüsseln kommt eine symmetrische Verschlüsselung gleichfalls in Betracht.
Wertübertragungszentrum
3. Im Wertübertragungszentrum wird unter anderem die Identifikationsnummer des Sicherungsmoduls
(Sicherungsmodul-ID) entschlüsselt .
4. Durch Anfrage in der Datenbank-Freimachung wird die Sicherungsmodul-ID einem Kunden der Deutschen Post zugeordnet.
5. Im WertübertragungsZentrum wird eine Zufallszahl erzeugt.
Im Wertübertragungszentrum wird eine Ladevorgangsidentifikationsnummer gebildet, die Teile der Sicherungsmodul-ID, die Höhe eines Abrechnungsbetrages etc. beinhaltet. 6. Die Ladeidentifikationsnummer wird zusammen mit der erzeugten Zufallszahl zum einen derart verschlüsselt, dass das Kundensystem nicht in der Lage ist, diese zu entschlüsseln. In der Praxis erfolgt die Verschlüsselung mit einem symmetrischen Schlüssel nach TDES, der ausschließlich im WertübertragungsZentrum sowie in den BriefZentren vorhanden ist. Die Verwendung der symmetrischen Verschlüsselung an dieser Stelle ist begründet durch die Forderung nach schnellen Entschlüsselungsverfahren durch die Produktion.
7. Die Ladeidentifikationsnummer wird zusammen mit der erzeugten Zufallszahl zum anderen derart verschlüsselt, dass nur das Sicherungsmodul im Kundensystem in der Lage ist, diese zu entschlüsseln.
8. Die unterschiedlich verschlüsselten Paare von
Ladevorgangsidentifikationsnummer und Zufallszahl werden an das Kundensystem übertragen. Weder der Kunde noch
Dritte können diese Informationen entschlüsseln. Durch die alleinige Verwaltung des posteigenen, vorzugsweise symmetrischen Schlüssels im WertübertragungsZentrum und in den BriefZentren kann der Schlüssel jederzeit ausgetauscht und Schlüssellängen können bei Bedarf geändert werden. Hierdurch wird auf einfache Weise eine hohe Manipulationssicherheit gewährleistet .
Kundensystem 9. Im Sicherungsmodul des Kundensystems wird die Zufallszahl, die derart verschlüsselt war, dass das Sicherungsmodul im Kundensystem sie entschlüsseln konnte, entschlüsselt und gespeichert . 10. Der Kunde erfasst im Rahmen der Erstellung eines Freimachungsvermerks die sendungsspezifischen Informationen oder Sendungsdaten (z.B. Porto, Sendungsart etc.), die in das Sicherungsmodul übertragen werden.
11. Innerhalb des gesicherten Bereichs des
Wertübertragungszentrums wird ein Hash-Wert unter anderem aus folgenden Informationen gebildet • Auszügen aus den Sendungsdaten (z.B. Porto, Sendungsart, Datum, PLZ etc.),
• der zwischengespeicherten Zufallszahl (die im Rahmen des Ladens eines Abrechnungsbetrages empfangen wurde)
• und gegebenenfalls der Ladevorgangsidentifikationsnummer.
10. In den Freimachungsvermerk werden unter anderem folgende Daten übernommen:
• Auszüge aus den Sendungsdaten im Klartext (z.B. Porto, Sendungsart, Datum, PLZ etc.),
• die verschlüsselte Zufallszahl und die verschlüsselte Ladevorgangsidentifikationsnummer aus dem Wertübertragungszentrum und
• der innerhalb des Sicherungsmoduls gebildete Hash-Wert aus Sendungsdaten, die empfangene und zwischengespeicherte Zufallszahl und Ladevorgangsidentifikationsnummer.
BriefZentrum
11. Im BriefZentrum werden zunächst die Sendungsdaten geprüft . Stimmen die in den Freimachungsvermerk übernommenen Sendungsdaten nicht mit der Sendung überein, so liegen entweder eine Falschfrankierung, eine Phantasie- oder eine Schmiermarke vor. Die Sendung ist der EntgeltSicherung zuzuführen.
12. Im BriefZentrum werden die Zufallszahl und die Ladevorgangsidentifikationsnummer, die im Rahmen des Abrechnungsbetrages an das Kundensystem übergeben wurden, entschlüsselt. Hierzu ist im BriefZentrum nur ein einziger (symmetrischer) Schlüssel erforderlich. Bei
Verwendung von individuellen Schlüsseln wäre jedoch statt dessen eine Vielzahl von Schlüsseln einzusetzen.
13. Im BriefZentrum wird nach demselben Verfahren wie in dem Sicherungsmodul ein Hash-Wert aus folgenden Informationen gebildet :
• Auszügen aus den Sendungsdaten,
• der entschlüsselten Zufallszahl
• der entschlüsselten Ladevorgangsidentifikationsnummer.
14. In dem BriefZentrum werden der selbst gebildete und der übertragene Hash-Wert verglichen. Stimmen beide überein, so wurde der übertragene Hash-Wert mit derselben Zufallszahl gebildet, die auch dem WertübertragungsZentrum im Rahmen des Ladens des
Abrechnungsbetrages übermittelt wurde. Demnach handelt es sich sowohl um einen echten, gültigen Abrechnungsbetrag als auch um Sendungsdaten, die dem Sicherungsmodul bekanntgegeben wurden (Gültigkeitsprüfung) . Vom Aufwand her entsprechen die Entschlüsselung, die Bildung eines Hash-Wertes und der Vergleich von zwei Hash-Werten theoretisch dem einer Signaturprüfung. Aufgrund der symmetrischen Entschlüsselung entsteht jedoch gegenüber der Signaturprüfung ein zeitlicher Vorteil.
15. Über eine Gegenprüfung im Hintergrundsystem können im Nachhinein Abweichungen zwischen geladenen
Abrechnungsbeträgen und Frankierbeträgen ermittelt werden (Überprüfung hinsichtlich Sendungsdubletten, Saldenbildung im Hintergrundsystem) .
Die dargestellte grundsätzliche Sicherheitsarchitektur umfasst nicht die separat abgesicherte Verwaltung der Abrechnungsbeträge (Börsenfunktion) , die Absicherung der Kommunikation zwischen Kundensystem und dem Wertübertragungszentrum, die gegenseitige Identifizierung von Kundensystem und WertübertragungsZentrum und die
Initialisierung zur sicheren Betriebsaufnahme eines neuen Kundensystems .
Angriffe auf die Sicherheitsarchitektur
Die beschriebene Sicherheitsarchitektur ist sicher gegenüber Angriffen durch Folgendes:
• Dritte können die im Internet mitgeschnittene (kopierte) erfolgreiche Kommunikation zwischen einem Kundensystem und dem WertübertragungsZentrum nicht zu betrügerischen Zwecken nutzen (Replay-Attacke) .
• Dritte oder Kunden können gegenüber dem Wertübertragungszentrum nicht die Verwendung eines ordnungsgemäßen Kundensystems durch ein manipuliertes Kundensystem vortäuschen. Spiegelt ein Dritter oder ein Kunde die Übertragung einer Zufallszahl und einer Safe- Box-ID vor, die nicht innerhalb eines Sicherungsmoduls erzeugt wurden, sondern ihm bekannt sind, so scheitert das Laden der Abrechnungsbeträge entweder an der separat durchgeführten Identifikation des rechtmäßigen Kunden durch Benutzername und Kennwort oder an der Kenntnis des privaten Schlüssels des Sicherungsmoduls, der dem Kunden unter keinen Umständen bekannt sein darf. (Deshalb ist der Initialisierungsprozess zur Schlüsselerzeugung in dem Sicherungsmodul und die Zertifizierung des öffentlichen Schlüssels durch den Kundensystemanbieter geeignet durchzuführen.)
• Dritte oder Kunden können nicht mit einem vorgetäuschten Wertübertragungszentrum gültige Abrechnungsbeträge in ein Kundensystem laden. Spiegelt ein Dritter oder ein Kunde die Funktionalität des Wertübertragungszentrums vor, so gelingt es diesem vorgespiegelten WertübertragungsZentrum nicht, eine verschlüsselte
Ladevorgangsidentifikationsnummer zu erzeugen, die im
BriefZentrum ordnungsgemäß entschlüsselt werden kann.
Zudem kann das Zertifikat des öffentlichen Schlüssels des Wertübertragungszentrums nicht gefälscht werden.
• Kunden können nicht unter Umgehung des Wertübertragungszentrums einen Freimachungsvermerk erstellen, dessen Ladevorgangsidentifikationsnummer derart verschlüsselt ist, dass sie im BriefZentrum als gültig entschlüsselt werden könnte.
Zur Erhöhung der Datensicherheit, insbesondere beim Suchen, ist eine hohe Anzahl von Zufallszahlen zur Hash-Wer -Bildung heranzuziehen.
• Die Länge der Zufallszahl ist daher möglichst groß und beträgt vorzugsweise mindestens 16 byte (128 bit) . Die eingesetzte Sicherheitsarchitektur ist durch die Möglichkeit, kundenspezifische Schlüssel einzusetzen, ohne dass es notwendig ist, in zur Entschlüsselung bestimmten Stellen, insbesondere BriefZentren, Schlüssel bereit zu halten, den bekannten Verfahren überlegen. Diese vorteilhafte Ausgestaltung ist ein wesentlicher Unterschied zu den bekannten Systemen nach dem Information-Based Indicia Program (IBIP) .
Vorteile der Sicherheitsarchitektur
Folgende Merkmale zeichnen die beschriebene
Sicherheitsarchitektur gegenüber dem IBIP-Modell der USA aus: • Die eigentliche Sicherheit wird in den Systemen der
Deutschen Post (Wertübertragungszentrum, BriefZentrum, Entgeltsicherungssystem) gewährleistet und ist damit vollständig im Einflussbereich der Deutschen Post.
• Es werden im Freimachungsvermerk keine Signaturen, sondern technisch gleichwertige und ebenso sichere (symmetrisch) verschlüsselte Daten und Hash-Werte angewandt. Hierzu wird im einfachsten Falle nur ein symmetrischer Schlüssel verwendet, der alleine im Einflussbereich der Deutschen Post liegt und somit leicht austauschbar ist. • In dem Briefzentrum ist eine Überprüfung aller
Freimachungsmerkmale (nicht bloß stichprobenweise) möglich.
• Das Sicherheitskonzept basiert auf einem einfachen, in sich geschlossenen Prüfkreislauf , der in Einklang mit einem hierauf angepassten Hintergrundsystem steht.
• Das System macht selbst ansonsten kaum feststellbare Dubletten erkennbar. • Ungültige Phantasiemarken sind mit diesem Verfahren mit hoher Genauigkeit erkennbar.
• Neben der Plausibilitätsprüfung kann bei allen Freimachungsvermerken eine Überprüfung der Ladevorgangsidentifikationsnummer in Echtzeit erfolgen.
Sendungsarten
Mit der PC-Frankierung können alle Produkte des Versendungsdienstleisters wie beispielsweise „Brief national" (einschließlich Zusatzleistungen) und „Direkt Marketing national" gemäß einer vorhergehenden Festlegung durch den Versendungsdienstleister freigemacht werden.
Ein Einsatz für andere Versandformen wie Paket- und ExpressSendungen ist gleichermaßen möglich.
Der Gebührenbetrag, der maximal über das
WertübertragungsZentrum geladen werden kann, wird auf einen geeigneten Betrag festgelegt. Der Betrag kann je nach Anforderung des Kunden und dem Sicherheitsbedürfnis des Postdienstleisters gewählt werden. Während für einen Einsatz im Privatkundenbereich ein Gebührenbetrag von maximal mehreren hundert DM besonders zweckmäßig ist, werden für Einsätze bei Großkunden wesentlich höhere Gebührenbeträge vorgesehen. Ein Betrag in der Größenordnung von etwa DM 500,- eignet sich sowohl für anspruchsvolle Privathaushalte als auch für Freiberufler und kleinere Unternehmen. Der in der Börse gespeicherte Wert sollte vorzugsweise den doppelten Wertbetrag systemtechnisch nicht überschreiten.
Falsch frankierte Sendungen Falsch frankierte und nicht zur Beförderung geeignete, bereits bedruckte Schreiben, Umschläge etc. mit einem gültigen Freimachungsvermerk werden dem Kunden gutgeschrieben.
Durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch eine Stempelung von in dem Briefzentrum eingehenden Sendungen, ist es möglich festzustellen, ob eine Sendung bereits befördert wurde. Hierdurch wird verhindert, dass Kunden bereits beförderte Sendungen vom Empfänger zurück erhalten und diese zur Gutschrift bei dem Postdientsbetreiber, beispielsweise der Deutschen Post AG, einreichen.
Die Rücksendung an eine zentrale Stelle des
Versendungsdienstleisters, beispielsweise der Deutschen Post, ermöglicht ein hohes Maß an Entgeltsicherung durch Abgleich der Daten mit Abrechnungsbeträgen und die Kenntnis über die häufigsten Zusendungsgründe. Hierdurch besteht gegebenenfalls die Möglichkeit der Nachsteuerung durch Änderung der
Einführungsvoraussetzungen mit dem Ziel der Reduzierung der Rücksendequote .
Gültigkeit von Freimachungswerten
Vom Kunden gekaufte Abrechnungswerte sind aus Gründen der Entgeltsicherung beispielsweise nur 3 Monate gültig. Ein entsprechender Hinweis ist in der Vereinbarung mit dem Kunden aufzunehmen. Können Frankierwerte nicht innerhalb von 3 Monaten aufgebraucht werden, muss vom Kundensystem die
Kontaktierung des WertübertragungsZentrums zu einer erneuten Herstellung von Freimachungsvermerken aufgenommen werden. Bei dieser Kontaktierung wird, wie beim ordentlichen Laden von Abrechnungsbeträgen, der Restbetrag eines alten Abrechnungsbetrages einem neu ausgegebenen Abrechnungsbetrag zugeschlagen und unter einer neuen
Ladevorgangsidentifikationsnummer dem Kunden zur Verfügung gestellt.
Besondere betriebliche Behandlung
Grundsätzlich können die Freimachungs ermerke eine beliebige Form aufweisen, in der die in ihnen enthaltenen Informationen wiedergegeben werden können. Es ist jedoch zweckmäßig, die Freimachungsvermerke so zu gestalten, dass sie wenigstens bereichsweise die Form von Barcodes aufweisen. Bei der dargestellten Lösung des 2D-Barcodes und der daraus resultierenden EntgeltSicherung sind folgende Besonderheiten in der Produktion zu berücksichtigen:
PC-frankierte Sendungen können über alle Einlieferungsmöglichkeiten, auch über Briefkasten, eingeliefert werden.
Durch die Festlegung von Zulassungsvoraussetzungen für Hersteller von für die Schnittstellen relevanten Bestandteilen des Frankierungssystems, insbesondere für Hersteller und/oder Betreiber von Kundensystemen, wird die Einhaltung der dargestellten Sicherheitsmaßnahmen weiter erhöht .
Übergeordnete Normen, Standards und Vorgaben International Postage Meter Approval Requirements (IPMAR)
Vorzugsweise finden die Vorschriften der aktuellsten Fassung des Dokuments International Postage Meter Approval Requirements (IPMAR), UPU S-30, ebenso Anwendung wie alle Normen und Standards, auf die in diesem Dokument verwiesen wird. Die Einhaltung aller dort genannten „Requirements" ist, soweit möglich, für das Kundensystem sinnvoll.
Digital Postage Marks: Applications, Security & Design Grundsätzlich finden die Vorschriften der aktuellen Fassung des Dokuments Digital Postage Marks: Applications, Security & Design (UPU: Technical Standards Manual) ebenso Anwendung wie alle Normen und Standards, auf die in diesem Dokument verwiesen wird. Die Einhaltung des „normativen" Inhalts sowie die weitestgehende Beachtung des „informativen" Inhalts dieses Dokuments ist, soweit möglich, für das Kundensystem sinnvoll .
Vorzugsweise finden Regelungen und Bestimmungen des Versendungsdienstleistungsunternehmens gleichfalls Anwendung.
Durch eine Zulassung lediglich solcher Systeme, die alle gesetzlichen Bestimmungen ebenso erfüllen wie alle Normen und Standards des Versendungsdienstleisters, werden Datensicherheit und Zuverlässigkeit des Systems ebenso gewährleistet wie seine Benutzerfreundlichkeit.
Weitere Gesetze, Verordnungen, Richtlinien, Vorschriften Normen und Standards
Grundsätzlich finden alle Gesetze, Verordnungen, Richtlinien, Vorschriften, Normen und Standards der jeweils gültigen Fassung Anwendung, die zur Entwicklung und zum Betrieb eines technischen Kundensystems in der konkreten Ausprägung zu beachten sind. Systemtechnische Interoperabilität
Die systemtechnische Interoperabilität bezieht sich auf die Funktionsfähigkeit der Schnittstellen des Kundensystems, beziehungsweise auf die Einhaltung der in den
Schnittstellenbeschreibungen spezifizierten Vorgaben.
Schnittstelle Abrechnungsbetrag Kommunikationsweg, Protokolle
Die Kommunikation über die Schnittstelle Abrechnungsbetrag erfolgt vorzugsweise über das öffentliche Internet auf der Basis der Protokolle TCP/IP und HTTP. Der Datenaustausch kann optional per HTTP über SSL verschlüsselt werden (https) . Hier dargestellt ist der Soll-Prozess einer erforderlichen Übertragung.
Der Datenaustausch erfolgt vorzugsweise, sofern möglich, über HTML- und XML-kodierte Dateien. Die textlichen und graphischen Inhalte der HTML-Seiten sind im Kundensystem darzustellen.
Es ist zweckmäßig, bei den Kommunikationsseiten auf eine bewährte HTML-Version zurückzugreifen und auf die Verwendung von Frames, eingebetteten Objekten (Applets, ActiveX etc.) und ggf. animierten GIFs zu verzichten.
Anmeldung zum Laden eines Abrechnungsbetrages (erste Übertragung von dem Sicherungsmodul zum Wertübertragungszentrum)
Im Rahmen der ersten Übertragung von dem Sicherungsmodul zum Wertübertragungszentrum werden das Zertifikat des Sicherungsmoduls sowie ein Aktionsindikator A unverschlüsselt und unsigniert übertragen.
Rückmeldung zur Anmeldung (erste Antwort vom Wertübertragungszentrum zum Sicherungsmodul)
Die Rückmeldung des Wertübertragungszentrums enthält das eigene Zertifikat des Wertübertragungszentrums, einen verschlüsselten Sitzungsschlüssel und die digitale Signatur des verschlüsselten Sitzungsschlüssels.
Zweite Übertragung von dem Sicherungsmodul zum Wertübertragungszentrum
Im Rahmen dieser Übertragung sendet das Sicherungsmodul den neu verschlüsselten Sitzungsschlüssel und den verschlüsselten Datensatz mit Nutzdaten (Höhe eines vorab geladenen Abrechnungsbetrages, Restwert des aktuellen Abrechnungsbetrages, aufsteigendes Register aller Abrechnungsbeträge, letzte Ladevorgangsidentifikationsnummer) an das Wertübertragungszentrum (alles asymmetrisch mit dem öffentlichen Schlüssel des Wertübertragungszentrums verschlüsselt) . Gleichzeitig sendet das Sicherungsmodul die digitale Signatur dieser verschlüsselten Daten an das Wertübertragungszentrum. Gleichzeitig kann das Kundensystem weitere, nicht verschlüsselte und nicht signierte Nutzungsprotokolle oder Nutzungsprofile an das Wertübertragungszentrum senden.
Es ist zweckmäßig, dass die Nutzungsdaten in ein Nutzungsprotokoll eingetragen werden und dass das
Nutzungsprotokoll und/oder die darin vermerkten Einträge digital signiert werden. Zweite Antwort vom WertübertragungsZentrum zu dem Sicherungsmodul
Das Wertübertragungszentrum übermittelt die symmetrisch verschlüsselte Zufallszahl und die symmetrisch verschlüsselte LadevorgangsIdentifikationsnummer an das Sicherungsmodul. Außerdem übermittelt das WertübertragungsZentrum die mit dem öffentlichen Schlüssel des Sicherungsmoduls erstellte Ladevorgangsidentifikationsnummer, die erzeugte Zufallszahl, Login-Informationen für das Sicherungsmodul sowie einen neuen Sitzungsschlüssel an das Sicherungsmodul. Die gesamten übertragenen Daten werden zudem digital signiert.
Dritte Übertragung von dem Sicherungsmodul zum Wertübertragungszentrum
Im Rahmen der dritten Übertragung werden von dem Sicherungsmodul der neue Sitzungsschlüssel, die neue Ladevorgangsidentifikationsnummer zusammen mit Nutzdaten zur Bestätigung der erfolgreichen Kommunikation allesamt in verschlüsselter und digital signierter Form an das Wertübertragungszentrum übertragen.
Dritte Antwort vom Wertübertragungszentrum an das Sicherungsmodul
Bei der dritten Antwort quittiert das WertübertragungsZentrum den Erfolg der Übertragung ohne Anwendung kryptographischer Verfahren.
Deinstallation
Die Möglichkeit einer Deinstallation des Kundensystems muss durch den Kunden möglich sein.
Die detaillierte, technische Beschreibung der Schnittstelle Abrechnungsbetrag erfolgt mit Konzeption des posteigenen Wertübertragungszentrums .
Nutzungsprotokoll und Nutzungspro il
Im Kundensystem ist im Rahmen jeder Erzeugung eines Freimachungsvermerks ein Protokolleintrag zu erzeugen, der alle Angaben des jeweiligen Freimachungsvermerks - versehen mit einer digitalen Signatur - enthalten sollte. Weiterhin sollte im Protokoll jeder Fehlerstatus des Sicherungsmoduls derart verzeichnet werden, dass die manuelle Löschung dieses Eintrags bei der Überprüfung bemerkt wird.
Das Nutzungsprofil enthält eine aufbereitete Zusammenfassung der Nutzungsdaten seit der letzten Kommunikation mit dem Wertübertragungszentrum.
Ist ein Kundensystem in eine beim Kunden befindliche und eine zentral (z.B. im Internet befindliche) Komponente aufgeteilt, so sollte das Nutzungsprofil vorzugsweise in der zentralen Komponente geführt werden.
Schnittstelle Freimachungsvermerk Bestandteile und Ausprägungen
Das Kundensystem muss in der Lage sein, PC- Freimachungsvermerke zu erzeugen, die exakt den Vorgaben der Deutschen Post, beziehungsweise dem Rahmen der gängigen CEN- und UPU-Standards entsprechen. PC-Freimachungsvermerke bestehen vorzugsweise aus folgenden drei Elementen:
• Einem 2-dimensionalen Strichcode, Barcode oder Matrixcode, in dem sendungsspezifische Informationen in maschinenlesbarer Form dargestellt sind. (Zweck: Automatisierung in der Produktion und Entgeltsicherung der Deutschen Post . )
• Text in Klarschrift, der wichtige Teile der Strichcode- Information in lesbarer Form wiedergibt. (Zweck: Kontrollmöglichkeit für den Kunden sowie in der Produktion und Entgeltsicherung der Deutschen Post.)
• Eine den Versendungsdienstleister, beispielsweise die
Deutsche Post, kennzeichnende Marke wie beispielsweise ein Posthorn.
Spezifikation des Dateninhaltes Zweckmäßigerweise enthalten Strichcode und Klartext des PC- Freimachungsvermerks folgende Informationen:
Tabelle: Inhalt des PC-Frankiervermerks
Beschrieben wird hier nur der Inhalt des Freimachungsvermerks. Die Vorschriften des
Versendungsdienstleisters für den Inhalt der Adressangaben behalten unverändert ihre Gültigkeit .
Spezifikation der physikalischen Ausprägung auf Papier (Layout)
Der Freimachungs ermerk ist vorteilhafterweise im Anschriftenfeld linksbündig oberhalb der Anschrift auf der Sendung angebracht .
Das Anschriftenfeld wird in der jeweils gültigen Fassung der Normen des Versendungsdienstleisters spezifiziert. So werden insbesondere folgende Freimachungen ermöglicht:
• Aufdruck auf den Briefumschlag,
• Aufdruck auf Klebeetiketten oder • Verwendung von Fensterbriefumschlägen derart, dass der Aufdruck auf den Brief durch das Fenster vollständig sichtbar ist.
Für die einzelnen Elemente des Freimachungsvermerks gilt vorzugsweise:
• Verwendet wird zunächst der Strichcode vom Type Data Matrix, dessen einzelne Bildpunkte eine Kantenlänge von mindestens 0,5 Millimeter aufweisen sollten.
Im Hinblick auf lesetechnische Voraussetzungen sollte ein 2D-Barcode in Form der Data Matrix mit einer minimalen
Pixelgrδße von 0 , 5 mm bevorzugt zur Anwendung kommen. Eine ggf. zweckmäßige Option besteht darin, die Pixel-Größe auf 0,3 mm zu reduzieren.
Bei einer Darstellungsgröße von 0,5 mm pro Pixel ergibt sich eine Kantenlänge des gesamten Barcodes von ca. 18 bis 20 mm, wenn alle Daten wie beschrieben eingehen. Falls es gelingt, Barcodes mit einer Pixelgröße von 0,3 mm in der ALM zu lesen, lässt sich die Kantenlänge auf ca. 13 mm reduzieren.
Eine nachträgliche Erweiterung der Spezifikationen auf die Verwendung eines anderen Barcodes (z.b. Aztec) bei gleichen Dateninhalten ist möglich.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Layouts und der Positionierung der einzelnen Elemente des
Freimachungsvermerks ist nachfolgend in Fig. 5 beispielhaft dargestellt.
Die „kritischste" Größe ist die Höhe des dargestellten Fensters eines Fensterbriefumschlags mit einer Größe von 45 mm x 90 mm. Hier dargestellt wird ein DataMatrix-Code mit einer Kantenlänge von ca. 13 mm, der bei Verwendung der vorgeschlagenen Datenfelder nur bei einer Pixelauflösung von 0,3 mm möglich ist. Ein Code mit einer Kantenlänge von 24 mm lässt bezüglich der zur Verfügung stehenden Höhe keinen ausreichenden Raum für Angaben zur Anschrift .
Druckqualität und Lesbarkeit
Verantwortlich für den einwandfreien Aufdruck des
FreimachungsVermerks sind der Hersteller des Kundensystems im Rahmen des Zulassungsverfahrens sowie der Kunde im späteren Betrieb. Hierzu ist der Kunde durch geeignete Hinweise in einem Benutzerhandbuch und einem Hilfesystem hinzuweisen. Dies gilt insbesondere für das saubere Haften von Etiketten und das Verhindern des Verrutschens (von Teilen) des Freimachungsvermerks außerhalb des sichtbaren Bereichs von Fensterbriefumschlägen.
Die maschinelle Lesbarkeit von Freimachungsvermerken steht in Abhängigkeit von der verwendeten Druckauflösung und vom Kontrast. Sollen statt schwarz auch andere Farben zur Anwendung kommen, so ist mit einer geringeren Leserate zu rechnen. Es ist davon auszugehen, dass die geforderte Leserate bei einer im Drucker verwendeten Auflösung von 300 dpi („dots per inch") bei hohem Druck-Kontrast gewährleistet werden kann. Das entspricht etwa 120 Bildpunkten pro Zentimeter.
Testdrucke
Das Kundensystem muss in der Lage sein, Freimachungsvermerke zu produzieren, die in Ausprägung und Größe gültigen
Freimachungs ermerken entsprechen, jedoch nicht für den Versand bestimmt sind, sondern für Kontrollausdrucke und der Drucker-Feinjustierung dienen.
Vorzugsweise ist das Kundensystem so gestaltet, dass die Testdrucke sich in einer für das Versendungsunternehmen erkennbaren Weise von tatsächlichen Freimachungsvermerken unterscheiden. Dazu wird beispielsweise in der Mitte des Freimachungsvermerks die Aufschrift „MUSTER - nicht versenden" angebracht. Mindestens zwei Drittel des Barcodes, sollen durch die Aufschrift oder anderweitig unkenntlich gemacht werden.
Neben echten (bezahlten) Freimachungsvermerken dürfen außer gesondert gekennzeichneten Testdrucken keine Nulldrucke hergestellt werden.
Anforderungen an das Kundensystem; Basis-System; Überblick und Funktionalität:
Das Basis-System dient als Bindeglied zwischen den anderen Komponenten der PC-Frankierung, namentlich dem Wertübertragungszentrum, dem Sicherungsmodul, dem Drucker und dem Kunden. Es besteht aus einem oder mehreren Computersystemen, zum Beispiel PCs, die ggf. auch durch ein Netzwerk miteinander verbunden sein können.
Das Basis-System stellt auch die komfortable Benutzung des Gesamtsystems durch den Kunden sicher.
Anforderungen an den Aufbau und die Sicherheit :
Das Basis-System verfügt vorzugsweise über vier Schnittstellen:
1. Über die beschriebene Schnittstelle Abrechnungsbetrag erfolgt die Kommunikation mit dem WertübertragungsZentrum.
2. Über eine Schnittstelle zum Sicherungsmodul werden alle Informationen ausgetauscht, die dem Sicherungsmodul bekanntgegeben werden müssen (Abrechnungsbetrag, beziehungsweise LadevorgangsIdentifikationsnummer, sendungsspezifische Daten zu einzelnen Frankierungen) .
Außerdem werden über diese Schnittstellen alle Daten mit dem Sicherungsmodul ausgetauscht (kryptographisch verarbeitete Daten) .
3. Über eine Schnittstelle zum Drucker wird dieser angesteuert .
4. Über eine Schnittstelle zum Benutzer, beziehungsweise Kunden (Graphical User Interface, GUI) , muss dieser alle relevanten Prozesse in Interaktion mit der größtmöglichen Ergonomie veranlassen können.
Im Basis-System sollten außerdem folgende Daten gespeichert und verarbeitet werden:
• Benutzerspezifische Einstellungen/Daten,
• detaillierte Nutzungsprotokolle und Nutzungsprofile,
• bei Verwendung von SSL: auswechselbare Zertifikate, mit denen die Gültigkeit der SSL-Zertifikate verifiziert werden können und
• alle relevanten Informationen über die Produkte und Preise des Versendungsdienstleisters.
Funktionsumfang und Abläufe
Das Basis-System unterstützt vorzugsweise folgende Abläufe:
• Erstinstallation mit Benutzerhilfe, • Benutzeridentifikation, insbesondere gegenüber dem
Sicherungsmodul; gegebenenfalls mit unterschiedlichen Berechtigungen für Laden von Abrechnungsbeträgen und Herstellung von Freimachungsvermerken,
• gegebenenfalls Administration mehrerer Benutzer, • Unterstützung des Benutzers beim Laden von
Abrechnungsbeträgen (hierbei Unterstützung der Wiedergabe von Informationen, die vom Wertübertragungszentrum in Form von HTML-kodierten Dateien gesandt werden) ,
• Unterstützung des Benutzers beim Auftreten von Problemen beim Laden von Abrechnungsbeträgen,
• für den Benutzer transparente Verwaltung des Wertbetrages (Kontoübersicht) ,
• Verwaltung von Nutzungsprotokollen, Aufbereitung von Nutzungsprofilen und Übertragung von Nutzungsprotokollen oder -profilen,
• Unterstützung des Benutzers bei der Erzeugung und beim Ausdruck des Freimachungsvermerks (Veranschaulichung eines Musters des zu druckenden Freimachungsvermerks auf dem Bildschirm - WYSIWYG) ,
• plausibilitätsgesicherte Entgeltberechnung gemäß Service- Information der Deutschen Post,
• elektronisches Hilfesystem,
• automatische Aktualisierung der relevanten Informationen über die Produkte und Preise der Deutschen Post bei Änderungen sowie Information des Kunden über die stattfindende und abgeschlossene Aktualisierung,
• technische Unterbindung des mehrfachen Ausdrucks ein- und desselben Freimachungsvermerks und
• De-Installation des Kundensystems.
Sicherungsmodul
Aufgabe und Sicherheitsniveau
Das Sicherungsmodul gewährleistet als „kryptographisches
Modul" im Sinne der FIPS PUB 140, Security Requirements for Cryptographic Modules, die eigentliche Sicherheit des
Kundensystems. Sie besteht aus Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination hieraus und beherbergt die kryptographische Logik und die kryptographischen Prozesse, das heißt, die Verwaltung und Anwendung kryptographischer Verfahren sowie die manipulationssichere Speicherung des Wertbetrages. Die Anforderungen, denen das Sicherungsmodul genügen muss, werden
• bezüglich des Sicherheitsstandards durch geeignete Normen, wie beispielsweise FIPS PUB 140 definiert und • bezüglich der Einhaltung von Post-Standards durch die an
FIPS PUB 140 angelehnte UPU-Veröffentlichung „International Postage Meter Approval Requirements (IPMAR)". Zur Einführung und zum Betrieb in einem Kundensystem muss ein Sicherungsmodul als Kryptographisches Modul nach FIPS PUB 140 - vorzugsweise nach Sicherheitsstufe 3 (Security Level 3) - im Rahmen des Einführungsverfahrens entsprechend zertifiziert werden.
Prozesse des Sicherungsmoduls
Das Sicherungsmodul sollte vorzugsweise zur Initialisierung und zur Kommunikation mit dem WertübertragungsZentrum und Deaktivierung neben üblichen Operationen im Wesentlichen folgende Prozesse unterstützen, die im hinteren Teil des Anhangs Technische Beschreibung Kundensystem detailliert beschrieben werden:
Schlüsselerzeugung
Ausgabe des öffentlichen Schlüssels
Zertifikatspeicherung • Signaturerzeugung
Signaturprüfung
Zertifikatprüfung
Temporäre Zertifikatspeicherung
Asymmetrische Verschlüsselung • Asymmetrische Entschlüsselung
Zufallszahlerzeugung
Speicherung eines Sitzungsschlüssels
Speicherung von zwei Ladevorgangsidentifikationsnummern
Speicherung des aktuellen Registerwerts der Abrechnungsbeträge
• Speicherung des aufsteigenden Registerwerts • Benutzeridentifikation
• Statusausgabe der Gültigkeit der Abrechnungsbeträge
• Statusausgabe des Registerwerts der Abrechnungsbeträge
• Hash-Bildung der sendungspezifischen Daten
• Verminderung der Registerwerte von geladenen Abrechnungsbeträgen
• Fehlerprotokollierung
• Selbsttest
• Deaktivierung
Testdrucke
Das. Sicherungsmodul wird beim Testdruck nicht verwendet und daher auch nicht kontaktiert .
Drucker
Der Drucker kann nach Maßgabe des Herstellers des Kundensystems entweder ein handelsüblicher Standarddrucker oder ein Spezialdrucker sein.
Die große Mehrzahl heutiger Laser- und Tintenstrahldrucker sollte prinzipiell für die PC-Frankierung geeignet sein. Empfohlen werden sollten Drucker mit einer Auflösung von wenigstens 300 dpi (dots per inch) .
Prozesse innerhalb des Kundensystems Ablauf der Erzeugung von Freimachungsvermerken Durch das Kundensystem führt der Kunde folgende Teilprozesse bei der Erzeugung von Freimachungsvermerken durch:
• Aufbau der Verbindung zum Sicherungsmodul: Über das Basis- System wird eine Verbindung zum Sicherungsmodul hergestellt.
• Identifikation des Benutzers : Der Benutzer identifiziert sich mit Passwort/PIN persönlich bei dem Sicherungsmodul und aktiviert dieses somit.
• Eingabe der sendungsspezifischen Informationen: Der Kunde gibt, mit Unterstützung des Kundensystems, die erforderlichen sendungsspezifischen Informationen in das Basis-System ein, das die wesentlichen Daten an das Sicherungsmodul übergibt .
• Erzeugung des Freimachungsvermerks: Das Basis-System erzeugt aus den sendungsspezifischen Daten und den kryptographisch verarbeiteten Daten aus dem Sicherungsmodul einen Freimachungsvermerk. • Protokollierung der Herstellung von Freimachungsvermerken: Jede erfolgreiche Rückübertragung wird in einem Nutzungsprotokoll des Basis-Systems festgehalten. Bei einer Aufteilung des Kundensystems in eine lokale Komponente beim Kunden und eine zentrale Komponente (z.B. im Internet) ist das Nutzungsprotokoll in der zentralen Komponente zu führen.
• Abbau der Kommunikationsbeziehung: Sind alle angeforderten Freimachungsvermerke hergestellt worden, so wird die Kommunikationsbeziehung wieder abgebaut. Bei erneuter Herstellung von Freimachungs ermerken ist die
Benutzeridentifikation wieder - wie oben beschrieben - vorzunehmen .
• Testdrucke: Alternativ zu dieser Vorgehensweise ist es möglich, die Benutzerführung so weit fortschreiten zu lassen, dass ein Muster eines Freimachungsvermerks sowohl auf dem Bildschirm dargestellt (WYSIWYG) als auch als (nicht gültiger) Testdruck ausgedruckt werden kann. Erst in einem späten Stadium würde hierbei der oben genannte Prozess der Einbeziehung des Sicherungsmoduls erfolgen.
Der Einsatz des technischen Systems wird durch zweckmäßige organisatorische Maßnahmen flankiert, so dass ein technisch registrierbarer Mehrfachversand eines Freimachungsvermerkes auch als ein Verstoß gegen Geschäftsbedingungen des Versenders betrachtet wird.
Ferner ist es vorteilhaft, geeignete technische Parameter für den Ausdruck der Freimachungsvermerke vorzusehen, insbesondere bezüglich der Druckqualität, damit die Freimachungsvermerke in automatischen Erfassungseinrichtungen besser erfasst werden können.
Für eine Überprüfung der Systeme können geeignete Qualitätssicherungssysteme, insbesondere nach den Normen ISO 9001 ff. zugrunde gelegt werden.
Bezugszeichenliste ;
BZ Briefzentrum KS Kundensystem LZ Ladezentrum

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Versehen von Postsendungen mit Freimachungsvermerken, wobei ein Kundensystem von einem Wertübertragungszentrum über eine Datenleitung einen Gebührenbetrag lädt, wobei das Kundensystem ein Drucken von Freimachungsvermerken auf Postsendungen steuert und wobei das Wertübertragungszentrum ein Datenpaket an das Kundensystem sendet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das WertübertragungsZentrum einen Schlüssel erzeugt und den Schlüssel an das Kundensystem überträgt, dass in dem Kundensystem Daten erzeugt werden, die mit dem Schlüssel so verschlüsselt werden, dass das
Wertübertragungszentrum diese entschlüsseln kann, dass die Daten von dem Kundensystem zu dem Wertübertragungszentrum gesendet werden, dass das WertübertragungsZentrum die Daten entschlüsselt, dass das WertübertragungsZentrum eine Zufallszahl erzeugt, dass das WertübertragungsZentrum die Daten unter Einbeziehung der Zufallszahl sowohl mit einem dem Kundensystem nicht bekannten Schlüssel als auch mit einem dem Sicherungsmodul des Kundensystems bekannten Schlüssel verschlüsselt und die so verschlüsselten Daten anschließend an das Kundensystem überträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Zufallszahl in einem gesicherten Bereich des Wertübertragungszentrums erzeugt wird.
3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 2 oder 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Zufallszahl mit einem von dem Sitzungsschlüssel und einem öffentlichen Schlüssel verschlüsselt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Wertübertragungszentrum die Daten mit einem privaten Schlüssel signiert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der private Schlüssel in dem besonders gesicherten Bereich des Wertübertragungszentrums gespeichert ist.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Daten mit jeder Anforderung eines Gebührenbetrages von dem Kundensystem an das WertübertragungsZentrum übertragen werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, dass das Wertübertragungszentrum anhand der übermittelten Daten das Kundensystem identifiziert.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Wertübertragungszentrum die von ihm verschlüsselten Daten an das Kundensystem schickt .
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die von dem Wertübertragungszentrum an das Kundensystem gesandten Daten einen ersten Bestandteil aufweisen, der von dem Kundensystem nicht entschlüsselt werden kann und dass die Daten ferner einen zweiten Anteil aufweisen, der von dem Kundensystem entschlüsselt werden kann.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der in dem vom Kundensystem entschlüsselbare Teil der Daten die Zufallszahl und Informationen über den Ladevorgang enthält .
11. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, dass der von dem Kundensystem entschlüsselbare Anteil der Daten Informationen über die Höhe eines Gebührenbetrages enthält.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei jeder Datenübertragung von dem WertübertragungsZentrum zu dem Kundensystem ein Betrag übertragen wird, der zur Erstellung von mehreren Freimachungsvermerken ausreicht .
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in dem Wertübertragungszentrum ein Hash-Wert gebildet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Hash-Wert unter Einbeziehung von Angaben über Sendungsdaten gebildet wird.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 oder
14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Hash-Wert unter Einbeziehung einer empfangenen und zwischengespeicherten Zufallszahl gebildet wird.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis
15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Hash-Wert unter Einbeziehung einer Ladevorgangsidentifikationsnummer gebildet wird.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, dass der Freimachungsvermerk logische Daten enthält.
18. Verfahren nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Freimachungsvermerk Informationen über Sendungsdaten enthält .
19. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 17 oder 18, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, dass die logischen Daten
Informationen über die verschlüsselte Zufallszahl enthalten.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis
19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die logischen Daten Informationen über die verschlüsselte LadevorgangsIdentifikationsnummer enthalten.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis
20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die logischen Daten Informationen über den Hash-Wert enthalten.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Freimachungsvermerk sowohl von dem WertübertragungsZentrum übertragene Informationen als auch von dem Dokumenthersteller eingegebene Daten enthält .
23. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Freimachungsvermerk einen Hash-Wert enthält, der aus einer Kombination aus einem von dem Vorgabezentrum übertragenen Wert und von dem Dokumenthersteller eingegebenen Wert gebildet wird.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es folgende Verfahrensschritte beinhaltet: In dem Wertübertragungszentrum oder in einem mit dem
Wertübertragungszentrum verbundenen, gesicherten Bereich, wird ein Geheimnis erzeugt und anschließend zusammen mit Informationen über den Ladevorgang an das Sicherungsmodul im Kundensystem übermittelt .
25. Verfahren nach Anspruch 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Kundensystem die verschlüsselte Zusatzzahl entschlüsselt .
26. Verfahren nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die
Ladeidentifikationsnummer an das Kundensystem übertragen wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, d a d u r c g e k e n n z e i c h n e t, dass in dem Sicherungsmodul ein Hash-Wert aus der Ladeidentifikationsnummer und weiteren Daten gebildet wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Freimachungsvermerk so erzeugt wird, dass er den Hash- Wert enthält.
29. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Gültigkeit von F eimachungs ermerken in dem Briefzentrum überprüft wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prüfung in dem Briefzentrum durch eine Analyse von in dem Freimachungsvermerk enthaltenen Daten erfolgt.
31. Verfahren nach Anspruch 30, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei der Analyse der in dem Freimachungsvermerk enthaltenen Daten überprüft wird, ob sie verschlüsselte Daten des Wertübertragungszentrums enthalten.
32. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prüfungsstelle aus in dem Freimachungsvermerk enthaltenen Daten einen Hash-Wert bildet und überprüft, ob dieser Hash-Wert mit einem in dem Freimachungsvermerk enthaltenen Hash-Wert übereinstimmt und im Falle der Nichtübereinstimmung den Freimachungsvermerk als gefälscht registriert.
33. Kundensystem zur Frankierung von Postsendungen, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, dass es Mittel für eine
Verschlüsselung von Daten enthält, dass es einen Datenausgang für eine Ausgabe der verschlüsselten Daten an ein WertübertragungsZentrum enthält und dass es einen Dateneingang für einen Empfang von durch das Wertübertragungszentrum anders verschlüsselte Daten enthält und dass das Sicherungsmodul so gestaltet ist, dass es die von dem Wertübertragungszentrum empfangenen Daten nicht vollständig entschlüsseln kann.
34. Wertübertragungszentrum für den Einsatz in einem
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 32, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es einen Dateneingang enthält, wobei durch den Dateneingang von Kundensystemen gesandte verschlüsselte Daten in das Wertübertragungszentrum gelangen, mit Mitteln zur Entschlüsselung der empfangenen Daten und mit Mitteln zu einer erneuten Verschlüsselung der Daten, wobei das Mittel zur Verschlüsselung der Daten so beschaffen ist, dass es die Daten anders verschlüsselt als sie von dem WertübertragungsZentrum empfangen wurden.
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