KR100580380B1 - 스마트 카드를 이용한 지불 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 카드를 이용한 지불 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지불 프로토콜, 파일 시스템 및 순환 기록 방식을 제공할 수 있는 지불 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 여기서, 본 발명에 따른 스마트 카드를 이용한 지불 방식은 (a) 미리 설정된 프로토콜에 따라 트랜잭션을 수행하는 단계; (b) 트랜잭션에 상응하는 결과 정보를 생성하는 단계; (c) 프로토콜의 종료시까지 결과 정보를 휘발성 메모리에 저장하는 단계; (d) 프로토콜에 따라, (a) 단계 내지 (c) 단계를 미리 지정된 n-1회 수행하는 단계-여기서, n은 자연수이고, 프로토콜의 트랜잭션의 개수를 지칭함-; (e) n 개의 결과 정보 중 적어도 하나를 포함하는 거래 내역 정보를 생성하는 단계; (f) 거래 내역 정보를 비휘발성 메모리에 일회 저장하는 단계를 포함하되. 비휘발성 메모리의 일회 기록으로 거래 시간을 감소시킬 수 있다.

스마트 카드, 트랜잭션, EEPROM

Description

스마트 카드를 이용한 지불 방법 및 그 장치{Method and device for making payment with smart card}

도 1a는 종래 기술에 따른 지불 프로토콜을 나타낸 도면이다.

도 1b는 종래 기술에 따른 파일 시스템을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 카드 지불 시스템을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 지불 방식을 나타낸 순서도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 지불 프로토콜을 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 파일 시스템을 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 순환 기록 방식을 설명한 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 거래 단말기의 구성을 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 스마트 카드의 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 : 스마트 카드

215 : 제어부

225 : 메모리

230 : ROM

235 : RAM

240 : EEPROM

300 : 거래 단말기

400 : 보안 응용 모듈

500 : SP 서버

600 : 정산 서버

본 발명은 스마트 카드를 이용한 지불 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지불 프로토콜, 파일 시스템 및 순환 기록 방식을 제공할 수 있는 지불 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

스마트 카드(Smart Card)는 통상 IC카드(integrated circuit card)라고도 하며, 통신, 금융, 교통 그리고 전자상거래 등 여러 분야에서 다용도로 활용되고 있다. 특히, 인터넷 사용의 급증과 정보통신 환경 변화, 그리고 스마트 카드를 이용한 전자 화폐(예를 들면, K-cash)의 상용화에 따라 급속한 성장세를 보이고 있으 며, 반도체와 소프트웨어 기술발전을 바탕으로 기존의 자기 카드가 갖지 못하는 대량 정보 수록능력과 높은 보안성 등으로 인하여 응용 분야는 더욱 확대되고 있는 추세이다. 이러한 종래 기술에 따른 스마트 카드의 지불 프로토콜은 복수개의 트랜잭션으로 구성되며, 각 트랜잭션에 상응하는 결과 정보를 각각 비휘발성 메모리에 기록하는 절차를 포함하도록 구성된다. 표 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 스마트 카드의 기능이 간략히 정리되어 있다.

구분		화폐명	발행기관	주요특징
IC카드형	현금형	몬덱스	내셔널 웨스트 민스터 미들랜드 은행등의 공동출자회사	전용기기 또는 몬덱스용 전화기를 이용하여 카드간 가치이전 가능, 95년 7월 이후 실험 사용중
	선불카드형	비자캐쉬	다수의 미국지방은행	96년 ATM 전화기 등을 통해 가치재충전이 가능한 카드를 발행
네트워크형	현금형	E-Cash	네덜란드의 디지캐시사와 미국의 마크트웨인 은행	네트워크상에 가상의 화폐를 생성시켜 전자결제에 이용, 1995년부터 실용화
	신용카드형	First Virtual	미국의 First Virtual	일종의 회원등록처럼 신용카드 번호를 사전에 등록하고 전용의 회원번호에 따라 인터넷상의 결제
		Cyber Cash	미국의 사이버 캐시사	무상으로 제공된 암호통신 소프트웨어 이용을 통한 인터넷상의 결제
	전자수표형	네트빌	미국의 카네기멜론대학	인터넷상에서 기존의 가계당좌 수표 사용이 가능

이러한 종래 기술은 카드의 종류에 상관없이 여러 번의 기록 절차로 인한 시간 지연, 백업 메커니즘을 위한 최종 거래 기록 저장, 에러 발생시 별도의 에러 복구 절차 수행 등 여러 가지 불편함이 존재한다. 특히, 거래가 빈번한 지역에서 EEPROM과 같은 비휘발성 메모리의 잦은 기록으로 인하여 메모리의 수명이 단축되는 문제점이 있다.

이하, 도 1a를 참조하여 종래 기술에 따른 스마트 카드의 지불 프로토콜을 상세히 설명하기로 한다. 상술한 바와 같이 일반적인 지불 프로토콜은 복수개의 트랜잭션으로 구성되며, 각 트랜잭션마다 보안을 위한 인증 절차를 수행하고 있다. 설명의 편의를 위하여 보안을 위한 인증 절차는 생략하고, 기록 절차만을 중심으로 설명하기로 한다.

종래 기술에 따른 지불 프로토콜은 스마트 카드와 단말기내에 장착되는 보안 응용 모듈(SAM : Secure Access Module)사이의 명령 전송을 통하여 수행된다. 먼저, 단계 S110에서 스마트 카드가 거래 초기화 신호를 수신하면, 단계 S120에서 미리 설정된 트랜잭션을 수행하고, 거래 일련번호를 증가시키고, 상기 거래 일련 번호를 비휘발성 메모리(EEPROM)에 기록한다. 단계 S130에서 보안 응용 모듈도 미리 설정된 트랜잭션을 수행하고, 거래 일련번호를 증가시키고, 상기 거래 일련 번호를 비휘발성 메모리( EEPROM)에 기록한다.

단계 S140에서 스마트 카드는 미리 설정된 트랜잭션을 수행하고, 카드 잔액을 차감하고, 차감된 카드 잔액 정보를 비휘발성 메모리(EEPROM)에 기록한다. 단계 S150에서 보안 응용 모듈도 미리 설정된 트랜잭션을 수행하고, 총 거래 금액을 증가시킨 후, 상기 금액을 비휘발성 메모리(EEPROM)에 기록한다.

단계 S160에서 스마트 카드는 미리 설정된 트랜잭션을 수행하고, 거래 내역을 생성하여 비휘발성 메모리(EEPROM)에 기록한다. 단계 S170에서 보안 응용 모듈 도 미리 설정된 트랜잭션을 수행하여 거래 내역을 생성한 후, 비휘발성 메모리(EEPROM)에 기록한다.

이와 같은 종래 기술에 따르면, 하나의 거래가 완료되는 경우 스마트 카드 및 보안 응용 모듈 내에서 각 3회씩 총 6회의 비휘발성 메모리(EEPROM)에 기록을 수행하는 절차가 요구된다. 비휘발성 메모리에 기록하는 과정은 거래에서 가장 많은 시간을 소요하는 부분으로, 이러한 다수의 기록 절차에 상응하여 시간이 소요된다. 즉, 각 트랜잭션이 종료될 때마다 비휘발성 메모리에 기록하는 절차를 요구하며, 이러한 기록 절차로 말미암아 속도가 지연되는 문제점이 있다.

또한 이러한 스마트 카드 사용 중에 발생하는 에러 중 가장 큰 원인은 지불 프로토콜이 수행되는 중에 거래가 중단되는 경우이다. 종래 기술에 의할 때, 거래 시간이 지연되므로 거래 중 에러가 발생할 가능성은 그만큼 높아진다. 단계 S140 이전에는 스마트 카드 및 보안 응용 모듈의 금액 변동은 없으므로 문제가 발생되지 아니하나, 스마트 카드의 금액이 변동된 단계 S140 이후에 거래가 중단되면 에러가 발생한다.

단계 S140에서 에러가 발생하면, 카드의 금액만 변동된 이후에 거래가 중단되므로 문제가 발생한다. 그리고 단계 S150에서 에러가 발생하면, 스마트 카드 및 보안 응용 모듈의 금액 변동이 발생하여 정상적인 거래가 수행된 것과 같으나 거래 내역이 남지 않아 정상적으로 거래 종료를 수행할 수 없다. 또한 단계 S160에서 에러가 발생하면 스마트 카드의 경우 정상적으로 거래가 종료되었으나 보안 모듈에 거래 내역이 남지 않으므로 차후 정산시 문제가 발생한다.

정상적인 거래가 수행되지 아니하고, 상술한 바와 같은 에러가 발생된 경우, 종래 기술은 백업된 금액을 복구하기 위한 에러 복구 절차를 지불 프로토콜과는 별도로 수행하여야 하는 번거로움이 있을 뿐 아니라. 에러 복구를 수행할 때 까지는 금액이 원래대로 복원되지 않으므로 다른 거래를 수행할 수 없는 문제점이 있다.

다음 도 1b를 참조하여 종래 기술에 따른 파일 시스템에 대한 문제점을 설명하기로 한다.

종래 기술에 따른 파일 시스템은 거래시 발생되는 데이터를 저장하기 위해 비휘발성 메모리에 아래와 같은 세 가지 형태의 파일을 각각 관리하며, 각 항목의 기록시 상기 세 파일을 각각 접근하여 데이터 갱신을 수행하도록 구성된다. 도 1b를 참조하면 종래 파일 시스템에 따른 잔액 정보 파일(100), 최종 거래 내역 파일(110) 및 거래 내역 파일(120)이 도시되어 있다. 여기서, 상기 최종 거래 내역 파일(110)은 에러 복구를 위하여 기록하는 파일이다.

이러한 종래 파일 시스템을 참조하면, 거래일련번호와 잔액의 경우 잔액 정보 파일(100) 내에 기록되지만 거래 내역에 다시 반복하여 기록되는 리던던시가 있음을 알 수 있다. 또한, 완료코드의 경우도 거래가 정상적으로 완료되었는지를 판단하기위하여 사용되나, 에러 복구 절차가 요구되지 아니하는 경우 불필요한 정보이다.

또한 종래 파일 시스템은 각 파일들이 분리되어 위치되므로 비휘발성 메모리 내에 한번에 기록 가능한 영역(이하, '페이지'라 칭함)내에 모두 포함할 수 없는 문제점이 있다. 따라서 각 거래 데이터 기록시마다 페이지 단위의 기록 작업이 수행되므로 한번의 정상적인 거래 수행시 최소 3 페이지 이상의 메모리 기록 작업이 수행되며 이로 인해 전체적인 거래 시간이 증가하게 된다. 또한 에러 복구를 위한 백업 데이터 기록 및 마지막 거래 내역의 기록으로 인하여 거래와는 별도로 추가적인 거래시간이 증가하는 문제점이 있다.

상술한 바와 같이 종래 기술에 따른 스마트 카드는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다. 첫째, 전자 화폐를 이용하여 구매함에 있어 필요한 거래 정보는 잔액, 거래 일련번호, 거래내역 및 마지막 거래 내역이다. 이러한 거래 정보를 저장하기 위하여 복수개의 기록 절차를 수행하도록 구성되어 있으며, 이러한 복수개의 기록 절차로 인하여 거래에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

둘째, 거래에 많은 시간이 소요됨으로 인하여, 오류 발생 가능성은 증가하고, 이러한 오류 발생시 별도의 에러 복구 메커니즘을 수행하여야 할 뿐만 아니라, 에러 복구를 수행하기 전까지는 스마트 카드를 사용할 수 없는 문제점이 있다. 즉, 종래 기술에 따른 스마트 카드는 오류가 발생시마다 미리 설정된 백업 메커니즘을 통하여 오류가 복구되도록 하는 번잡한 시스템으로 구성되어 있다. 보안성을 높이기 위한 것이나, 에러가 발생할 때마다, 이를 복구하는 별도의 메커니즘은 사용자에게 불편을 야기한다.

셋째, 한번의 거래에 많은 기록 절차가 소요되므로, 비휘발성 메모리의 수명이 단축되는 문제점이 있다. 일반적으로 반도체 제조사에서 생산되는 스마트 카드 칩 또는 보안 응용 모듈 내에 포함된 비휘발성 메모리는 각 메모리 셀당 10만회에서 50만회의 기록을 보장한다. 일반적인 사용자 카드는 카드 유효기간 내에 10만회의 절반에도 미치지 못하는 메모리 기록 작업이 이루어지므로 반도체 제조사에서 보장하는 메모리 수명은 충분하다고 할 수 있다. 그러나 교통 단말기내에 장착되는 보안 응용 모듈의 경우, 하루에 발생되는 거래 건수가 많은 경우 1만회를 초과하므로 특정 메모리 셀에 특정 정보를 기록하도록 메모리 위치가 고정된 경우 50일후에는 메모리 수명이 다하여 보안 응용 모듈을 교체해야하는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 전자 화폐 등을 이용하는 스마트 카드의 결제 시간을 단축시키고 에러를 방지할 수 있는 기록 방법 및 장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 에러가 발생하여 거래가 종료되어도 별도의 에러 복구 절차가 필요없는 스마트 카드의 지불 프로토콜을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 하나의 파일 시스템을 이용하여 거래를 수행할 수 있는 지불 방법 및 장치를 제공함에 있다. 즉, 본 발명은 잔액, 거래 일련번호, 거래내역, 및 마지막 거래 내역 등을 포함하는 지불 정보를 하나의 파일로 관리하는 파일 시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 순환 기록방식으로 기록하여 메모리의 수명을 연장시키는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면 거래 단말기를 통해 결제를 수행하는 스마트 카드 및 보안응용모듈 중 어느 하나에 의해 수행되며 복수개의 트랜잭션을 포함하는 스마트 카드를 이용한 지불 방식이 제공될 수 있다.

상기 지불 방식은 (a) 미리 설정된 프로토콜에 따라 트랜잭션을 수행하는 단계; (b) 상기 트랜잭션에 상응하는 결과 정보를 생성하는 단계; (c) 상기 프로토콜의 종료시까지 상기 결과 정보를 휘발성 메모리에 저장하는 단계; (d) 상기 프로토콜에 따라, 상기 (a) 단계 내지 (c) 단계를 미리 지정된 n-1회 수행하는 단계-여기서, 상기 n은 자연수이고, 상기 프로토콜의 트랜잭션의 개수를 지칭함-; (e) 상기 n 개의 결과 정보 중 적어도 하나를 포함하는 거래 내역 정보를 생성하는 단계; (f) 상기 거래 내역 정보를 비휘발성 메모리에 일회 저장하는 단계를 포함하되. 비휘발성 메모리의 일회 기록으로 거래 시간을 감소시킬 수 있다.

여기서, 상기 (a) 단계 내지 (f) 단계를 수행하는 중 에러가 발생하면, 상기 트랜잭션의 진행을 중지하는 단계를 더 포함하되, 상기 결과 정보가 상기 휘발성 메모리에 기록되므로 별도의 에러 복구 절차가 필요하지 아니하다.

또한, 상기 거래 내역 정보는 미리 설정된 단일 파일로 이루어진 파일 시스템에 상응하여 생성될 수 있다. 그리고 상기 파일 시스템은 상기 비휘발성 메모리의 페이지에 상응하여 설정된 복수개의 거래 내역 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 거래 내역 정보는 거래 유형, 거래일련번호, 거래금액, 거래후 잔액, 거래일자 및 SAM 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 기록 포인터를 이용한 순환 기록 방식을 이용하여 상기 비휘발성 메모리에 기록할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 스마트 카드를 이용한 지불 방법 및 장치의 구성을 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 하며, 이하, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

시스템 및 지불 방식

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 카드 지불 시스템을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 결제 시스템은 스마트 카드(200), 거래 단말기(300), 보안 응용 모듈(400), SP 서버(500) 및 정산 서버(600)를 포함할 수 있다.

스마트 카드(200)는 본 발명에 따른 지불 방식에 따라 보안 응용 모듈(400) 또는 거래 단말기(300)와의 통신을 통하여 결제를 수행하도록 구성된다. 본 발명에 따른 지불 방식은 지불 프로토콜, 파일 시스템 및 순환 기록을 포함한다. 그리고 상기 스마트 카드(200)는 미리 설정된 인출 프로토콜에 따라, 은행과 같은 금융기관으로부터 전자 화폐를 발급받은 상태이다. 이러한 스마트 카드는 신용카드와 동일한 사이즈의 플라스틱 형태로 구현되며, 연산을 수행하고, 데이터를 저장하며, 암호화/복호화를 수행하는 마이크로프로세서를 내장한 칩을 포함하고 있다. 이러한 스마트 카드는 데이터 전달 방식에 따라, 접촉식, 비접촉식, 콤비 카드가 있는데, 접촉식 카드는 직접 리더기에 삽입을 하여 외부 장치와 시리얼 통신에 의해 데이터 를 교류하지만, 비접촉식의 경우는 터미널 장치와 접촉 없이 무선 주파수 신호에 의해 동력을 전달하고 데이터를 교류하는 방식이며, 콤비 카드는 접촉식 및 비접촉식 방식을 동시 지원하는 형태이다.

그리고 거래 단말기(300)는 스마트 카드 리더기로서, 스마트 카드(200)와 명령어를 전달하고 카드에서 출력되는 내용을 자체 내의 마이크로컴퓨터 또는 통신선으로 연결되는 컴퓨터/서버에 전달시키는 인터페이스 장치이다. 이러한 거래 단말기(300)도 그 형태에 따라 접촉식 리더기와 비접촉식 리더기가 있으며, 두 가지 형태를 다 지원하는 콤비 리더기가 있다.

본 발명에 따른 스마트 카드(200)는 상술한 모든 종류의 카드에 적용 가능하나, 설명의 편의를 위하여 전자 화폐를 기준으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 금융기관이 전자 화폐의 발급을 희망하는 고객에게 스마트 카드(200)를 발급하면, 전자화폐 소지자는 은행예금을 근거로 하여 CD/ATM, 은행창구 단말기, 가맹점 단말기, PC용 개인단말기 또는 더미단말기를 통해 일정의 금액을 충전할 수 있다. 스마트 카드(200) 소지자는 미리 설정된 가맹점에서 물품 또는 서비스를 제공받은 후 가맹점의 거래 단말기, 전자상거래 PC시스템 및 기타 과금 시스템을 포함하는 거래 단말기(300)를 통하여 해당 금액을 지불한다. 거래 단말기(300)는 거래 단말기(300)에 저장된 거래 내역을 SP 서버(500)를 거쳐 정산 서버(600)에 전송하고, 정산 서버(600)는 금융 기관과의 정산 절차를 거쳐 가맹점 계좌로 실질적 가치가 이전되도록 구성된다. 여기서, SP 서버(500)는 거래 단말기(300)를 인터넷과 같은 네트워크를 통하여 정산 서버(600)에 연결시켜 주는 서비스를 제공하는 기능을 수행한다. 그리고 거래 단말기(300)는 미리 설정된 예치 프로토콜에 따라 정산 서버(600)를 통하여 전자화폐를 은행으로부터 결제받도록 구성된다.

본 발명은 상기 일련의 결제 절차 중 특히 스마트 카드(200)와 거래 단말기(300)간에 이루어지는 지불 방식에 관한 것이다. 상기 거래 단말기(300)에는 본 발명에 따른 보안 응용 모듈(SAM : Secure Access Module)이 탑재될 수 있는데 각종 암호화된 키와 상호검증을 하고 거래내역을 저장하도록 구성된다. 본 발명에 따른 지불 방식은 지불 프로토콜, 파일 시스템 및 순환 기록을 포함하며, 스마트 카드(200) 및 보안 응용 모듈(400)에 모두 적용 가능하다. 여기서, 지불 프로토콜이란 스마트 카드(200)와 거래 단말기(300)사이에 수행되는 프로토콜이며, 사용자가 전자 화폐 등을 이용하여 가맹점에 지불하는 과정을 설정한 프로토콜이며, 일회 기록만을 수행하도록 구성된다. 그리고 파일 시스템은 메모리의 페이지에 상응하는 한 개로 구성된 파일 시스템을 사용하여 파일 관리를 효율적으로 수행할 수 있도록 구성되며, 순환 기록을 통하여 메모리 수명을 연장시킬 수 있도록 구성된다. 상술한 지불 방식에 따라서, 기존 방식보다 단축된 결제 시간을 제공함과 동시에 번잡한 에러 복구 절차가 제거되도록 구성된다.

본 발명의 실시예에 의한 일반적 지불 프로토콜을 간략히 설명한다.

본 발명에 따른 지불 방식은 복수개로 구성된 각 트랜잭션의 처리 후에, 상기 트랜잭션에 상응하는 결과 정보를 비휘발성 메모리에 기록하도록 구성된 종래 기술과 달리, 미리 설정된 파일 시스템에 따라 각 결과 정보를 휘발성 메모리에 기 록하고, 지불이 완료되면 미리 설정된 거래 내역을 생성하여 비휘발성 메모리에 일회 기록하도록 구성된다. 지불 과정에서 가장 많은 시간이 소요되는 비휘발성 메모리의 기록 절차를 일회로 단축함으로써, 시간을 단축할 수 있고, 지불이 완료되면 기록하므로 별도의 에러 복구 절차가 필요하지 아니하다. 또한, 본 발명에 따른 비휘발성 메모리에는 미리 설정된 파일 시스템을 페이지별로 순환 기록 방식으로 저장하도록 구성함으로써, 기록 시간을 단축함과 동시에 에이징 효과를 최소화하여 메모리 수명을 연장시킬 수 있다.

본 발명에 따른 지불 방식을 설명하면 다음과 같다. 지불 방식에 있어, 미리 설정된 프로토콜에 따라 트랜잰셕 및 상기 트랜잭션의 결과 정보는 상이하다. 예를 들면 잔액, 거래 일련번호, 거래내역, 및 마지막 거래 내역 등을 포함하는 거래 내역에 있어, 각 정보의 생성 순서 및 처리 과정은 지불 프로토콜에 따라 상이할 수 있다, 여기서, 트랜잭션이란 조회나 갱신 조작의 열로 구성되는 처리의 기본 단위로서, 갱신에 의해 일시적으로 부정합되는 데이터베이스 내의 데이터가 이용자에게 사용되지 않도록 하기 위해 적절한 구분 기호로 일련의 조작을 지칭하며, 일반적으로 하나의 지불 프로토콜은 복수개의 트랜잭션을 포함한다. 이하, 이러한 거래 내역의 구성 요소를 제1 결과 정보, 제2 결과 정보 등으로 지칭하고, 복수개의 트랜잭션도 제1 트랜잭션, 제2 트랜잭션 등으로 지칭하기로 한다.

먼저, 미리 설정된 복수개의 트랜잭션 중 중 제1 트랜잭션을 수행 한다. 상기 트랜잭션이 완료되면, 상기 트랜잭션에 상응하는 제1 결과 정보를 생성하여, 휘발성 메모리에 기록한다. 다음으로 제2 트랜잭션을 수행하고, 상기 트랜잭션이 완료되면, 제2 트랜잭션에 상응하는 제2 결과 정보를 생성하여 휘발성 메모리에 기록한다.

이러한 일련의 절차를 거쳐 미리 설정된 모든 트랜잭션이 완료되면, 미리 설정된 파일 시스템에 상응하여 상기 제1 결과 정보, 제2 결과 정보 등을 포함하는 거래 내역 정보를 생성한다. 그리고 미리 설정된 순환 기록 방식에 따라 비휘발성 메모리에 상기 거래 내역 정보를 기록한다.

상술한 바와 같이, 일련의 절차에서 비휘발성 메모리에는 한번의 기록 절차만이 수행되도록 구성된다. 그리고 지불 프로토콜을 수행하는 과정에 에러가 발생하는 경우, 비휘발성 메모리에 기록된 자료가 없고, 휘발성 메모리에 저장된 것은 폐기되도록 구성되므로, 별도의 에러 복구 메커니즘이 필요하지 않다. 이하, 본 발명에 따른 지불 프로토콜, 파일 시스템 및 순환 기록 방식을 구체적으로 설명하기로 한다.

구체적인 지불 방법

전자 화폐는 가치저장수단에 따라 IC카드형과 네트워크형으로 구분되며, 화폐 또는 화폐청구권에 따라 토큰형과 플로팅형으로 구분할 수 있다. IC카드형 전자화폐는 다시 화폐가치의 이전가능성에 따라 개방형과 폐쇄형으로 구분된다. 개방형이란, 카드 상호간 가치이전이 가능한 것을 지칭하고, 폐쇄형은 가치이전이 불가능한 전자 화폐를 지칭한다. 네트워크형 전자화폐는 인터넷과 같은 통신망을 통하여 거래은행의 예금을 인출하여 공중통신망상의 은행계좌 또는 공중망과 연결된 컴퓨터에 화폐가치를 저장하였다가 전자상거래의 대금을 지급하는데 사용된다. 본 발명에 따른 스마트 카드(200)를 이용한 지불 방법 및 장치는 기존의 지불 방법 뿐 아니라, 향후 개발될 프로토콜에 적용가능하며, 스마트 카드(200) 및 보안 응용 모듈(400)에 모두 적용가능하다. 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 지불 방법은 지불 프로토콜, 파일 시스템 및 순환 기록 방식으로 구분할 수 있다. 이하, 도 4에서는 지불 프로토콜을 설명하고, 도 5에서는 파일 시스템 그리고 도 6에서는 순환 기록 방식을 구체적인 실시예를 기준으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지불 프로토콜을 나타낸 도면이다.

도 4에서는 본 발명이 전자 화폐의 지불 프로토콜에 적용된 경우를 기준으로 설명하기로 한다.

먼저, 스마트 카드(200)와 보안 응용 모듈(400)의 거래 초기화 과정을 수행한다. 즉, 단계 S410에서 거래 단말기(300)에서 스마트 카드(200)로 거래 초기화 신호를 송신하면, 단계 S415에서 스마트 카드(200)의 제1 트랜잭션을 수행한다. 여기서, 스마트 카드(200)의 제1 트랜잭션은 거래 일련 번호를 증가시키고, 세션키 및 제1 서명을 생성하는 것이다. 상기 스마트 카드(200)의 제1 트랜잭션이 완료되면, 단계 S420에서 보안 응용 모듈(400)의 제1 트랜잭션을 수행한다. 여기서, 보안 응용 모듈(400)의 제1 트랜잭션은 보안 응용 모듈(400)의 거래 일련 번호를 증가시 키고, 세션키을 생성한 후, 상기 제1 서명을 검증하고, 제2 서명을 생성하는 것이다.

거래 초기화 과정을 수행한 후, 스마트 카드(200)와 보안 응용 모듈(400)은 미리 설정된 제2 트랜잭션을 수행한다. 즉, 단계 S425에서 스마트 카드(200)는 미리 설정된 제2 트랜잭션을 수행한다. 여기서, 스마트 카드(200)의 제2 트랜잭션은 거래 조건을 확인하고, 상기 제2 서명을 검증하며, 카드 잔액을 차감하고, 제3 서명을 생성하는 것이다. 상기 스마트 카드(200)의 제2 트랜잭션이 완료되면, 단계 S430에서 보안 응용 모듈(400)의 제2 트랜잭션을 수행한다. 여기서, 보안 응용 모듈(400)의 제2 트랜잭션은 총 거래 금액을 증가시키고, 상기 제3 서명을 검증하며, 제4 서명을 생성하는 것이다.

이러한 지불 과정을 수행한 후, 스마트 카드(200)와 보안 응용 모듈(400)의 거래 확인 과정에 상응하는 제3 트랜잭션을 수행한다. 즉, 단계 S435에서 스마트 카드(200)는 미리 설정된 제3 트랜잭션을 수행한다. 여기서, 스마트 카드(200)의 제3 트랜잭션은 제4 서명을 검증하고, 거래 내역을 생성한 후, 본 발명에 따른 파일 시스템에 따라 거래 내역을 기록하도록 구성된다. 상기 스마트 카드(200)의 제3 트랜잭션이 완료되면, 단계 S440에서 보안 응용 모듈(400)의 제3 트랜잭션을 수행한다. 여기서, 보안 응용 모듈(400)의 제3 트랜잭션도 거래 내역을 생성하고, 상기 거래 내역을 미리 설정된 페이지에 상응하여 비휘발성 메모리에 기록하도록 구성된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 지불 프로토콜은 기존의 송수신되는 모든 프로토콜에 적용가능하다. 여기서, 상술한 복수개의 트랜잭션에서 수행되는 절차 중 제3 트랜잭션의 거래 내역 기록 절차를 제외한 모른 기록 절차는 스마트 카드 및 보안 모듈 내의 휘발성 메모리에 기록하도록 구성되며, 상기 제3 트랜잭션의 거래 내역 기록 절차만이 비휘발성 메모리에 기록하도록 구성된다. 따라서 기존 다수의 비휘발성 메모리 기록 절차를 일회로 단축함으로써 거래에 소요되는 시간을 대폭 감소할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 지불 프로토콜에 있어서, 모든 경우 카드의 금액 변동은 거래가 완료된 후 이루어지므로 거래가 비정상적으로 종료되어도 스마트 카드(200) 및 보안 모듈(400)에는 문제가 발생되지 않는다. 따라서 오류 발생에 대한 백업 메커니즘이 불필요하며, 사용자는 스마트 카드(200) 및 보안 모듈(400)을 재사용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 파일 시스템을 나타낸 도면이다.

종래 기술에 따른 지불 방식은 복수개의 비휘발성 기록 절차로 거래에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 복수개의 파일을 관리하여 각각 접근하여 데이터를 갱신하도록 구성된다. 예를 들어, 잔액 정보 파일, 최종 거래 내역 파일, 거래 내역 파일을 각각 관리하며, 이러한 파일들은 분리되어 저장되어 접근에 더 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

더욱이, 종래 기술에 의할 때, 비휘발성 메모리 내에 한번에 기록 가능한 영역(이하, '페이지'라 칭함) 내에 포함하도록 구성하는 것이 불가능하므로, 각 거래 데이터의 기록시마다 페이지 단위의 기록 작업이 수행되었다. 종래 기술에 의할 때, 한번의 정상적인 거래 수행시 최소 3 페이지 이상의 메모리 기록 작업이 수행되며, 이로 인해 전체적인 거래 시간이 더욱 증가하는 문제점이 있다. 특히, 트랜잭션에 따라 이러한 기록 절차가 수행되므로, 거래 과정에서 에러가 발생하는 경우, 이미 기록된 거래 내역을 복구하기 위하여 별도의 복구 절차, 에러 복구를 위한 백업 데이터 기록 및 최종 거래 내역의 기록으로 인해 거래에 소요되는 시간과는 별도로 추가적인 거래 시간이 증가하게 된다.

본 발명에 의하면, 거래시 발생되는 거래 내역 파일, 잔액 정보 및 최종 거래 내역 파일을 하나의 파일로 관리하여, 한번에 비휘발성 메모리에 저장할 수 있도록 구성된다. 그리고 각 레코드는 한번에 기록 가능한 페이지 내에 위치 가능하도록 메모리 상에 배치된다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 거래 내역의 파일 시스템(505)이 도시되어 있다. 본 발명에 따른 지불 방식은 하나의 거래 내역 파일(505)만을 관리하도록 구성되며, 상기 거래 내역 파일은 각 거래에 상응하여 복수개의 거래 내역 정보(510 : 510-1, 510-2,,,,510-n, )로 구성된다. 또한 상기 거래 내역 정보는 하나의 파일 시스템 내에서 페이지별로 순환 구조로 저장되도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 거래 내역 정보(510)는 거래유형, 거래일련번호, 거래금액, 거래후 잔액, 거래일자, SAM 정보 등의 항목을 포함할 수 있다. 여기서, 거래 내역 파일(505)에 포함되는 거래 내역 정보(510)의 개수는 비휘발성 메모리의 용량에 따라 결정되며, 상기 거래 내역 정보(510)에 포함하는 항목도 변경할 수 있음은 당연하다. 상기 파일 시 스템 구조는 종래 기술에 따른 잔액 정보 파일, 거래 내역 파일 및 마지막 거래 내역 파일의 기능을 모두 수행할 수 있도록 구성된다.

상술한 구조의 파일 시스템의 각 레코드는 연속된 메모리에 위치되므로 한 페이지 내에 포함되는 크기로 설계 가능하며, 각 거래 데이터 기록시마다 페이지 단위의 기록 작업이 수행될 수 있다. 따라서 한번의 정상적인 거래 수행시 기존 시스템에 비하여 1페이지의 기록 작업으로 모든 정보를 기록할 수 있으며, 이로 인해 전체적인 거래 시간이 단축되며 에러 복구를 위한 별도의 추가적인 메커니즘이 불필요하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 거래 내역 파일(505)은 종래 기술에 따른 잔액 정보, 거래내역파일, 최종 거래내역파일의 기능을 모두 수행할 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 순환 기록 방식을 설명한 도면이다.

이러한 스마트 카드(200) 또는 거래 단말기(300)는 거래 내역 정보(505)를 기록하는 메모리로써, 비휘발성 메모리(예를 들면, EEPROM :electrically erasable and programmable read only memory)를 주로 사용하고 있다. 일반적으로 반도체 제조사에서 생산되는 스마트 카드 칩 또는 보안 응용 모듈 내에 포함된 비휘발성 메모리는 각 메모리 셀당 10만회에서 50만회의 기록을 보장한다. 일반적인 사용자 카드는 카드 유효기간 내에 10만회의 절반에도 미치지 못하는 메모리 기록 작업이 이루어지므로 반도체 제조사에서 보장하는 메모리 수명은 충분하다고 할 수 있다. 그러나 교통 단말기내에 장착되는 보안 응용 모듈의 경우, 하루에 발생되는 거래 건 수가 많은 경우 1만회를 초과하므로 특정 메모리 셀에 특정 정보를 기록하도록 메모리 위치가 고정된 경우 50일후에는 메모리 수명이 다하여 보안 응용 모듈을 교체해야하는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 거래 내역 정보(505)를 이러한 비휘발성 메모리에 저장함에 있어, 페이지별로 순환 기록 방식으로 저장함으로써 에이징 효과를 최소화하여 메모리의 수명을 연장시킬 수 있다.

본 특허에서 제시된 순환 구조를 사용하여 거래 내역 정보(505)를 저장하는 경우에는 매 거래 시마다 기록 데이터가 저장되는 메모리의 위치가 이동된다. 따라서 순환구조에서 최대 10개까지의 거래 내역 정보(505)를 기록한다고 가정하면, 거래 10건마다 한번씩 동일한 메모리 셀에 기록을 수행하므로 기존 50만회의 수명이 500만회로 증가하게 되는 효과가 발생할 수 있다.

이하, 도 6을 참조하면 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 스마트 카드(200) 또는 보안 응용 모듈(400)은 미리 설정된 지불 프로토콜을 수행하도록 제어하는 제어부와 거래 내역 정보(505)를 기록하기 위한 기록 포인터(660)를 포함하며, 기록된 거래 내역 정보(505)를 관리하기 위한 독취 포인터(670)를 더 포함할 수 있으며, 상기 메모리에 저장되는 거래 내역 정보(505)를 순환 저장하기 위한 순환 기록 큐를 포함한다. 예를 들어, 생성된 거래 내역 정보(505)를 순환 기록 큐에 임시 저장된 후, 기록 포인터(660)에 따라 순차적으로 메모리에 기록되도록 구성된다.

여기서, 상기 순환기록 큐는 기록 포인터(660) 및 독취 포인터(670)를 이용하여 메모리의 0번지로부터 기록 또는 독취하기 시작하여 최종 번지까지 거래 내역 정보(505)를 기록 혹은 재생한 다음 다시 처음 0번지로 되돌아와 기록 혹은 재생하도록 구성되며, 상기와 같은 과정을 계속 순환한다. 제어부는 거래 내역 정보(505)를 순환 기록 큐에 담고, 기록 포인터(660)를 1씩 증가시킨다. 그리고 거래 내역 정보(505)를 기록한 후 최종 번지인지 여부를 판단하도록 구성된다. 즉, 제어부는 기록 포인터(660)의 변수값을 검색하여 현재 번지가 비휘발성 메모리의 최종 번지인지 여부를 판단한다. 여기서, 기록 포인터(660)의 변수값이 메모리의 최종 번지를 지시하지 않을 경우는 변수값을 다음 메모리 번지에 상응하도록 증가시킨다. 그리고 기록 포인터(660)의 변수값이 비휘발성 메모리의 최종 번지를 지시할 경우에는 순환하여, 기록 포인터의 변수값을 메모리의 최초 번지로 설정하고 순환하여 거래 내역 정보(505)을 기록하도록 구성된다.

구성

이하, 본 발명에 따른 지불 방식을 수행하는 스마트 카드(200) 및 보안 응용 모듈(400)과 스마트 카드(200) 및 보안 응용 모듈(400)의 데이터 통신을 중개하는 거래 단말기(300)의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 이하, 도 7에서는 거래 단말기(300)의 구성을 설명하고, 도 8에서는 스마트 카드(200) 및 보안 응용 모듈(400)의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 거래 단말기의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 스마트 카드(200) 및 보안 응용 모듈(400)의 거래 단말기(300)를 매개로 미리 설정된 지불 방식에 따라 거래를 수행한다. 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 거래 단말기의 구성이 도시되어 있다.

상기 거래 단말기는 본 발명에 따른 보안 응용 모듈(400)위한 삽입부(335)를 구비하며, RF부(307)를 이용하여 스마트 카드(200)와 통신을 수행할 수 있고, 전자화폐의 정보를 판독 및 기록 절차를 수행할 수 있으면 임의의 거래 단말기를 사용하여도 무방하다. 물론, 상기 거래 단말기(300)는 전자화폐소지자의 정당성을 확인하기 위해 전자화폐소지자 확인 기능, 전자화폐를 인증하고 불량 카드에 대한 구매단말기가 대응할 수 있는 기능, 자료 입력 및 자료 출력 기능 등을 더 포함할 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 거래 단말기(300)는 제어부(340), 통신부(325), 메모리(330), 키패드(310), 삽입부(335), RF부(307), 스마트 카드 판독부(305), 프린터(315) 또는 표시부(320) 등을 포함할 수 있다. 제어부(340)는 도면에 도시되지 아니한 ROM, RAM, System Bus와 연결되며, ROM부에서는 전자화폐의 각종 거래를 수행하기 위한 응용 프로그램이 내장되어 있다. 상기 제어부는 거래 단말기(300)에 포함된 다른 구성요소들을 연결시켜주고 지불 및 결제를 제어하는 기능을 수행한다. 키패드(310)는 결제를 위하여 필요한 정보의 입력을 위한 수단이며, 상기 거래 단말기(300)는 거래관계 데이터 항목과 그것의 함수 연산을 위한 키패드를 포함할 수 있다. 그리고 표시부(320)는 결재 데이터의 진행 과정 및 옵션을 선택하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 메모리부(330)는 거래에 필요한 사항, 거래 내역을 저장하며, 또한 상기 거래 단말기(300)는 영수증을 프린트하는 프린터, 거래 단말기(300) 가 주변장치 혹은 다른 장치와 데이터를 송수신하기 위한 통신부를 더 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 스마트 카드의 구성을 나타낸 도면이다.

보안 응용 모듈(400)의 구성은 스마트(200)의 구성과 동일 또는 유사하므로 스마트 카드(200)의 구성을 중심으로 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 스마트 카드(200)는 논리연산 회로와 CPU가 내장되어 있어 소형 컴퓨터 기능을 수행할 수 있는 장치이며, 적용범위에 따라 IC카드, 칩(chip) 카드, 마이크로프로세서 카드, CPU 카드 등 여러 가지로 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 스마트 카드(200)는 외부와의 통신 방법에 따라 두 가지 방식으로 구분할 수 있으며, 접촉식 카드와 비접촉식 카드가 그것이다. 접촉식 카드는 금도금 접촉면을 단말기 슬롯에 삽입해서 사용하는 것이고, 비접촉식 카드는 카드 내에 내장되어 있는 안테나를 이용하여 RF(radio frequency) 신호에 의해 통신하는 것이다. 이하, 설명의 편의를 위하여 비접촉식 스마트 카드(200)를 기준으로 설명하기로 한다.

먼저, 도 8을 참조하면, 스마트 카드(200)는 제어부(205), 메모리부(225), 입출력부(220)를 포함하며, 상기 메모리부(225)는 본 발명에 따른 지불 프로토콜을 수행하기 위한 COS(Chip Operating System) 또는 응용 소프트웨어를 포함하도록 구성된다.

제어부(215)는 스마트 카드(200)의 성능을 좌우하는 핵심 장치로서 COS의 명령어를 해석하고 실행하며 데이터를 처리하며, 본 발명에 따른 지불 프로토콜, 파 일 시스템 및 순환 기록에 따라 거래를 수행하도록 제어하는 기능을 수행한다. 이러한 제어부는 인증을 제어하기 위한 인증부(223)를 더 포함할 수 있다.

그리고 메모리(225)는 운영체제, 응용 소프트웨어, 정보 등을 저장하는 매체로 ROM(230), RAM(235), EEPROM(240) 등을 포함하며, 응용 분야에 상응하여 메모리 용량을 선택할 수 있다. 본 발명에 따른 COS(Chip Operating System)는 DOS, Windows와 같이 IC 자체의 입출력, 메모리관리 등 기본적인 동작을 제어한다. 여기서, 거래 내역이 저장되는 메모리는 전압이 제공되지 않아도 내용을 유지할 수 있는 비휘발성 메모리로써 EEPROM을 사용할 수 있다.

RF부(250)는 전력 수신부(250) 및 데이터 송신부(257)로 구성된다. 본 발명에 따른 스마트 카드(200)에는 전지가 내장되어 있지 않으며, 전력은 전력 수신부(250)에 의하여 외부로부터 제공받도록 구성된다. 본 발명에 따른 보안 응용 모듈(400)은 거래 단말기(300)에 장착되어 사용되는 경우, RF부를 구비할 필요성은 없으며, 그 외의 구성은 상술한 스마트 카드의 구성과 유사하므로 설명을 생략하기로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 전자 화폐 등을 이용하는 스마트 카드의 결제 시간을 단축시키고 에러를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 에러가 발생하여 거래가 종료되어도 별도의 에러 복구 절차가 필요 없는 스마트 카드의 지불 프로토콜을 제공할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 잔액, 거래 일련번호, 거래내역, 및 마지막 거래 내역 등을 하나의 파일로 관리하며, 순환 기록방식으로 기록함으로써 에이징 이펙트를 방지할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 거래 내역 정보을 비휘발성 메모리에 저장함에 있어, 페이지별로 순환 기록 방식으로 저장함으로써 에이징 효과를 최소화하여 메모리의 수명을 연장시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 거래 단말기를 통해 결제를 수행하는 스마트 카드 및 보안응용모듈 중 어느 하나에 의해 수행되며 복수개의 트랜잭션을 포함하는 스마트 카드를 이용한 지불 방식에 있어서,

   (a) 미리 설정된 프로토콜에 따라 트랜잭션을 수행하는 단계;

   (b) 상기 트랜잭션에 상응하는 결과 정보를 생성하는 단계;

   (c) 상기 프로토콜의 종료시까지 상기 결과 정보를 휘발성 메모리에 저장하는 단계;

   (d) 상기 프로토콜에 따라, 상기 (a) 단계 내지 (c) 단계를 미리 지정된 n-1회 수행하는 단계-여기서, 상기 n은 자연수이고, 상기 프로토콜의 트랜잭션의 개수를 지칭함-;

   (e) 상기 n 개의 결과 정보 중 적어도 하나를 포함하는 거래 내역 정보를 생성하는 단계;

   (f) 상기 거래 내역 정보를 비휘발성 메모리에 일회 저장하는 단계

   를 포함하되. 비휘발성 메모리의 일회 기록으로 거래 시간을 감소시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 스마트 카드를 이용한 지불 방식.
2. 제1항에 있어서,

   상기 (a) 단계 내지 (f) 단계를 수행하는 중 에러가 발생하면, 상기 트랜잭션의 진행을 중지하는 단계를 더 포함하되,

   상기 결과 정보가 상기 휘발성 메모리에 기록되므로 별도의 에러 복구 절차가 필요하지 아니하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드를 이용한 지불 방식.
3. 제1항에 있어서,

   상기 거래 내역 정보는

   미리 설정된 단일 파일로 이루어진 파일 시스템에 상응하여 생성되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드를 이용한 지불 방식.
4. 제3항에 있어서,

   상기 파일 시스템은

   상기 비휘발성 메모리의 페이지에 상응하여 설정된 복수개의 거래 내역 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드를 이용한 지불 방식.
5. 제1항에 있어서,

   상기 거래 내역 정보는

   거래 유형, 거래일련번호, 거래금액, 거래후 잔액, 거래일자 및 SAM 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드를 이용한 지불 방식.
6. 제1항에 있어서,

   상기 (f) 단계는

   기록 포인터를 이용한 순환 기록 방식을 이용하여 상기 비휘발성 메모리에 기록하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드를 이용한 지불 방식.

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