KR20200054226A - 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스 - Google Patents

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Abstract

POS (Point of Sale) 또는 서비스 거래 커머스를 위한 암호 화폐 현금의 역할을 하는 전자 디바이스가 제공된다. 현금처럼 한 사람에서 다른 사람으로 물리적으로 핸드 오버되고 저렴하게 제조될 수 있는 마이크로 컨트롤러를 사용하여 전자 디바이스가 구현된다. 본 디바이스는 현재 보유자가 디바이스의 지정된 가치를 비우고 변조되지 않은 거래의 의심받지 않은 수신자에게 디바이스를 핸드 오버하는 것을 허용하지 않고 암호 화폐 가치를 보유할 수 있다. 이는 즉각적이고 거래 비용이 발생하지 않는 디지털 암호 화폐 거래를 허용한다. 전자 디바이스의 형태의 제조 및 발행, 변조되지 않은 암호 키 및 가치의 검증 및 최종적으로 전자 디바이스를 폐기 및/또는 재사용하기 위해 가치를 명백히 제거하기 위한 암호화된 건강한 프로토콜이 제공된다. 전자 기기가 정품인지, 변조되지 않았으며, 암호 화폐 가치로 자금을 조달되었는지 여부를 쉽게 확인할 수 있는 방법이 제공된다.

Description

디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스
본 발명은 전반적으로 암호 화폐, 암호 화폐 하드웨어 디바이스, 디지털 서명 알고리즘을 이용하는 암호화 프로토콜, 보다 상세하게는, POS(point of sale) 또는 서비스 거래 커머스(service transactional commerce)를 위한 암호 화폐 현금으로 작용하는 전자 디바이스에 관한 것이다.
본 출원은 2017 년 9 월 13 일자로 출원된 미국 가특허 출원 제 62/558,312 호의 우선권을 주장하며, 이는 본 출원에 참조로 통합된다.
암호 화폐(cryptocurrency)는 보안을 위해 암호화를 사용하는 디지털 또는 가상 통화이다. 암호화는 정보가 비밀로 유지될 수 있도록 기록되거나 생성된 코드를 생성하는 단계를 수반한다. 암호화는 데이터를 권한이 없는 사용자가 판독할 수 없는 포맷으로 변환하여, 권한이 없는 엔티티가 데이터를 다시 판독할 수 있는 포맷으로 디코딩하지 못하게 데이터가 전송될 수 있도록 하여 데이터를 손상시킨다.
암호화에 사용되는 일반적인 알고리즘은 발신자와 수신자가 키 쌍을 사용하여 서로를 인증할 수 있는 PKC (public key cryptography) 또는 비대칭 암호화이다. PKC에서, 제 1 키는 누구나 액세스할 수 있는 공개 키(public key)이고, 제 2 키는 소유자 만 액세스할 수 있는 개인 키(private key)이다. 발신자는 수신자의 공개 키를 사용하여 정보를 암호화한다. 수신자는 개인 키를 사용하여 메시지를 복호화한다. 부인 방지(nonrepudiation)의 경우, 발신자는 개인 키를 사용하여 일반 텍스트(plain text)를 암호화하고, 수신자는 발신자의 공개 키를 사용하여 그것을 복호화한다. 따라서, 수신자는 누가 발신자인지 알고 있다.
디지털 서명 알고리즘은 개인 키 보유자(holder)가 문서를 암호화하여 서명할 수 있게 허용한다. 서명자의 공개 키를 사용하여 서명을 확인할 수 있으므로 누구나 주어진 공개 키에 대응하는 개인 키 보유자에 의해 문서가 서명되었는지 확인할 수 있다. ECDSA(elliptic curve digital signature algorithm)은 암호 화폐 구현에 가장 널리 사용되는 특정 암호화 디지털 서명 알고리즘이다.
비트코인 및 이더리움과 같은 디지털 암호 화폐는 합의되고 인식된 화폐 가치를 보유한다. 암호 화폐를 사용하는 거래는 블록체인에 레코딩된다. 블록체인은 모든 암호 화폐 거래의 디지털화, 분산화(decentralized), 공공 원장(public ledger)이다. '완성된' 블록 (가장 최근의 거래)이 지속적으로 레코딩되고 시간 순서대로 블록체인에 추가된다. 블록체인은 시장 참가자들이 중앙 기록 보존(central recordkeeping)하지 않고 디지털 통화 거래를 추적할 수 있다. 각각의 노드 (네트워크에 연결된 컴퓨터)는 자동으로 다운로드되는 블록체인의 카피(copy)를 수신한다. 블록체인은 블록으로 분할된 거래의 공개 분산 불변 로그(public distributed immutable)의 형태로 분산 원장로서 기능한다. 불변성은 이전 블록(predecessor)의 참조 및 단방향 해시를 갖는 각각의 블록에 의한 암호화로 보장된다. 해시 함수(hash function)는 키를 사용하지 않으며 단방향 함수라고도 한다. 해시 함수는 주로 파일이 변경되지 않은 상태로 유지되도록 하는데 사용된다. 더욱이, 자금의 이중 지출 방지는 악의적인 이중 자금 제공자가 시스템의 대다수 참가자를 압도해야 하는 작업 증명(proof-of-work) 또는 지분 증명(proof-of-stake) 암호화 프로토콜에 의해 달성되어 실제로는 그것을 불가능하게 한다. 암호 화폐와 관련된 자금은 자금의 보유자에게만 알려진 개인 키에서 파생된 어쩌면 공공에 알려진 주소에 간접적으로 보유된다.
현재는, 물리적 암호 코인(coin)로 수행되는 거래는 노출된 인쇄된 암호 화폐 주소와 대응하는 개인 키가 추정상 변조 방지(tamper-proof) 홀로그램 커버 시일 뒤에 숨겨져 있다. 그러나, 이러한 물리적 암호 코인은 홀로그램 커버 시일을 열고 개인 키를 판독할 수 있기 때문에 매우 안전하지 않고 이 경우 도난된 개인 키를 사용하여 다른 이런 코인이나 위조 코인이 만들어질 수 있다. 너무 늦을 때까지 사용자는 알 수 없다. 암호 화폐 하드웨어 지갑은 거래를 발행하기 위해 개인 키를 보유한 암호 화폐 자금과 적절한 처리의 보호를 허용한다. 전형적으로 하드웨어 지갑 사용자는 자격 증명을 사용하여 인증해야 한다. 따라서, 하드웨어 지갑을 다른 사용자에게 건네면 이전 소유자가 개인 키를 카피 (백업)했거나 아직 레코딩되지 않은 발행된 거래가 수신자에게 위험할 수 있다.
비트코인 및 기타 암호 화폐의 사용과 관련된 추가 문제는 구매 또는 지불에 부과되는 거래 비용 또는 수수료이다. 현재는, 2-3 % 범위의 신용 카드 수수료는 구매 소비자가 아닌 판매자가 지불한다. 그러나, 비트코인 거래 당 비용은 9 U.S.달러 이상이며, 그중 10.08 %가 거래 수수료이고 나머지 비용은 거래 규모에 관계없이 거래 당이다 (blockchain.info 2017 년 4 월 15 일). 비트코인 생성은 채굴(mining)을 기반으로 하며 블록체인에 추가된 새로운 블록을 발견하고 몇 가지 비트코인 형태의 보상을 받기 위해 계산이 어려운 퍼즐을 푸는 것을 수반한다. 블록 보상은 2009 년에 새로운 비트코인 50 개였다; 그것은 4 년마다 감소한다. 점점 더 많은 비트코인이 생성될수록, 채굴 프로세스의 어려움, - 즉 관련 컴퓨팅 파워의 양이 - 증가한다. 채굴 난이도는 2009 년 비트코인 데뷔로 1.0에서 시작되었다; 연말에는 단지 1.18 이었다. 2017 년 4 월 기준으로, 채굴 난이도는 42 억 4 천만 이상이다. 일단 일반 데스크탑 컴퓨터가 채굴 과정에 충분했다; 이제 난이도 레벨을 극복하기 위해 채굴자(miner)는 ASIC (Application-Specific Integrated Circuits)과 같은 더 빠른 하드웨어, GPU (Graphics Processing Unit)와 같은 고급 처리 유닛등을 사용해야 한다.
채굴 비용은 줄어들지 않으며 이것은 디자인에 의한 것이다. 시간이 지남에 따라, 컴퓨터가 더 향상되는 것을 보상하기 위해 블록을 채굴하는 것이 점점 어려워지고 있다. 거래 수수료는 채굴자에게 라인보다 먼저 거래를 유도하는 인센티브이다. 높은 거래 비용은 비트코인이 일상적인 용도가 아닌 대규모 거래만 처리하는데 적합하다는 것을 나타낸다.
따라서, POS(point of sale) 또는 서비스 거래 커머스를 위한 암호 화폐 현금으로서 동작하여 암호 화폐와 관련된 높은 거래 비용을 실질적으로 제거하는 전자 디바이스에 대한 시스템 및 방법이 필요하다.
본 발명은 지정된 암호 화폐 가치를 안전하게 보유하는 디바이스와 매우 안전한 암호 화폐 거래를 허용하는 방법을 제공한다.
디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스가 제공된다. 현금 등가 디바이스(cash equivalent device)는 마이크로 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러와 전기 통신하는 메모리 및 마이크로 컨트롤러와 전기 통신하는 안테나를 포함한다. 현금 등가 디바이스는 유통을 위해 지정된 암호 화폐 가치를 안전하게 보유하고, 현금 등가 디바이스의 제 1 사용자로부터 제 2 사용자로의 물리적 핸드 오버(handover)시, 지정된 암호 화폐 가치의 소유권을 현금 통화(cash currency)로 양도하는 한편, 디바이스를 제 2 사용자에게 핸드 오버한 후 디바이스 상에 저장된 자금에 액세스하는 제 1 사용자의 능력을 제거한다.
현금 등가물(cash equivalent)로 디지털 통화를 유통하는 시스템이 제공된다. 시스템은 디지털 통화의 유통을 위한 현금 등가 디바이스를 포함하며, 현금 등가 디바이스는 유통을 위해 지정된 암호 화폐 가치를 안전하게 보유하고, 현금 등가 디바이스의 제 1 사용자로부터 제 2 사용자로의 물리적 핸드 오버시, 지정된 암호 화폐 가치의 소유권을 현금 통화로 양도하는 한편, 디바이스를 제 2 사용자에게 핸드 오버한 후 디바이스 상에 저장된 자금에 액세스하는 제 1 사용자의 능력을 제거한다. 현금 등가 디바이스는 마이크로 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러와 전기 통신하는 메모리, 마이크로 컨트롤러와 전기 통신하는 안테나 및 현금 등가 디바이스에 의해 생성되어 메모리에 저장된 제 1 개인 키를 포함한다. 제 1 개인 키는 현금 등가 디바이스의 전체 유통 수명 동안 절대 공개되지 않으며, 암호 화폐 주소는 제 1 개인 키로부터 생성된다. 본 시스템은 또한 현금 등가 디바이스의 암호 화폐 주소에 서명하고 암호 화폐 주소를 디지털 통화의 블록체인으로 자금을 조달하는 제 2 개인 키를 가진 발행자(issuer)의 초기화 디바이스를 포함한다. 본 시스템은 현금 등가 디바이스가 진품이고 암호 화폐 주소와 관련된 자금 가치가 거래에 이용 가능한지 검증함으로써 현금 등가 디바이스와 거래를 수행하는 하나 이상의 검증 디바이스를 더 포함한다.
POS 또는 서비스 거래 커머스에서 현금 등가물로 디지털 통화를 유통시키는 방법이 제공된다. 이 방법은 현금 등가 디바이스의 펀더(funder)의 초기화 디바이스로 현금 등가 디바이스를 초기화하는 단계를 포함하며, 여기서 NFC(near field communication), BLE(Bluetooth Low Energy), USB (Universal Serial Bus) 또는 원 와이어 프로토콜(One Wire Protocol) 중 적어도 하나를 통해 현금 등가 디바이스의 전원을 켜는 것에 응답하여, 현금 등가 디바이스는 일회용 제 1 개인 키를 생성하고, 제 1 개인 키를 현금 등가 디바이스의 비 휘발성 보호 메모리에 저장한다. 암호 화폐 주소는 제 1 개인 키를 사용하여 현금 등가 디바이스에 생성된다. 초기화 디바이스는 암호화 디바이스 주소를 획득하기 위해 초기화 디바이스로 현금 등가 디바이스에 쿼리하고, 초기화 디바이스의 제 2 개인 키로 암호 화폐 주소에 서명한다. 이어서, 초기화 디바이스는 디지털 통화의 블록체인의 노드에서 서명된 암호 화폐 주소에 자금을 제공한다.
본 발명의 디바이스는 지정된 암호 화폐 가치를 안전하게 보유하고, 본 발명의 방법은 매우 안전한 암호 화폐 거래를 허용할 수 있는 효과가 있다..
본 발명은 본 발명의 특정 측면을 나타내도록 의도된 하기 도면에 대하여 더욱 상세하지만 본 발명의 실시를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 1은 현금 등가 디바이스로서의 전자 디바이스의 실시예를 구현하기 위한 본 발명의 시스템의 기본 컴포넌트를 도시한다.
도 2는 현금 등가 디바이스에 대한 초기화 프로세스의 실시예를 도시한다.
도 3은 현금 등가 디바이스에 대한 검증 프로세스의 실시예를 도시한다.
도 4는 현금 등가 디바이스에 대한 비우기(emptying) 및 폐기 프로세스(decommission)의 실시예를 도시한다.
도 5는 현금 등가 디바이스의 비우기 및 폐기 후의 검증 프로세스의 실시예를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예를 구현하기 위한 통신 디바이스, 컴퓨팅 디바이스 및 매체의 전체도면을 예시하는 개략도이다.
본 발명의 실시예(들)에 대한 이하의 설명은 사실상 예시일 뿐이며, 물론 변할 수 있는 본 발명의 범위, 그 애플리케이션, 또는 용도를 한정하도록 의도되지 않는다. 본 발명은 본 출원에 포함된 비 제한적인 정의 및 용어와 관련하여 설명된다. 이들 정의 및 용어는 본 발명의 범위 또는 실시에 대한 제한으로서 기능하도록 디자인되지 않고 단지 예시적이고 설명적인 목적으로 제시된다. 본 발명의 디바이스는 POS (point of sale) 또는 서비스 거래 커머스를 위한 암호 화폐 현금으로 동작하는 전자 디바이스와 관련하여 본 출원에 일반적으로 개시되어 있지만, 이는 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다.
본 발명은 지정된 암호 화폐 가치를 안전하게 보유하는 전자 디바이스로서의 이용 가능성을 가지며, 제 1 사용자로부터 제 2 사용자로의 물리적 핸드 오버시, 이 가치를 현금 통화의 방식으로 양도하는 한편 디바이스를 제 2 사용자로 물리적 핸드 오버한 후 디바이스 상에 저장된 자금에 액세스하는 제 1 사용자의 능력을 제거한다. 전자 디바이스의 실시예는 물리적 소유물일 때만 거래 비용 및 소유자의 익명성으로 만 암호 화폐 자금의 소유권을 제공한다. 본 발명의 실시예는 관련 당사자들이 서로를 신뢰할 필요는 없지만 컴퓨터, 모바일 애플리케이션 또는 독립형 디바이스일 수 있는 자체 검증 디바이스에 의존하는 암호 화폐 가치의 핸드 오버 방법을 제공한다. 구체적인 발명의 실시예에서, 저렴한 독립형 검증 디바이스는 컴퓨터나 모바일 디바이스없이 판매자에 의해 사용될 수 있다.
지정된 암호 화폐 가치를 안전하게 보유하는 전자 디바이스의 실시예는 신용 카드, 코인, 또는 가요성 회로가 함유된 가요성 페이퍼(paper)의 형태 일 수 있다.
본 발명의 방법의 실시예는 전자 디바이스의 전체 유통 수명 동안 개인 키를 절대 공개하지 않음으로써 양도 가능한 전자 디바이스에 의해 보유되는 암호 화폐 자금을 보호한다. 본 발명의 방법의 실시예는 전자 디바이스의 독립적인 자금 조달 (심지어 여러 번)을 허용하여 다양한 액면가(denominations) 또는 가치를 제공한다. 전자 디바이스가 진품인지, 암호 화폐 주소에 대한 개인 키를 보유하고 있는지, 다른 사람이 아닌지, 전자 디바이스의 보유자/소유자 이외의 사람이 자금을 액세스할 수 없고, 임의의 이전 보유자에 의해 자금이 액세스되지 않는지 확인하는 방법이 제공된다. 전자 디바이스로부터 자금을 추출하여 암호 화폐 가치에 의해 뒷받침되는 현금의 등가물을 제공하고, 암호 화폐 가치가 전자 디바이스로부터 어쩌면 추출될 수 있음을 사용자에게 확인 및 경고하기 위한 본 발명의 방법이 제공된다. 의도하지 않은 영구적인 자금 손실을 초래할 수 있는 잘못된 거래, 실수 및/또는 거래 만료를 방지하기 위해 자금 추출을 위한 반복된 거래를 위한 방법 뿐만 아니라 거래를 가능하게 하거나 여러 거래를 일괄 처리하기 위해 제 3자를 신뢰하지 않고도 매우 작지만 안전한 암호 화폐 거래를 허용하는 방법이 제공된다.
도면을 참조하여, 도 1은 현금 동등 디바이스로서, 전자 디바이스 (12)의 실시예를 구현하기 위한 본 발명의 시스템 (10)의 기본 컴포넌트를 예시한다. 현금 등가 디바이스 (12)는 보호 메모리 (15) 및 안테나 (17)를 갖는 소형 마이크로 컨트롤러 (13)를 갖는다. 제조자는 현금 등가 디바이스 (12)를 생성하고, 펌웨어를 로딩하고, 디바이스 (12)를 초기화하고, 이는 암호 화폐 가치가 제조자 또는 제 3 자에 의해 독립적으로 양도된 디바이스 (12) 자신의 주소의 생성으로 귀결된다. 이어서, 현금 등가 디바이스 (12)는 한 사용자로부터 다른 사용자에게, 즉 지불인(payer)으로부터 수취인(payee)에게 건네진다. 이러한 각각의 핸드 오버시에, 지불인 및 수취인은 그들 자신의 검증 디바이스 (14)를 사용하여 현금 등가 디바이스 (12)가 진품인지 여부를 체크하고 현금 등가 디바이스 (12)가 보유하는 자금의 잔액을 체크할 수 있다. 현금 등가 디바이스 (12)는 NFC(near field communication)를 통해 무선으로 또는 예시적으로 BLE (Bluetooth Low Energy)를 포함하거나, USB(Universal Serial Bus), 원 와이어 프로토콜(One Wire Protocol) 또는 유사한 것을 이용하는 다른 무선/유선 프로토콜 (양방향 화살표 A)을 통해 검증 디바이스(14)와 통신할 수 있다. 이 통신은 암호 화폐 주소의 초기 자금 조달시, 한 사용자에서 다른 사용자에게 현금 등가 디바이스 (12)의 각각의 핸드 오버 (지불)시 및 현금 등가 디바이스 (12)의 최종 수명 종료 거래시에 발생하도록 의도된다. 현금 등가 디바이스 (12)는 자체적으로 네트워크 연결을 갖지 않지만, 검증 디바이스(14)는 (양방향 화살표 B)를 갖는다. 노드의 블록체인은 암호 화폐와 관련된 정보를 보유하는 클라우드(16)로 도시된다. 도시된 바와 같이 검증 디바이스 (14)는 현금 등가 디바이스 (12)와 상호 작용하기 위해 설치된 애플리케이션 (앱)을 갖는 이동 전화이다. 예시적으로 태블릿, 랩탑, 데스크탑 컴퓨터 및 다른 전용 디바이스를 포함하는 다른 디바이스가 검증 기능을 수행할 수 있음을 이해해야 한다. 현금 등가 디바이스 (12)는 동작을 수행하기 위해 NFC를 통해 전력을 수신한다. 현금 등가 디바이스 (12)가 검증 디바이스 (14)와 컨택하지 않으면, 현금 등가 디바이스 (12)는 전력이 없고, 현금 등가 디바이스 (12)는 수동적이다.
도 2는 현금 등가 디바이스 (12)에 대한 초기화 프로세스 (20)의 실시예를 도시한다. 최초 이용 및 유통에 도입하기 전에, 현금 등가 디바이스 (12)는 초기화되어야 한다. 현금 등가 디바이스 (12)가 적절한 펌웨어로 제조되고 로딩될 때, 디바이스 (12)의 비 휘발성 메모리 (15)는 판독 액세스를 제어하는 마이크로 컨트롤러(13) 피처를 사용하여 판독으로부터 보호된다. 이어서, 발행자는 발행자의 초기화 디바이스 (18)로 현금 등가 디바이스 (12)를 제 1 시간 동안 가동시키고, 현금 등가 디바이스 (12)는 일회용 개인 키를 생성하고 개인 키를 비 휘발성 보호 메모리(15)에 저장한다(단계 1). 현금 등가 디바이스 (12)의 생성된 개인 키는 누구에게도 공개되지 않은 디바이스 (12)의 개인 키가 되는 256 비트 난수(random number)일 수 있다 (단계 1). 개인 키를 생성하는데 사용되는 알고리즘의 비 제한적인 예는 야로우(Yarrow), 포투나(Fortuna) 또는 리눅스 "/dev/random"을 예시적으로 포함할 수 있다. 알고리즘은 마이크로 컨트롤러 (13)의 지정된 아날로그 입력으로 공급되는 백색 잡음 발생 전자 회로 또는 그러한 잡음을 발생시킬 수 있는 마이크로 컨트롤러 (13) 내부의 회로부에 의해 제공된 신호로부터 랜덤 개인 키를 생성한다. 이 회로의 목적은 높은 엔트로피를 갖는 랜덤 백색 잡음 신호를 제공하여 생성된 개인 키를 쉽게 추측할 수 없도록 하는 것이다. 이러한 회로는 제너 다이오드 샷 잡음 발생기(zener diode shot noise generator)를 사용하여 구현될 수 있다. 개인 키는 마이크로 컨트롤러의 비 휘발성 메모리 (15)에 저장될 수 있고, 악의적인 판독으로부터 보호될 수 있으며, 이는 마이크로 컨트롤러 (13)의 메모리 보호 피처로서 제공된다. 이 개인 키는 내부적으로 사용되며 현금 등가 디바이스(12)에 의해 공개되지 않고, 이 키를 추출할 수 있는 권한이 있는 사용자는 없다.
초기화 디바이스 (18)는 그런 다음 현금 등가 디바이스 (12)에게 암호 화폐 주소를 요청한다 (단계 2). 초기화 디바이스 (18)는 초기화 디바이스 (18) 자신의 개인 키를 사용하여 이 암호 화폐 주소에 서명하고, 서명을 현금 등가 디바이스 (12)에 제공하여 저장한다. 초기화 디바이스 (18)는 또한 이 주소 및 서명을 제조자의 웹 사이트 (22)에 공개한다 (단계 3). 현금 등가 디바이스 (12)는 현금 등가 디바이스 (12)의 개인 키로부터 암호 화폐 주소를 생성 또는 계산하고, 암호 화폐 주소를 발행자에게 전달한다 (단계 2). 이것은 디바이스 (12)가 "소유(owns)"하는 암호 화폐 주소가 된다. 발행자는 발행자의 개인 키를 사용하여 이 주소에 서명하고 (단계 3), 요청시 이 주소를 제공하는 현금 등가 디바이스 (12)가 진품임을 보증하기 위해 웹 사이트 (22)에 주소를 공개한다. 이 단계는 필수 단계는 아니지만 추가 신뢰의 조치로서 생성되었다. 이 서명은 옵션으로 현금 등가 디바이스 (12)와 통신되고 비 휘발성 메모리 (15)에 저장되어, 임의의 검증자는 현금 등가 디바이스 (12)가 발행자와 통신하지 않고 진품 (발행자에 의해 서명된)임을 알 수 있다. 그런 다음 해당 주소는 암호 화폐로 자금을 조달한다 (단계 4). 현금 등가 디바이스 (12)는 잔액을 알지 못하지만, 누구든 16에서 비트코인 전체 노드와 통신하여 인터넷에서 이 잔액을 체크할 수 있다는 것에 유의한다. "전체 노드(full node)"는 전체 블록 체인의 카피를 함유하는 노드이다. "클라우드 유사(cloud like)"예시 (16)에 도시된 모든 상호 연결된 노드가 전체 노드는 아니지만, 전체 노드와 직접 또는 간접적으로 통신하고 있음을 주목해야 한다. 자금 조달자(funder)는 현금 등가 디바이스 (12)와 통신할 필요가 없다. 자금 조달자가 현금 등가 디바이스 (12)의 주소를 알고 있는 한, 자금 조달자는 적절한 암호 화폐 지불 시스템을 사용하여 디바이스 (12)에 독립적으로 가치를 부여할 수 있다.
도 3은 현금 등가 디바이스 (12)에 대한 검증 프로세스 (30)의 실시예를 도시한다. 검증 디바이스 (14)는 현금 등가 디바이스 (12)가 이전에 보지 못한, 랜덤 메시지 (단계 1)를 생성하여 이를 현금 등가 디바이스(12)로 발송한다. 이어서, 현금 등가 디바이스 (12 )는 수신된 랜덤 메시지에 알려진 메시지를 선행 (앞에 둠)시키고, 현금 등가 디바이스 (12 )의 개인 키로 서명한다 (단계 2). 이 선행 부분(prepending)은 악의적인 (해킹 또는 위조) 검증 디바이스가 서명을 위한 실제 거래를 제출하지 않도록 하기 위해 필요하다. 검증 디바이스 (14)가 서명을 수신하면, 검증 디바이스 (14)는 서명이 주소와 일치하는지 그리고 메시지가 올바르게 서명되었는지를 체크한다. 이것은 현금 등가 디바이스 (12)가 개인 키를 주지 않고 실제로 개인 키를 가지고 있음을 증명한다. 검증 디바이스 (14)는 "검증된(verified)" 확인 표시(checkmark)를 사용자에게 디스플레이한다 (단계 3). 이어서, 검증 디바이스 (14 )는 인터넷 (양방향 화살표로 표시됨)을 통해 전체 노드 (블록체인)에 연결하고, 주어진 주소의 잔액을 체크하고 (단계 4), 이를 검증 디바이스 (14)의 사용자에게 디스플레이한다 (단계 5). 검증 디바이스 (14)는 자신의 네트워크 연결을 사용하여 암호 화폐 주소에서 이용 가능한 자금을 검증하지만, 현금 등가 디바이스 (12)의 진위 검증을 위해 네트워크 연결이 필요하지 않다는 점에 유의한다.
도 4는 현금 등가 디바이스 (12)에 대한 비우기 및 폐기 프로세스 (40)의 실시예를 도시한다. 현금 등가 디바이스 (12)의 수명 종료시에, 자금은 마음대로 인출될 수 있고, 디바이스는 유통에서 제거될 수 있다. 먼저, 현금 등가 디바이스(12)는 도 3에서 전술한 바와 같이 검증된다. 확인 후ㅡ 비우기 및 폐기 프로세스는 다음과 같다. 검증 디바이스 (14)는 자금을 주어진 주소에서 검증 디바이스 (14)의 사용자가 지정한 주소로 이동시키는 거래를 생성한다. 검증 디바이스 (14)는 그런 다음 이 거래를 현금 등가 디바이스 (12)에 발송한다 (단계 1). 현금 등가 디바이스 (12)는 거래에 서명하고, 이미 거래에 서명한 것을 내부적으로 레코딩한다. 현금 등가 디바이스 (12)는 그런 다음 서명을 검증 디바이스 (14)로 다시 전달한다 (단계 2). 검증 디바이스는 서명된 거래를 인터넷을 통해 암호 화폐 노드에 발송함으로써 서명된 거래를 전파한다 (단계 3).
도 5는 현금 등가 디바이스 (12)의 비우기 및 폐기 후의 검증 프로세스 (50)의 실시예를 도시한다. 일단 현금 등가 디바이스 (12)가 비워지면, 디바이스 (12)는 더 이상 가치를 포함하는 것으로 신뢰될 수 없다. 디바이스 (12)가 검증 디바이스 (14)에 컨택되거나 가까이 오게 되면, 검증 디바이스 (14)는 사용자에게 그것을 정확하게 통지할 것이다. 검증 디바이스 (14)는 전술한 바와 같이 챌린지 메시지(challenge message)를 현금 등가 디바이스 (12)에 발송한다 (단계 1). 현금 등가 디바이스 (12)는 알려진 메시지를 챌린지에 추가하고, 서명하고, 주소 및 디바이스가 이미 거래에 서명되었다는 경고와 함께 다시 발송한다 (단계 2). 검증 디바이스는 이제 현금 등가 디바이스 (12)가 개인 키 (진품)를 가지고 있음을 신뢰하지만, 현금 등가 디바이스 (12)는 또한 거래에 서명했다는 것을 알려준다. 이 디바이스를 현금 등가물로 사용할 수 없음을 사용자에게 경고하기 위해 "비우기(emptied)"메시지가 사용자에게 디스플레이된다 (단계 3).
실제로, 현금 등가 디바이스 (12)는 거래 상태에 있는지를 신경 쓰지 않는다. 현금 등가 디바이스 (12)는 거래에 처음 서명한 것을 내부적으로 레코딩하는 한 거래에 여러 번 서명할 수도 있다. 이는 사용자 가 너무 크거나 너무 작은 (자금 부족, 부분 양도) 또는 잘못 형성된 거래와 같이 거래 작성에 실수를 한 경우에 도움이 된다. 현금 등가 디바이스 (12)의 비우기와 폐기 후에도, 현금 등가 디바이스 (12)의 하드웨어는 여전히 사용 가능하다. 현금 등가 디바이스 (12)는 발행자에 의해 다시 초기화될 수 있고, 거래 커머스에 사용하기 위해 새로이 저장된 가치를 갖는 새로운 주소 (아이덴티티(identity))를 갖는 새로운 현금 등가 디바이스로서 사용될 수 있다.
도 6은 암호 화폐를 위한 현금 등가 디바이스를 위한 시스템 및 방법을 구현하기 위한 통신 디바이스, 컴퓨팅 디바이스 및 매체의 전체적인 도면을 도시한 개략도이다.
시스템 (100)은 예시적으로 스마트 폰, 태블릿 및 휴대용 컴퓨팅 디바이스 (102) 및 디스플레이 성능 (114) 및 지시 및 명령을 실행하기 위한 프로세서로 구성된 데스크탑 컴퓨터 디바이스 (104)를 포함하는 모바일 디바이스/원격 디바이스를 포함한다. 스마트 폰 (102)은 네트워크 (108)에 무선으로 연결된 태블릿으로 구성된 스마트 폰 또는 스마트 폰들이다. 스마트 폰, 태블릿 및 휴대용 컴퓨팅 디바이스 (102)는 전형적으로 비디오 디스플레이 (118) 및 오디오 출력 (116)을 갖는다. 스마트 폰, 태블릿 및 휴대용 컴퓨팅 디바이스 (102) 및 데스크탑 컴퓨터 디바이스 (104)는 옵션으로 본 발명의 실시예에 따라 초기화 디바이스, 검증 디바이스 및 암호 화폐를 위한 블록체인의 엘리먼트를 수행하기 위한 내부 스토리지, 소프트웨어 및 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)로 구성된다. 프로세서는 상술한 알고리즘을 실행하는데 사용될 수 있다. 네트워크 (108)는 옵션으로 서버 (106)에 의해 표현된 데이터/인터넷 성능을 갖는 고정 유선 회선 네트워크, 케이블 및 광 파이버, 공중 방송, 근거리 통신망 (LAN), 광역 통신망 (WAN), 글로벌 네트워크 (예를 들어, 인터넷), 인트라넷등을 포함하는 임의 유형의 알려진 네트워크이다. 네트워크 (108)의 통신 측면은 셀룰러 기지국 (110) 및 안테나 (112)에 의해 표현된다. 바람직한 실시예에서, 네트워크 (108)는 LAN이고, 스마트 폰, 태블릿 및 휴대용 컴퓨터 (102)로 표현된 각각의 원격 디바이스 및 데스크탑 디바이스 (104)는 네트워크(108)를 통해 서버 시스템 (106)에 접속하기 위해 사용자 인터페이스 애플리케이션 (예를 들어, 웹 브라우저)을 실행한다. 대안적으로, 원격 디바이스 (102) 및 데스크탑 디바이스 (104)는 원격 클라이언트와 같은 네트워크 (108)에 액세스하기 위해 주로 프로그래밍된 디바이스를 사용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예의 현금 등가 디바이스의 초기화, 검증 및 비우기 위한 소프트웨어는 스마트 폰, 태블릿 및 휴대용 컴퓨팅 디바이스 (102) 및 데스크탑 또는 랩탑 컴퓨터 (104)에 상주하거나 최종 사용자에 다운로드를 위해 서버 (106) 또는 셀룰러 기지국 (110) 내에 저장될 수 있다. 서버 (106)는 플랫폼상의 각각의 별개의 현금 등가 디바이스 서비스에 대한 별개의 클라이언트 데이터를 저장하기 위해 멀티 테넌트(multi-tenant) 데이터베이스로 플랫폼의 실시예들을 구현하기 위한 클라우드 기반 서비스를 구현할 수 있다.
본 출원에 도시되고 설명된 것들에 추가하여, 본 발명의 다양한 변형은 상기 설명의 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 변형은 또한 첨부된 청구 범위의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다.
본 출원에서 언급된 특허 및 공보는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자의 수준을 나타낸다. 이들 특허 및 간행물은 각각의 개별 출원 또는 간행물이 본 출원에서 구체적이고 개별적으로 본 출원에 통합된 것과 동일한 정도로 본 출원에 포함된다.
전술한 설명은 본 발명의 특정 실시예를 예시하지만, 그 실시를 한정하는 것은 아니다. 이의 모든 등가물을 포함하는 다음의 청구 범위는 본 발명의 범위를 정의하도록 의도된다.
12: 현금 등가 디바이스 14: 검증 디바이스
16: 클라우드 18: 초기화 디바이스

Claims (20)

  1. 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스(cash equivalent device)로서,
    마이크로 컨트롤러;
    상기 마이크로 컨트롤러와 전기 통신하는 메모리;
    상기 마이크로 컨트롤러와 전기 통신하는 안테나
    를 포함하고,
    상기 현금 등가 디바이스는 유통을 위해 지정된 암호 화폐 가치를 안전하게 보유하고, 상기 현금 등가 디바이스의 제 1 사용자로부터 제 2 사용자로의 물리적 핸드 오버(handover)시, 지정된 암호 화폐 가치의 소유권을 현금 통화(cash currency)로 양도(transfer)하는 한편, 상기 디바이스를 상기 제 2 사용자에게 핸드 오버한 후 상기 디바이스 상에 저장된 자금에 액세스하는 상기 제 1 사용자의 능력을 제거하는 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현금 등가 디바이스는 신용 카드 형태인 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 현금 등가 디바이스는 코인 형태인 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 현금 등가 디바이스는 가요성 지폐(paper currency)의 형태인 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 현금 등가 디바이스에 의해 생성되고 상기 메모리에 저장되는 개인 키를 더 포함하고,
    상기 개인 키는 상기 현금 등가 디바이스의 전체 유통 수명 동안 절대 공개되지 않는 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러는 상기 개인 키를 저장하는 상기 메모리에 대한 판독 액세스를 제어하는 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스.
  7. 제5항에 있어서,
    백색 잡음 발생 전자 회로(white noise generating electronic circuit)를 더 포함하되,
    상기 개인 키는 백색 잡음(white noise)을 생성할 수 있는 상기 마이크로 컨트롤러 내부의 내부 회로부에 의해 또는 상기 마이크로 컨트롤러의 지정된 아날로그 입력에 공급되는 상기 백색 잡음 발생 전자 회로에 의해 제공된 높은 엔트로피 백색 잡음 신호를 사용하는 알고리즘에 의해 생성된 256 비트 난수인 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 알고리즘은 야로우(Yarrow), 포투나(Fortuna) 또는 리눅스 "/dev/random" 중 하나인 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 백색 잡음 발생기는 제너 다이오드 샷 잡음 발생기(zener diode shot noise generator)인 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 현금 등가 디바이스는 초기화 디바이스 또는 검증 디바이스와의 컨택에 응답하여 근거리 통신 (NFC)에 의해 활성화되는 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 현금 등가 디바이스는 근거리 통신 (NFC), 블루투스 저 에너지 (BLE :Bluetooth Low Energy), 범용 직렬 버스 (USB : Universal Serial Bus) 또는 원 와이어 프로토콜(One Wire Protocol) 중 적어도 하나를 통해 검증 디바이스 또는 초기화 디바이스와 통신하는 디지털 통화를 위한 현금 등가 디바이스.
  12. 현금 등가물로서 디지털 통화의 유통을 위한 시스템으로서, 상기 시스템은,
    디지털 통화의 유통을 위한 현금 등가 디바이스(cash equivalent device)를 포함하고, 상기 현금 등가 디바이스는 유통을 위해 지정된 암호 화폐 가치를 안전하게 보유하며, 상기 현금 등가 디바이스의 제 1 사용자로부터 제 2 사용자로의 물리적 핸드 오버시, 지정된 암호 화폐 가치의 소유권을 현금 통화로 양도하는 한편, 상기 디바이스를 상기 제 2 사용자에게 핸드 오버한 후 상기 디바이스 상에 저장된 자금에 액세스하는 상기 제 1 사용자의 능력을 제거하고, 상기 현금 등가 디바이스는,
    마이크로 컨트롤러;
    상기 마이크로 컨트롤러와 전기 통신하는 메모리;
    상기 마이크로 컨트롤러와 전기 통신하는 안테나;
    상기 현금 등가 디바이스에 의해 생성되고 상기 메모리에 저장되는 제 1 개인 키로서, 상기 제 1 개인 키는 상기 현금 등가 디바이스의 전체 유통 수명 동안 절대 공개되지 않는, 상기 제 1 개인 키; 및
    상기 제 1 개인 키로부터 생성된 암호 화폐 주소(cryptocurrency address);를 포함하며,
    상기 시스템은, 상기 현금 등가 디바이스의 암호 화폐 주소에 서명하고 상기 암호 화폐 주소를 디지털 통화의 블록체인으로 자금을 조달하는 제 2 개인 키를 갖는 발행자의 초기화 디바이스; 및
    상기 현금 등가 디바이스가 진품이고 상기 암호 화폐 주소와 관련된 자금 가치가 거래에 이용 가능하다는 것을 검증함으로써 상기 현금 등가 디바이스와 거래를 수행하는 하나 이상의 검증 디바이스를 포함하는 디지털 통화의 유통을 위한 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 현금 등가 디바이스는 상기 초기화 디바이스 또는 상기 하나 이상의 검증 디바이스와의 컨택에 응답하여 근거리 통신 (NFC)에 의해 활성화되는 디지털 통화의 유통을 위한 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 현금 등가 디바이스는 근거리 통신 (NFC), 블루투스 저 에너지 (BLE :Bluetooth Low Energy), 범용 직렬 버스 (USB : Universal Serial Bus) 또는 원 와이어 프로토콜(One Wire Protocol) 중 적어도 하나를 통해 상기 검증 디바이스 또는 상기 하나 이상의 초기화 디바이스와 통신하는 디지털 통화의 유통을 위한 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 현금 등가 디바이스는 신용 카드, 코인 또는 가요성 지폐 중 적어도 하나의 형태인 디지털 통화의 유통을 위한 시스템.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 검증 디바이스는 휴대폰, 태블릿, 랩탑 및 데스크탑 컴퓨터를 포함하는 디지털 통화의 유통을 위한 시스템.
  17. POS(point of sale) 또는 서비스 거래 커머스에서 현금 등가물로서 디지털 통화의 유통을 위한 방법으로서, 상기 방법은,
    현금 등가 디바이스의 펀더(funder)의 초기화 디바이스로 현금 등가 디바이스를 초기화하는 단계로서, 여기서 NFC(near field communication), BLE(Bluetooth Low Energy), USB (Universal Serial Bus) 또는 원 와이어 프로토콜(One Wire Protocol) 중 적어도 하나를 통해 상기 현금 등가 디바이스의 전원을 켜는 것에 응답하여, 상기 현금 등가 디바이스는 1 회용 제 1 개인 키를 생성하고, 상기 제 1 개인 키를 상기 현금 등가 디바이스의 비 휘발성 보호 메모리에 저장하는, 상기 초기화하는 단계;
    상기 제 1 개인 키를 사용하여 상기 현금 등가 디바이스에서 암호 화폐 주소를 생성하는 단계;
    상기 암호 화폐 주소를 획득하기 위해 상기 초기화 디바이스를 이용하여 상기 현금 등가 디바이스에 쿼리하고, 상기 초기화 디바이스의 제 2 개인 키로 상기 암호 화폐 주소에 서명하는 단계; 및
    상기 디지털 화폐의 블록체인의 노드에서 서명된 상기 암호 화폐 주소에 자금을 조달하는 단계(funding)를 포함하는 디지털 통화의 유통을 위한 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    검증 디바이스로 상기 현금 등가 디바이스를 검증하는 단계를 더 포함하고, 상기 검증 단계는,
    상기 검증 디바이스에 의해 랜덤 메시지를 생성하고, 상기 랜덤 메시지를 상기 현금 등가 디바이스에 발송하는 단계;
    상기 현금 등가 디바이스에 의해 상기 수신된 랜덤 메시지에 알려진 메시지를 선행시키고(prepending) 상기 현금 등가 디바이스의 상기 제 1 개인 키로 결과 선행 메시지(prepended message)에 서명하는 단계;
    상기 현금 등가 디바이스에 의해 상기 서명된 선행 메시지를 상기 검증 디바이스에 발송하는 단계;
    상기 검증 디바이스에 의해 서명된 선행 메시지를 수신하고, 상기 서명된 선행 메시지가 상기 암호 화폐 주소와 일치하는지 그리고 상기 메시지가 정확하게 서명되었는지를 체크하는 단계;를 포함하고, 및
    성공적인 검증에 따라, 상기 검증 디바이스는 검증 확인을 디스플레이하고, 상기 검증 디바이스는 인터넷을 통해 상기 블록체인의 상기 암호 화폐 주소에 연결되어 상기 검증 디바이스 상에 디스플레이하기 위한 상기 암호 화폐 주소와 관련된 상기 디지털 통화 잔고를 획득하는 디지털 통화의 유통을 위한 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 현금 등가 디바이스에 대한 비우기 및 폐기 방법을 더 포함하고, 상기 비우기 및 폐기 방법은,
    제18항에 따라 상기 현금 등가 디바이스를 검증하는 단계를 포함하고, 성공적인 검증에 기초하여 상기 방법은,
    상기 암호 화폐 주소로부터 자금을 상기 검증 디바이스의 사용자에 의해 지정된 대안 주소로 이동시키는 상기 검증 디바이스에 의해 거래를 생성하는 단계;
    상기 거래를 상기 현금 등가 디바이스로 발송한 다음, 상기 거래에 서명하고 상기 거래에 이미 서명한 것을 레코딩하는 단계;
    상기 현금 등가 디바이스에 의해 상기 서명된 거래를 상기 검증 디바이스로 발송하는 단계;
    상기 서명된 거래를 상기 암호 화폐 주소로 발송함으로써 상기 검증 디바이스에 의해 서명된 거래를 전파하는 단계를 포함하는 디지털 통화의 유통을 위한 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 현금 등가 디바이스의 비우기 및 폐기의 검증을 더 포함하고, 상기 비우기 및 폐기의 검증 방법은,
    상기 검증 디바이스로부터 상기 현금 등가 디바이스로 챌린지 메시지(challenge message)를 발송하는 단계;
    상기 현금 등가 디바이스에 의해 수신된 상기 챌린지 메시지에 알려진 메시지를 선행시키고 상기 현금 등가 디바이스의 상기 제 1 개인 키로 결과 선행 메시지에 서명하는 단계;
    상기 현금 등가 디바이스가 상기 검증 디바이스에 이미 거래에 서명했다는 경고와 함께 상기 선행 메시지를 발송하는 단계;를 포함하고, 및
    상기 검증 디바이스는 상기 현금 등가 디바이스가 이제 비워졌음을 디스플레이하는 디지털 통화의 유통을 위한 방법.
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