WO2002089393A2

WO2002089393A2 - Verfahren zum sichern einer datenübertragung zwischen mehreren datenübertragungseinheiten sowie zugehörige komponenten

Info

Publication number: WO2002089393A2
Application number: PCT/DE2002/001194
Authority: WO
Inventors: Christine Hagn; Wernhard Markwitz
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2002-11-07
Also published as: WO2002089393A3; DE10120290A1

Abstract

Erläutert wird unter anderem ein Verfahren, bei dem von einem Endgerät (54) unter Verwendung eines geheimgehaltenen Schlüssels eine digitale Unterschrift (S(N3, EG)) zu mindestens einem Übertragungsdatum (N3) erzeugt wird. In einem Geldautomaten (62) wird die digitale Unterschrift (S(N3, EG)) geprüft. Bei positivem Prüfergebnis wird mit Hilfe eines geheimgehaltenen Bestätigungs-Schlüssels zu der ersten digitalen Unterschrift (S(N3, EG)) eine digitale Bestätigungs-Unterschrift erzeugt und an das Endgerät (54) mit einer Nachricht (N6) gesendet.

Description

Beschreibung

Verfahren zum Sichern einer Datenübertragung zwischen mehreren Datenübertragungseinheiten sowie zugehörige Komponenten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem von einer ersten Datenübertragungseinheit unter Verwendung eines ersten geheimgehaltenen Schlüssels eine erste digitale Unterschrift zu mindestens einem Übertragungsdatum erzeugt wird. Die erste digitale Unterschrift und das Übertragungsdatum werden zu einer zweiten Datenübertragungseinheit übertragen.

Digitale Unterschriftsverfahren lassen sich mit Hilfe von symmetrischen Verschlusselungs- bzw. Entschlüsselungsverfah- ren oder mit Hilfe von asymmetrischen Verschlusselungs- bzw. Entschlüsselungsverfahren ausführen. Bei dem asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren wird ein Schlüsselpaar eingesetzt, das einen geheimzuhaltenden privaten Schlüssel und einen sogenannten öffentlichen Schlüssel enthält, der an Dritte wei- tergegeben werden kann.

Im Zusammenhang mit der Vergabe und Pflege der Schlüsselpaare bei asymmetrischen Verfahren gibt es sogenannte Infrastrukturen für private Schlüssel, die auch als PKI (Public Key Infrastructure) bezeichnet werden. Solche Infrastrukturen sind beispielsweise im Standard X.509 der ITU-T (International Telecommunication Union - Telecommunication Sector) angegeben, insbesondere ab der Version 3 des Standards X.509. Ein dem Standard X.509 vergleichbarer Standard ist der Request for Comments 2459, Januar 1999, der IETF (Internet Engineering Task Force) .

Digitale Unterschriften werden bereits von einem breiten Anwenderkreis genutzt. Viele Anwender benutzen beispielsweise das Programm PGP (Pretty Good Privacy) . Die bisher bekannten Unterschriftsverfahren bieten bereits für viele Anwendungen einen ausreichenden Schutz, so dass die Akzeptanz der Verfahren in vielen Bereichen hoch ist, z.B. bei digitalen Geldgeschäften. Andererseits gibt es aber beim Auftreten von Unregelmäßigkeiten Beweisschwierigkeiten beim Nachweis der stattgefundenen Vorgänge.

Es ist Aufgabe der Erfindung, für die sichere Übertragung von digitalen Daten ein einfaches Verfahren anzugeben, das insbe- sondere Unregelmäßigkeiten vermeidet und dennoch auftretende Unregelmäßigkeiten eingrenzbar macht. Außerdem sollen für die Durchführung des Verfahrens ein Programm und eine Datenverarbeitungsanlage angegeben werden.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht von der Überlegung aus, dass die digitale Unterschrift eine Doppelfunktion hat. Zum Einen gewährleistet eine echte digitale Unterschrift, dass die unterschriebene Nachricht tatsächlich vom Besitzer des zum Erzeugen der digitalen Unterschrift erforderlichen privaten Schlüssels kommt. Zum Anderen kann der Empfänger bei ei- ner echten digitalen Unterschrift auch sicher sein, dass der Inhalt der Nachricht, d.h. die unterschriebenen Übertragungs- daten, nicht nachträglich nach dem Erzeugen der digitalen Unterschrift verändert worden sind. Aufgrund dieser Überlegung ist es also möglich, eine hohe Sicherheit für den Empfänger zu gewährleisten. Der Empfänger hat insbesondere die Möglichkeit, den Erhalt der Nachricht an Hand der digitalen Unterschrift nachzuweisen. Um auch für den Sender zu gewährleisten, dass seine Nachricht tatsächlich von dem Empfänger empfangen worden ist, mit dem er kommunizieren wollte, müssen zusätzliche Maßnahmen getroffen werden.

tungsunterschrift an eine dritte Datenübertragungseinheit gesendet .

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass an Hand des Über- tragungsdatums und der ersten digitalen Unterschrift auch in der dritten Datenübertragungseinheit die Richtigkeit des Ü- bertragungsdatums geprüft werden kann. Außerdem lässt sich der Ursprung des Übertragungsdatums ermitteln und nachweisen. Zusätzlich kann an Hand der Weiterleitungsunterschrift der Übertragungsabschnitt zwischen der zweiten Datenubertragungs- einheit und der dritten Datenübertragungseinheit gesichert werden. Die Weiterleitungsunterschrift ist außerdem eine doppelte Sicherung gegen Manipulationen auf dem zweiten Übertragungsabschnitt zusätzlich zu der ersten digitalen Unter- schrift. Insbesondere sind Manipulationen an der ersten digitalen Unterschrift durch die zu dieser Unterschrift erstellte Weiterleitungsunterschrift erschwert .

Durch den zweiten Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens er- geben sich für den Einsatz digitaler Unterschriften neue Anwendungsbereiche. Insbesondere wird es möglich, an Stelle von starren und damit teuren Standleitungen zu bestimmten Terminals öffentlich zugängliche Übertragungsnetze zu verwenden.

Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß zweitem Aspekt werden die erste digitale Unterschrift und die Weiterleitungsunterschrift geprüft. Abhängig vom Prüfer- gebnis werden weitere Datenübertragungen zugelassen oder gesperrt. Durch diese Maßnahme wird zunächst geprüft, ob auf dem gesamten Übertragungsweg von der ersten Datenübertragungseinheit bis zur dritten Datenübertragungseinheit Manipulationen ausgeschlossen werden können. Ist dies der Fall, so werden weitere Transaktionen zugelassen, z.B. das Ausführen eines Kaufs oder die Ausgabe von Geld aus einem Geldautoma- ten. Bei einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß zweitem Aspekt werden das Übertragungsdatum und die erste digitale Unterschrift in einer Datenbank gespeichert. Die Speicherung erfolgt dauerhaft, z.B. über mehrere Wochen oder mehrere Monate, um bei später auftretenden Streitfällen eine Nachweismöglichkeit zu haben. Durch das Einbeziehen dreier Datenübertragungseinheiten kann die dritte Datenübertragungseinheit als zentrale Datenübertragungseinheit genutzt werden. Beispielsweise gibt es in der dritten Datenübertragungseinheit eine zentrale Datenbank.

Bei einer nächsten Weiterbildung werden das erfindungsgemäße Verfahren gemäß erstem Aspekt und das erfindungsgemäße Verfahren gemäß zweitem Aspekt kombiniert . Somit werden bei der Einbeziehung von mehr als zwei Datenübertragungseinheiten auch digitale Bestätigungsunterschriften erzeugt. Es entsteht ein Datenübertragungsverfahren, das sehr sicher ist und das auch für alle beteiligten Datenübertragungseinheiten eine unbeschränkte Nachweismöglichkeit der ausgeführten Datenüber- tragungen gewährleistet.

Bei einer Weiterbildung der Kombination stimmt der Bestätigungsschlüssel mit dem Weiterleitungsschlüssel überein. Damit reduziert sich die Anzahl der zu verwaltenden Schlüssel.

Bei einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß zweitem Aspekt gehören die zweite Datenübertragungseinheit und die dritte Datenübertragungseinheit dem gleichen Betreiber. Bei Datenübertragungseinheiten des glei- chen Betreibers ist davon auszugehen, dass in den Datenübertragungseinheiten selbst keine unerwünschten Änderungen der Übertragungsdaten ausgeführt werden. Trotzdem wird mit Hilfe des Weiterleitungsschlüssels eine Weiterleitungsunterschrift erzeugt . Durch das Verwenden dieser Weiterleitungsunter- schrift lässt sich sichern, dass auch auf dem Übertragungsweg zwischen den Datenübertragungseinheiten des gleichen Betreibers keine Veränderungen der Übertragungsdaten ausgeführt werden. Die Sicherheit der Datenübertragung wird also weiter erhöht. Außerdem können öffentliche Datenübertragungsnetze bzw. Datenübertragungsnetze Dritter zwischen den Datenübertragungseinheiten desselben Betreibers eingesetzt werden.

Bei einer anderen Weiterbildung wird die digitale Unterschrift ohne Kenntnis des zum Erzeugen der Unterschrift verwendeten geheimgehaltenen Schlüssels unter Verwendung eines zu dem geheimgehaltenen Schlüssel gehörenden öffentlichen Schlüssels geprüft. Das bedeutet, dass die weitverbreiteten asymmetrischen Verschlusselungs- bzw. Entschlüsselungsverfahren eingesetzt werden, beispielsweise Verfahren gemäß RSA- Verfahren (Revist, Shamir und Adlemann) .

Bei einer anderen Weiterbildung wird die Prüfung der digitalen Unterschrift durch eine Datenübertragungseinheit ausgeführt, die über den zum Erzeugen der Unterschrift verwendeten geheimgehaltenen Schlüssel verfügt. In diesem Fall wird beispielsweise ein symmetrisches Verfahren eingesetzt, z.B. das DES-Verfahren (Data Encryption Standard) . Es werden aber bei dieser Weiterbildung auch asymmetrische Verschlüsselungsverfahren eingesetzt. Die Datenübertragungseinheit, in welcher das Prüfen der Unterschrift ausgeführt wird, ist beispielsweise eine Datenübertragungseinheit, der hohes Vertrauen von den an der Datenübertragung beteiligten Personen entgegengebracht wird.

Bei einer nächsten Weiterbildung wird die Bestätigungsunterschrift und/oder die Weiterleitungsunterschrift in der zwei- ten Datenübertragungseinheit erzeugt. Durch diese Maßnahme wird die Anzahl der beteiligten Datenübertragungseinheiten auf die unbedingt erforderliche Anzahl eingeschränkt.

Bei einer anderen Weiterbildung ist die zweite Datenübertra- gungseinheit Bestandteil eines Geldautomaten. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erreichte Sicherheit der Datenübertragung ist so hoch, dass es auch im Zusammenhang mit dem Ausgeben von Geld oder mit Geldgeschäften eingesetzt werden kann, z.B. bei Überweisungen. Insbesondere durch die mit den erfindungsgemäßen Verfahren verbundenen Nachweismδglichkeiten ist jede an der Geldausgabe beteiligte Seite vor Manipulatio- nen der anderen Seite geschützt .

Die Erfindung betrifft außerdem ein Programm mit einer Befehlsfolge, bei deren Ausführung durch einen Prozessor ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine seiner Weiterbildungen ausgeführt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Datenverarbeitungsanlage, die ein solches Programm enthält. Für das Programm und die Datenverarbeitungsanlage gelten damit die oben genannten technischen Wirkungen.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

Figur 1 eine Prinzipdarstellung eines asymmetrischen Unterschriftsverfahrens gemäß Stand der Technik,

Figur 2 eine Zertifizierungs-Infrastruktur für eine digitale Zertifikatskette,

Figur 3 Verfahrensschritte bei der Datenübertragung zwi- sehen einem Endgerät und einem Geldautomaten,

Figur 4 den Inhalt von Nachrichten des Endgerätes und des Geldautomaten, und

Figuren 5 und 6 Verfahrensschritte bei der Datenübertragung zwischen dem Geldautomaten und einem Bankrechner.

Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines asymmetrischen Unterschriftsverfahrens gemäß Stand der Technik. Bei diesem Verfahren werden ein privater Schlüssel D-T eines Teilnehmers T, wobei D für den Anfang des Worte Decryption (Entschlüsse- LO ω to t H H

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54. Auf der Chipkarte 52 sind auch die Zertifikate der übergeordneten Organisationen der Bank A gespeichert, d.h. die Zertifikate des Bankenvereins Deutschlands und der EU- Organisation. Die Zertifikate sind in einer Zertifikatskette 56 gespeichert, deren Aufbau unten an Hand der Figur 4 näher erläutert wird.

In Figur 2 ist eine dem Bankenverein Italiens angehörende Bank B berücksichtigt, siehe Pfeil 58. Die Bank B benutzt im Rahmen der Infrastruktur 30 einen Rechner 60. Die Bank B erhält vom Bankenverein Italiens öffentliche Schlüssel E-BankB, private Schlüssel D-BankB und Zertifikate über die öffentlichen Schlüssel E-BankB. Diese Schlüssel und Zertifikate werden in einer Speichereinheit des Rechners 60 gespeichert und von der Bank B verwendet. Beispielsweise erhalten Kunden der Bank B ähnliche Chipkarten 52 und 54 wie die Kunden der Bank A. Jedoch enthalten diese Chipkarten Zertifizierungsketten über den rechten in Figur 2 dargestellten Zertifizierungszweig.

Die Bank B benutzt einen Geldautomaten 62, in dem eine Zertifizierungskette 64 hinterlegt ist. Die Zertifizierungskette 64 enthält Zertifikate der Bank B, des Bankvereins Italiens und der EU-Organisation. Die Zertifizierungskette 64 wird un- ten an Hand der Figur 4 näher erläutert.

Der Kunde der Bank A kann mit Hilfe der Chipkarte 52 und mit Hilfe des Endgerätes 54 auch Geld an dem Geldautomaten 62 der Bank B in Italien erhalten, siehe Pfeil 66. Einige der dabei ausgeführten Vorgänge werden im Folgenden an Hand der Figur 3 erläutert .

Figur 3 zeigt Verfahrensschritte bei der Datenübertragung zwischen dem Endgerät 54 und dem Geldautomaten 62. Zu einem Zeitpunkt tO wird zwischen dem Endgerät 54 und dem Geldautomaten 62 eine Datenübertragungsverbindung 70 aufgebaut. Das Endgerät 54 meldet sich beim Geldautomaten 62 an und startet ein Identifizierverfahren, das auch als Challenge-Response- Verfahren bezeichnet wird. Zu einem folgenden Zeitpunkt tl sendet der Geldautomat 62 eine laufende Nummer Nr-GA und eine Zufallszahl Rl-GA an das Endgerät 54.

Nach dem Empfang dieser Daten erzeugt das Endgerät 54 eine Nachricht Nl zu einem Zeitpunkt t2. Die Nachricht Nl enthält eine vom Endgerät 54 erzeugte laufende Nummer Nr-EG, eine vom Endgerät 54 erzeugte Zufallszahl Rl-EG. Außerdem sind eine Prozessornummer HW-EG des im Endgerät 54 eingesetzten Prozessors, eine Software-Konfigurationsnummer SW-EG zur Beschreibung der Programmkomponenten im Endgerät 54, die zuvor empfangene laufende Nummer Nr-GA und die zuvor empfangene Zufallszahl Rl-GA sowie eine Unterschrift zu diesen Daten in der Nachricht Nl enthalten, auch die Zertifikatskette 56 wird übertragen. Der Aufbau der Nachricht Nl wird unten an Hand der Figur 4 näher erläutert . Der Geldautomat 62 prüft nach dem Empfang der Nachricht Nl die in dieser Nachricht Nl enthaltenen Angaben. Die dabei ausgeführten Prüfschritte richten sich zum einen auf die Prüfung der in der Nachricht Nl enthaltenen Zertifikate. Andererseits wird überprüft, ob die laufende Nummer Nr-GA und die Zufallszahl R-GA mit dem zuvor vom Geldautomaten 62 ausgesendeten Daten übereinstimmt. Werden bei der Prüfung keine Unregelmäßigkeiten entdeckt, so sendet der Geldautomat zu einem Zeitpunkt t3 eine Nachricht N2 , deren Aufbau unten an Hand der Figur 4 näher erläutert wird.

Die Nachricht N2 enthält unter anderem eine Prozessornummer HW-GA eines im Geldautomaten 62 eingesetzten Prozessors. Weiterhin enthält die Nachricht N2 eine Software- Konfigurationsnummer SW-GA zur Beschreibung der Software- Konfiguration im Geldautomaten 62. Der Geldautomat 62 sendet auch die laufende Nummer Nr-EG und die Zufallszahl Rl-EG bzw. eine Unterschrift zu diesen Daten an das Endgerät 54 zurück. Auch die Zertifikatskette 64 wird an das Endgerät übermittelt. Im Geldautomaten 62 oder im Bankrechner 60 werden au- ßerdem die Prozessornummer HW-EG und die Software-Konfigurationsnummer SW-EG zum Prüfen späterer Beanstandungen gespeichert.

Nach dem Empfang der Nachricht N2 führt das Endgerät 54 eine Prüfung der in der Nachricht N2 enthaltenen Angaben durch. Dabei werden unter anderem die Zertifikate überprüft . Außerdem wird geprüft, ob die Unterschrift zu der laufenden Nummer Nr-EG und zu der Zufallszahl Rl-EG die zum Zeitpunkt t2 ge- sendeten Angaben Nr-EG und Rl-EG bestätigt. Das Endgerät 54 vermerkt außerdem die Prozessornummer HW-GA und die Software- Konfigurationsnummer SW-GA für die Prüfung späterer Beanstandungen.

Durch den Austausch der Nachrichten Nl und N2 und die ausgeführten Prüfschritte wird sichergestellt, dass ein von der Bank A ausgegebenes Endgerät 54 und ein Geldautomat 62 der Bank B an den Transaktionen beteiligt sind. Zu einem Zeitpunkt t4 sendet das Endgerät 54 Daten mit einer Anforderung für eine Überweisung in einer Nachricht N3 an den Geldautomaten 62. Die Nachricht N3 enthält beispielsweise den auszuzahlenden Geldbetrag B, das aktuelle Datum D, die aktuelle Uhrzeit t, den Ort 0, eine um den Wert Eins erhöhte laufende Nummer Nr-EG und eine Zufallszahl R2-EG. Diese Daten sind mit dem privaten Schlüssel D-EG des Endgerätes 54 unterschrieben.

Der Geldautomat 62 prüft die in der Nachricht N3 enthaltenen Angaben und veranlasst die Auszahlung des Geldbetrages bei positivem Prüfergebnis, siehe durch Punkte angedeutete weite- re Verfahrensschritte 72. Die Verfahrensschritte 72 werden unten an Hand der Figuren 5 und 6 näher erläutert.

Figur 4 zeigt den Inhalt der Nachrichten Nl und N2. Die Nachricht Nl enthält einen Datenteil 80 und die Zertifikatskette 56. Der Datenteil 80 enthält in unverschlüsselter Form die laufende Nummer Nr-EG, die vom Endgerät 54 erzeugte Zufallszahl Rl-EG, die Prozessornummer HW-EG des im Endgerät 54 ent- LO LO t to H H

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des öffentlichen Schlüssels E-BankB der Bank B. Ein weiteres Zertifikat 110 der Zertifikatskette 64 wurde von der EU- Organisation ausgestellt und zertifiziert die Echtheit des öffentlichen Schlüssels E-DVIT des Bankenvereins Italiens.

Im Endgerät 54 ist der öffentliche Schlüssel E-EU der europäischen Organisation gespeichert. Mit Hilfe dieses öffentlichen Schlüssels E-EU überprüft das Endgerät 54 das Zertifikat 110. Die Echtheit des öffentlichen Schlüssels E-BVIT wird festgestellt. Anschließend prüft das Endgerät 54 mit dem öffentlichen Schlüssel E-BVIT die Echtheit des Zertifikats 108. Es sei angenommen, dass auch hier Echtheit festgestellt wird. Damit ist der öffentliche Schlüssel E-BankB der Bank B vertrauenswürdig. Mit Hilfe des öffentlichen Schlüssels E-BankB wird anschließend im Endgerät 54 die Echtheit des Zertifikats 106 geprüft. Dabei wird festgestellt, dass der öffentliche Schlüssel E-GA des Geldautomaten 62 vertrauenswürdig ist. In einem nächsten Schritt wird der öffentliche Schlüssel E-GA zur Prüfung der Unterschrift 104 eingesetzt. Wird die Echt- heit der Unterschrift 104 festgestellt, so werden die oben an

Hand der Figur 34 erläuterten Verfahrensschritte weiter ausgeführt .

Findet das Endgerät 54 bei seiner Prüfung der Zertifikatkette 64 oder des Datenteils 100 Unregelmäßigkeiten, so wird die Kommunikation mit dem Geldautomaten 62 abgebrochen.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden in der Nachricht Nl und/oder in der Nachricht N2 zum Unterschreiben der endge- rätspezifischen Daten HW-EG, SW-EG bzw. HW-GA und SW-GA separate Schlüssel eingesetzt. In diesem Fall sind in den Nachrichten Nl bzw. N2 jeweils zwei Zertifikatketten gespeichert.

Im unteren Teil der Figur 4 ist die Nachricht N3 dargestellt . Die Nachricht N3 enthält einen Wert für den auszuzahlenden

Betrag B, einen Wert für das aktuelle Datum D, einen Wert für die aktuelle Uhrzeit t und einen Wert zur Angabe des Ortes O, LO LO to to F¹ F¹

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Außerdem prüft der Bankrechner 60, ob von dem Konto des Benutzers des Endgerätes 54 der Betrag B abgebucht werden kann. Es sei angenommen, dass das Konto gedeckt ist.

Zu einem Zeitpunkt t6 erzeugt der Bankrechner 60 eine Nachricht N5. Die Nachricht N5 enthält ein Bestätigungskennzeichen ACKZ, mit dem der Bankrechner 60 die Auszahlung des Geldes veranlasst. Außerdem enthält die Nachricht N5 eine laufende Nummer Nr-Z für die vom Bankrechner 60 ausgeführten Da- tenübertragungen. Mit Hilfe der laufenden Nummer lassen sich die Datenübertragungen protokollieren und leichter wieder auffinden. Eine Zufallszahl R-Z in der Nachricht N5 dient zur Durchführung des Challenge-Response-Verfahrens zwischen Bankrechner 60 und Geldautomat 62. Weiterhin enthält die Nach- rieht N5 die vom Geldautomaten 62 erzeugte Unterschrift S(N4, GA) für die Nachricht N4. Zur Zuordnung der Nachricht N5 im Geldautomaten 62 wird auch die um den Wert Eins erhöhte laufende Nummer Nr-GA+1 mit der Nachricht N5 übertragen. Außerdem wird über sämtliche in der Nachricht N5 enthaltenen Anga- ben und über die vom Geldautomaten 62 übermittelte Zufallszahl R2-GA eine digitale Unterschrift durch den Bankrechner 60 erzeugt. Dabei verwendet der Bankrechner 60 seinen privaten Schlüssel D-BankB.

Beim Empfang der Nachricht N5 im Geldautomaten 62 wird die Unterschrift des Bankrechners 60 mit Hilfe des öffentlichen Schlüssels E-BankB geprüft. Außerdem wird geprüft, ob bei dem Erzeugen der Unterschrift auch die Zufallszahl R2-GA berücksichtigt worden ist. An Hand der Unterschrift S(N4, GA) kann der Geldautomat 62 feststellen, dass die Nachricht N5 tatsächlich vom Bankrechner 60 kommt und dass die Nachricht N4 unverändert am Bankrechner 60 angekommen ist.

Die in der Nachricht N5 enthaltenen Angaben ACKZ, Nr-Z und R- Z werden in einer Nachricht N6 zu einem Zeitpunkt t7 vom

Geldautomaten 62 an das Endgerät 54 weitergeleitet. Außerdem werden mit der Nachricht N6 zur Zuordnung dieser Nachricht im Endgerät 54 die um Eins erhöhte laufende Endgerätenummer Nr- EG+1 übertragen. Die Nachricht N6 enthält außerdem die mit der Nachricht N3 empfangene Unterschrift S(N3, EG). Sämtliche in der Nachricht N6 enthaltene Angaben werden vom Geldautoma- ten 62 unterschrieben.

Im Endgerät 54 wird die Unterschrift des Geldautomaten 62 nach dem Empfang der Nachricht N6 geprüft. Aufgrund des Bestätigungskennzeichens ACKZ wird vom Endgerät 54 ein Bestäti- gungskennzeichen ACKEG erzeugt. Das Bestätigungskennzeichen ACKEG wird zu einem Zeitpunkt t8 mit einer Nachricht N7 an den Geldautomaten 62 übermittelt. Die Nachricht N7 enthält die um den Wert Zwei erhöhte laufende Nummer Nr-EG+2 des Endgerätes 54. Weiterhin wird eine dritte Zufallszahl R3-EG in der Nachricht N7 übertragen. Die Angaben Nr-Z und R-Z werden ebenfalls in die Nachricht N7 aufgenommen. Auch enthält die Nachricht N7 die zum Zeitpunkt tl übermittelte laufende Nummer Nr-GA des Geldautomaten 62. Alle in der Nachricht N7 enthaltenen Angaben werden mit einer Unterschrift S(N7, EG) vom Endgerät 54 unterschrieben. Die in der Nachricht N6 enthaltenen Angaben werden im Endgerät 54 für spätere Beweiszwecke gespeichert .

Nach dem Empfang der Nachricht N7 im Geldautomaten 62 wird die Unterschrift S(N7, EG) mit Hilfe des öffentlichen Schlüssels E-EG des Endgerätes 54 überprüft. Aufgrund des Bestätigungskennzeichens ACKEG wird die Geldausgabe veranlasst, beispielsweise durch das Öffnen einer Klappe oder durch das Ausgeben des Geldes an einem Ausgabeschlitz.

Zu einem Zeitpunkt t9 erzeugt der Geldautomat 62 eine Nachricht N8, die folgende Angaben enthält:

Ein Bestätigungskennzeichen ACKGA des Geldautomaten 62, dass die Geldausgabe erfolgt ist, die um den Wert Zwei erhöhter laufende Nummer Nr-GA+2 für Vorgänge im Geldautomat 62 ,

eine Zufallszahl R2-GA, die durch den Geldautomaten 62 erzeugt worden ist,

die in der Nachricht N7 enthaltene Unterschrift S(N7, EG) des Endgerätes 54,

- die laufende Nummer Nr-Z, die ursprünglich vom Bankrechner 60 erzeugt worden ist, und

die Zufallszahl R-Z, die ebenfalls ursprünglich vom Bankrechner 60 erzeugt worden ist.

Sämtliche in der Nachricht N8 enthaltenen Daten sind wiederum vom Geldautomaten 62 mit Hilfe von dessen privatem Schlüssel D-GA unterschrieben worden.

Nach dem Empfang der Nachricht N8 wird die Unterschrift des

Geldautomaten 62 geprüft. Anschließend werden die in der Nachricht N8 enthaltenen Daten in der Datenbank für spätere Beweiszwecke gespeichert.

Soll der Vorgang der Geldausgabe abgebrochen werden, so werden an Stelle der Bestätigungskennzeichen ACKZ, ACKEG bzw. ACKGA Ablehnungskennzeichen eingesetzt. Dadurch hat jede Seite die Möglichkeit, die Geldabgabe noch rechtzeitig zu verhindern. Durch die Unterschriften wird der Abbruch von mehre- ren Seiten für spätere Nachweiszwecke festgehalten.

Bei anderen Ausführungsbeispielen werden zwischen dem Endgerät 54 und dem Geldautomaten 62 keine laufenden Nummern zur Bezeichnung interner Vorgänge im Endgerät 54 bzw. im Geldau- tomat 62 ausgetauscht, da gegebenenfalls jeweils nur eine

Transaktion ausgeführt wird und somit die Zuordnung der Nachrichten zu dieser Transaktion problemlos möglich ist. Aus dem gleichen Grund werden bei einem anderen Ausführungsbeispiel auch vom Geldautomaten 62 zum Bankrechner 60 keine laufenden Nummern zur Bezeichnung interner Vorgänge im Geldautomat 62 übertragen.

Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, die Unterschrift S(N3, EG) zu dem Gerät zurückzuübertragen, durch das es erzeugt worden ist, wenn die Unterschrift dort gespeichert wird.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden an Stelle der Prozessornummern HW-EG, HW-GA und der Software-Konfigurationsnummern SW-EG bzw. SW-GA andere Mechanismen eingesetzt, um einen Missbrauch zu verhindern.

Bei anderen Ausführungsbeispielen werden Datenübertragungen zwischen dem Endgerät 54 und anderen Einrichtungen ausgeführt, z.B. zur Authentisierung:

- mit einem Rechner zum Steuern einer industriellen Anlage, z.B. eines Kraftwerks,

- mit einer Empfangseinheit, die das Öffnen eines Fahrzeugs oder das Starten eines Fahrzeuges steuert,

- mit einer Empfangseinheit, die ein elektronisches Schloss steuert, oder - mit einer Empfangseinheit, die Bestandteil eines Anwesen- heits-Zeiterfassungssystems ist.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen werden Bezahlfunktionen durchgeführt. Kreditkarten oder Geldkarten sind nicht mehr erforderlich beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Sichern einer Datenübertragung,

bei dem von einer ersten Datenübertragungseinheit (54) unter Verwendung eines ersten geheimgehaltenen Schlüssels (D-EG) eine erste digitale Unterschrift (S(N3, EG)) zu mindestens einem Übertragungsdatum (N3) erzeugt wird,

bei dem die erste digitale Unterschrift (S(N3, EG)) und das Übertragungsdatum (N3) zu einer zweiten Datenübertragungseinheit (62) übertragen werden,

bei dem die erste digitale Unterschrift (S(N3, EG)) geprüft wird,

bei dem nach dem Feststellen der Echtheit der ersten digitalen Unterschrift (S(N3, EG)) unter Verwendung eines geheimgehaltenen Bestätigungs-Schlüssels (D-GA) zu der ersten digita- len Unterschrift (S(N3, EG) eine digitale Bestätigungs- Unterschrift erzeugt wird,

und bei dem die digitale Bestätigungs-Unterschrift an die erste Datenübertragungseinheit (54) übertragen wird (N6) .

2. Verfahren zum Sichern einer Datenübertragung,

bei dem die erste digitale Unterschrift (S(N3, EG)) und das Übertragungsdatum (N3) zu einer zweiten Datenübertragungsein- heit (62) übertragen werden, bei dem unter Verwendung eines geheimgehaltenen Weiterlei- tungs-Schlüssels (D-GA) zu der ersten digitalen Unterschrift (S(N3, EG)) eine digitale Weiterleitungs-Unterschrift (S(N4, GA) ) erzeugt wird,

und bei dem das Übertragungsdatum (N3) , die erste digitale Unterschrift (S(N3, EG)) und die digitale Weiterleitungsunterschrift (S(N4, GA) ) an eine dritte Datenübertragungseinheit (60) gesendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die erste digitale Unterschrift (S(N3, EG)) und die digitale Weiterleitungs-Unterschrift (S(N4, GA) ) geprüft werden,

und dass abhängig vom Prüfergebnis weitere Datenübertragungen und/oder weitere Vorgänge zugelassen oder gesperrt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge- kennzeichnet , dass das Übertragungsdatum (N3) und die erste digitale Unterschrift (S(N3, EG)) in einer Datenbank gespeichert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass die erste digitale Unterschrift (S(N3, EG)) geprüft wird,

dass nach dem Feststellen der Echtheit der ersten digitalen Unterschrift (S(N3, EG)) unter Verwendung eines geheimgehal- tenen Bestätigungs-Schlüssels (D-GA) zu der ersten digitalen Unterschrift (S(N3, EG)) eine digitale Bestätigungs- Unterschrift erzeugt wird,

und dass die digitale Bestätigungs-Unterschrift an die erste Datenübertragungseinheit (54) übertragen wird (N6) .

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass der Bestätigungs-Schlüssel (D-GA) mit dem Weiterleitungs-Schlüssel (D-GA) übereinstimmt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass die zweite Datenubertragungs- einheit (62) und die dritte Datenübertragungseinheit (60) dem gleichen Betreiber gehören.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die digitale Unterschrift (S(N3, EG), S(N4, GA) ) ohne Kenntnis des zum Erzeugen der Unterschrift (S(N3, EG), S(N4, GA) ) verwendeten geheimgehaltenen Schlüssels (D-EG, D-GA) unter Verwendung eines zu dem geheimgehaltenen Schlüssel (D-EG, D-GA) gehörenden öffentlichen Schlüssels (E-EG, E-GA) geprüft wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , dass die Prüfung der digitalen Un- terschrift (S(N3, EG), S(N4, GA) ) durch eine Datenübertragungseinheit ausgeführt wird, die über den zum Erzeugen der Unterschrift verwendeten geheimgehaltenen Schlüssel (D-EG, D- GA) verfügt .

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet , dass die Bestätigungs- Unterschrift (N6) und/oder die Weiterleitungs-Unterschrift (S(N4, GA) ) in der zweiten Datenübertragungseinheit (62) erzeugt werden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die zweite Datenübertragungseinheit (62) Bestandteil eines Geldautomaten ist.

12. Programm mit einer Befehlsfolge, bei deren Ausführung durch einen Prozessor die Verfahrensschritte nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt werden.

13. Datenverarbeitungsanlage (62) , insbesondere Geldautomat, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein Programm nach Anspruch 12.