DE19505848A1 - electronic charging system for goods or services - Google Patents

Abstract

The electronic charging system uses a charge card incorporating a memory loaded with a preset credit which can be used to pay for goods and services, with corresponding cancellation of the corresponding credit, upon insertion of the credit card in a card reader. The latter is coupled via an interface with a secure application module allowing connection to a central point via a further interface and a communication channel which are protected against unauthorised access.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein bargeldloses Zahlungssystem.The invention relates to a cashless payment system.

Es sind bargeldlose Zahlungssysteme bekannt, die schlagwortartig als Sy­steme der elektronischen Geldbörse bezeichnet werden können. Eine solche "elektronische Geldbörse" ist ein Datenträger mit einem elektronischen Speicher, dessen Inhalt repräsentativ ist für einen beim Erwerb des Datenträgers oder bei einer Neuaufladung des Speichers entrichteten oder von einem Geldinstitut kreditierten Geldbetrag. Anstatt mit Bargeld eine Ware oder Dienstleistung zu bezahlen, wird der Datenträger einem Le­segerät präsentiert, das einen für die Ware oder Dienstleistung geschul­deten Betrag dadurch "kassiert", daß der Inhalt des Speichers entspre­chend dekrementiert wird. Ein weit verbreiteter Datenträger ist eine Kunststoffkarte mit einem Speicher entweder in Form eines Magnetstreifens oder eines optisch lesbaren Codes oder in Form eines Speicher- oder Prozessorchips. Insofern soll der Begriff "elektronische Geldbörse" auch solche mit Speichern umfassen, bei denen der Datenaustausch elektromagnetisch oder elektrooptisch erfolgt.Cashless payment systems are known which are known as Syelectronic wallet systems. Such"Electronic wallet" is a data carrier with an electronic oneMemory, the content of which is representative of one when purchasing theData carrier or when reloading the memory oramount of money credited by a financial institution. Instead of cash oneTo pay for goods or services, the data carrier is a Lesegerät presents that the one trained for the goods or service"collected" that amount by corresponding to the contents of the memoryis decremented accordingly. A widespread disk is onePlastic card with a memory either in the form of a magnetic stripor an optically readable code or in the form of a memory orProcessor chips. In this respect, the term "electronic wallet" should alsoinclude those with memories where the data exchangedone electromagnetically or electro-optically. 

Ein Anbieter von Waren oder Dienstleistungen kann sich bei einem solchen System die bekannten Vorteile der bargeldlosen Zahlung zunutze machen, ohne das Risiko eingehen zu müssen, daß ein etwa entgegengenommener Scheck nicht gedeckt oder eine Kreditkarte gefälscht ist, da ja in jedem Fall der abgespeicherte Betrag vorausbezahlt oder vorauskreditiert ist, die Identität des Inhabers der elektronischen Geldbörse also belanglos ist.A provider of goods or services can sign up for oneSystem to take advantage of the known benefits of cashless payments,without having to take the risk that someone who has been acceptedCheck is not covered or a credit card is forged, since yes in everyoneIf the amount saved is prepaid or prepaid,the identity of the owner of the electronic wallet is irrelevantis.

Oft werden solche elektronischen Geldbörsen für die Entrichtung kleinerer Beträge verwendet, etwa an Warenautomaten, Fahrkartenautomaten, öffentli­chen Telefonzellen, in Parkhäusern und so weiter.Such electronic wallets for paying are often smallerAmounts used, such as at vending machines, ticket machines, publicChen phone booths, in parking garages and so on.

Im einfachsten Fall gehören die Anbieter der Datenträger (oder der Auf­ladung von deren Speicher) und die Anbieter der Waren oder Dienstleistun­gen zu ein- und derselben Institution, und es wird in jedem Falle mit Bar­geld vorausgezahlt - insoweit ist der Begriff "bargeldloses Zahlungs­system" nur teilweise zutreffend -; ein bekanntes Beispiel sind Telefon­karten, die bei der Telefongesellschaft erworben werden und auch bei de­ren öffentlich zugänglichen Telefonapparaten "abtelefoniert" werden. Ein anderes Beispiel ist der Betrieb eines Parkhauses, bei dem der Benutzer eine bestimmte Parkdauer bei dem Betreiber vorausbezahlt und dann "ab­parkt".In the simplest case, the providers of the data carriers belong (or the Aufload from their storage) and the providers of the goods or servicesto one and the same institution, and it will always be with a barprepaid money - so far is the term "cashless paymentsystem "only partially applicable - a well-known example is telephonecards that are purchased from the telephone company and also from deren publicly accessible telephones are "telephoned". OnAnother example is the operation of a parking garage where the userprepaid a certain parking period at the operator and then "abparks ".

Generell jedoch umfaßt ein solches System mehrere Beteiligte:In general, however, such a system includes several participants:

• - den vorauszahlenden Kunden,- prepaid customers,
• - die Institution, an die er die Vorauszahlung leistet,- the institution to which the advance payment is made,
• - den Anbieter von Waren oder Dienstleistungen, der bargeldlos, nämlich aus der "elektronischen Geldbörse", bezahlt wird.- the provider of goods or services who is cashless,namely from the "electronic wallet".

Wenn der Kunde, anstatt bar vorauszuzahlen, ein Konto bei einer Bank be­lasten möchte, muß der Speicher seines Datenträgers zusätzlich zum Kre­ditrahmen auch Daten bezüglich des Kontos und der bezogenen Bank enthal­ten, und die betreffende Bank ist in das System ebenfalls involviert.If, instead of prepaying cash, the customer opens an account with a bankwant to load, the memory of his disk in addition to KreThis also includes data regarding the account and the bank usedten, and the bank in question is also involved in the system.

Da es meist mehrere, oft sogar viele voneinander unabhängige Waren- und Dienstleistungsanbieter geben wird, deren Einnahmen unterschiedlichen Konten bei meist unterschiedlichen Banken gutzuschreiben sind, ist noch eine "Clearingstelle" erforderlich, die hier und im folgenden als System­betreiber mit einer Systemzentrale bezeichnet werden soll. Dieser System­betreiber erledigt entsprechende Dienstleistungen auch für die Vorauszah­lungsinstitutionen und eventuell involvierte Banken oder sonstigen Kre­ditinstitute.Since there are usually several, often even many independent goods andService providers will give different revenue Accounts with mostly different banks are still to be crediteda "clearing house" is required, here and below as a systemoperator should be designated with a system center. This systemOperator also provides corresponding services for prepaymentinstitutions and any banks or other bodies involvedinstitutes.

Natürlich muß dafür gesorgt werden, daß ein solches System ein hohes Maß an Sicherheit aufweist, und zwar sowohl hinsichtlich des Betriebsablaufs als auch hinsichtlich der Manipulierbarkeit. So muß beispielsweise über­prüft werden, ob ein Datenträger einerseits, ein Lesegerät andererseits zum selben System gehören, bevor überhaupt der eigentliche Datenaustausch beginnt.Of course, care must be taken to ensure that such a system has a high levelsecurity, both with regard to the operational sequenceas well as in terms of manipulability. For example, overbe checked whether a data carrier on the one hand, a reader on the otherbelong to the same system before the actual data exchangebegins.

Das Europäische Institut für Normung erarbeitet derzeit einen Sicher­heitsstandard für solche Systeme, dessen Kernstück ein Sicherheitsmodul ist, der als "Secure Application Module (SAM)" bezeichnet wird und sowohl bei den teilnehmenden Anbietern von Waren und Dienstleistungen als auch bei den Verkäufern der Datenträger wie auch schließlich beim Systembe­treiber verfügbar ist. Dieser Sicherheitsmodul ist für diese drei Typen von Teilnehmern etwas unterschiedlich und enthält einen oder mehrere Mikroprozessoren, der bzw. die bei den Waren- und Dienstleistungsanbie­tern über eine erste Schnittstelle mit dem Lesegerät für den Speicher des Datenträgers verbunden ist bzw. sind und über eine zweite Schnittstelle mit einer eigenen Vorrichtung dieses Anbieters, etwa einem Warenautomat, einer Registrierkasse, einer Fahrschein- oder Parkscheinausgabe. Entspre­chendes gilt für die Sicherheitsmodule bei den anderen beiden Teilnehmer­typen.The European Institute for Standardization is currently developing a safety systemsecurity standard for such systems, the core of which is a security modulewhich is referred to as the "Secure Application Module (SAM)" and bothat participating providers of goods and services as wellwith the vendors of the data media and finally with the systemdriver is available. This security module is for these three typesslightly different from participants and contains one or moreMicroprocessors, which in the goods and servicestern via a first interface with the reader for the memory of theData carrier is or are connected and via a second interfacewith its own device from this provider, such as a vending machine,a cash register, a ticket or parking ticket issue. CorrespondThe same applies to the security modules for the other two participantstypes.

Bekannt ist mithin, wie im Oberbegriff des Patentanspruchs l angegeben, ein bargeldloses Zahlungssystem, bei dem teilnehmende Anbieter von Waren oder Dienstleistungen über einen Sicherheitsmodul verfügen, der über eine erste Schnittstelle mit einem Lesegerät verbunden ist, mittels dem ein als Ausweis für Vorauszahlungen dienender und mit einem elektronischen, den vorausgezahlten Betrag repräsentierenden Speicher versehener Daten­träger abfragbar und belastbar ist, und der über eine zweite Schnitt­ stelle mit einer anbieterseitigen Vorrichtung verbunden ist. In dem Si­cherheitsmodul eines solchen Anbieters werden die Daten der innerhalb eines gewissen Zeitintervalls getätigten Transaktionen gespeichert, die dem Systembetreiber zur Kenntnis gebracht werden müssen, damit der Sal­denausgleich erfolgen kann. Solche Daten definieren zumindest die Summe der Einnahmen; im allgemeinen aber sind noch viel mehr Daten erforder­lich, beispielsweise solche von zu belastenden Bankkonten.It is therefore known, as stated in the preamble of claim 1,a cashless payment system where participating suppliers of goodsor services have a security module that has afirst interface is connected to a reader by means of which aas identification for advance payments and with an electronic,stored data representing the prepaid amountwearer can be queried and resilient, and that with a second cut is connected to a provider-side device. In the Sisecurity module of such a provider, the data withintransactions made at a certain time interval, themust be brought to the attention of the system operator so that Salcompensation can take place. Such data at least define the sumof revenue; but in general much more data is requiredLich, for example, those of bank accounts to be debited.

Entsprechendes gilt natürlich auch für die Verkäufer der Datenträger oder die Nachladestationen.The same applies of course to the seller of the data carriersor the reloading stations.

Für die Mitteilung solcher Daten an den Systembetreiber kann man den Si­cherheitsmodul herausnehmen und zum Systembetreiber transportieren, wo er ausgelesen wird; damit das System betriebsbereit bleibt, wird der entnom­mene Sicherheitsmodul durch einen anderen ersetzt. Eine weitere Möglich­keit besteht darin, mittels eines speziellen Datenträgers - einer soge­nannten collecting card - den Sicherheitsmodul auszulesen und diesen speziellen Datenträger dann beim Systembetreiber auszuwerten. Solange der Teilnehmerkreis überschaubar bleibt, sind diese Sammelvorgänge noch mit vertretbarem Aufwand, insbesondere auf der Personalseite, ausführbar; es besteht jedoch der Nachteil, daß die Sammelintervalle relativ lang sein werden und damit die Transaktionen mit entsprechender Verzögerung beim Systembetreiber verrechnet werden.For the communication of such data to the system operator, the SiRemove the security module and transport it to the system operator, where heis read out; To ensure that the system remains operational, the ENTOMmene security module replaced by another. Another possibilityspeed consists of using a special data medium - a so-calledcalled collecting card - to read the security module and thisthen evaluate the special data carrier at the system operator. As long as theGroup of participants remains manageable, these collection processes are still includedreasonable effort, especially on the personnel side, feasible; itthere is the disadvantage, however, that the collection intervals are relatively longand thus the transactions with a corresponding delay inSystem operators are charged.

Natürlich könnte man es auch dem einzelnen Teilnehmer überlassen, seinen Sicherheitsmodul selbst auszulesen und die ausgelesenen Daten dem System­betreiber beispielsweise über ein Modem und eine Telefonleitung zu über­mitteln. Dies würde aber mit der geforderten Betriebssicherheit eines solchen Systems kollidieren, da die Daten manipulierbar wären.Of course, you could also leave it to the individual participant, hisRead the security module yourself and the read data to the systemoperator, for example, via a modem and a telephone lineaverage. This would, however, with the required operational safetysuch a system collide because the data could be manipulated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein bargeldloses Zahlungs­system mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs i genannten Merkmalen zu schaffen, das besonders für einen großen Kreis unterschiedlicher Teil­nehmer geeignet ist.The object of the present invention is to make a cashless paymentsystem with the features mentioned in the preamble of claim ito create that especially for a large circle of different partis suitable. 

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Sicherheitsmodul der Anbieter von Waren und Dienstleistungen (und vorzugsweise auch der der Anbieter von Datenträgern oder deren Wiederaufladung) über eine dritte Schnittstelle und einen Kommunikationskanal mit der Systemzentrale verbindbar ist.According to the invention it is proposed that the security moduleProvider of goods and services (and preferably also that ofProviders of data media or their recharge) via a third partyInterface and a communication channel with the system centeris connectable.

Auf diese Weise wird ermöglicht, daß ohne oder mit nur sehr geringem Personaleinsatz ein Datenaustausch zwischen der Systemzentrale und den Teilnehmern zu beliebigen Zeitpunkten erfolgen kann. So können zumindest die Sammelabrechnungen erfolgen, ohne daß irgendein Gegenstand zwischen Teilnehmer und Systembetreiber hin- und hertransportiert werden muß. Es können aber auch Daten von dem Systembetreiber zum Teilnehmer übertragen werden, beispielsweise eine Aufforderung abzurechnen und dergleichen. Ebenso können Überwachungsvorgänge über diese dritte Schnittstelle und den Kommunikationskanal vorgenommen werden.In this way it is possible that without or with very littlePersonnel deployment a data exchange between the system center and theParticipants can take place at any time. At least sothe collective accounts are made without any object betweenParticipants and system operators must be transported back and forth. Itcan also transfer data from the system operator to the subscriberare, for example, to settle a request and the like.Monitoring operations can also be carried out via this third interfacethe communication channel.

Aus Sicherheitsgründen ist es zweckmäßig, wenn die dritten Schnittstellen und ihre Kommunikationskanäle gegen unbefugten Zugriff geschützt sind; dadurch unterscheidet sich das System gemäß der Erfindung vorteilhaft von solchen, bei denen der Teilnehmer selbst von ihm ausgelesene Daten über einen vorhandenen Kommunikationskanal an die Systemzentrale meldet.For security reasons, it is useful if the third interfacesand their communication channels are protected against unauthorized access;this advantageously differentiates the system according to the invention fromthose in which the participant himself has read data about himreports an existing communication channel to the system center.

Dieser Schutz vor Zugriff kann im Falle der Schnittstelle darin bestehen, daß sie oder der gesamte Sicherheitsmodul verplombt wird, wobei dieser Begriff im weitesten Sinne zu verstehen ist. Beispielsweise kann der Si­cherheitsmodul in eine eine Vergußmasse eingebettet sein, bei deren Auf­brechen der Modul zerstört wird.In the case of the interface, this protection against access can consist ofthat it or the entire security module is sealed, thisThe term is to be understood in the broadest sense. For example, the Sisecurity module to be embedded in a potting compound when it is openedbreak the module is destroyed.

Als Kommunikationskanal können drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen in Frage kommen. Beide können prinzipiell von Unbefugten angezapft werden. Der Schutz vor Zugriff erfolgt dann dadurch, daß die zu übertragenden Daten verschlüsselt werden; es ist deshalb zweckmäßig, wenn jedem Sicher­heitsmodul eine Kodier-/Dekodiereinheit zugeordnet wird, über die die Verschlüsselung und Entschlüsselung erfolgt. Es versteht sich, daß im Rahmen des Datenaustauschs zwischen Systembetreiber und Teilnehmer auch solche Verschlüsselungskodes vorgegeben und/oder geändert werden können.Wired or wireless connections can be used as the communication channelcome into question. In principle, both can be tapped by unauthorized persons.Protection against access is then achieved by the fact that the data to be transmittedData is encrypted; it is therefore expedient if everyone is safeunit is assigned a coding / decoding unit via which theEncryption and decryption takes place. It is understood that inAs part of the data exchange between system operators and participantssuch encryption codes can be specified and / or changed. 

Die Kommunikationsverbindung zwischen dem Systembetreiber und den einzel­nen Teilnehmern braucht nicht permanent zu bestehen. Es ist vielmehr zweckmäßig, daß der Systembetreiber im Zeitmultiplex und nur bei Bedarf mit den einzelnen Teilnehmern kommuniziert. Das bargeldlose Zahlungs­system gemäß der Erfindung tangiert nämlich nicht die prinzipiell dezen­trale Organisationsstruktur, bei der der Zahlungsverkehr zwischen Kunden und Teilnehmern grundsätzlich ohne Einbeziehung des Systembetreibers abgewickelt wird und nicht jeder einzelne Zahlungsvorgang beim System­betreiber und/oder beteiligten Kreditinstituten zu verbuchen ist, sondern Sammelabrechnungen erstellt werden.The communication link between the system operator and the individualparticipants do not have to be permanent. It is much moreexpedient that the system operator in the time division multiplex and only when neededcommunicated with the individual participants. The cashless paymentThe system according to the invention does not affect the decades in principleCentral organizational structure in which payments between customersand participants without the involvement of the system operatoris processed and not every single payment transaction in the systemoperator and / or credit institutions involved, butCollective accounts are created.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die Sicherheitsmodule so aus­gebildet, daß sie (nur) von der Systemzentrale aus aktivierbar und/oder deaktivierbar sind. Die Sicherheitsmodule können dann im Handel frei an jedermann abgegeben werden, sind jedoch erst dann verwendbar, wenn ein potentieller Teilnehmer sich mit dem Systembetreiber in Verbindung ge­setzt und von diesem in das Teilnehmerverzeichnis aufgenommen worden ist.In a further development of the invention, the security modules are made in this wayformed that they (only) from the system center can be activated and / orcan be deactivated. The security modules can then be freely available in storesAnyone can be given, but can only be used when apotential participants in contact with the system operatorand has been added to the directory of participants.

Es versteht sich, daß der Kommunikationskanal zwischen Systemzentrale und den Sicherheitsmodulen wie auch die Sicherheitsmodule der Teilnehmer untereinander zumindest bezüglich der dritten Schnittstelle, der Kodier-/Dekodiereinheit und, falls vorhanden, der Aktivierungs- bzw. Deaktivierungsmittel gleichartig sein werden.It is understood that the communication channel between the system center andthe security modules as well as the security modules of the participantswith each other at least with regard to the third interface, theCoding / decoding unit and, if available, the activation orDeactivation means will be the same.

Es versteht sich schließlich auch, daß die Kommunikation zwischen System­zentrale und den Sicherheitsmodulen nicht auf Abrechnungsdaten beschränkt sein muß. Beispielsweise kann auch von der Zentrale ein Zeittakt über­tragen werden, wenn dies zweckmäßig ist, um unterschiedlichen Tarifen zu unterschiedlichen Zeiten Rechnung zu tragen, oder es können von den einzelnen Teilnehmern Störungsmeldungen übermittelt werden. Die jeweilige Bedeutung der übertragenen Daten ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.Finally, it is also understood that communication between systemscentral and the security modules not limited to accounting datahave to be. For example, a time clock can also be sent from the central officewill be carried, if appropriate, to different tariffsto take into account different times, or it can be of theindividual participants are notified of malfunctions. The respectiveThe meaning of the transmitted data is not the subject of the presentInvention.

Claims (6)

Translated fromGerman

1. Bargeldloses Zahlungssystem, bei dem teilnehmende Anbieter von Waren oder Dienstleistungen über einen Sicherheitsmodul verfügen, der über eine erste Schnittstelle mit einem Lesegerät verbunden ist, mittels dem ein als Ausweis für Vorauszahlungen dienender und mit einem elektro­nischen, den vorausgezahlten Betrag repräsentierenden Speicher versehener Datenträger abfragbar und belastbar ist, und der über eine zweite Schnittstelle mit einer anbieterseitigen Vorrichtung verbunden ist,da­durch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsmodul jedes teilnehmenden An­bieters über eine dritte Schnittstelle und einen Kommunikationskanal mit einer Systemzentrale verbindbar ist.1.Cashless payment system in which participating providers of goods or services have a security module which is connected via a first interface to a reading device, by means of which a data carrier serving as identification for advance payments and provided with an electronic memory representing the prepaid amount can be queried and loaded, and is connected via a second interface to a provider-side device,characterized in that the security module of each participating provider can be connected to a system center via a third interface and a communication channel.2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß teilneh­mende Anbieter der Datenträger oder andere Teilnehmer am System, welche das Bewerten oder Aufladen des Datenträgers vornehmen, über einen Sicher­heitsmodul verfügen, der ebenfalls über eine Schnittstelle und einen Kom­munikationskanal mit der Systemzentrale verbindbar ist.2. System according to claim 1, characterized in that teilnehvendors of the data carrier or other participants in the system, whichperform the evaluation or loading of the data carrier via a secureunit that also have an interface and a commCommunication channel can be connected to the system center.3. System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Schnittstellen und ihre Kommunikationskanäle gegen unbe­fugten Zugriff geschützt sind.3. System according to claim 1 or claim 2, characterized in thatthat the third interfaces and their communication channels against unbeauthorized access are protected.4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle verplombt ist.4. System according to claim 3, characterized in that theInterface is sealed.5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß je­der Sicherheitsmodul eine Kodier-/Dekodiereinheit für die über den Kommu­nikationskanal auszutauschenden Daten enthält.5. System according to claim 3 or 4, characterized in that eachthe security module a coding / decoding unit for the commucontains data to be exchanged.6. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Sicherheitsmodule über den Kommunikationskanal von der Systemzentrale aus aktivierbar und/oder deaktivierbar sind.6. System according to any one of the preceding claims, characterizedrecords that the security modules over the communication channel from theSystem center can be activated and / or deactivated.