Bezahlen im Internet:
ecash & Geldkarte
Oliver Vornberger
Fachbereich Mathematik/Informatik
Universität Osnabrück
49069 Osnabrück
oliver@uos.de
Public Key Systems
Öffentlich: 	[e, n]
Geheim:	[d, n]

Nachricht verschlüsseln
Nachricht signieren
ecash
erfunden von David Chaum
Firma Digicash
Firma ecash-Technologies

•	Alice besorgt sich von der Bank blind signierte Münzen
•	Alice transferiert die Münzen zum Kaufmann
•	Der Kaufmann läßt sie bei der Bank gutschreiben
Münzen erzeugen mit blinder Signatur
Münzen ausgeben
ecash-Demo
1998: Deutsche Bank bietet ecash an
2001: Deutsche Bank stellt ecash ein.
http://pixelworld.plusline.de/usa-sf.html
ecash offline
Bank signiert nur Münze C, in denen sich mit hoher Wahrscheinlichkeit Alice‘ Identität befindet
Kaufmann1 	befragt Alice zur Münze C 
		und erhält Response R1
Kaufmann2 	befragt Alice zur Münze C
		und erhält Response R2
Aus R1 und R2 errechnet die Bank die Identität von Alice
Blinde Signatur mit Einwegfunktion
Münzen erzeugen für offline ecash
offline ecash ausgeben
•	Alice schickt Münze C zum Kaufmann
•	Kaufmann wählt Binärstring z := z1, z2, ..., zk
•	Kaufmann schickt z als Challenge an Alice
•	Alice liefert 	   (U  aj,bj)  und  g(aj, cj)   falls j=0
		 g(U  aj,bj)  und    (aj, cj)   falls j=1
•	Kaufmann schickt C und Alice Antwort an Bank
•	Bank verifiziert C und speichert z und Sequenz U  aj bzw. aj
•	Eine weitere Challenge bzgl. derselben Münze C
liefert mit hoher Wahrscheinlichkeit für ein j ein zu zj komplementäres Bit
•	Damit verfügt die Bank über U  aj und aj und kann die Identität U von Alice errechnen. 
à la card
Ec-Karte
Altes ec-PIN-Verfahren (eigenes Institut)
Altes ec-PIN-Verfahren (fremdes Institut)
Schwächen des alten ec-PIN-Verfahrens
Schlüssellänge
Gefährdeter Poolschlüssel
Fehlbedienungszähler auf Karte
Ungleichverteilung von PIN-Ziffern
Verteilung der PIN-Ziffern
Gerichtsurteile
Wer haftet bei Mißbrauch einer entwendeten Karte ?

Amtsgericht Darmstadt, 24.2.1989,
Ingeborg Winter gegen Dresdner Bank:
Der Sachverständige Pausch, an dessen Sachkunde das Gericht keinerlei Zweifel hat, hat bei einem Versuch, bei welchem ihm 7 verschiedene Scheckkarten mit 5 bekannten und zwei unbekannten Geheimnummern zur Verfügung standen, mittels eines Heimcomputers binnen 8,5 Stunden Rechnerzeit die Geheimnummer errechnen können.

Die Beklagte wird verurteilt,  an die Klägerin 900 DM nebst 4% Zinsen zu zahlen.
Neues ec-PIN-Verfahren (ab 1997)
PIN-Generierung: 
	würfeln oder wählen
PIN-Verifizierung:
	Kein Poolschlüssel mehr im Automat
	Eingabe der PIN
	Onlineverbindung zum Institutsserver
	dort Triple-DES unter Verwendung von 
	PIN, Kartendaten, 2 x 128 Bit-Schlüssel
	Vergleich mit Referenzwert auf Karte
	Fehlversuchszähler nicht mehr auf Karte
Geldkarte
CPU	8 Bit	3.5 MHZ
ROM	32 K	Betriebssystem
EEPROM	16 K	Anwendung (Geldkarte, Fahrausweis, ...)
RAM	  1 K	Arbeitsspeicher
Geldkarte: Konten
Zähler	Karte	aktueller Saldo

Girokonto	Bank	Karten-Nr, Pers-Daten

Schattenkonto 	Evidenzzentrale	aktueller Saldo
			
Börsen-	Bank	Summe aller
verrechnungs-		Kartensalden
Konto		
Geldkarte: Ablauf
Challenge Response
Challenge Response mit lokalem Schlüssel
Geldkarte: reklamieren
Karte merkt sich 	die letzten 3 Ladeaktionen
			die letzten 15 Bezahlvorgänge

Nach Ablauf der Laufzeit kann Guthaben erstattet werden.

Nach Anforderung des Kunden darf die Evidenz-Zentrale den Saldo an die Bank melden.

Auch bei weißen Karten ist Erstattung möglich, da auch ein Schattenkonto geführt wird.
Cashmouse
					zertifiziert vom ZKA
				Java-fähiger Web-Browser
			vorher Software installieren
		zum Shoppen zur Web-Seite des Händlers
zum Zahlen zur Web-Seite des Händlerkartenservers
Java-Applet laden,  Kommunikation in HTTP,  SSL
http://www.scard.de/shop/sh.htm
C:/CashmouseProtokoll
20.04.2001 13:21:33 Zahlung 
Gebucht:    EUR    0,05 
Rest:       EUR   51,08 
Empfaenger: Computop                      Buchungsdatensatz
01
D1 00 01 67 25 72 90 02  11 00 00 62 9D 80 00 01
31 00 00 05 00 00 05 00  51 08 00 01 20 01 04 20
13 20 04 14 
15 E7 83 57 C1 1F C9 D4  
00
67 29 20 18 03 00 04 92  92 8D 03 12 00 10 01 02
80 45 55 52 01 2A 00 01 
Literatur
www.ecash-technologies.com
Chaum, Fiat, Naor	Untraceable electronic cash, CRYPTO 1988
S. Brands	Electronic Cash, Chapter 44 in Handbook on 		Algorithms and Theory of Computation, 1998
Dresen/Dunne	Penny Lane, iX 12/1997

Rankl/Effing:	Handbuch der Geldkarten
Sparkassenverlag: Verfahrensbeschreibung zum Geldkarte-System
H.-B. Beykirch:	Chipgeld  iX, 12/1998