ES2204710T3 - Procedimiento de transaccion electronica con seguridad y sistema correspondiente. - Google Patents

Procedimiento de transaccion electronica con seguridad y sistema correspondiente.

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ES2204710T3 ES00971496T ES00971496T ES2204710T3 ES 2204710 T3 ES2204710 T3 ES 2204710T3 ES 00971496 T ES00971496 T ES 00971496T ES 00971496 T ES00971496 T ES 00971496T ES 2204710 T3 ES2204710 T3 ES 2204710T3
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Abstract

Procedimiento de transacción electrónica segura entre un objeto (O) que se ha de debitar de un cierto importe (M) y un terminal (T) capacitado para controlar este débito y verificar que este débito ha sido bien realizado, estando este procedimiento caracterizado porque: A) con anterioridad a cualquier transacción: - para cada objeto definido por un identificador (i) determinado, se calcula un valor (VA) de autentificación que consiste en una firma numérica portada por un identificador (i) del objeto, siendo esta firma producida con la utilización de una clave privada (SAUT), y pudiendo ser verificada a partir de una clave pública (PAUT), y se introduce a continuación este valor (VA) de autentificación en el objeto (O), - se introduce en cada terminal (T) la clave pública (PAUT) de autentificación, - para cada objeto (O), se determina una clave diversificada (ki) a partir de una clave (KM) de base, aplicando al identificador (i) del objeto un algoritmo (fKM) de diversificación que utilizala clave de base, y se introduce esta clave diversificada (ki) en el objeto (O), B) para cada transacción: - el objeto a debitar (O) transmite al terminal (T) su identificador (i) y el valor (VA) de autentificación, - el terminal (T) efectúa un cálculo criptográfico aplicado al valor (VA) de autentificación utilizando la clave pública (PAUT(VA)=i) de autentificación, - el terminal (T) transmite al objeto (O) el importe y los parámetros (M,j,n) de la transacción, - el objeto (O) se debita del citado importe (M), y calcula una prueba de este débito por medio de una función criptográfica (Fki) que tiene como clave secreta su clave diversificada (ki), y que está aplicada al importe (M) y a los parámetros de la transacción, y transmite esta prueba (Fki(M,j,n)) al terminal (T), - el terminal (T) calcula la clave diversificada del objeto (ki) por medio de una función criptográfica (fKM) que utiliza como clave secreta la clave de base (KM), y que está aplicada al identificador (i) del objeto(O) (ki=fKM(i)), y verifica la prueba del débito (Fki(M,j,n)) con la ayuda de esta clave diversificada.

Description

Procedimiento de transacción electrónica con seguridad y sistema correspondiente.
Campo técnico
La presente invención tiene por objeto un procedimiento de transacción electrónica con seguridad, y un sistema correspondiente.
La invención encuentra una aplicación particular en el pago electrónico. La misma pone también en práctica un soporte llamado monedero electrónico, que puede tener el formato de una tarjeta de crédito, con o sin contacto. Pero se puede utilizar también cualquier otro objeto o soporte (reloj, teléfono móvil, ..., etc.).
Estado de la técnica anterior
El monedero electrónico es un medio de pago destinado a las transacciones de poco importe, realizadas con frecuencia a distancia. Se puede tratar, por ejemplo, de transacciones en sectores como la distribución automática (bebidas, periódicos, ...), los transportes públicos (metro, autobús, ....), las redes de comunicación (teléfono móvil, teléfono público, Internet, ...), la difusión de programas de televisión de pago (decodificador), ...., etc.
La seguridad de estas transacciones se obtiene por medio de técnicas clásicas de seguridad informática que se basan en funciones criptográficas que sirven para calcular y verificar la prueba del débito del monedero electrónico.
Se han utilizado ampliamente los algoritmos criptográficos de tipo simétrico, en particular en el campo de los componentes de tarjeta, puesto que los mismos son fáciles de llevar a la práctica.
La misma clave secreta debe ser compartida entre el monedero electrónico, que produce la prueba del débito, y el terminal que verifica esta prueba. El terminal, al no poder memorizar las claves secretas de todos los monederos electrónicos, posee, de hecho, una sola clave de base, madre de todas las claves hijas (llamadas también claves diversificadas) introducidas en los monederos electrónicos.
Por tanto, la misma clave debe ser conocida por todos los terminales, lo que puede plantear problemas de seguridad. Una solución conocida consiste en multiplicar el número de claves de base, teniendo cada monedero electrónico las claves hijas de las diferentes claves de base, las cuales son dispersadas aleatoriamente por los terminales. Sin embargo, la capacidad limitada de las memorias de los componentes utilizados en los monederos electrónicos (algunos kilo-octetos), no permite almacenar un gran número de claves. Si, por ejemplo, el sistema comprende una decena de claves de base, el descubrimiento de una sola clave debilita la seguridad en una décima parte.
La presente invención tiene justamente por objeto subsanar estos inconvenientes.
Un primer documento de la técnica conocida, EP-A-0 496 656, describe un procedimiento de intercambio de derechos entre tarjetas de microprocesador, basado en un sistema de claves múltiples diversificadas, en el que la clave utilizada para constituir el certificado se obtiene a partir de una de las claves de un conjunto, estando esta clave diversificada en función de la identidad de la tarjeta a abonar en cuenta.
Un segundo documento de la técnica conocida, EP-A-0 671 712, describe un procedimiento para autenticar que un soporte de datos emana de un organismo habilitado, estando este soporte destinado a efectuar transacciones o a permitir el acceso a un servicio o a un lugar respecto a un distribuidor afiliado a dicho organismo, descomprimiendo el organismo, en un fichero, el contenido de los derechos actuales asociados a cada soporte, este procedimiento consiste en atribuir a dicho soporte un número propio que permita distinguirlo entre un conjunto de soportes producidos por el citado organismo, y en llevar ese número al soporte.
Exposición de la invención
El procedimiento de la invención consiste en combinar disposiciones relevantes de la criptografía de clave secreta y disposiciones relevantes de la criptografía de clave pública. Para estas últimas, la invención utiliza un valor de autentificación que consiste en una firma numérica portada por un identificador ligado al objeto que se ha de debitar. Este identificador puede ser, por ejemplo, la identidad del objeto, identidad que permite por otra parte el cálculo de la clave hija. Otras informaciones, como por ejemplo, las fechas de inicio y de finalización de la validez del objeto, pueden estar asociadas a la identidad.
El valor de autentificación y la clave hija (o diversificada), se calculan y se introducen en los objetos por parte de la autoridad que los gestiona, con anterioridad a cualquier transacción, con la personalización de los soportes.
El valor de autentificación se manifiesta en el objeto y se verifica, además de la prueba del débito, en cada transacción por medio del terminal, el cual posee la clave pública correspondiente a la clave privada utilizada para producir el valor de autentificación. La prueba del débito no será reconocida más que si el diversificante es autenticado gracias al valor de autentificación, y si el mismo permite verificar, tras la diversificación de la clave de base, el criptograma de la prueba del débito calculado por el objeto.
Si una de las claves de base llegara a ser descubierta, el sistema no se vería sin embargo comprometido puesto que haría falta extraer, además, respecto a los diferentes objetos, un gran número de valores de autentificación. Además, introducir un objeto fraudulento en el sistema necesitaría la obtención de un valor de autentificación relativo a este nuevo objeto. Sin embargo, un valor de este tipo no podría ser obtenido sin el conocimiento de la clave privada de la autoridad que gestiona los objetos. Un fraude masivo requeriría, por lo tanto, además del conocimiento de la clave de base, el de la clave privada del emisor de los objetos.
La invención presenta así un carácter "híbrido" que aporta un compromiso interesante entre los rendimientos (rapidez de ejecución) y la seguridad. Esta solución híbrida aporta las ventajas de los dos tipos de criptografías sin tener sus inconvenientes; en efecto, no se retiene, para las transacciones en tiempo real, más que la verificación con la clave pública del valor de autentificación, puesto que esta verificación es más rápida de ejecutar que el cálculo mismo de este valor de autentificación que se efectúa una sola vez durante la creación de la tarjeta, y sobre todo para seguimiento en el momento de las transacciones. Se trata, de algún modo, de añadir una segunda autentificación de clave pública además de una autentificación de clave secreta. Se puede hablar de "sobre-seguridad", lo que no resulta trivial para un sector (el monedero electrónico) en el que el rendimiento constituye una fuerte limitación. Esta sobre-seguridad no afecta demasiado al rendimiento del sistema, de modo que se puede hablar de solución óptima en términos de seguridad y de rendimiento.
De manera más precisa, la invención tiene por objeto un procedimiento de transacción electrónica segura entre un objeto (O) a debitar de un cierto importe (M), y un terminal (T) capacitado para controlar este débito y verificar que este débito ha sido bien efectuado, estando este procedimiento caracterizado porque:
A) con anterioridad a cualquier transacción:
-
para cada objeto definido por un cierto identificador (i) determinado, se calcula un valor (VA) de autentificación que consiste en una firma numérica portada por un identificador del objeto (i), siendo esta firma producida con la utilización de una clave privada (S_{AUT}), y pudiendo ser verificada a partir de una clave pública (P_{AUT}), y se introduce a continuación este valor (VA) de autentificación en el objeto (O),
-
se introduce en cada terminal (T) la clave pública (P_{AUT}) de autentificación,
-
para cada objeto (O), se determina una clave diversificada (k_{i}) a partir de una clave de base (KM), aplicando al identificador (i) del objeto un algoritmo (f_{KM}) de diversificación que utiliza la clave de base, y se introduce esta clave diversificada (k_{i}) en el objeto (O),
B) para cada transacción:
-
el objeto (O) a debitar transmite al terminal (T) su identificador (i) y el valor (VA) de autentificación,
-
el terminal (T) verifica esta firma (VA) utilizando la clave pública (P_{AUT}),
-
el terminal (T) transmite al objeto (O) el importe y los parámetros (M, j, n) de la transacción,
-
el objeto (O) se debita del citado importe (M), y calcula una prueba de este débito por medio de una función criptográfica (F_{ki}) que tiene como clave secreta su clave diversificada (k_{i}), y que está aplicada al importe (M) y a los parámetros de la transacción, y transmite esta prueba (F_{ki}(M, j, n)) al terminal (T),
-
el terminal (T) calcula la clave diversificada del objeto (k_{i}) por medio de una función criptográfica (f_{KM}) que utiliza como clave secreta la clave (KM) de base, y que está aplicada al identificador (i) del objeto (O) (k_{i} = f_{KM}(i)), y verifica la prueba del débito (F_{ki}(M, j, n)) con la ayuda de esta clave diversificada.
Con preferencia, el identificador (i) utilizado para calcular el valor (VA) de autentificación comprende en particular un número de identificación y eventualmente un período de validez (comienzo y/o fin).
En una aplicación particular, el objeto es un soporte del tipo monedero electrónico, siendo la transacción un pago electrónico.
La solicitud tiene asimismo por objeto un sistema de transacción electrónica con seguridad, que comprende un objeto que ha de ser debitado de un cierto importe, y un terminal capacitado para controlar este débito y verificar que este débito ha sido bien efectuado, estando este sistema caracterizado porque:
-
cada objeto está definido por un identificador determinado, y contiene un valor de autentificación que consiste en una firma numérica portada por el identificador del objeto, siendo esta firma producida con la utilización de una clave privada, y pudiendo ser verificada a partir de una clave pública,
-
cada terminal contiene la clave pública de autentificación,
-
cada objeto contiene una clave diversificada obtenida a partir de una clave de base con la aplicación al identificador del objeto de un algoritmo de diversificación que utiliza la clave de base,
-
el objeto que se ha de debitar contiene medios capacitados para transmitir al terminal su identificador y el valor de autentificación,
-
el terminal contiene medios capacitados para efectuar un cálculo criptográfico aplicado al valor de autentificación utilizando la clave pública de autentificación,
-
el terminal contiene medios capaces de transmitir al objeto el importe y los parámetros de la transacción,
-
el objeto contiene medios capacitados para debitar el objeto con el importe, y calcular una prueba de este débito por medio de una función criptográfica que tiene como clave secreta su clave diversificada y aplicada al importe y a los parámetros de la transacción, y para transmitir esta prueba al terminal,
-
el terminal contiene medios capacitados para calcular la clave diversificada del objeto por medio de una función criptográfica que utiliza como clave secreta la clave de base y que está aplicada al identificador del objeto, y para verificar la prueba del débito con la ayuda de esta clave diversificada.
Descripción de modos particulares de puesta en práctica
En la descripción que sigue, se supondrá que el objeto que participa en la transacción es un monedero electrónico, siendo entonces la transacción un pago electrónico. Pero este ejemplo no es, en absoluto, limitativo. Se puede utilizar también la invención para debitar puntos de fidelidad, unidades telefónicas, ..., etc.
Se indica con "PME" el monedero electrónico, y con "T" el terminal. Además:
-
i es el identificador del PME (identidad, comienzo y terminación de validez, ..., etc.),
-
VA es el valor de autentificación; VA es una firma numérica calculada para la personalización de la tarjeta, a partir de una clave privada S_{AUT}, que es la clave privada de la autoridad que gestiona los PME,
-
P_{AUT} es la clave pública de la autoridad; la misma se introduce en los terminales para autenticar las identidades de los PME; se considera, por lo tanto, como hipótesis VA = S_{AUT}(i) y P_{AUT}(VA, i) = sí,
-
F, f son dos funciones criptográficas de claves secretas,
-
j es el identificador del terminal,
-
n es un elemento anti-rechazo elegido por el terminal,
-
M es el importe de la transacción,
-
KM es una clave de base; k_{i} es la clave diversificada del PME del identificador i.
El esquema que sigue ilustra un modo de realización del procedimiento de la invención. Las flechas indican las transferencias de información entre el terminal T y el PME.
(Esquema pasa a página siguiente)
1

Claims (5)

1. Procedimiento de transacción electrónica segura entre un objeto (O) que se ha de debitar de un cierto importe (M) y un terminal (T) capacitado para controlar este débito y verificar que este débito ha sido bien realizado, estando este procedimiento caracterizado porque:
A) con anterioridad a cualquier transacción:
- para cada objeto definido por un identificador (i) determinado, se calcula un valor (VA) de autentificación que consiste en una firma numérica portada por un identificador (i) del objeto, siendo esta firma producida con la utilización de una clave privada ( S_{AUT}), y pudiendo ser verificada a partir de una clave pública (P_{AUT}), y se introduce a continuación este valor (VA) de autentificación en el objeto (O),
- se introduce en cada terminal (T) la clave pública (P_{AUT}) de autentificación,
- para cada objeto (O), se determina una clave diversificada (k_{i}) a partir de una clave (KM) de base, aplicando al identificador (i) del objeto un algoritmo (f_{KM}) de diversificación que utiliza la clave de base, y se introduce esta clave diversificada (k_{i}) en el objeto (O),
B) para cada transacción:
- el objeto a debitar (O) transmite al terminal (T) su identificador (i) y el valor (VA) de autentificación,
- el terminal (T) efectúa un cálculo criptográfico aplicado al valor (VA) de autentificación utilizando la clave pública (P_{AUT}(VA) = i) de autentificación,
- el terminal (T) transmite al objeto (O) el importe y los parámetros (M, j, n) de la transacción,
- el objeto (O) se debita del citado importe (M), y calcula una prueba de este débito por medio de una función criptográfica (F_{ki}) que tiene como clave secreta su clave diversificada (k_{i}), y que está aplicada al importe (M) y a los parámetros de la transacción, y transmite esta prueba (F_{ki}(M, j, n)) al terminal (T),
- el terminal (T) calcula la clave diversificada del objeto (k_{i}) por medio de una función criptográfica (f_{KM}) que utiliza como clave secreta la clave de base (KM), y que está aplicada al identificador (i) del objeto (O) (k_{i} = f_{KM}(i)), y verifica la prueba del débito (F_{ki}(M, j, n)) con la ayuda de esta clave diversificada.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el identificador (i) utilizado para calcular el valor (VA) de autentificación comprende, en particular, un número de identificación y eventualmente un período de validez (inicio y/o fin).
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el objeto (O) es un soporte de tipo monedero electrónico, siendo la transacción un pago electrónico.
4. Sistema de transacción electrónica segura, que comprende un objeto (O) que se ha de debitar de un cierto importe (M), y un terminal (T) capacitado para controlar este débito y verificar que este débito ha sido bien realizado, estando este sistema caracterizado porque:
- cada objeto (O) está definido por un identificador (i) determinado, y contiene un valor (VA) de autentificación que consiste en una firma numérica portada por el identificador (i) del objeto (O), siendo esta firma producida con la utilización de una clave privada ( S_{AUT}), y pudiendo ser verificada a partir de una clave pública (P_{AUT}),
- cada terminal (T) contiene la clave pública (P_{AUT}) de autentificación,
- cada objeto (O) contiene una clave diversificada (k_{i}) obtenida a partir de una clave de base (KM) con la aplicación al identificador (i) del objeto (O) de un algoritmo (f_{KM}) de diversificación que utiliza la clave de base,
- el objeto (O) que se ha de debitar contiene medios capacitados para transmitir al terminal (T) su identificador (i) y el valor (VA) de autentificación,
- el terminal (T) contiene medios capacitados para efectuar un cálculo criptográfico aplicado al valor (VA) de autentificación utilizando la clave pública de autentificación (P_{AUT}(VA) = i),
- el terminal (T) contiene medios capaces de transmitir al objeto (O) el importe y los parámetros de (M, j, n) la transacción,
- el objeto (O) contiene medios capacitados para debitar el objeto (O) con el importe (M), y calcular una prueba de este débito por medio de una función criptográfica (F_{ki}) que tiene como clave secreta su clave diversificada (k_{i}) y aplicada al importe (M) y a los parámetros de la transacción, y para transmitir esta prueba (F_{ki}(M, j, n)) al terminal (T),
- el terminal (T) contiene medios capacitados para calcular la clave diversificada del objeto (k_{i}) por medio de una función criptográfica (f_{KM}) que utiliza como clave secreta la clave (KM) de base y que está aplicada al identificador (i) del objeto (O) (k_{i} = f_{KM}(i)), y para verificar la prueba del débito (F_{ki}(M, j, n)) con la ayuda de esta clave diversificada.
5. Sistema según la reivindicación 4, en el que el objeto (O) es un soporte de tipo monedero electrónico.
ES00971496T 1999-10-26 2000-10-25 Procedimiento de transaccion electronica con seguridad y sistema correspondiente. Expired - Lifetime ES2204710T3 (es)

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FR9913343A FR2800220B1 (fr) 1999-10-26 1999-10-26 Procede de transaction electronique securisee
FR9913343 1999-10-26

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