WO2007104423A1 - Verfahren und apparatur zur sicheren verarbeitung von schützenswerten informationen - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a system and a method for the secure processing of information, in particular sensitive information, the use of the system and the method according to the corresponding preambles of claims 1, 12, 13, 14.
  • the object of the invention is to provide a system and / or method for the secure transmission of sensitive information, which in a wide range of applications and for various uses can be used and in particular is easy to use for the general public.
  • a signature and / or encryption principle is provided for processing.
  • the processing device comprises a computer unit for processing, in particular cryptographic processing, the information.
  • This computer unit processes the at least partially encrypted and / or signed data, so that a transaction which may only be carried out by the carrier of the first memory unit can be carried out.
  • an information transmission unit is further provided. With this, the corresponding information can be transmitted securely. It is also preferred that at least one of the storage units is designed as a non-electronic storage unit on which and / or from which the confidential information, in particular the first information, can be stored and / or retrieved electronically.
  • Non-electronic storage devices include, for example, magnetic or optical storage devices.
  • At least one of the storage units is designed as an optical storage unit comprising the group of photoaddressable polymers as a storage medium on which and / or from which the confidential information, in particular the first information, can be optically stored and / or retrieved.
  • information can be stored holographically on the mobile memory, particularly preferably as one or more polarization holograms.
  • holographic storage of information effective and improved protection of the information against unauthorized handling of other persons, such as copying or other manipulation, is given.
  • the corresponding memory unit is preferably designed as passive memory.
  • the mobile storage unit stores a lot of information.
  • the passive memory unit therefore has no areas in which active calculation, processing, decryption etc. of the information is carried out by means of appropriate algorithms.
  • the information is therefore stored optically, preferably holographically, on the first memory.
  • the data In order to transmit the data to the second, electronic storage unit by means of an information transfer unit, the data must now be brought from the analog state into the electronic or digital state.
  • a light source in combination with a camera is used as information transmission unit.
  • the hologram on the first storage unit is illuminated with the light source. Due to the diffraction of the light beam on the hologram, an image of the stored information is generated. This generated image containing the information worth protecting is detected by the camera and thus imaged there.
  • the camera now generates from the optical signals electronic or digital signals corresponding to the second memory unit.
  • the bank cards and the read / write devices are components that belong to a system.
  • the computer unit 5 is embodied in FIG. 1 by way of example consisting of two modules 5 a and 5 b.
  • Module 5a performs the cryptographic calculations, while module 5b controls the entire process and is responsible for communication with other connected components (8, 9).

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Abstract

Der Gegenstand der Erfindung betrifft ein System (1) und ein Verfahren zur sicheren Verarbeitung von Informationen, insbesondere von schützenswerten Informationen, mittels eines Signatur- und/oder Verschlüsselungsprinzips, umfassend mindestens: eine mobile, passive erste Speichereinheit (1), zum abrufbaren Speichern von ersten Informationen, eine Verarbeitungsvorrichtung (3), die zum Zusammenwirken mit der ersten Speichereinheit (2) ausgebildet ist, um Informationen zu verarbeiten, mit: einer entschlüsselsicheren zweiten Speichereinheit (6) zum abrufbaren Speichern von zu den ersten Informationen korrespondierenden zweiten Informationen, einer Rechnereinheit (5) zum (kryptografischen) Verarbeiten der Informationen, einer Informationsübertragungseinheit (4) zum Übertragen der Informationen der ersten und/oder der zweiten Speichereinheit (2, 6) zu der Rechnereinheit (5).

Description

Verfahren und Apparatur zur sicheren Verarbeitung von schätzenswerten Informationen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine System und ein Verfahren zur sicheren Verarbeitung von Informationen, insbesondere von schützenswerten Informationen, die Verwendung des Systems und des Verfahrens gemäß den entsprechenden Oberbegriffen der Ansprüche 1, 12, 13, 14.
Systeme, Verfahren und/oder Verwendungen zur sicheren Verarbeitung von Informationen, insbesondere schützenswerten Informationen, sind allgemein bekannt.
Bekannt sind beispielsweise Zugangskontrollvorrichtungen wie Geldautomaten, die einen Zugang bzw. einen Zugriff nur über eine Authentifizierung, beispielsweise mittels Magnetstreifenkarten oder Chip- bzw. Smartkarten ermöglichen, teilweise auch in Kombination mit einer PIN. Dabei sind auf den Karten schützenswerte Informationen gespeichert, die zum Schutz vor unautorisierter Benutzung eine Abfrage von weiteren Informationen (z.B. PIN) erfordern. Bei Magnetstreifenkarten oder Chipkarten für den elektronischen Geldverkehr sind verschlüsselte Daten abgespeichert. Bei passiven Karten, wie der Magnetstreifenkarte, erfolgt die Entschlüsselung dieser Daten extern, das heißt in einer separaten Leseeinheit. Bei aktiven Karten ist in die Karte eine Recheneinheit wie ein Chip integriert. Hierbei kann eine Entschlüsselung von Informationen auf dem Chip vorgenommen werden. Um einen Missbrauch einer Chipkarte zu unterbinden, wird der Zugriff auf den Chip z.B. über eine PIN oder die Abfrage eines biometrischen Merkmals geregelt.
Magnet- wie auch Chipkarten haben den Nachteil, dass sie leicht anfällig für Beschädigungen, - Verschmutzungen oder andere Beeinträchtigungen, beispielsweise durch mechanische oder elektromagnetische Einflüsse, sind. Zudem weisen Magnet- wie auch Chipkarten ein begrenztes Speichervolumen auf, welches aufgrund der vorgegebenen Abmaße für die Karten sehr gering ist. Chipkarten weisen im Vergleich zur Magnetstreifenkarte eine höhere Speicherkapazität auf und sie sind auch sicherer gegenüber Manipulation und Kopie.
Daher sind heutzutage einige Authentifizierungsverfahren auf die Chipkarte beschränkt. So sind z.B. Signaturkarten, mit denen eine Person die Authentizität und Integrität von schützenswerten Informationen auf elektronischem Wege belegen kann, nur als Chipkarten ausgeführt.
Chipkarten sind jedoch sehr aufwändig in der Herstellung und daher um ein Vielfaches teurer als z.B. Magnetstreifenkarten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein System und/oder Verfahren zur sicheren Übertragung von schützenswerten Informationen zu schaffen, welches in einem breiten Anwendungsgebiet und für verschiedene Verwendungen einsetzbar ist und insbesondere für die Allgemeinheit leicht bedienbar ist.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein zuverlässiges System und/oder Verfahren zur sicheren Übertragung von schützenswerten Informationen zu schaffen, welches zuverlässig und wenig störanfällig eine große Menge an Daten schnell übertragen und unautorisierte Verwendung oder Benutzung vermeiden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 12 und/oder 13.
Die vorliegende Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein System zur sicheren Verarbeitung von Information, insbesondere von schützenswerten Informationen, mittels eines Signatur- und/oder Verschlüsselungsprinzips mindestens umfasst: eine erste mobile, passive Speichereinheit, zum abrufbaren Speichern von ersten Informationen, eine Verarbeitungsvorrichtung die zum Zusammenwirken mit der ersten Speichereinheit ausgebildet ist, um Informationen zu verarbeiten, mit: einer entschlüsselsicheren zweiten Speichereinheit, zum abrufbaren Speichern von zu den ersten Informationen korrespondierenden zweiten Informationen, einer Rechnereinheit zum Verarbeiten, bevorzugt zum kryptografischen Verarbeiten der Informationen, einer Informationsübertragungseinheit zum Übertragen der Informationen der ersten und/oder der zweiten Speichereinheit zu der Rechnereinheit.
Unter Verarbeiten wird im Folgenden ganz allgemein die Verarbeitung nach dem EVA(S)-Prinzip - Eingabe, Verarbeiten, Ausgabe (Speichern) Prinzip - verstanden. Allgemeiner kann man auch von Handhaben der Informationen sprechen.
Unter Informationen werden insbesondere alle Informationen verstanden, besonders aber die Informationen, die vor unautorisiertem Zugriff geschützt werden müssen, also allgemein schützenswerte und/oder vertrauliche Informationen, wie zum Beispiel persönliche Daten umfassend diagnostizierte Krankheitsbilder, Therapien, Finanzdaten wie Bankverbindungsdaten, und dergleichen.
Um die Informationen vor dem unautorisierten Zugriff oder Zugang durch Dritte zu schützen und/oder um die Integrität und/oder die Authenzität der Informationen zu prüfen, ist ein Signatur- und/oder Verschlüsselungsprinzip für die Verarbeitung vorgesehen.
Das System oder die Vorrichtung zum Verarbeiten der Informationen umfasst mindestens eine erste, mobile Speichereinheit, zum abrufbaren Speichern von ersten Informationen. Die erste Speichereinheit ist entsprechend objekt- bzw. personengebunden und wird von dem Objekt bzw. der Person verwaltet und dort aufbewahrt. Die erste Speichereinheit ist mobil ausgebildet, damit diese mit dem Objekt bzw. der Person mitbewegt werden kann. Auf der mobilen ersten Speichereinheit sind Daten oder Informationen abgelegt, die bei Bedarf von einer entsprechenden Vorrichtung ausgelesen werden können. Die Informationen umfassen beispielsweise einen elektronischen Schlüssel, beispielsweise einen privaten Schlüssel eines Schlüsselpaares und/oder eine Signatur oder elektronische Unterschrift. Weiter können die Informationen Daten enthalten, die vor den Zugriffen weiterer Personen geschützt oder unzugänglich aufbewahrt werden müssen. Dies können beispielsweise Bankkontendaten, Krankendaten, Identitätsdaten und dergleichen sein. Diese Informationen sind vorzugsweise mit einem entsprechenden Schlüssel verschlüsselt und/oder signiert.
Um diese Informationen bei Bedarf verarbeiten zu können, ist eine Verarbeitungsvorrichtung in dem System vorgesehen. Die Verarbeitungsvorrichtung wirkt derart mit der ersten Speichereinheit zusammen, dass die vertraulichen Informationen mittels der Verarbeitungsvorrichtung ausgelesen oder abgelegt werden können auf der ersten Speichereinheit.
Hierzu umfasst die Verarbeitungsvorrichtung mindestens eine zweite Speichereinheit. Die zweite Speichereinheit ist bevorzugt entschlüsselungssicher ausgebildet. Dies kann durch physikalischen Schutz wie etwa geschlossene, unautorisiert unzugängliche Gehäuse und/oder durch andere Schutzvorrichtungen wie beispielsweise einen Datenschutz, realisiert sein.
Auf der zweiten Speichereinheit sind zweite Informationen gespeichert, die von außen nicht abrufbar sind. Die zweiten Informationen, insbesondere zweite schützenswerte und/oder vertrauliche Informationen, korrespondieren dabei zu den ersten Informationen der ersten Speichereinheit. Beispielsweise können die zweiten Informationen einen zu dem Schlüssel der ersten Speichereinheit korrespondierenden Gegenschlüssel, beispielsweise zur Bildung eines Schlüsselpaares, umfassen. Weiter können relevante Daten zur Authentifizierung korrespondierend zu den Daten der ersten Speichereinheit auf der zweiten Speichereinheit abgelegt sein.
Um nun zumindest Teile der ersten Informationen, welche verschlüsselt und/oder signiert sind, zu verarbeiten, müssen diese zuerst entschlüsselt werden und/oder die Signatur geprüft werden. Aus diesem Grund umfasst die Verarbeitungsvorrichtung eine Rechnereinheit zum Verarbeiten, insbesondere kryptografischen Verarbeiten, der Informationen. Diese Rechnereinheit verarbeitet die, zumindest zum Teil verschlüsselten und/oder signierten Daten, so dass eine Transaktion, welche nur durch den Träger der ersten Speichereinheit erfolgen darf, durchgeführt werden kann.
Um die Informationen von der ersten und/oder zweiten Speichereinheit an die Rechnereinheit zu übertragen, ist weiter eine Informationsübertragungseinheit vorgesehen. Mit dieser lassen sich die entsprechenden Informationen sicher übertragen. Bevorzugt ist zudem, dass mindestens eine der Speichereinheiten als nichtelektronische Speichereinheit ausgebildet ist, auf der und/oder von der die vertraulichen Informationen, insbesondere die ersten Informationen, nichtelektronisch speicherbar und/oder abrufbar sind. Nichtelektronische Speichereinheiten umfassen beispielsweise magnetische oder optische Speichereinheiten.
Besonders bevorzugt ist es, dass mindestens eine der Speichereinheiten als optische Speichereinheit umfassend die Gruppe der photoadressierbaren Polymere als Speichermedium ausgebildet ist, auf der und/oder von der die vertraulichen Informationen, insbesondere die ersten Informationen, optisch speicherbar und/oder abrufbar sind.
Die photoadressierbaren Polymere bilden eine Materialklasse, die sich dadurch auszeichnet, dass sich in das Material mittels Licht eine gerichtete Doppelbrechung einschreiben lässt {Polymers as Electrooptical and Photooptical Active Media, V. P. Shibaev (Hrsg.), Springer Verlag, New York 1995; Natansohn et al, Chem. Mater. 1993, 403-411). Beispiele für diese photoadressierbaren Polymere sind Polymere mit Azobenzol-funktionalisierten Seitenketten, die z.B. in US-A 5 173 381 beschrieben sind.
Mittels der optischen Speicherung von Informationen lassen sich diese sicher, vor äußeren Einflüssen weitestgehend geschützt, und in einer hohen Menge auf kleinstem Raum anordnen. Insbesondere sind die optisch gespeicherten Informationen vor Einflüssen wie Magnetfeldern oder elektrischen Einflüssen sicher abgelegt. Durch die optische Speicherung ergibt sich ein optimales Kapazität-Speichergröße- Verhältnis. Darüber hinaus sind die optischen Speichereinheiten günstiger in der Herstellung als z.B. elektronische Speichereinheiten, wie Chips. Daher ergibt sich für die optische Speicherung auch ein optimales Kapazitäts-Kosten- Verhältnis.
Bevorzugt ist auch, dass mindestens eine der Speichereinheiten in Form einer Karte, ausgewählt aus der Gruppe der Chip-, -Speicher, -Smartkarten, ausgebildet ist. Die Ausbildung als Karte ermöglicht eine leicht zu handhabende und mobile Ausführung des Speichers. Die Karte weist bevorzugt die gleichen Abmaße wie andere im täglichen Gebrauch befindlichen Karten aus, zum Beispiel wie Kreditkarten und dergleichen. Diese Form der Karte ermöglicht eine leichte Verwahrung des mobilen Speichers zum Beispiel in Geldbörsen und dergleichen, ohne dass hierfür spezielle Aufbewahrungseinheiten neu geschaffen werden müssen. Bevorzugt weist die Karte deshalb das Format ID-I auf, welches auch im Standard ISO/IEC 7810 definiert ist. Dieses Format ist bevorzugt auch mit gängigen Lesegeräten und dergleichen verwendbar.
Um möglichst viele Informationen und/oder Daten auf der Karte und/oder der mobilen Speichereinheit abzulegen, ist weiter bevorzugt, dass mindestens eine der Speichereinheiten eine Speicherkapazität von bevorzugt mehr als 0,5 MByte, weiter bevorzugt mehr als 1,0 MByte und am meisten bevorzugt von mehr als 1,5 MByte aufweist. Herkömmliche Speicher wie Magnetstreifen, Chips und dergleichen weisen kleinere Speicher auf, welche nur eine sehr begrenzte Anzahl von Informationen speichern können. Somit lassen sich nur wenige Informationen speichern. Größere Informationen lassen sich nicht ablegen. Mit der bevorzugten erfindungsgemäßen Speicherkapazität lassen sich nunmehr auch größere Datenmengen, u.U. auch aufwändiger verschlüsselt, ablegen.
Um die hohe Speicherung zu gewährleisten, ist das Speichermedium, das zur Bildung der Speichereinheit, insbesondere der ersten mobilen Speichereinheit, verwendet wird, als Polymer, insbesondere als Polymer aus der Gruppe der photoadressierbaren Polymere, ausgebildet.
Insbesondere lassen sich Informationen holografisch auf dem mobilen Speicher ablegen, besonders bevorzugt als eines oder mehrere Polarisationshologramme. Mit der holografischen Speicherung von Informationen ist ein wirksamer und verbesserter Schutz der Informationen gegen unbefugtes Handhaben weiterer Personen, wie beispielsweise Kopieren oder sonstige Manipulation, gegeben.
Die holografϊsche Speicherung ist ein analoges Speicherverfahren, d.h. Informationen liegen auf dem ersten mobilen Speicher in analoger Form vor.
Die schützenswerten Informationen, die auf dem ersten mobilen Speicher abgelegt werden, liegen vor der Speicherung auf dem mobilen Speicher und/oder nach dem Auslesen von dem mobilen Speicher bevorzugt in digitaler Form vor.
Sie liegen vor der Speicherung auf dem mobilen Speicher und/oder nach dem Auslesen von dem mobilen Speicher bevorzugt verschlüsselt vor und/oder sie sind signiert.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass mindestens eine der Speichereinheiten, vorzugsweise die zweite Speichereinheit, als digitale Speichereinheit ausgebildet ist, auf der und/oder von der die Informationen digital speicherbar und/oder abrufbar sind. Die Informationen sind nicht zuletzt aus Speicherplatzgründen bevorzugt digital auf der entsprechenden Speichereinheit, insbesondere der zweiten Speichereinheit, gespeichert. Die digitalen vertraulichen Informationen sind dabei bevorzugt digital verschlüsselt und/oder signiert. In dem Fall, in dem die schützenswerten Informationen signiert sind, wird die Signatur bevorzugt zusammen mit den schützenswerten Informationen auf der Speichereinheit abgelegt. Aus diesem Grunde ist es auch bevorzugt, dass mindestens eine der Speichereinheiten, bevorzugt die zweite Speichereinheit, als verschlüsselbare Speichereinheit ausgebildet ist, auf der und/oder von der die ersten vertraulichen Informationen verschlüsselt speicherbar und/oder abrufbar sind.
Um eine große Menge an Informationen zu speichern, ist die entsprechende Speichereinheit bevorzugt als passiver Speicher ausgebildet. Insbesondere die mobile Speichereinheit speichert eine große Menge an Informationen. Die passive Speichereinheit weist deshalb keine Bereiche auf, in denen aktiv eine Berechnung, Verarbeitung, Entschlüsselung etc. der Informationen mittels entsprechender Algorithmen durchgeführt wird.
Dagegen sind auf der zweiten Speichereinheit meist deutlich weniger Informationen abgelegt, so dass hier ein Algorithmus zum Verarbeiten der Informationen abgelegt werden kann. Deshalb ist es bevorzugt, dass die zweite Speichereinheit eine aktive Speichereinheit ist. Bei den bislang bekannten Systemen ist die mobile Speichereinheit als aktiver Speicher ausgebildet (Chipkarte) oder die mobile Speichereinheit verfügt über einen sehr geringen, unsicheren Speicher (Magnetstreifenkarte) .
Mit der Ausbildung des ersten mobilen Speichers als passiver, sicherer Speicher mit einer hohen Speicherkapazität und der Ausbildung des zweiten Speichers als aktiver Speicher oder aktive Speichereinheit wird damit ein sicheres, robustes und kostengünstiges System geschaffen.
Insbesondere ist es deshalb bevorzugt, dass die zweite Speichereinheit eine elektronische Speichereinheit ist, auf der und/oder von der die zweiten Informationen elektronisch speicherbar und/oder abrufbar sind. Im Gegensatz zur Ausbildung als magnetische oder nichtelektronische Speichereinheit lassen sich auf der elektronischen Speichereinheit die insbesondere schützenswerten Informationen und die Algorithmen bevorzugt elektronisch ablegen und eine entsprechende Kommunikation mit Rechnereinheiten kann problemlos realisiert werden, ohne beispielsweise analog/digital-Wandler zwischenzuschalten.
Somit sind in einer bevorzugten Ausführungsform der erste Speicher als optischer Speicher, das heißt als passiver Speicher, und der zweite Speicher als elektronischer Speicher ausgebildet. Eine Karte mit einem entsprechenden zweiten Speicher wird auch als aktive Speicherkarte bezeichnet, da der zweite Speicher in Verbindung mit einer Recheneinheit gekoppelt ist.
Auf dem ersten Speicher sind die Informationen deshalb optisch, bevorzugt holografisch, gespeichert. Um nun die Daten mittels einer Informationsübertragungseinheit an die zweite, elektronische Speichereinheit zu übertragen, müssen die Daten nun von dem analogen Zustand in den elektronischen oder digitalen Zustand gebracht werden. Hierzu wird als Informationsübertragungseinheit eine Lichtquelle in Kombination mit einer Kamera verwendet. Das Hologramm auf der ersten Speichereinheit wird dazu mit der Lichtquelle beleuchtet. Aufgrund der Beugung des Lichtstrahls am Hologramm wird ein Bild der gespeicherten Informationen erzeugt. Dieses erzeugte Bild, das die schützenswerten Informationen enthält, wird mittels der Kamera erfasst und folglich dort abgebildet. Die Kamera erzeugt nun aus den optischen Signalen elektronische oder digitale Signale, die zu der zweiten Speichereinheit korrespondieren. _ _
Zur Verarbeitung der schützenswerten Informationen steht der zweite Speicher in Verbindung mit einer ersten Rechnereinheit. Nur diese erste Rechnereinheit hat einen Zugang zu den Informationen auf dem zweiten Speicher. Möglichkeiten, die Informationen, die auf dem zweiten Speicher abgelegt sind, von unbefugten Personen von außen zu lesen und/oder zu manipulieren, bestehen nicht. Einzig die erste Rechnereinheit kann mit der zweiten Speichereinheit derart kommunizieren, dass zwischen beiden Daten übertragen werden.
Die erste Rechnereinheit verfügt über kryptografische Funktionen, mit denen Informationen verschlüsselt bzw. entschlüsselt oder auch signiert werden. Insbesondere umfassen die Funktionen auch die Möglichkeit, eine Signatur zu erstellen und/oder zu prüfen. Ebenso wie die zweite Speichereinheit gegen den Zugriff von Unbefugten gesichert ist, ist auch die erste Recheneinheit gegen den Zugriff von Unbefugten gesichert.
Bevorzugt ist, dass die Rechnereinheit, die zweite Speichereinheit und eine Informationsübertragungseinheit zum Datenaustausch zwischen Rechnereinheit und zweitem Speicher in einer Einheit oder Einrichtung ausgebildet sind. Mit dieser Einheit lassen sich dann die Informationen zwischen erstem und zweitem Speicher austauschen.
Bevorzugt ist, dass die Rechnereinheit integriert in die zweite Speichereinheit nach Art einer Smart- oder Chipkarte ausgebildet ist. Um unbefugte Manipulationen zu vermeiden, ist die Einheit aus Rechnereinheit und Speichereinheit bevorzugt mit einem Zertifikat, zum Beispiel nach den „Common Criteria" versehen, insbesondere wird hierbei ein EAL 4+ oder höher erreicht. Hierdurch ist eine sehr hohe Sicherheit gegeben.
Wie bereits beschrieben, ist es bevorzugt, dass die Informationsübertragungseinheit zwischen mobilem ersten Speicher und zweitem Speicher als eine optische Informationsübertragungseinheit ausgebildet ist, um Informationen über mindestens einen Strahlengang zu übertragen.
Bevorzugt ist, dass die Rechnereinheit mindestens einen Übertragungskanal aufweist, über den Informationen zu und/oder von weiteren Rechnereinheiten übertragen werden können.
Bevorzugt ist ein solcher Übertragungskanal als gesicherter Kanal ausgebildet. Ein gesicherter Kanal kann ein verschlüsselter Kanal sein (logischer Schutz); es kann sich aber auch um einen Kanal handeln, bei dem Unbefugte nicht von außen angreifen können, da er sich z.B. in einer bewachten Umgebung befindet oder nicht zugänglich ist (physikalischer Schutz).
Um nun Daten zwischen verschiedenen Rechnereinheiten auszutauschen, müssen sich die Rechnereinheiten vor dem Datenaustausch gegenseitig authentisieren. _
Die Informationsübertragungseinheit kann bevorzugt als Schreib- und/oder Leseeinheit ausgebildet sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die optische Informationsübertragungseinheit zum Emittieren von polarisiertem Licht umfassend die Gruppe der Laser ausgebildet ist, um Infor- mationen optisch mittels mindestens einem Strahl zu übertragen.
Ebenso wie weitere Rechnereinheiten, beispielsweise zur Erhöhung der Sicherheit, vorgesehen werden können, ist es auch bevorzugt, dass weiter eine dritte Speichereinheit zum Speichern von zu den ersten und/oder zweiten Informationen korrespondierenden dritten Informationen vorgesehen ist. Hierdurch lässt sich zudem eine weitere Sicherheitsabfrage realisieren, beispielsweise in Form eines Netzhautscans, Eingabe einer PIN, Erfassung von weiteren biometrischen Daten, wie einem Fingerabdruck, und dergleichen.
Zur Verwaltung von zum Beispiel mehreren Schlüsseln und/oder Zertifikaten und dergleichen, zum Beispiel für unterschiedliche Benutzer ist es bevorzugt, dass weiter eine Schlüsselmanagementeinheit zur Verwaltung mehrerer Schlüssel und/oder Signaturen vorgesehen ist.
Die Erfindung schließt weiter die technische Lehre ein, dass ein Verfahren zum sicheren krypto- grafischen Verarbeiten, Handhaben und/oder Übertragen von Informationen vorgesehen ist, umfassend die Schritte: Lesen und/oder Speichern von ersten verschlüsselten, Informationen auf einem ersten passiven, mobilen Speicher, Lesen und/oder Speichern von zu den ersten Informationen korrespondierenden zweiten Informationen, Übertragen der ersten verschlüsselten, Informationen in eine Rechnereinheit, Übertragen der zweiten Informationen in eine Rechnereinheit, kryptografϊsches Verarbeiten der ersten Informationen mittels der zweiten Informationen in der Rechnereinheit, wobei der Schritt Lesen und/oder Speichern von ersten Informationen und/oder der Schritt Übertragen der ersten Informationen zumindest teilweise auf nichtelektronische Weise durchgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verarbeitung von vertraulichen Informationen umfasst insbesondere die im Folgenden beschriebenen Schritte.
Informationen, insbesondere schützenswerte Informationen, die zuvor auf einem mobilen Speicher abgelegt wurden, werden von dem ersten mobilen Speicher mit Hilfe einer Informationsübertragungseinheit zur ersten Rechnereinheit übertragen. Sind die Informationen digital verschlüsselt, werden sie mit Hilfe der ersten Rechnereinheit und den auf dem zweiten Speicher abgelegten Informationen, beispielsweise kryptografischen Schlüsseln, entschlüsselt. Sind die Informationen signiert, wird diese Signatur entsprechend geprüft. Insbesondere sind die Informationen auf dem ersten mobilen Speicher durch ein symmetrisches Verschlüsselungssystem verschlüsselt. Hierfür kann z.B. ein Verschlüsselungsverfahren nach Art von AES oder dergleichen verwendet werden. Für die Signatur wird bevorzugt eine Standardprozedur für elektronische Verschlüsselung verwendet. Hierfür kann z.B. ein Verfahren nach Art von RSA oder ECDSA (elliptic curve digital signature algorithm) verwendet werden.
Bevorzugt ist, dass der Schritt „Lesen und/oder Speichern von ersten Informationen" und/oder der Schritt „Übertragen der ersten Informationen" auf optische Weise durchgeführt wird. Auf diese Weise lässt sich eine hinsichtlich Übertragungsgeschwindigkeit und Datensicherheit optimierte Übertragung realisieren.
Weiter bevorzugt ist, dass mindestens einer der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens digital ausgeführt wird. Das digitale Verarbeiten bringt den Vorteil einer leichten Verarbeitbarkeit mittels Computern oder Rechnern ohne einen A/D- Wandler zu erfordern. Damit kann ein einfacherer Aufbau und ein einfacheres Verfahren realisiert werden.
Um die Informationen nur autorisierten Stellen zugänglich zu machen, ist es bevorzugt, dass mindestens einer der Schritte „Lesen und/oder Speichern" und/oder „Übertragen" verschlüsselt ausgeführt wird. Auf diese Weise ist ein hohes Maß an Datensicherheit gewährleistet. Insbesondere bei optischer, digitaler Verarbeitung realisiert eine Verschlüsselung ein Höchstmaß an Datensicherheit, so dass auch sehr vertrauliche Informationen mit diesem Verfahren verarbeitet werden können. Insgesamt lässt sich mit diesem Verfahren eine sehr hohe Sicherheitsstufe an Datensicherheit realisieren.
Bevorzugt liegen die ersten Informationen in optisch übertragbarer Form vor. Bevorzugt ist darüber hinaus weiterhin, dass der „Schritt Lesen und/oder Speichern" und/oder „Übertragen von zweiten Informationen" elektronisch durchgeführt wird. Somit lassen sich die zweiten Informationen, die ohnehin gegen unauthorisierten Zugriff gesichert sind, und in der Regel nicht auf einer mobilen Speichereinheit abgelegt sind, leicht mittels Rechnereinheiten verarbeiten. Hierzu lassen sich dann insbesondere bereits aus dem Stand der Technik bekannte Speicher und/oder Verarbeitungsmedien einsetzen, die jeweils an die entsprechende Anwendung gemäß der vorliegenden Erfindung angepasst werden.
Von besonderem Vorteil ist es, dass die „Schritte Lesen und/oder Speichern" von zweiten Informationen und kryptografisches Verarbeiten in einem Bauteil ausgeführt werden. Auf diese Weise lassen sich die für die Ver- bzw. Entschlüsselung notwendigen Vorrichtungen platzsparend in einem Bauteil unterbringen. Dieses Bauteil wird entsprechend gegen den Zugriff von außen oder von Dritten gesichert. Dadurch, dass diese Schritte in einem Bauteil ausgeführt werden, müssen zudem keine zeitaufwändigen Übertragungsmedien zur Übertragung der Daten vorgesehen werden. Durch die Integration in einem Bauteil muss nur dieses eine Bauteil gegen unerwünschten Zugriff gesichert werden.
Um einen wirksamen Schutz oder eine Authentifizierung der Informationen zu bewirken, sind diese entweder mit einer Signatur versehen und/oder verschlüsselt. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, wenn der Schritt „Lesen und/oder Speichern" weiter den Schritt „Lesen und/oder Speichern von Signatur und/oder Schlüsseldaten" umfasst. Die Signatur und/oder die Schlüsseldaten lassen sich auf den verschiedenen Speichereinheiten, so zum Beispiel auch auf der mobilen Speichereinheit ablegen. Sind die Daten holografisch gespeichert, lässt sich ein hoher Sicherheitsstandard realisieren, der das Auslesen der Signatur und/oder des Schlüssels zumindest nahezu unmöglich macht.
Insbesondere wenn die vertraulichen Informationen als Hologramm umfassend Polarisationshologramme gelesen und/oder gespeichert werden, sind diese gegen den ungewollten oder unerwünschten Zugriff optimal geschützt, da insbesondere Hologramme kaum oder nicht von Dritten auf einfache Weise ausgelesen werden können.
Darüber hinaus ist mit der Speicherung als Hologramm auch ein wirksamer Schutz gegenüber Manipulation und/oder Kopie gegeben.
Um die Informationen möglichst vieler Benutzer zu verwalten, die bevorzugt alle mit Signaturen versehbar sind oder mit entsprechenden, individuellen Schlüsseln verschlüsselbar sind, ist es bevorzugt, dass die insbesondere schützenswerten Informationen mittels eines Schlüsselmanage- ments verwaltet werden. Das Schlüsselmanagement ist Bestandteil der vorliegenden Erfindung.
Im Schlüsselmanagement werden Schlüssel und Zertifikate definiert, ausgewählt und/oder abgeleitet und den verschiedenen Komponenten des Systems so zugeordnet, dass eine sichere Verarbeitung von insbesondere schützenswerten Informationen gewährleistet ist. Ferner wird durch das Schlüsselmanagement sichergestellt, dass Komponenten aus dem System entfernt und/oder in das System integriert werden können, ohne dass es eines kompletten Austausche von Schlüsseln und/oder Zertifikaten bedarf.
Für die Schlüsselwahl und Schlüsselzuteilung wird zunächst eine Gruppe von Komponenten definiert, die alle zu einem System gehören. Zu jedem System gibt es eine Mehrzahl an mobilen Speichern sowie mindestens ein oder mehrere LeseVSchreibgeräte für diese mobilen Speicher. Die Lese-/Schreibgeräte beinhalten jeweils mindestens einen Speicher in der Form des bereits beschriebenen zweiten Speichers, in Verbindung mit einer Recheneinheit. _ _
Ein solches System könnte z.B. eine Firma sein, die für die Anwendung Zutrittskontrolle allen Mitarbeitern einen Mitarbeiterausweis ausstellt. In diesem Fall sind die Mitarbeiterausweise und die Schreib-/Lesegeräte Komponenten, die zu einem System gehören.
Es kann sich bei dem System z.B. auch um eine Bank handeln, die ihren Kunden eine Bankkarte (mobiler Speicher) aushändigt. In diesem Fall sind die Bankkarten und die Schreib-/Lesegeräte Komponenten, die zu einem System gehören.
Für ein System gibt es einen globalen Schlüssel K. Dieser Schlüssel ist im zweiten Speicher (eines jeden Lese-/Schreibgeräts eines Systems) sicher gespeichert. Für jeden mobilen Speicher (ID1), der zum System gehört, wird ein einzigartiger Schlüssel K( = f(K, ID1) abgeleitet, wobei f die Schlüsselableitungsfunktion ist. Vertrauliche Informationen sind auf dem ersten mobilen Speicher mit dem Schlüssel K1 verschlüsselt. Bei der Entschlüsselung werden die mit K1 verschlüsselten und auf dem mobilen Speicher gespeicherten Informationen mit Hilfe der Informationsübertragungseinheit auf die erste Recheneinheit übertragen und mit Hilfe des im zweiten Speicher abgelegten Schlüssel K entschlüsselt.
Ferner besitzt das System ein globales Zertifikat <TC>, das z.B. von einem Trustcenter (TC) ausgestellt wurde. Zum Zertifikat <TC> gehört ein geheimer Schlüssel t. Das globale Zertifikat ist ebenfalls im zweiten Speicher (eines jeden Lese-/Schreibgeräts eines Systems) gespeichert. Für jeden mobilen Speicher ID1 gibt es ein Zertifikat ^D^,. Um die Authentizität und/oder Integrität von Informationen m zu belegen, werden diese auf dem mobilen Speicher mit Hilfe des korrespondierenden geheimen Schlüssels k; als S:=Sig(m, k,) signiert. Die Signatur S wird zusammen mit dem Zertifikat auf dem mobilen Speicher abgelegt. Bei der Signaturprüfung werden die Daten m, die Signatur S und das Zertifikat <ID>t vom mobilen Speicher mit Hilfe der Informationsübertragungseinheit auf die erste Recheneinheit übertragen. Mit Hilfe der ersten Recheneinheit und dem im zweiten Speicher abgelegten globalen Zertifikat <TC> wird zunächst das Zertifikat <ID>t verifiziert. Dann wird mit dem Zertifikat <ID>t die Signatur S verifiziert. Wenn alle Verifikationen erfolgreich sind, wird die Signatur akzeptiert.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung signiert die übergeordnete Einheit (TC) die Daten m direkt mit Hilfe des geheimen Schlüssels t. Dies kann z.B. für biometrische Zutrittskontrolle interessant sein. Dabei überprüft die übergeordnete Einheit zunächst, ob die auf dem mobilen Speicher abzulegenden Informationen tatsächlich zu diesem gehören. Im Falle der biometrischen Zutrittskontrolle überprüft die übergeordnete Organisation, ob die auf der Identitätskarte (mobiler Speicher) abzulegenden biometrischen Daten (Informationen m) tatsächlich zu dem Kartenbesitzer gehören und signiert die Richtigkeit. Das oben beschriebene Schema zur Signatur wird dann in der Weise geändert, dass die Informationen m als S:=Sig(m, t) signiert werden. Die Signatur S wird zusammen mit den Daten m auf dem mobilen Speicher abgelegt. Sie kann durch Anwendung von <TC> verifiziert werden.
Es ist sowohl möglich, zuerst Informationen zu signieren und dann die Daten und die Signatur zu verschlüsseln, als auch zuerst die Daten zu verschlüsseln und dann die verschlüsselten Daten zu signieren.
Wie bereits oben ausgeführt, ist es denkbar, dass erste Rechnereinheit mit weiteren Rechnereinheiten über Übertragungskanäle verbunden ist. Dann ist es von besonderem Interesse, dass diese weiteren Rechnereinheiten in die sichere Übertragung von schützenswerten Informationen eingebunden werden. In diesem Fall gehören weitere Rechnereinheiten zum System, die übergeordnet als Geräte bezeichnet werden sollen.
Für das System existiert ein Gruppenzertifikat <G> mit dem korrespondierenden geheimen Schlüssel g. Das Gruppenzertifikat <G> ist in jedem zum System gehörigen Gerät abgelegt. Jedes Gerät mit der Identitätsnummer IDj besitzt ein Zertifikat <ID(, A> , das mit dem geheimen Schlüssel g signiert wurde. Es enthält Attribute A;, die Auskunft über die Art des Gerätes geben können (z.B. biometrisches Erfassungssystem, Datenbank, etc.). Zwei Geräte, die miteinander über einen verschlüsselten Kanal kommunizieren, tauschen ihre Zertifikate aus. Sie verifizieren die Signatur des Zertifikats <IDi5 A> durch Anwendung von <G> und verifizieren die Attribute. Nur wenn die Überprüfung der Signaturen fehlerfrei verläuft, wird ein sicherer Übertragungsweg zwischen den Geräten aufgebaut.
Es wird bevorzugt, das Zertifikat <ID(, A> mit einer begrenzten Gültigkeitsdauer zu versehen. Das Zertifikat kann z.B. in Form einer Smart Card in die Geräte eingebracht werden, so dass es eine einfache Möglichkeit des Austauschs gibt.
Nach Ablauf der Gültigkeit des Zertifikats, werden die Schlüssel erneuert. Dies kann im Fall der Smart-Card-Lösung einfach durch Austausch der Smart Cards in den Geräten geschehen.
Um Geräte vom sicheren Informationsaustausch auszuschließen, werden sie gesperrt. Jedes Gerät enthält eine Liste (CRL) an widerrufenen Zertifikaten. Diese Zertifikate können Gruppen- oder Gerätezertifikate sein. Im Fall eines Gruppenzertifikats sind ganze Gruppen von Geräten gesperrt, im Falle von Gerätezertifikaten sind einzelne Geräte gesperrt. Eine solche Sperrliste mit widerrufenen Geräten muss in jedes Gerät geladen werden. Die Sperrliste ist signiert mit einem globalen Zertifikat, z.B. mit dem oben eingeführten Zertifikat <TC>. Die Sperrliste wird dann zusammen mit der Signatur Sig(CRL, t) in die Geräte geladen. Dadurch können Geräte, die z.B. _ _
von einem Angreifer entwendet wurden, gesperrt werden, so dass der Angreifer keine Möglichkeit hat, mit Hilfe der entwendeten Geräte an vertrauliche Informationen zu gelangen.
Die Sperrliste kann auch durch Abfrage eines zentralen Servers aktualisiert werden bzw. abgefragt werden. Es wird auf dem Server geprüft, ob ein Eintrag für das gerade zu prüfende Zertifikat vorliegt.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung eines erfϊndungsgemäßen Systems und/oder eines erfindungsgemäßen Verfahrens als und/oder in:
Zugangskontrollsystemen, Zutrittskontrollsystem, Geldautomatensystemen,
Ausweissystem, System zum Verwalten medizinischer Daten (z.B. Gesundheitskarte).
Weitere bevorzugte Merkmale sind in den abhängigen Unteransprüchen oder anhand der folgenden Figur näher beschrieben. Es zeigt:
Figur 1 schematisch ein erfindungsgemäßes System zur Verarbeitung von Informationen mittels eines Signatur- und/oder Verschlüsselungsprinzips.
Figur 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes System 1 zur Verarbeitung von Informationen, insbesondere von schützenswerten Information, gemäß der vorliegenden Erfindung. Das System 1 umfasst eine Speichereinheit 2, die vorliegend als mobile Speichereinheit ausgebildet ist und insbesondere als mobile, passive Speichereinheit ausgebildet ist. Die Speichereinheit kann in jeder beliebigen Form ausgebildet sein, ist vorliegend jedoch als Speicherkarte ausgebildet, welche auch symbolhaft in dem entsprechenden Kasten abgebildet ist. Die Speichereinheit 2 ist vorliegend ausgebildet, um Informationen oder Daten optisch zu speichern. Bei den zu speichernden Informationen handelt es sich um vertrauliche bzw. schützenswerte Informationen, welche insbesondere biometrische Daten und/oder Signaturdaten einschließlich Fehlerkorrekturdaten umfassen. Die Daten sind auf der Speichereinheit 2 holografisch und/oder digital verschlüsselt abgelegt.
Neben der Speichereinheit 2 umfasst das System 1 weiter eine Verarbeitungsvorrichtung 3, die durch eine gestrichelte Linie schematisch dargestellt ist. Die Verarbeitungsvorrichtung 3 ist so ausgebildet, dass sie mit der Speichereinheit 2 zusammenwirken kann, insbesondere die Speichereinheit 2 lesen und/oder beschreiben kann. Durch den Pfeil von der Speichereinheit 2 in die Verarbeitungsvorrichtung 3 und umgekehrt ist schematisch das Einlesen bzw. Schreiben der Daten von der Speichereinheit 2 dargestellt. Die Verarbeitungsvorrichtung 3 umfasst zur Übertragung der Informationen von der Speichereinheit 2 eine erste Informationsübertragungseinheit 4, welche vorliegend eine Sensoreinheit (Kamera) 4a, welche zur Signalverarbeitung geeignet ist, umfasst. Unter Informationsübertragungseinheit sind allgemein sämtliche Übertragungsmittel zwischen verschiedenen Einheiten, Bauteilen und dergleichen zusammengefasst. Wie die entsprechenden Pfeile zu der ersten Informationsübertragungseinheit 4a bzw. von dieser weg schematisch andeuten, dient die erste Informationsübertragungseinheit 4 bzw. die Sensoreinheit 4a zum Übertragen von Informationen.
Weiter umfasst das System 1 eine Rechnereinheit 5 zum kryptografischen Verarbeiten von Informationen. Hierzu werden die Daten oder Informationen von der Sensoreinheit 4a bzw. allgemeiner von der ersten Informationsübertragungseinheit 4 zu der Rechnereinheit 5 übertragen bzw. von dieser weg.
Das System 1 umfasst zudem eine zweite Speichereinheit 6. Die zweite Speichereinheit 6 ist entschlüsselsicher ausgebildet und dient zum abrufbaren Speichern von zu den ersten Informationen korrespondierenden zweiten Informationen. Insbesondere sind das weitere sicherheitsrelevante Daten, die zusammen mit den ersten Informationen einen Zugriff bzw. Zutritt ermöglichen. Unter anderem umfasst die zweite Speichereinheit einen Bereich 6a, in dem die entsprechenden Schlüssel zur Entschlüsselung von schützenswerten Informationen abgelegt sind. Weitere in dem Bereich abrufbare Daten können Daten zur Entschlüsselung, Signatur, MAC (Message Authentication Code) oder auch in die andere Richtung zum Beispiel zum Verschlüsseln oder Authentifizieren sein.
Über eine sichere zweite Informationsübertragungseinheit 7 werden die entsprechenden Daten, die zu den von der ersten Speichereinheit 2 eingelesenen Daten korrespondieren, aus der zweiten Speichereinheit 6 bzw. 6a in die Rechnereinheit 5 übertragen. Die Informationsübertragungseinheit 7 ist so ausgebildet, dass sie wirksame Schutzmechanismen gegen Angreifer aufweist, so dass ein Abhören der Kommunikation und/oder eine Manipulation an den ausgetauschten Informationen nicht möglich ist.
Die Rechnereinheit 5 ist in Fig. 1 beispielhaft aus 2 Modulen 5a und 5b bestehend ausgeführt. Modul 5a übernimmt die kryptografischen Berechnungen, während Modul 5b den gesamten Ablauf steuert und für die Kommunikation mit weiteren angeschlossenen Komponenten (8, 9) verantwortlich ist.
Um eine weitere Sicherung durch eine persönliche Eingabe des vorgesehenen Trägers der mobilen Speichereinheit 2 zu gewährleisten, sieht das System 1 eine externe Kommunikation mit dem vorgesehenen Träger der mobilen Speichereinheit 2 vor. Hierzu weist das System in der Verarbeitungseinrichtung Schnittstellen 8 für die externe Kommunikation vor.
Eine erste Schnittstelle 8a dient zur Ausgabe bzw. Anzeige von Eingabeaufforderungen bzw. Fragen, die zur Verifizierung des Trägers dienen. Diese erste Schnittstelle 8a ist hier als Anzeige oder Display ausgebildet. Die Anzeige zeigt beispielsweise die Eingabeaufforderung an, eine persönliche Identifikationsnummer (PIN) einzugeben.
Eine zweite Schnittstelle 8b dient zur Eingabe von Informationen durch den Benutzer der Verarbeitungsvorrichtung 3. Diese zweite Schnittstelle 8b ist vorliegend als Nummerneingabe mit der Möglichkeit der Eingabesteuerung durch Cursorbewegung realisiert. Über diese Eingabe oder Eingabeeinheit kann der Benutzer der Verarbeitungsvorrichtung 3 Steuerparameter oder persönliche Daten, beispielsweise ein PIN, eingeben.
Die erste Schnittstelle 8a ist unidirektional mit der Rechnereinheit 5, genauer mit dem zweiten Modul 5b, über eine sichere zweite Informationsübertragungseinheit 7 verbunden, wobei die Richtung von dem zweiten Modul zu der ersten Schnittstelle 8a gerichtet ist.
Die zweite Schnittstelle 8b ist unidirektional mit der Rechnereinheit 5, genauer mit dem zweiten Modul 5b, über eine sichere Informationsübertragungseinheit 7 verbunden, wobei die Richtung von der zweiten Schnittstelle 8b zu dem zweiten Modul 5b gerichtet ist.
Das in Fig. 1 dargestellte System 1 umfasst neben der mobilen Speichereinheit 2 und der Verarbeitungseinheit 3, welche den Kern des Systems bilden, noch weitere Peripherien 9 oder Anschlusssysteme, mit welchem über entsprechende Verbindungen Daten oder Informationen ausgetauscht werden oder können. So kann diese Peripherie 9 ein erstes Anschlusssystem 9a zur biometrischen Erfassung und zum Abgleich der Informationen dienen. Hierzu ist das zweite Modul 5b mit dem ersten Anschlusssystem 9a bidirektional verbunden, um Steuersignale zu übertragen. Zum Anderen ist das zweite Modul 5b bidirektional mit dem ersten Anschlusssystem 9a über eine sichere Verbindung verbunden, um biometrische Daten zu übertragen und das Ergebnis einer Verifizierung zurück zu übermitteln. Eine sichere Verbindung ist eine für einen Angreifer von außen nicht zugängliche Verbindung. Das erste Anschlusssystem 9a kann beispielweise eine Netzhautscan-Vorrichtung sein oder jede andere Vorrichtung zum Erfassen biometrischer Daten wie Fingerabdruck, Netzhautmuster, Stimme und dergleichen.
Weiter kann die Peripherie 9 ein zweites Anschlusssystem 9b umfassen. Dieses zweite Anschlusssystem 9b kann eine Datenbank sein, die zum Beispiel ein Computernetzwerk oder einfach einen Server umfasst. In der Datenbank können entsprechende Informationen gespeichert sein, die der Benutzer nach Verifizierung abrufen kann. Das zweite Anschlusssystem 9b ist über eine sichere oder einfache Verbindung mit der Verarbeitungseinrichtung 3, genauer mit dem zweiten Modul 5, verbunden und es werden zwischen diesen Daten oder Informationen M übertragen. Im Falle des Austauschs schützenswerter Informationen ist die Verbindung als sichere, zweite Informationsübertragungseinheit 7 ausgeführt. Bei einem Austausch unkritischer Informa- tionen kann eine einfache, erste Informationsübertragungseinheit 4 gewählt werden.
Zudem kann die Peripherie 9 ein drittes Anschlusssystem 9c umfassen. Das dritte Anschlusssystem 9c kann als ein Zugang ausgebildet sein, beispielsweise ein Türschloss, welches nach einer Verifizierung bzw. Authentifizierung der Informationen oder des Benutzers einen Zugang gewährt. Das dritte Anschlusssystem 9c ist über eine bidirektionale Verbindung mit der Rechnereinheit 5 verbunden. Um zu verhindern, dass ein Angreifer von außen Signale an das als Zugang ausgebildete Anschlusssystem 9c zu senden, um den Zugang zu öffnen, ist das Anschlusssystem 9c bevorzugt über eine sichere Verbindung 7 mit der Rechnereinheit 5 verbunden.
Weiter kann die Peripherie 9 ein viertes Anschlusssystem 9d umfassen. Das vierte Anschlusssystem 9d kann beispielsweise eine Zeitverarbeitungsvorrichtung sein, welche beispielsweise eine Zeiterfassung oder einen zeitlich begrenzten Zugang gewährt. Das vierte Anschlusssystem 9d ist über eine sichere Verbindung mit der Rechnereinheit 5 bidirektional verbunden und es werden unter anderem Zeitangaben übermittelt.
Im Falle des Austauschs schützenswerter Informationen ist die Verbindung als sichere Verbindung bzw. zweite Informationsübertragungseinheit 7 ausgeführt. Bei einem Austausch unkritischer Informationen kann eine einfache Verbindung bzw. erste Informationsübertragungseinheit 4 gewählt werden.
Die Peripherie 9 kann allgemein jeweils nur eines der Anschlusssysteme 9a bis 9d erfassen oder auch jede beliebige Kombination von Anschlusssystemen.
. .
Bezugszeichenliste
1 System
2 erste Speichereinheit
3 Verarbeitungsvorrichtung
4 erste Informationsübertragungseinheit
4a Kamera
5 Rechnereinheit
5a erstes Modul
5b zweites Modul
6 zweite Speichereinheit
7 (sichere) zweite Informationsübertragungseinheit
8 Schnittstelle(n)
8a erste Schnittstelle
8b zweite Schnittstelle
9 Peripherie
9a erstes Anschlusssystem
9b zweites Anschlusssystem
9c drittes Anschlusssystem
9d viertes Anschlusssystem

Claims

- -Patentansprüche
1. System (1) zur sicheren Verarbeitung von Informationen, insbesondere von schützenswerten Informationen, mittels eines Signatur- und/oder Verschlüsselungsprinzips, umfassend mindestens:
eine mobile, passive erste Speichereinheit (2),
zum abrufbaren Speichern von ersten Informationen,
mit einer eindeutigen Identifikationsnummer IDS; , wobei der Index i die Zahl der zum System (1) gehörigen ersten Speichereinheiten (2) angibt,
eine Verarbeitungsvorrichtung (3), die zum Zusammenwirken mit der ersten Speicher- einheit (2) ausgebildet ist, um Informationen zu verarbeiten, mit:
einer eindeutigen Identifikationsnummer IDVn , wobei der Index n die Zahl der
zum System (1) gehörigen Verarbeitungsvorrichtungen (3) angibt,
einer von außen nicht auslesbaren, manipulationssicheren zweiten Speichereinheit (6) zur sicheren Aufbewahrung von zu den ersten Informationen korrespondierenden zweiten Informationen,
einer Recheneinheit (5) zum (kryptografischen) Verarbeiten von Informationen,
einer Informationsübertragungseinheit (4) zum Übertragen von Informationen von der ersten und/oder der zweiten Speichereinheit (2,6) zu der Recheneinheit (5), sowie zum Übertragen von Informationen zwischen der Verarbeitungsvorrichtung (3) und ange- schlossener Peripherie (9).
2. System (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine der Speichereinheiten (2,6) als optische Speichereinheit, vorzugsweise holografϊsche Speichereinheit in Form einer Karte ausgebildet ist, auf der und/oder von der die Informationen optisch, vorzugsweise holografisch speicherbar und/oder abrufbar sind,
mindestens der eine der Informationsübertragungseinheiten (4) als eine optische Informationsübertragungseinheit ausgebildet ist, um Informationen über mindestens einen Strahlengang zu übertragen.
3. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (5) integriert in die zweite Speichereinheit (6) nach Art einer Smart- oder Chipkarte ausgebildet ist.
4. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
dass in der von außen nicht auslesbaren, manipulationssicheren zweiten Speichereinheit (6) ein (globaler) kryptografischer Schlüssel K aufbewahrt wird,
dass Informationen m auf einer der ersten Speichereinheiten (2) mit Hilfe eines Schlüssels K1 verschlüsselt abgelegt sind, wobei der Schlüssel sich einzigartig durch eine Schlüsselableitungsfunktion f von dem Schlüssel K in der zweiten Speichereinheit (6) ableiten lässt: K1 = f (K, IDS1).
5. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
dass in der von außen nicht auslesbaren, manipulationssicheren zweiten Speichereinheit (6) ein (globales) Zertifikat <TC> aufbewahrt wird, zu dem ein geheimer Schlüssel t gehört,
dass in mindestens einer zum System gehörigen ersten Speichereinheit IDS1 (2) ein vom globalen Zertifikat <TC> abgeleitetes Zertifikat < IDS,>, gespeichert ist, zu dem ein geheimer Schlüssel k, gehört,
dass in mindestens einer zum System gehörigen ersten Speichereinheit IDS1 (2) eine Signatur S gespeichert ist, die aus den Informationen m mittels des Schlüssels k, als S:=Sig(m, k,) erzeugt wurde.
6. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
dass in der von außen nicht auslesbaren, manipulationssicheren zweiten Speichereinheit (6) ein (globales) Zertifikat <TC> aufbewahrt wird, zu dem ein geheimer Schlüssel t gehört,
dass in mindestens einer zum System gehörigen ersten Speichereinheit IDS1 (2) eine Signatur S gespeichert ist, die aus den Informationen m mittels des Schlüssels t als S:=Sig(m, t) erzeugt wurde.
7. System (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass in der von außen nicht auslesbaren, manipulationssicheren zweiten Speichereinheit (6) ein (globales) Zertifikat <TC> aufbewahrt wird, zu dem ein geheimer Schlüssel t gehört, dass in mindestens einer zum System gehörigen ersten Speichereinheit IDS; (2) ein vom globalen Zertifikat <TC> abgeleitetes Zertifikat < IDS,>t gespeichert ist, zu dem ein geheimer Schlüssel kj gehört,
dass in mindestens einer zum System gehörigen ersten Speichereinheit IDSj (2) eine Signatur S gespeichert ist, die aus den mit K; verschlüsselten Informationen mittels des
Schlüssels k, erzeugt wurde.
8. System (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass in der von außen nicht auslesbaren, manipulationssicheren zweiten Speichereinheit (6) ein (globales) Zertifikat <TC> aufbewahrt wird, zu dem ein geheimer Schlüssel t gehört,
dass in mindestens einer zum System gehörigen ersten Speichereinheit IDSj (2) eine
Signatur S gespeichert ist, die aus den mit K, verschlüsselten Informationen mittels des Schlüssels t erzeugt wurde.
9. System (1) nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
dass in der von außen nicht auslesbaren, manipulationssicheren zweiten Speichereinheit (6) ein (globaler) kryptografischer Schlüssel K aufbewahrt wird,
dass in der von außen nicht auslesbaren, manipulationssicheren zweiten Speichereinheit (6) ein (globales) Zertifikat <TC> aufbewahrt wird, zu dem ein geheimer Schlüssel t gehört,
dass in mindestens einer zum System gehörigen ersten Speichereinheit IDS; (2) ein vom globalen Zertifikat <TC> abgeleitetes Zertifikat < IDS,>t gespeichert ist, zu dem ein geheimer Schlüssel k; gehört,
dass aus dem kryptografischen Schlüssel K für mindestens eine der zum System gehörigen ersten Speichereinheiten IDS; (2) ein einzigartiger Schlüssel Kj mit Hilfe der Schlüsselableitungsfunktion f erzeugt wird: Kj = f (K, IDSj),
dass eine Signatur S aus den Informationen m mittels des Schlüssels kj als S:=Sig(m, kj) erzeugt wird, die mit Hilfe des Schlüssels Ki verschlüsselt wird und auf mindestens einem zum System gehörigen ersten Speichereinheiten IDS1 (2) abgelegt ist.
10. System ( 1 ) nach einem der Ansprüche 1 -3 , dadurch gekennzeichnet,
dass in der von außen nicht auslesbaren, manipulationssicheren zweiten Speichereinheit (6) ein (globaler) kryptografischer Schlüssel K aufbewahrt wird, dass in der von außen nicht auslesbaren, manipulationssicheren zweiten Speichereinheit (6) ein (globales) Zertifikat <TC> aufbewahrt wird, zu dem ein geheimer Schlüssel t gehört,
dass aus dem kryptografischen Schlüssel K für mindestens eines der zum System gehörigen ersten Speichereinheiten CDS; (2) ein einzigartiger Schlüssel K; mit Hilfe der Schlüssel- ableitungsfunktion f erzeugt wird: K; = f (K, IDS;),
dass eine Signatur S aus den Informationen m mittels des Schlüssels k; als S:=Sig(m, t) erzeugt wird, die mit Hilfe des Schlüssels Ki verschlüsselt wird und auf mindestens einem zum System gehörigen ersten Speichereinheiten IDS; (2) abgelegt ist.
11. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass für eine Gruppe aus mehreren (mindestens 2) Verarbeitungsvorrichtungen (3) und/oder Komponenten der angeschlossenen Peripherie (9) ein Gruppenzertifikat <G> mit dem korrespondierenden geheimen Schlüssel g existiert, das in den zur Gruppe gehörigen Verarbeitungsvorrichtung/Komponente gespeichert ist,
dass für jede zur Gruppe gehörigen Verarbeitungsvorrichtungen (3) und/oder Komponente der angeschlossenen Peripherie (9) ein Zertifikat <rDVn_ An>g existiert, das mit dem geheimen Schlüssel g signiert ist und in jeder zur Gruppe gehörigen Verarbeitungsvorrichtung und/oder Komponente gespeichert ist, wobei An Attribute darstellen, die Auskunft über Eigenschaften der Verarbeitungsvorrichtung und/oder Komponente geben können,
dass in jeder zur Gruppe gehörigen Verarbeitungsvorrichtungen (3) und/oder Komponente der angeschlossenen Peripherie (9) eine Liste an widerrufenen Zertifikaten gespeichert ist, wobei die Liste mit dem Zertifikat <TC> signiert ist und diese Signatur ebenfalls in jeder zur Gruppe gehörigen Verarbeitungsvorrichtung und/oder Komponente gespeichert ist.
12. Verfahren zum sicheren (kryptografischen) Verarbeiten/Handhaben/Übertragen von Informationen mit Hilfe eines Systems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Übertragung von Informationen mittels einer Informationsübertragungseinheit (4) von einer ersten mobilen Speichereinheit (2) in eine der Verarbeitungsvorrichtungen (3) des Systems (1) ggf. Entschlüsselung der übertragenen Informationen, falls diese verschlüsselt sind, mit Hilfe des in der manipulationssicheren zweiten Speichereinheit (6) gespeicherten Schlüssels K,
ggf. Überprüfung des Zertifikats < IDSi>t, falls dieses existiert, mit Hilfe des in der manipulationssicheren zweiten Speichereinheit (6) gespeicherten Zertifikats <TC>,
ggf. Überprüfung der Signatur S:=Sig(m, k,), falls diese existiert, mit Hilfe des überprüften Zertifikats < IDSi>t,
ggf. Überprüfung der Signatur S:=Sig(t, kj), falls diese existiert, mit Hilfe des Zertifikats <TO,
Übertragung von Informationen mittels einer Informationsübertragungseinheit (4) vom
System (1) zur angeschlossenen Peripherie (9).
13. Verfahren zum sicheren (kryptografischen) Verarbeiten/Handhaben/Übertragen von Informationen nach Anspruch 12 mit Hilfe eines System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet,
dass die Verarbeitungsvorrichtung (3) und die Peripherie (9) vor dem Austausch von schützenswerten Informationen zunächst ihre Zertifikate <DDVnj An>g austauschen und durch Anwendung von <G> verifizieren,
dass die Verarbeitungsvorrichtung (3) und die Peripherie (9) vor dem Austausch von schützenswerten Informationen anhand der Liste der widerrufenen Zertifikate die Gültigkeit des jeweils anderen Zertifikates überprüft,
dass die Übertragung von schützenswerten Informationen zwischen Verarbeitungsvorrichtung (3) und Peripherie (9) vorzugsweise verschlüsselt und/oder gesichert abläuft.
14. Verwendung eines Systems (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 und/oder eines Verfahrens gemäß dem Anspruch 12 als und/oder in:
Zugangskontrollsystem,
Zutrittskontrollsystem, Geldautomatensytem, Ausweissystem, System zum Verwalten von medizinischen Daten.
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