DE2921878A1 - Datenuebertragungssystem - Google Patents

Description

VON KREISLER SCHONWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

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PATENTANWÄLTE

Anmelder Dr.-Ing. von Kreisler t 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden

Hermann >tockburger _Dr. j. _F. _{FueS/ Ko}|_n

Kl-r-nar-Ytworr 7 DipL-Chem. Alek von Kreisler, Köln

Kirnacnweg / DipL-Chem. Carola Keller, Köln

-7-7 η - r~ DipL-lng. G. Selling, Köln

7742 St. Georgen Dr. H.-K. Werner, Köln

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

29. Mai 1979 Sg/En

Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem mit mindestens einer Datenbank und mindestens einer Teilnehmerstelle, über die Daten der Datenbank abfragbar sind.

Es ist bekannt, beispielsweise über Telefonverbindungen Teilnehmerstellen mit einer zentralen Datenbank zu verbinden und auf diese Weise eine Kommunikation zwischen Teilnehmerstelle und Datenbank herzustellen. Die Teilnehmerstelle kann beispielsweise einen Bildschirm oder einen Drucker aufweisen, um die übermittelten Daten sichtbar zu machen.

Eine Schwierigkeit besteht darin, daß bestimmte Daten einer Datenbank in der Regel nur einem ausgewählten

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Telefon: (0221) 131041 ■ Telex- 8882307 dopa d ■ Telegramm: Dompolent

Kreis von Teilnehmern zugänglich gemacht werden sollen, während andere Daten, z.B. der Stand eines Bankkontos, nur von einem einzelnen Teilnehmer abgerufen werden dürfen. Entscheidend für die Berechtigung zum Abrufen von Daten kann ferner die Tatsache sein, ob der betreffende Teilnehmer eine Gebühr entrichtet hat.

Von Verkaufs- und Dienstleistungsautomaten her ist es bekannt, Berechtigungskarten zu verwenden, die in den Automaten eingesteckt und von diesem zunächst auf Echtheit überprüft werden. Diese Berechtigungskarten können auch die Funktion von Wertkarten haben, die einen bestimmten Geldwert repräsentieren. Bei der Benutzung eines Automaten wird von dem auf der Karte aufgezeichneten Guthaben der Kaufpreis abgezogen und anschließend das neue Guthaben aufgezeichnet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Datenübertragungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Teilnehmerstellen gegen unberechtigte Benutzung geschützt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Teilnehmerstelle ein Lesegerät für maschinenlesbare Berechtigungskarten aufweist, welches die Datenabfrage nur dann zuläßt, wenn ihm eine bestimmte Prüfkriterien erfüllende Berechtigungskarte zugeführt wird.

Auf diese Weise ist zunächst sichergestellt, daß nur solche Personen die Datenbank abfragen können, die im Besitz einer Berechtigungskarte sind. Die Benutzung der Berechtigungskarte kann durch Entwertung registriert werden,

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so daß eine Berechtigungskarte nur eine begrenzt häufige Benutzung der Datenbank zuläßt.

Eine besondere Schwierigkeit stellt die Sicherung der in der Datenbank enthaltenen Informationen gegen unberechtigte Abfrage dar. Um diese Sicherheit zu ermöglichen, können in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die Berechtigungskarten individuelle Kennzeichnungsinformationen tragen, die von dem Lesegerät erfaßt und einem an der Teilnehmerstelle vorgesehenen Rechner sowie der Datenbank zugeführt werden. Die Datenbank enthält einen Verschlüßler, der die von der Datenbank ausgegebenen Nutzinformationen durch reversible Verknüpfung mit der Kennzeichnungsinformation vermischt und der Rechner stellt mit Hilfe einer inversen Verknüpfung aus dem Informationsgemisch die Nutzinformation wieder her.

Hierbei besteht an der Datenbank die Möglichkeit einer Selektion, durch die sichergestellt ist, daß der Teilnehmer ausschließlich Zugang zu solchen Daten hat, die er entsprechend seiner Kennzeichnungsinforraation abrufen 0 darf. An der Datenbank wird nicht nur der abrufende Teilnehmer anhand seiner Kennzeichnungsinformation registriert, sondern die Kennzeichnungsinformation gibt außerdem Aufschluß über den Berechtigungsumfang. Schließlich erfüllt die Kennzeichnungsinformation noch einen weiteren Zweck.

Sie wird nämlich in dem Verschlüßler nach einer bestimmten Verknüpfung oder Funktion mit der Nutζinformation verknüpft, so daß zum Teilnehmer nicht die reine Nutzinformation übertragen wird, sondern ein Datengemisch, das aus der Nutzinformation und der Kennzeichnungsinformation besteht. Die Funktionen, nach denen die Verschluß-

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lung und die Entschlüßlung des Datengemisches erfolgt, sind in dem Rechner bzw. dem Verschlüßler gespeichert bzw. verdrahtet.

Damit ein Benutzer die von der Datenbank abgerufenen Daten erhält, ist also an der Teilnehmerstelle eine Dechiffrierung erforderlich. Die Daten können also nicht durch Anzapfen oder "Mithören" von unberechtigten Personen erhalten werden. Das Datenübertragungssystem arbeitet vorzugsweise unter Zuhilfenahme des öffentlichen Fernsprechnetzes. In diesem Fall kann jedem Telefonteilnehmer durch entsprechende gerätetechnische Ausrüstung die Möglichkeit gegeben werden, unter Anwendung einer Berechtigungskarte Daten aus der Datenbank zu empfangen und auch Daten an die Datenbank abzugeben.

So ist es möglich, allgemeines Wissen, Literatur, aktuelle Informationen usw. aus der Datenbank zu erhalten. Darüber hinaus können auch Kaufhäuser, Banken und der Versandhandel angeschlossen werden. Der Teilnehmer kann beispielsweise durch Anwählen des Computers einer Fluggesellschaft 0 auf Anfrage erfahren, ob ein bestimmter Flug ausgebucht ist. Ist dies nicht der Fall, dann kann er eine Buchung vornehmen, wozu natürlich an der Teilnehmerstelle ein entsprechendes Dateneingabegerät in Form einer Tastatur erforderlich ist. Auch Geldüberweisungen sind auf diese Weise möglich. In jedem Fall erfolgt die Datenübertragung in Form verschlüsselter Daten, bei denen die zu übertragenden Daten durch die Kennzeichnungsinformation modifiziert sind.

Um eine zusätzliche Sicherheit gegen mißbräuchliche Benutzung der Berechtigungskarte zu erzielen, kann ferner

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vorgesehen sein, daß die Berechtigungskarte nur dann die Dateneingabe und Datenausgabe der Datenbank veranlaßt, wenn zusätzlich eine bestimmte Kennzahl an der Tastatur der Teilnehmerstelle eingegeben wird. Auf diese Weise ist eine mißbräuchliche Benutzung der Berechtigungskarte (auch wenn diese verlorengeht oder gestohlen wird) praktisch ausgeschlossen.

Der Verschlüßler und der Rechner können derart ausgebildet sein, daß sie eine Verschachtelung bzw. Entschachtelung der Bits der Kennzeichnungsinformation mit den Bits der Nutzinformation vornehmen. Dabei werden die Bits der Kennzeichnungsinformation an gezielten Stellen zwischen die Bits der Nutzinformation gestreut, so daß ohne Kenntnis der Gesetzmäßigkeit der Verschachtelung keine dieser beiden Informationen aus dem Mischsignal selektiert werden kann.

Eine noch bessere und gegen unberechtigte Dechiffrierung sicherere Verschlüßlungsart ergibt sich, wenn der Verschlüßler und der Rechner derart ausgebildet sind, daß sie eine algebraische Verknüpfung bzw. Entknüpfung von Kennzeichnungsinformation und Nutzinformation vornehmen. Die Verknüpfung kann im einfachsten Fall aus einer Summierung oder einer Subtraktion bestehen.

Um die Berechtigungskarte gegen unbefugte Nachahmungen zu schützen, enthält sie vorzugsweise zwei Informationsgruppen, die separat lesbar und dem Rechner zuführbar sind. Die erste Informationsgruppe kann kartenspezifisch und unveränderbar sein, während die zweite Informationsgruppe aus einem Informationsgemisch aus Daten, die der

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ersten Informationsgruppe entsprechen, und variablen Daten besteht. Als variable Daten können beispielsweise der Kontenstand des Kontos des Karteninhabers bzw. das Datum der letzten Benutzung der Karte aufgezeichnet werden. Diese variablen Daten werden mit den kartenspezifischen Daten gemischt. Bei den kartenspezifischen Daten handelt es sich um Parameter, die von Karte zu Karte unterschiedlich sind, beispielsweise um die Position einer optischen Markierung auf der Karte, eine individuelle Kartennummer o.dgl.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist diejenige Funktion, nach der der Verschlüßler die Kennzeichnungsinformation mit der Nutzinformation verknüpft, die gleiche wie diejenige Funktion, nach der auf der Karte die erste Informationsgruppe mit den variablen Daten verknüpft ist. Der Rechner kann in diesem Fall sowohl die Prüfung der Karte auf Echtheit vornehmen als auch die Dechiffrierung der von der Datenbank gelieferten Daten durchführen. Die Kennzeichnungsinformation der Karte entspricht wenigstens teilweise der ersten Informationsgruppe, kann aber zusätzlieh noch weitere Signale enthalten.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild des Datenübertragungssystems,

Figur 2 eine Ansicht des Kartenlesegerätes und einer Karte an der Teilnehmerstelle und

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Figur 3 anhand eines Blockschaltbildes den Informationsverlauf an der Teilnehmerstelle.

Gemäß Figur 1 ist an das öffentliche Fernsprechnetz 10 eine Datenbank 11 in Form eines Großcomputers angeschlossen. An einen Fernsprech-Teilnehmeranschluß 12, an den ein Telefonapparat 13 angeschlossen ist, ist über ein Kopplungsgerät 14 außerdem die Teilnehmerstelle 15 angeschlossen. Diese ist ihrerseits mit einer Tastatur 16 und einem Drucker 17 verbunden.

Die Datenbank 11 hat Zugriff zu einer Vielzahl von Speichern 17, in denen abrufbare Daten von Banken, Reisebüros, Kaufhäusern, Archiven usw. gespeichert sind. Diese Daten werden von der Datenbank aber nicht direkt an das Telefonnetz abgegeben, sondern in verschlüsselter Form. Um dies zu erreichen, befindet sich am Ausgang der Datenbank ein Verschlüßler 18.

Um die an die Teilnehmerstelle gelieferten Daten sichtbar zu machen, kann ferner an die Teilnehmerstelle in Bildschirmgerät 19 angeschlossen sein. Zur Aufzeichnung der verschlüsselten Daten dient ein Magnetbandgerät 20, das an den Ausgang des Kopplungsgerätes 14 angeschlossen ist.

Die Teilnehmerstelle 15 wird durch Einstecken einer Berechtigungskarte 21 in ein Kartenlesegerät 22 (Figur 2) in Funktion gesetzt. Die Berechtigungskarte 21 weist eine längslaufende Informationsspur 23 aus magnetisierbarem Material auf, sowie einen zwischen zwei Kartenschichten eingelegten Lochstreifen 24, der durch seine Lochung eine Reihe von kartenspezifischen Informationen trägt. Der

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Lochstreifen 24 ist kürzer als die Kartenlänge, so daß seine räumliche Anordnung in Längsrichtung der Karte variieren kann. Bei der Kartenherstellung ist dafür gesorgt, daß die Anordnung des Lochstreifens auf der Karte in Kartenlängsrichtung streut, so daß der Abstand a der Vorderkante des Lochstreifens von der Vorderkante der Karte eine der Größen zur individuellen Kennzeichnung der Karte ist. Dieser Abstand wird in dem Kartenlesegerät 22 zusätzlich zu den auf der Karte enthaltenen Binärinformationen ermittelt. Alternativ kann auch der Abstand der ersten Lochreihe des Lochstreifens von dem vorderen Kartenrand ermittelt werden.

Die Abtastung des im Innern der Karte befindlichen Lochstreifens 24 erfolgt mit geeigneter Strahlung,für die das Kartenmaterial durchlässig, der Lochstreifen aber undurchlässig ist, von der Lesevorrichtung 25. Eine Abstandsermittlungseinrichtung 26 ermittelt den Abstand a der Vorderkante des Lochstreifens von der Vorderkante der Berechtigungskarte.

Der Inhalt der Magnetspur 23 wird von einem Lesekopf 27 gelesen, während die Beschriftung der Magnetspur 23 mit Impulsen durch den magnetischen Schreibkopf 28 erfolgt.

Auf der Magnetspur 23 befindet sich die variable Information (Nutzinformation), die gelöscht und ggf. in geänderter Form neu aufgezeichnet werden kann und zusätzlich mit der Kennzeichnungsfunktion der speziellen Karte durch eine arithmetische Funktion verknüpft ist. Die Magnetspur 23 enthält somit eine Mischinformation, aus der die variable Information nur herausgefiltert werden kann, indem eine

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Entknüpfung erfolgt. Die Kennzeichnungsinformation der Karte besteht aus einem Lochmuster an einer bestimmten Stelle ^es Lochstreifens 24 und zusätzlich aus dem Abstand a. In dem Rechner 2 9 ist eine geeignete eindeutig reversible arithmetische Funktion realisiert, durch die ■variable Information mit der Kennzeichnungsinformation der Karte verknüpft ist, um die auf die Magnetspur 23 aufzuzeichnende chiffrierte Mischinformation zu ergeben. Wir die von dem Lesekopf 27 gelesene Mischinformation mit der genannten arithmetischen Funktion entknüpft, so entsteht die Kennzeichnungsfunktion, die mit der von den Vorrichtungen 25 und 2 6 gelesenen Kennzeichnungsfunktion übereinstimmen muß, damit die Wertkarte als echt anerkannt wird. Erst dann,wird die Kommunikation der Datenbank möglich.

Der Teilnehmer kann über die Tastatur 16 Anfragen an die Datenbank richten oder Informationen an diese abgeben. Hierbei findet in dem Rechner 29 ebenfalls eine Verknüpfung der von der Tastatur erzeugten Bits mit der Kenn-Zeichnungsinformation der Karte statt. Diese Verknüpfung ist durch dieselbe arithmetische Funktion definiert, wie die Verknüpfung der variablen Daten der Karte mit der Kennzeichnungsinformation. Die Daten der Tastatur 16 werden also in verschlüsselter Form an die Verknüpfungsvorrichtung 18 der Datenbank 11 abgegeben.

Die Verknüpfungsvorrichtung 18 ist im Prinzip genauso aufgebaut wie der Rechner 2 9 der Teilnehmerstelle. Verknüpfungsvorrichtung 18 und Rechner 2 9 enthalten dieselbe arithmetische Verknüpfungsfunktion. Zu Beginn ei-0 ner Kommunikation zwischen einer Teilnehmerstelle und

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der Datenbank wird von der Teilnehmerstelle die Kennzeichnungsinformation der Berechtigungskarte an die Verknüpfungseinrichtung 18 gegeben, so daß die Verknüpfungseinrichtung 18 dann imstande ist, die kartenspezifische Dechiffrierung der von der Teilnehmerstelle kommenden Mischinformation vorzunehmen.

Daten, die aus der Datenbank 11 abgefragt werden, werden in dem Verschlüßler 18 in der gleichen Weise verschlüsselt, also mit der vorgegebenen Verschlüsselungsfunktion unter Berücksichtigung der Kennzeichnungsinformation der Berechtigungskarte. Auf diese Weise werden an die Teilnehmerstelle 15 Mischdaten abgegeben, die ohne Kenntnis der Verschlüsselungsfunktion und der Kennzeichnungsinformation der betreffenden Karte nicht dechiffriert werden können. Diese Mischinformation kann an der Teilnehmerstelle 15 entschlüsselt und anschließend an den Drucker 17 abgegeben v/erden, damit dieser die Nutzinformation in reiner Form ausdruckt. Die Mischinformation kann auch direkt auf ein magnetisches Aufzeichnungsgerät 20 gegeben werden, wo sie aufgezeichnet wird. Die Aufzeichnung des Aufzeichnungsgerätes 2 0 ist ohne die Teilnehmerstelle 15 und ohne die Kennzeichnungsinformation der betreffenden Karte nicht abrufbar, so daß der Inhalt der Aufzeichnungsvorrichtung 20 gegen unberechtigte Entnahme gesichert ist. Soll der Inhalt des Aufzeichnungsgerätes 20 sichtbar gemacht werden, dann muß mit Hilfe der Berechtigungskarte die Teilnehmerstelle 15 in Funktion gesetzt werden, so daß eine Dechiffrierung der aufgezeichneten Mischinformation und eine Anzeige der reinen Nutzinformation auf dem BiId-0 schirm 19 erfolgen kann.

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Das beschriebene System bietet eine umfassende Sicherung der Teilnehmerstelle gegen Mißbrauch durch Dritte, z.B. durch unberechtigte Inbetriebnahme. Durch teilnehmerspezifische Chiffrierung bzw. Verschachtelung der Nutzinformation mit der Kennzeichnungsinformation wird der Informationsübertragungsweg gesichert. Das Abfragen persönlicher diskreter Daten von der Datenbank durch unberechtigte Personen ist unmöglich. Die Erfindung ermöglicht die Einrichtung Öffentlicher Teilnehmeranlagen für ein TeIe-Kommunikationssystem zur Selbstbedienung mit Gebührenentrichtung über Wertkartensysteme. So kann beispielsweise die variable Information, die auf der Berechtigungskarte enthalten ist, einen Kontostand repräsentieren, der zunächst dem Abgabepreis der Berechtigungskarte entspricht.

Bei jeder Inanspruchsnahme der Datenbank wird der Kontenstand bzw. das Guthaben, das auf der Berechtigungskarte aufgezeichnet ist, verringert. Ferner ist eine eindeutige Identifizierung des Benutzers der Datenbank aufgrund der Kennzeichnungsinformation möglich, so daß die Abrechnung 0 der Benutzungsgebühr auch separat erfolgen kann. Die umfangreiche Sicherung des Datenübertragungssystems gegen Mißbrauch macht es möglich, durch Benutzung des Systems Rechtsgeschäfte abzuschließen, wie z.B. verbindliche Buchungen vorzunehmen, Bestellungen aufzugeben oder Verkäufe zu tätigen.

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Claims (8)

1. Ansprüche

   π), Datenübertragungssystem mit mindestens einer Datenbank und mindestens einer Teilnehmerstelle, über die Daten der Datenbank abfragbar sind, dadurch g e kennz e ichnet, daß die Teilnehmerstelle (15) ein Lesegerät (22) für maschinenlesbare Berechtigungskarten (21) aufweist, welches die Datenabfrage nur dann zuläßt, wenn ihm eine bestimmte Prüfkriterien erfüllende Berechtigungskarte (21) zugeführt wird.
2. 2. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechtigungskarten (21) individuelle Kennzeichnungsinformationen tragen, die von dem Lesegerät erfaßt und einem an der Teilnehmerstelle (15) vorgesehenen Rechner (2 9) sowie der Datenbank (11) zugeführt werden, daß die Datenbank (11) einen Verschlüßler (18) enthält, der die von der Datenbank ausgegebenen Nutzinformationen durGh reversible Verknüpfung mit der Kennzeichnungsinformation vermischt, und daß der Rechner (2 9) mit Hilfe einer inversen Verknüpfung aus dem Informationsgemisch die Nutzinformation wiederherstellt.
3. 3. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlüßler (18) und der Rechner (29) derart ausgebildet sind, daß sie eine Verschachtelung bzw. Entschachtelung der Bits der Kennzeichnungsinformation mit den Bits der Nutzinformation vornehmen.

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4. 4. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlüßler (18) und der Rechner (29) derart ausgebildet sind, daß sie eine algebraische Verknüpfung bzw. Entknüpfung von Kennzeichnungsinformation und Nutzinformation vornehmen.
5. 5. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechtigungskarte (21) zwei Informationsgruppen enthält, die separat lesbar und dem Rechner (2 9) zuführbar sind.
6. 6. Datenübertragungsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Informationsgruppe kartenspezifisch und unveränderbar ist und daß die zweite Informationsgruppe aus einem Informationsgemisch aus Daten, die der ersten Informationsgruppe entsprechen, und variablen Daten entsteht.
7. 7. Datenübertragungssystem nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Funktion, nach der der Verschlüßler (18) die Kennzeichnungsinformation mit der Nutz information verknüpft, diegleiche ist wie diejenige Funktion, nach der auf der Karte die erste Informationsgruppe mit den variablen Daten verknüpft ist.
8. 8. Datenübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang des Rechners (29) mit einem Schreibkopf (28) verbunden ist, der eine die zweite Informationsgruppe aufnehmende löschbare Informationsspur (23) auf der Karte (21) beschreibt.

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