Brevet FR2651906A1 — publié le 19910315

La présente invention concerne un système permettant d'effectuer sans risque de fraude un paiement d'une valeur x entre un client possédant une carte électronique à semi-conducteur créditée d'une somme X et un prestataire possédant une caisse électronique ayant un montant actuel M, ladite carte et ladite caisse étant équipées de moyens de communication bidirectionnelle. On connaît un système de paiement par carte électronique qui permet, après acquittement d'une somme donnée, et au moyen d'une carte créditée d'un certain nombre d'unités de paiement correspondant à la somme préalablement versée, d'utiliser des prestations offertes par un prestataire. C'est le cas de la carte téléphonique. Cependant, ce système est utilisé par un prestataire unique. On a imaginé également un système dans lequel une telle carte pourrait être utilisée auprès de plusieurs prestataires. Ceci suppose que chaque prestataire possède une "caisse électronique" qui puisse se créditer des unités de paiement dont la carte est débitée à chaque utilisation d'un service de manière, ensuite, à se faire créditer de la somme correspondante par un organisme central émetteur des cartes. Un tel système, pour qu'il soit viable, doit offrir de très grandes garanties contre les fraudes possibles de la part, tant des prestataires que des clients, en particulier il faut impérativement qu'il n'y ait aucune possibilité de fraude de la caisse du prestataire. Du côté du client, la question est actuellement résolue par l'utilisation de cartes à semi-conducteur, dont le degré de résistance à la fraude est généralement approprié au besoin par la complexité du composant électronique incorporé à la carte et de son masque. L'invention a donc pour but de proposer un système de paiement par carte électronique à semi-conducteur, susceptible d'être utilisée indifféremment auprès de plusieurs prestataires et ce, en rendant impossible la fraude d'un prestataire consistant, par exemple, à incrémenter la valeur de sa caisse d'une valeur supérieure à la valeur dont la carte du client a été débitée, ou même à incrémenter sa caisse en dehors de toute transaction ou encore à effectuer tout autre type de -2- fraude vis-à-vis de l'organisme central auprès duquel il doit se faire créditer d'une valeur correspondante à la valeur cumulée dans sa caisse électronique. L'invention a ainsi pour objet un système permettant d'effectuer sans risque de fraude un paiement d'une valeur x entre un client possédant une carte électronique à semi-conducteur, créditée d'une somme X et un prestataire possédant une caisse électronique ayant un montant actuel M, ladite carte et ladite caisse étant équipées de moyens de communication bidirectionnelle, caractérisé en ce que ledit montant M de ladite caisse est dissimulé dans ladite caisse sous une forme numérique chiffrée Y au moyen d'une fonction de chiffrage F éventuellement associée à une clé CS appliquée à un nombre M' constitué par le montant M associé à au moins un autre nombre, la carte étant programmée pour réaliser à l'aide de la même clé CS, la fonction F ainsi que la fonction inverse F-1 de la fonction de chiffrage F, et en ce que ledit presta- taire est relié de manière bidirectionnelle à un organisme émetteur connaissant les fonctions F, F-1 et la clé CS. L'invention a aussi pour objet un procédé pour effectuer un paiement de la part d'un client à un prestataire, au moyen du système selon l'invention caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: - on établit une connexion bidirectionnelle entre la carte et ladite caisse, - la caisse transfère dans ladite carte le montant x du paiement à effectuer ainsi que ladite information numérique chiffrée Y dans laquelle est dissimulé le montant actuel M de la caisse, - la carte déchiffre l'information numérique Y par la fonction F-1 à l'aide de ladite clé CS pour obtenir ledit montant M, - la carte additionne le montant M au montant x du paiement à effectuer, - la carte soustrait de son montant X la valeur x, - la carte élabore une information numérique chiffrée Y1 au moyen de la fonction de chiffrage F appliquée, à l'aide de la clé CS à un nombre M'1 constitué par la somme M+x associée audit autre nombre, - la carte transfère dans ladite caisse l'information numérique chiffrée Y1 qui se substitue à l'ancienne information numérique chiffrée Y. Ainsi, la "caisse" du prestataire contient une information - 3 - numérique chiffrée Y dans laquelle est dissimulée la somme M qu'elle est censée contenir. Cette information numérique Y évolue à chaque opération de paiement par une carte, et prend les valeurs successives Y, Y, Y2 Y. n Bien entendu la caisse ignore la fonction de chiffrage F ainsi que la fonction inverse F-1 et également la clé CS. Avantageusement, ledit autre nombre est constitué par un numéro de session correspondant aux différents transferts de la caisse vers l'organisme émetteur. Le numéro de session est fourni par l'organisme émetteur à chaque session lors de la transmission à la caisse d'une nouvelle information chiffrée Y après que le compte du prestataire chez o l'organisme émetteur a été crédité du montant M de sa caisse. n Il est en effet nécessaire que de temps à autre les prestataires faissent créditer leur compte de la somme M correspondant à n l'information numérique chiffrée Y inscrite dans leur caisse. n L'invention a donc aussi pour objet un procédé pour créditer chez un émetteur, le compte d'un prestataire en utilisant le système selon l'invention, caractérisé par les opérations suivantes: - le prestataire active la liaison de sa caisse avec ledit organisme émetteur, - ladite caisse transfère audit organisme ladite information numérique chiffrée Y dans laquelle se dissimule le montant M de sa caisse, - ledit organisme déchiffre ladite information Y à l'aide de ladite -1 fonction inverse F et de la clé CS et crédite le compte dudit prestataire de la somme M déchiffrée, - l'émetteur adresse à la caisse du prestataire une nouvelle information numérique chiffrée Y obtenue par application de la fonction de o chiffrage F, au moyen de la clé CS, à une information M' qui comporte le nouveau montant de la caisse éventuellement égal à zéro et une nouvelle valeur dudit autre nombre. On va maintenant donner un exemple particulier de fonctionnement du système en se référant à la figure unique jointe. Dans cette figure, qui est un schéma synoptique, on a figuré en 1 la caisse électronique d'un prestataire, en 2 une carte électronique à semiconducteur dite carte à puce ou à mémoire d'un client, et en 3 l'organisme émetteur. -4- C'est l'organisme émetteur 3 qui délivre une carte telle que 2 à un client. Cette carte est délivrée créditée d'une certaine somme X sous forme de "jetons électroniques" moyennant le versement de la somme correspondante. Ces jetons sont figurés par les cases du quadrillage représenté. Chaque jeton ou case représente une valeur déterminée et le nombre de "jetons" est fixé à la construction de la carte. On ne peut par la suite que supprimer des jetons, mais non pas en ajouter. A un moment donné, la caisse 1 contient une information numérique chiffrée Y qui correspond à une information M' et qui est obtenue en appliquant à M' une fonction de chiffrage F associée à une clé CS. On écrit conventionnellement: Y = F (M', CS). La caisse électronique 1 ignore la fonction de chiffrage F ainsi que la clé CS. L'information M' est une information complexe comprenant dans l'ordre les informations suivantes: - n de la caisse - n de session choisi par l'émetteur lors du dernier transfert - valeur M du montant actuel de la caisse (nombre de "jetons") - n de session choisi par l'émetteur lors du dernier transfert on écrit conventionnellement: M' = N caisse + N session + M + N session. Lors d'un paiement au moyen de la carte 2, la caisse 1 envoie à la carte 2 un ordre de paiement comportant en clair le n de la caisse, le nombre x de "jetons" correspondant au paiement ainsi que l'information chiffrée Y. Selon l'invention, la carte 2 est programmée pour pouvoir réaliser la fonction de chiffrage F, la fonction inverse de déchiffrage F-1; la carte connaît la clé CS et est programmée pour effectuer les opérations mathématiques décrites dans la suite. La carte 2 déchiffre donc l'information Y en lui appliquant la fonction F1 inverse de la fonction F, associée à la clé CS, de manière à obtenir l'information réelle M' et donc notamment la valeur M. La carte 2 vérifie en outre que le numéro de session est répété deux fois et que le n de la caisse transmis en clair correspond bien à celui contenu dans l'information M'. Si cette information n'est pas satisfaisante, la transaction est - 5arrêtée. Ensuite, la carte additionne le montant à payer x au montant M de la caisse pour obtenir M1 = M + x. La carte soustrait de son montant X la valeur x, par exemple trois, en "grillant" trois jetons représentés dans la figure par trois cases munies d'une croix. La carte élabore ensuite une nouvelle information chiffrée Y1 au moyen de la fonction de chiffrage F appliquée, à l'aide de la clé CS à la nouvelle information M'I = N caisse + N session + M + N session Y1 = F (M'i, CS). La carte transfère ensuite dans la caisse 1 l'information numérique chiffrée Y1 qui se substitue à l'ancienne information Y. La caisse peut également mémoriser en clair le montant total de sa caisse de manière à permettre une vérification au moment o le compte du prestataire est crédité par l'organisme émetteur. En fin de journée, le prestataire transfère à l'émetteur 3 le contenu chiffré Y, disons Y s'il y a eu n transactions dans la journée, n de sa caisse 1. L'émetteur déchiffre l'information Y pour obtenir M' = n caisse n n + N session + M + n session. n Il contr8le le n de la caisse et le n de session et, si ces contr8les sont satisfaisants, crédite le compte du prestataire du montant M. n Il attribue un nouveau numéro de session et adresse à la caisse une nouvelle information chiffrée Y correspondant à une nouvelle o information M' = n caisse + nouveau n de session + M = 0 + nouveau o o n de session. Grâce à la mémorisation en clair du contenu M de sa caisse, le n prestataire peut vérifier que le paiement qu'il obtient de l'émetteur 3 correspond bien à cette valeur M. n Grâce à l'invention, la carte de paiement permet de s'adresser à plusieurs prestataires munis de caisses telles que décrites plus haut sans que celles-ci doivent nécessairement mémoriser pour chaque transaction le montant de celle-ci ainsi qu'une signature. La fraude du prestataire est rendue impossible car, à supposer qu'il soit capable, un jour de faible recette, de modifier, avant le transfert vers l'organisme - 6 - émetteur, l'information chiffrée Y. pour lui substituer une information chiffrée Yf correspondant à une date antérieure de forte recette, l'organisme émetteur s'en apercevra immédiatement car dans le message chiffré Y. qu'il recevra il observera immédiatement, une fois le message déchiffré par la fonction F-1 que le résultat du déchiffrement obtenu n'a pas la cohérence attendue, ou encore que le numéro de session ne correspond pas à celui qui a été attribué à ladite caisse lors de la dernière transmission du message chiffré Y de l'émetteur à ladite o caisse, ou enfin que le numéro de caisse obtenu ne correspond pas à ladite caisse. Il est ainsi possible de mémoriser en toute sécurité le montant global de la caisse et non plus comme dans l'art antérieur, le détail de chaque transaction accompagné d'une signature. -7- REVENDICATIONS 1/ Système permettant d'effectuer, sans risque de fraude, un paiement d'une valeur x, entre un client possédant une carte électronique (2) à semi-conducteur, créditée d'une somme X et un prestataire possédant une caisse électronique (1) ayant un montant actuel M, ladite carte et ladite caisse étant équipées de moyens de communication bidirectionnel- le, caractérisé en ce que ledit montant M de ladite caisse est dissimulé dans ladite caisse sous une forme numérique chiffrée Y au moyen d'une fonction de chiffrage F éventuellement associée à une clé CS appliquée à un nombre M' constitué par le montant M associé à au moins un autre nombre, la carte étant programmée pour réaliser à l'aide de la même clé CS, la fonction F ainsi que la fonction inverse F-1 de la fonction de chiffrage F, et en ce que ledit prestataire est relié de manière bidirectionnelle à un organisme émetteur (3) connaissant les fonctions F, F-1 et la clé CS. 2/ Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit autre nombre est un nombre correspondant à un numéro de caisse. 3/ Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit nombre est un numéro de session choisi par l'émetteur lors du dernier transfert. 4/ Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit numéro de session est répété deux fois. / Procédé pour effectuer un paiement de la part d'un client à un prestataire au moyen d'un système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: - on établit une connexion bidirectionnelle entre la carte (2) et ladite caisse (1), la caisse transfère dans ladite carte le montant x du paiement à effectuer ainsi que ladite information numérique chiffrée Y dans laquelle est dissimulé le montant actuel M de la caisse, - la carte (2) déchiffre l'information numérique Y par la fonction F à l'aide de ladite clé CS pour obtenir ledit montant M, - la carte (2) additionne le montant M au montant x du paiement à effectuer, - la carte soustrait de son montant X la valeur x, - la carte élabore une information numérique chiffrée Y1 au moyen de la -8 - fonction de chiffrage F appliquée, à l'aide de la clé CS, à un nombre M' constitué par la somme M+x associé audit autre nombre, - la carte (2) transfère dans ladite caisse (1) l'information numérique chiffrée Y1 qui se substitue à l'ancienne information numérique chiffrée Y. 6/ Procédé pour créditer, chez un émetteur (3), le compte d'un prestataire en utilisant le système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par les opérations suivantes: - le prestataire active la liaison de sa caisse (1) avec ledit organisme émetteur (3), - ladite caisse (1) transfère audit organisme (3) ladite information numérique chiffrée Y dans laquelle se dissimule le montant M de sa caisse, - ledit organisme (3) déchiffre ladite information Y à l'aide de ladite fonction inverse F- et de la clé CS et crédite le compte dudit prestataire de la somme M déchiffrée, - l'émetteur (3) adresse à la caisse du prestataire une nouvelle information numérique chiffrée Y obtenue par application de la fonction o de chiffrage F au moyen de la clé CS à une information M' qui comporte le nouveau montant de la caisse éventuellement égal à zéro et une nouvelle valeur dudit autre nombre.