(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互と通信することが可能である最低１個の対価保持装置（１）および最低１個の対価受容装置（２）を含む対価転送システムであって、
該最低１個の対価受容装置（２）が、以前に受容された対価の少なくとも１個の集計値（２８）をストアするための対価受容装置メモリ（５３）を含み、かつ、最低１個の取引値（２０）を表す請求メッセージ（１３）を前記最低１個の対価保持装置（１）に転送するよう配置されており、
該最低１個の対価保持装置（１）が、最低１個の差引勘定値（７）をストアするための対価保持装置メモリ（５２）を含み、かつ、前記最低１個の対価受容装置（２）に証明メッセージ（１４）を転送するよう配置されており、
最低１個の対価受容装置（２）が、以前の集計値（２１）および対応する以前にコンピュータ計算された証明暗号（２２）を請求メッセージ（１３）にさらに包含するよう配置され、
最低１個の対価保持装置（１）が、以前の集計値（２１）、対応する以前にコンピュータ計算される証明暗号（２２）および取引値（２０）を基礎としてコンピュータ計算される最低１個の取引証明暗号（３５）をコンピュータ計算しかつ証明メッセージ（１４）に包含するよう配置され、
最低１個の対価保持装置（１）が、前記対応する以前にコンピュータ計算された暗号（２２）を使用することにより受領された以前の集計値（２１）が正確であるとした場合、および取引値（２０）で差引勘定値（７）を減少した後にのみ、最低１個の取引証明暗号（３５）をコンピュータ計算するよう配置される、
ことを特徴とする、対価転送システム。
【請求項２】
最低１個の取引証明暗号（３５）が計算される別の方法に従って対価保持装置（１）を分類することにより多様な対価保持装置の組に区分される複数の対価保持装置（１）を含んで成ること、ならびに、対価受容装置メモリ（５３）が、前記対価保持装置の組の１個にそれぞれ対応しかつ前記対価保持装置の組の１個に関するとして対価保持装置（１）を認識することに際して請求メッセージ（１３）において前記対価保持装置に前記対価保持装置の組の認識された１個に関する別の集計値および別の関連した証明暗号を伝送する効果に対する別の関連した証明暗号（２７）とともに別の集計値（２８）を包含する対価転送取引データの組（２６ａ、２６ｂ、・・・）をストアするよう配置されることをさらに特徴とする、請求の範囲１に記載の対価転送システム。
【請求項３】
最低１個の対価受容装置（２）が、請求メッセージ（１３）に、
・前記最低１個の対価受容装置（２）がそれで機能するよう環境設定される最大集計値を示す数、および
・最大集計値の正確さを検査するための最大集計値暗号であって、前記最大集計値暗号が以前にコンピュータ計算された証明暗号（２２）と同一の暗号である最大集計値暗号、
を包含するよう配置されること、
ならびに、最低１個の対価保持装置（１）が、、前記最大集計値暗号を使用することにより最低１個の対価受容装置（２）について許容される最大集計値が正確であることを証明した場合、および取引値（２０）を以前の集計値（２１）に加えることから生じるとみられる新規集計値（３４）が前記最大集計値未満であることを確立した後にのみ、対価転送を完了するよう配置されることをさらに特徴とする、請求の範囲１に記載の対価転送システム。
【請求項４】
最低１個の対価受容装置（２）が、請求メッセージ（１３）に、
・前記最低１個の対価受容装置（２）がそれで機能するよう環境設定される最大取引値を示す取引数値、および
・最大取引値の正確さを検査するための最大取引値暗号であって、前記最大取引値暗号が以前にコンピュータ計算された証明暗号（２２）と同一の暗号である最大取引値暗号、
を包含するよう配置されること、
ならびに、最低１個の対価保持装置（１）が、前記最大取引値暗号を使用することにより最低１個の対価受容装置（２）に許容される最大取引値が正確であることを証明した場合、および取引値（２０）が前記最大取引値未満であることを確立した後にのみ、対価転送を完了するよう配置されることをさらに特徴とする、請求の範囲１に記載の対価転送システム。
【請求項５】
最低１個の対価受容装置（２）が、請求メッセージ（１３）に
・前記最低１個の対価受容装置（２）がそれで機能するよう環境設定される最大取引数を示す取引数、
・前記最大取引数の正確さを検査するための最大取引数暗号であって、前記最大取引数暗号が以前にコンピュータ計算された証明暗号（２２）と同一の暗号である最大取引数暗号、
・前記最低１個の対価受容装置（２）で実施される取引数のカウント、および
・前記カウントの正確さを検査するためのカウント暗号であって、前記カウント暗号はおそらく以前にコンピュータ計算された証明暗号（２２）と同一の暗号であるカウント暗号、
を包含するよう配置されること、
ならびに、最低１個の対価保持装置（１）が、それぞれ前記最大取引数暗号およびカウント暗号を使用することによりそれぞれ最低１個の対価受容装置（２）に許容される最大取引数および実施された取引数のカウントが正確であることを証明した場合、ならびに、前記カウントが前記最大取引数未満であることを確立した場合にのみ、対価転送を完了するよう配置されること、また、
対価転送を完了する場合に、最低１個の対価保持装置（１）が、１だけ増分される取引数について新規取引カウント暗号をコンピュータ計算し、そして前記取引カウント暗号を証明メッセージ（１４）の一部として対価受容装置に転送することをさらに特徴とする、請求の範囲１に記載の対価転送システム。
【請求項６】
最低１個の対価受容装置（２）と通信するよう配置された対価保持装置（１）であって、前記対価保持装置（１）が、最低１個の取引勘定値（７）をストアするための対価保持装置メモリ（５２）を含み、また、最低１個の取引値（２０）を表す請求メッセージ（１３）を受領しかつ証明メッセージ（１４）を前記最低１個の対価受容装置（２）に転送するよう配置され、対価保持装置（１）が、
請求メッセージ（１３）を通じて、以前の集計値（２１）および対応する以前にコンピュータ計算された証明暗号（２２）を受領し；
以前の集計値（２１）、対応する以前にコンピュータ計算された証明暗号（２２）および取引値（２０）を基礎としてコンピュータ計算される最低１個の取引証明暗号（３５）をコンピュータ計算しかつ証明メッセージ（１４）に包含し、そして
前記対応する以前にコンピュータ計算された暗号（２２）を使用することにより受領された以前の集計値（２１）が正確であるとした場合、そして取引値（２０）で差引勘定値（７）を減少した後にのみ最低１個の取引証明暗号（３５）をコンピュータ計算する、
ように配置されることを特徴とする、対価保持装置。
【請求項７】
最低１個の対価保持装置（１）と通信するよう配置された対価受容装置（２）であって、前記対価受容装置（２）は、以前の受容された対価の最低１個の集計値（２８）をストアするための対価受容装置メモリ（５３）を含み、また、最低１個の取引値（２０）を表す請求メッセージ（１３）を前記最低１個の対価保持装置（１）に転送しかつ前記最低１個の対価保持装置（１）から証明メッセージ（１４）を受領するよう配置され、
前記対価受容装置（２）が、最低１個の対価保持装置（１）が、以前の集計値（２１）、対応する以前にコンピュータ計算された証明暗号（２２）および取引値（２０）を基礎としてコンピュータ計算される最低１個の取引証明暗号（３５）をコンピュータ計算しかつ証明メッセージ（１４）に包含することを可能にするため、ならびに、対価受容装置メモリ（５３）において最低１個の証明暗号をチェックした後に新規集計値および最低１個の関連した証明暗号を置き換えるために、以前の集計値（２１）および対応する以前にコンピュータ計算された証明暗号（２２）を請求メッセージ（１３）にさらに包含するよう配置される、ことを特徴とする、対価受容装置。
【請求項８】
相互と通信することが可能である最低１個の対価保持装置（１）および最低１個の対価受容装置（２）を含む対価転送システムであって、最低１個の対価受容装置（２）は、以前の受容された対価の最低１個の集計値（２８）をストアするための対価受容装置メモリ（５３）を含み、かつ、最低１個の取引値（２０）を表す請求メッセージ（１３）を前記最低１個の対価保持装置（１）に転送するよう配置され、最低１個の対価保持装置（１）は、最低１個の差引勘定値（７）をストアするための対価保持装置メモリ（５２）を含み、かつ、証明メッセージ（１４）を前記最低１個の対価受容装置（２）に転送するよう配置され、
最低１個の対価受容装置（２）が、暗号的に符号化された集計値（３８）を請求メッセージ（１３）にさらに包含するよう配置され；
対価受容装置メモリ（５３）が、
・符号化のための別の最大値を選ぶこと；
・予め決められたビット数から成る開始数を同一の予め決められたビット数から成る対象数に写像する暗号的一方向関数を選択することであって、ある数への関数的応用がペアノ数スキームにおける「連続体演算」と定義され；
・ペアノ数スキームにおけるゼロ要素として前記予め決められたビット数から成る無作為数を選択すること；
・ある数に符号化される値を、一方向関数の関数的応用の結果が解読されるべきコード数に等しくなるまでゼロ要素で開始する一方向関数の反復された関数的応用により決定されるペアノ数の値を前記別の最大値から差し引くことにより決定することであって、コードワードは、選ばれた別の最大値に等しい多数の時間に選択されたゼロ要素で開始する暗号的一方向関数を反復的に適用することの結果のいずれもそのコードワードに等しくない場合は、妥当な符号化でないことが見出される；
のような「ペアノ」数スキームを使用することにより前記集計値（２８）を符号化することにより導出される前記暗号的に符号化される集計値（３８）もまたストアし；
最低１個の対価受容装置（２）が、
・前記別の最大値（４４）、
・ペアノ数スキームにおける前記ゼロ要素を隠蔽するゼロ要素暗号、および
・前記別の最大値および前記ゼロ要素の正確さを検査する正確性暗号を請求メッセージ（１３）にさらに包含するよう配置され；
最低１個の対価保持装置（１）が、暗号的に烏合かされた集計値（３８）および取引値（２０）を基礎としてコンピュータ計算される符号化された新規集計値（４３）をコンピュータ計算しかつ証明メッセージ（１４）に包含するよう配置され；
最低１個の対価保持装置（１）が、
・正確性暗号を使用することにより前記別の最大値および前記ゼロ要素が正確であることを証明した場合、
・前記別の最大値および前記ゼロ要素を基礎として、暗号的に符号化された集計値（３８）が妥当に符号化されることを決定する場合、ならびに
・取引値（２０）で差引勘定値（７）を減少した後、
にのみ対価転送を完了するよう配置される、
ことを特徴とする、対価転送システム。
【請求項９】
最低１個の対価保持装置（１）が、対価転送が完了する場合に、請求メッセージ（１３）のいずれかの付加的データが正確であることを証明するため、かつ、場合によっては前記別の最大値および前記ゼロ要素を保護するためのさらなる正確性暗号をコンピュータ計算するよう配置されることを特徴とする、請求の範囲８に記載の対価転送システム。
【請求項１０】
相互と通信することが可能である最低１個の対価保持装置（１）および最低１個の対価受容装置（２）を含む対価転送システムであって、最低１個の対価受容装置（２）が、以前の受容された対価の最低１個の集計値（２８）をストアするための対価受容装置メモリ（５３）を含み、かつ、最低１個の取引値（２０）を表す請求メッセージ（１３）を前記最低１個の対価保持装置（１）に転送するよう配置され、最低１個の対価保持装置（１）が、最低１個の差引勘定値（７）をストアするための対価保持装置メモリ（５２）を含み、かつ、証明メッセージ（１４）を前記最低１個の対価受容装置（２）に転送するよう配置され、
最低１個の対価受容装置（２）が、暗号的に符号化された集計値（３８）を請求メッセージ（１３）にさらに包含するよう配置され；
対価受容装置メモリ（５３）が、
・符号化のための別の最大値を選ぶこと；
・予め決められたビット数から成る開始数を同一の予め決められたビット数から成る対象数に写像する暗号的一方向関数を選択することであって、ある数への関数的応用がペアノ数スキームにおける「連続体演算」と定義され；
・ペアノ数スキームにおけるゼロ要素としての使用のために前記予め決められたビット数から成る無作為化された数を導出するための符号化シードおよび適切な暗号的導出アルゴリズムを選択すること；
・ある数に符号化される値を、一方向関数の関数的応用の結果が解読されるべきコード数に等しくなるまでゼロ要素で開始する一方向関数の反復された関数的応用により決定されるペアノ数の値を前記別の最大値から差し引くことにより決定することであって、コードワードは、選ばれた別の最大値に等しい多数の時間に選択されたゼロ要素で開始する暗号的一方向関数を反復的に適用することの結果のいずれもそのコードワードに等しくない場合は、妥当な符号化でないことが見出される；
のような「ペアノ」数スキームを使用することにより前記集計値（２８）を符号化することにより導出される前記暗号的に符号化された集計値（３８）もまたストアすること；
最低１個の対価受容装置（２）が、
・前記別の最大値、
・符号化シード（３９）、および
・可能な付加的符号化データ（４１）
を請求メッセージ（１３）にさらに包含するよう配置され、
最低１個の対価保持装置（１）が、暗号的に符号化された集計値（３８）および取引値（２０）を基礎としてコンピュータ計算された符号化された新規集計値（４３）をコンピュータ計算しかつ証明メッセージ（１４）に包含するよう配置され；
最低１個の対価保持装置（１）が、
・導出アルゴリズムを使用することにおいて、、最低１個の符号化シードからゼロ要素をコンピュータ計算し、そして、前記最大値および前記導出されたゼロ要素を基礎として妥当に符号化されているとして前記以前の集計値を決定する場合、
・取引値（２０）で差引勘定値（７）を減少した後、
にのみ、導出されたゼロ要素が隠蔽されるような様式で選択された導出アルゴリズムを実施しかつ対価転送を完了するよう配置されること、
を特徴とする、対価転送システム。
【請求項１１】
最低１個の対価受容装置（２）が、異なってコンピュータ計算されたペアノ数スキームおよび関連した重きをなす因子を使用して一組の１個もしくはそれ以上の符号化された下位値において前記集計値（２８）を符号化することをさらに特徴とする、請求の範囲８もしくは１０のいずれかに記載の対価転送システムであって、符号化集計値が、符号化された下位値が関連した重きをなす因子に比例するように前記符号化された下位値の加重和によりコンピュータ計算され、前記重きをなす因子が場合によっては前記正確性暗号もしくは前記ゼロ要素導出のいずれかにより保護される、対価転送システム。
【請求項１２】
暗号的一方向関数に別の方法に従って対価保持装置（１）を分類することにより多様な対価保持装置の組に区分される複数の対価保持装置（１）を含んで成り、前記ゼロ要素暗号および前記正確性暗号がコンピュータ計算されるかもしくは前記ゼロ要素導出アルゴリズムが実行されること、ならびに、対価受容装置メモリ（５３）が、前記対価保持装置の組のそれぞれに対応して、別の集計値（２８）、別の符号化集計値（３０）、および、最低１個の対価受容装置（２）が１個の対価保持装置（１）を前記対価保持装置の組の１個に関するとして認識する際に請求メッセージ（１３）において別の集計値および前記対価保持装置の組の認識された１個に関する関連したデータを前記対価保持装置に伝送する効果に対するおそらく別の関連した証明暗号（２７）、をストアするよう配置されることをさらに特徴とする、請求の範囲８もしくは１０のいずれかに記載の対価転送システム。
【請求項１３】
最低１個の対価保持装置メモリ（５２）がインクリメントの金額数を付加的に含有すること、ならびに、最低１個の対価受容装置メモリ（５３）が、関連した符号化集計値（３０）、関連した符号化シード（３１）および関連した付加的符号化データ（３２）とともに複数の集計値（２８）を含有すること、また、前記システムが、準備的請求メッセージがその後の段階、次いで、
・最後のコンピュータ計算された符号化集計値のみを含有する請求メッセージ；
・前記最後のコンピュータ計算された符号化集計値に関連する符号化シードのみを含有する請求メッセージ、および
・前記最後のコンピュータ計算された符号化集計値への独特の引用のみを含有する請求メッセージ、
から選択された請求メッセージを伴う多数の関連したその後のインクリメント対価転送段階において転送されるべき取引値（２０）の少なくとも部分的にいずれかを定義するためのデータを付加的に含有するように、準備的請求メッセージ（１３）および準備的証明メッセージ（１４）を伴う準備的対価転送段階を含む１個もしくはそれ以上の別の段階において対価転送を実施することをさらに特徴とする、請求の範囲８から１２のいずれかに記載の対価転送システムであって、
前記インクリメント対価転送段階のそれぞれは、以前のインクリメント請求メッセージで受領されたかもしくは準備的請求メッセージに受領されかつ最低１個の対価保持装置（１）にストアされた付加的データから導出されるかのいずれかのような取引値（２０）でコンピュータ計算される符号化された新規集計値（４３）を含有する証明メッセージを包含し、前記インクリメント対価転送段階が、おそらく、対価受容装置が、インクリメント対価転送段階における独占的使用のため、符号化集計値、ならびに、準備的対価転送段階における使用のため選択されていた関連した符号化集計値（３０）、関連した符号化シード（３１）および関連した付加的符号化データ（３２）を伴うストアされた複数の集計値（２８）から選択された関連したデータをとっておくように、準備的請求メッセージを伝送する対価受容装置を包含する複数の対価受容装置を伴う最低１個の対価保持装置（１）からの１個もしくはそれ以上の介入対価転送とともに起こる、対価転送システム。
【請求項１４】
最低１個の対価受容装置（２）が、前記最低１個の対価受容装置（２）がそれと機能するよう環境設定される最大取引値を請求メッセージに包含するように配置され、前記最大取引値の完全性が前記正確性暗号により保護されること、および、最低１個の対価保持装置（１）が、最後の符号化集計値を確かめることにより対価受容装置について許容される最大取引値が正確であることを証明した場合かつ取引値（２０）が前記最大取引値未満である場合にのみ対価転送を完了するように配置されることをさらに特徴とする、請求の範囲８に記載の対価転送システム。
【請求項１５】
最低１個の対価保持装置（１）と通信するように配置され、また、以前の受容された対価の最低１個の集計値（２８）をストアするための対価受容装置メモリ（５３）を含み、かつ、最低１個の取引値（２０）を表す請求メッセージを前記最低１個の対価保持装置（１）に転送するよう配置される、対価受容装置（２）であって、対価受容装置（２）は、前記最低１個の対価保持装置（１）から証明メッセージ（１４）を受領するよう配置され、
最低１個の対価受容装置（２）は、暗号的に符号化された集計値（３８）を請求メッセージ（１３）にさらに包含するよう配置され；
対価受容装置メモリ（５３）は、
・符号化のための別の最大値を選ぶこと；
・予め決められたビット数から成る開始数を同一の予め決められたビット数から成る対象数に写像する暗号的一方向関数を選択することであって、ある数への関数的応用がペアノ数スキームにおける「連続体演算」と定義され；
・ペアノ数スキームにおけるゼロ要素として前記予め決められたビット数から成る無作為数を選択すること；
・ある数に符号化される値を、一方向関数の関数的応用の結果が解読されるべきコード数に等しくなるまでゼロ要素で開始する一方向関数の反復された関数的応用により決定されるペアノ数の値を前記別の最大値から差し引くことにより決定することであって、コードワードは、選ばれた別の最大値に等しい多数の時間に選択されたゼロ要素で開始する暗号的一方向関数を反復的に適用することの結果のいずれもそのコードワードに等しくない場合は、妥当な符号化でないことが見出される；
のような「ペアノ」数スキームを使用することにより前記集計値（２８）を符号化することにより導出される前記暗号的に符号化された集計値（３８）もまたストアし、
最低１個の対価受容装置（２）が請求メッセージ（１３）に以下のデータすなわち
・前記別の最大値（４４）、
・ペアノ数スキームにおける前記ゼロ要素を隠蔽するゼロ要素暗号、および
・前記別の最大値および前記ゼロ要素の正確さを検査するための正確性暗号
をさらに包含するよう配置される、
ことを特徴とする、対価受容装置。
【請求項１６】
請求の範囲１５に特許請求されるような最低１個の対価受容装置（２）と通信するように配置され、また、前記最低１個の対価受容装置（２）からの最低１個の取引値（２０）を表す請求メッセージ（１３）を受領するよう配置される、対価保持装置（１）であって、対価保持装置（１）は、最低１個の差引勘定値（７）をストアするための対価保持装置メモリ（５２）を含み、かつ、証明メッセージ（１４）を前記最低１個の対価受容装置（２）に転送するよう配置され、
最低１個の対価保持装置（１）が、暗号的に符号化された集計値（３８）および取引値（２０）を基礎としてコンピュータ計算される符号化された新規集計値（４３）をコンピュータ計算しかつ証明メッセージ（１４）に包含するよう配置され；
最低１個の対価保持装置（１）が、
・正確性暗号を使用することにより前記別の最大値および前記ゼロ要素が正確であることを証明した場合、
・前記別の最大値および前記ゼロ要素を基礎として、暗号的に符号化された集計値（３８）が妥当に符号化されることを決定する場合、かつ
・取引値（２０）で差引勘定値（７）を減少している場合
にのみ対価転送を完了するように配置される、
ことを特徴とする、対価保持装置。
【請求項１７】
最低１個の対価保持装置（１）と通信するように配置され、また、以前の受容された対価の最低１個の集計値（２８）をストアするための対価受容装置メモリ（５３）を含み、かつ、最低１個の取引値（２０）を表す請求メッセージ（１３）を前記最低１個の対価保持装置（１）に提供するよう配置される対価受容装置（２）であって、対価受容装置（２）は、前記最低１個の対価保持装置（１）から証明メッセージ（１４）を受領するよう配置され、
最低１個の対価受容装置（２）が、暗号的に符号化された集計値（３８）を請求メッセージ（１３）にさらに包含するよう配置され；
対価受容装置メモリ（５２）が、
・符号化のための別の最大値を選ぶこと；
・予め決められたビット数から成る開始数を同一の予め決められたビット数から成る対象数に写像する暗号的一方向関数を選択することであって、ある数への関数的応用がペアノ数スキームにおける「連続体演算」と定義され；
・ペアノ数スキームにおけるゼロ要素としての使用のため前記予め決められたビット数から成る無作為化された数を導出するための符号化シードおよび適切な暗号的導出アルゴリズムを選択すること；
・ある数に符号化される値を、一方向関数の関数的応用の結果が解読されるべきコード数に等しくなるまでゼロ要素で開始する一方向関数の反復された関数的応用により決定されるペアノ数の値を前記別の最大値から差し引くことにより決定することであって、コードワードは、選ばれた別の最大値に等しい多数の時間に選択されたゼロ要素で開始する暗号的一方向関数を反復的に適用することの結果のいずれもそのコードワードに等しくない場合は、妥当な符号化でないことが見出される；
のような「ペアノ」数スキームを使用することにより前記集計値（２８）を符号化することにより導出される前記暗号的に符号化された集計値（３８）もまたストアし；
最低１個の対価受容装置（２）が、
・前記別の最大値、
・符号化シード（３９）、および
・可能な付加的符号化データ（４１）
を請求メッセージ（１３）にさらに包含するよう配置されること
を特徴とする、対価受容装置。
【請求項１８】
請求の範囲１７に特許請求されるような最低１個の対価受容装置（２）と通信するよう配置され、また、前記最低１個の対価受容装置（２）から最低１個の取引値（２０）を表す請求メッセージ（１３）を受領するよう配置される対価保持装置（１）であって、対価保持装置（１）は、最低１個の差引勘定値（７）をストアするための対価保持装置メモリ（５２）を含み、かつ、前記最低１個の対価受容装置（２）に証明メッセージ（１４）を転送するよう配置され、
最低１個の対価保持装置（１）が、暗号的に符号化された集計値（３８）および取引値（２０）を基礎としてコンピュータ計算される符号化された新規集計値（４３）をコンピュータ計算しかつ証明メッセージ（１４）に包含するよう配置され；
最低１個の対価保持装置（１）が、
・導出アルゴリズムを使用することにおいて、、最低１個の符号化シードからゼロ要素をコンピュータ計算し、かつ、前記以前の集計値を、前記最大値および前記導出されたゼロ要素を基礎として妥当に符号化されていると決定する場合、また
・取引値（２０）で差引勘定値（７）を減少した後、
にのみ、導出されたゼロ要素が隠蔽されるような様式で選択された導出アルゴリズムを実施しかつ対価転送を完了するよう配置されること、
を特徴とする、対価保持装置。
【請求項１９】
最低１個の対価受容装置（２）が、メモリのみ、例えば磁気ストリップカードもしくはメモリチップカードを伴う装置として実行されることをさらに特徴とする、請求の範囲１から５および８から１４のいずれかに記載の対価転送システム。
【請求項２０】
最低１個の対価保持装置（１）がスマートカードとして実行されることをさらに特徴とする、請求の範囲１から５および８から１４のいずれかに記載の対価転送システム。
【請求項２１】
最低１個の対価保持装置（１）および最低１個の対価受容装置（２）が、「ウォレット」として普遍的に知られる電子装置で一緒に実行されること、また、ウォレットが、さらなる対価保持装置から最低１個の対価受容装置（２）への対価転送を付加的に監視しかつ確かめ、また、監視されかつ確かめられた対価転送の成功した完了に際して前記最低１個の対価保持装置（１）の差引勘定を増分するよう配置される最低１個の対価保持装置（１）の機能を実施する不正取引に抵抗する構成要素を含んで成ることをさらに特徴とする、請求の範囲１から５および８から１４のいずれかに記載の対価転送システム。
【請求項２２】
最低１個の対価受容装置が、最低１個の対価受容装置から最低１個の対価保持装置に伝送される電子情報のユニットで実施されるべき隠蔽アルゴリズムにおける暗号鍵の共有される基礎として前記最低１個の取引証明アルゴリズム（３５）を付加的に使用するよう配置されることをさらに特徴とする、請求の範囲１ないし５のいずれかに記載の対価転送システム。
【請求項２３】
最低１個の対価受容装置が、最低１個の対価受容装置から最低１個の対価保持装置に伝送される電子情報のユニットで実施されるべき隠蔽アルゴリズムにおける暗号鍵の共有される基礎として前記符号化された新規集計値（４３）を付加的に使用するよう配置されることをさらに特徴とする、請求の範囲８から１４のいずれかに記載の対価転送システム。
【請求項２４】
対価保持装置メモリ（５２）が第一および第二の数により表される前記差引勘定（７）を含んで成ることをさらに特徴とする、先行する請求の範囲１から５および８から１４のいずれかに記載の対価転送システムであって、前記第一の数は対価保証機関（４）から受領されたような利用可能な電子マネーの第一の総対価を示し、前記第二の数はいずれかの対価受容装置（２）に転送されたような電子マネーの第二の総対価を示し、その結果差引勘定（７）が前記第一の数と前記第二の数との間の数的差異である、対価転送システム。
【請求項２５】
最低１個の第一および最低１個の第二対価保持装置を含んで成ることをさらに特徴とする、請求の範囲１から５および８から１４のいずれかに記載の対価転送システムであって、前記第一対価保持装置の対価保持装置メモリ（５２）が第一および第二の数により表される差引勘定（７）を含み、前記第一の数は対価保証機関（４）から受領されたような利用可能な電子マネーの第一の総対価を示し、前記第二の数はいずれかの対価受容装置（２）に転送されるような電子マネーの第二の総対価を示し、その結果、差引勘定（７）が前記第一の数と前記第二の数との間の数的差異であり、また、前記第一対価保持装置は、以前の対価転送に関連する以前にコンピュータ計算された証明暗号（２２）をその対価保持装置メモリ（５２）にストアする対価受容装置としてはたらくようにもまた配置され、前記第二対価保持装置が前記第一対価保持装置とともに対価転送プロトコルを実施するよう配置され、また、前記対価転送プロトコルにおいて、前記第一対価保持装置が請求メッセージ（１３）を以前の集計値（２１）として包含し、第一の数の値が前記第一対価保持装置の差引勘定を表す、対価転送システム。
【発明の詳細な説明】
電子財布(electronic purse)における従来技術は（草案の）欧州基準(European Standard)ＥＮ１５４６の第II部に十分に記述される。その文書に含有されるような記述がここに要約されかつ図１に図解的に与えられ；この草案基準はより詳述された記述を含有しかつこのプロトコルに関与する潜在的な非常に多数の当事者(parties)を明快に示し、この局面は明快のためここで省かれている。欧州特許第0,421,808-B1号もまた参照。
図１を参照すれば、電子財布は、対価保持装置(Value Carrying Device)１の保持者からの支払のため代わりにそれで機能する(operate)。対価保証機関(Value Guaranteeing Institute)４が、対価初期化プロトコル(Value initialising protocol)１２を使用して、ある対価で対価保持装置１の対価保持装置メモリ５２に保持される差引勘定(Balance)７を安全にロードする責任をもつ。対価保持装置１はメモリ５２に連結される対価保持装置プロセッサ５０を提供される。
支払の目的上、差引勘定７として示される現在対価(current value)を有する対価保持装置１は、対価転送プロトコル(value transfer protocol)９を使用して対価受容装置２(Value Accepting Device)２と連動する(engage)。対価保持装置１は、スマートカード(smart card)のような不正取引に抵抗する装置でありうるか、もしくは、少なくとも差引勘定７の完全性を保護するような装置を含有することができ；差引勘定７の不正取引に抵抗する特徴は図１において差引勘定７を囲む二重線により示される。対価転送プロトコルの基礎は、転送されるべき金額および場合によってはおそらく部分的に暗号的挑戦(challenge)としてはたらきうる付加的なデータを基本的に含有する対価受容装置２から対価保持装置１への第一の「請求」メッセージ１３、ならびに差引勘定７の借方の証明を含有する「証明」メッセージ１４から成る。メッセージ１４に含有される暗号的証明は、そのメッセージで転送される対価および間接的に対価保持装置１の内部のプロセシングの正確さを認証するようはたらき、そして、究極的には、対価保証機関４による転送された対価の償還の保証を確立する。対価受容装置２は、対価受容装置メモリ６に連結された対価受容装置プロセッサ５１を提供される。対価受容装置プロセッサ５１は、好ましくはまた不正取引抵抗性でもある。
メッセージの受容は、それに際して対価受容装置２がそれ自身の安全記憶装置６に保持される対価８を増加させるメッセージ１４に含有される暗号的証明の対価受容装置２による確認に依存する。代替技術、例えば、対価受容装置中の安全もしくは非安全のいずれかの記憶装置中に全ての取引を個々にストアすることにより値が収集されることを可能にするものが、対価受容装置２において対価を生じることの等しい結果とともに使用されうる。こうした技術は、付加的データを含有しうる図２に記述されるものより多くのメッセージの交換を伴いうるが、しかし正味の影響は同一、すなわち対価の転送である。チャウム(Chaum)の米国特許第4,996,711号および同第5,131,039号は、主として適用される暗号技術において異なるこうした可能なプロトコルを記述する。これらおよび他の特定のプロトコルが、商業的に利用可能な電子財布のスマートカードの応用で使用される。
定期的に、対価保証機関４から受容された対価を回収する目的上、対価保証機関４から独立もしくはそれと同一の実体でありうる獲得者(Acquirer)３が必要とされる。獲得者３は、獲得プロトコル１０を使用して、記憶およびプロセシングのためのその期間の間に対価受容装置２により受容された対価についての情報を転送し、そして、結果として対価受容装置２の操作者に対し支払１５をなす。英国特許出願第9505397.1号（トランズモ(Transmo)）は獲得プロトコルの特定の実現を記述する。
獲得者３は、どんな手段によっても、多数の対価受容装置２からの対価情報を合同することができ、かつ、清算および決算(clearing and settlement)プロトコル１１を使用して各対価保証機関４から返還要求されるべき総対価を導き出しうる。結果として、対価保証機関４は、獲得者３により獲得されたように対価受容装置２により受容されていたその特定の機関により出された対価についてなされた支払１５について、前記獲得者３と決算１６をなす。
従来技術に従って実行される電子財布システムでは、個々の取引が大多数において小さな値のものである場合に、それらをストアし、通信し、そして電子的に処理することが一般に経済的に実行不可能であり、これはしばしば真実である。救済策として、全ての対価受容装置の肝要な(integral)構成要素として提供される、普遍的にＳＡＭ（＝安全応用モジュール(Security Application Module)）として知られる不正取引抵抗性安全装置６が配備され、そこに、個々の支払が、獲得者３によるその後のプロセシングのため単一の対価に累積される。付加的には、ＳＡＭはまた、公知のアルゴリズムと共に使用される場合に対価受容装置２が対価転送プロトコル９において対価保持装置１の真正法および転送された対価を確かめること；とりわけメッセージ１４に含有される借方証明の正確さを確かめることを可能にする安全鍵(security key)を保持するのにも使用される。ＳＡＭ６はかように支払システムの安全の肝要な部分であり、かつ、各対価保持装置１に保持される機密情報に共通の機密情報を保持し、それはその内容の暴露(revealing)もしくは変更に対し安全でなくてはならない。多様な形態の物理的および／もしくは分析的攻撃により損なわれる場合、ＳＡＭ６は、こうした技術を使用する支払スキームの安全全体が頼りにする機密を暴露させられ得る。ＳＡＭ６へのこれらの不正取引抵抗性の要求は、対価受容装置の複雑さおよび費用、安全管理の増大された複雑さ増し、そしてこの支払システムの悪用の危険への暴露を増大させる。
原則として対価保持装置１および転送される対価を認証する対価受容装置２の一部としてのＳＡＭ６の必要性を未然に防ぐとみられる、従来技術に従った電子財布の実行において、対価転送プロトコルを保護するために公開鍵暗号的アルゴリズムを使用し得る。これはこのシステムの悪用の危険への曝露を制限する。しかしながら、一般に、各公開鍵保護取引とともにストアされることが必要とされるデータの量はかなり大きい。対価保持装置１において集計する必要性は代替の実行におけるよりなお大きい。再度、集計が必要とされる場合は、対価保持装置１は、蓄積を実施するために対価保証機関４もしくは獲得者３により信用され得る安全にされた構成要素を含有しなければならない。対価受容装置２への不正取引抵抗性の要求は、装置の複雑さおよび費用ならびにそのシステムでの安全管理の増大された複雑さを増す。
従来技術に従って実行される財布システムにおいて、実際の対価転送プロトコル９は、対価保持装置１と対価受容装置２との間の通信での失敗が回収不能な対価喪失を引き起こさないことを確実にするように複雑である。付加的プロトコルが、中断された通信後に、対価の回収のため実施されうる。基本的には、従来技術に従った実行では、回収不能な対価喪失の危険はプロトコルがどのように複雑でも完全に排除され得ない。実際上信頼できる機能の十分なレベルに到達するのに必要とされる、プロトコル中の付加された複雑さは、実行費用を増加させ、取引期間を増大させ、そして、例えば明示的(explicit)回収プロトコルのためのより複雑な装置の使用の取り扱いにつながりうる。
本発明の目的は、第一に、対価受容装置における安全装置の必要性を未然に防ぐこと、第二に、回収不能な対価喪失のないことを保証すること、第三に、対価転送プロトコルを単純化すること、そして、第四に、取引速度における変動する要求、通信手段および転送する対価の範囲を伴う、広範な電子支払応用のための単一の型のプロトコルを適用することを技術的かつ経済的に実行可能とすることである。本発明のさらなる目的は、長くかつ複雑な公開鍵暗号的コンピュータ計算の必要性なしに、公開鍵暗号方式でのみ以前に可能であった様式で、再請求可能な財布システムに対するあるレベルのプライバシー保護をもたらすことである。本発明の目的は、相互と通信可能である最低１個の対価保持装置および最低１個の対価受容装置を含む対価転送システムにより得られ、最低１個の対価受容装置は、最低１個の以前に受容された対価の集計値をストアするための対価受容装置メモリを含み、かつ、少なくとも１個の取引値を表す請求メッセージを前記最低１個の対価保持装置に転送するよう配置され(arranged)、最低１個の対価保持装置は、最低１個の差引勘定値をストアするための対価保持装置メモリを含み、かつ、前記最低１個の対価受容装置に証明メッセージを転送するよう配置され、
最低１個の対価受容装置は、以前の集計値および対応する以前にコンピュータ計算された証明暗号を請求メッセージにさらに包含するよう配置され；
最低１個の対価保持装置は、以前の集計値、対応する以前にコンピュータ計算された証明暗号、および取引値を基礎としてコンピュータ計算される最低１個の取引証明暗号をコンピュータ計算しかつ証明メッセージに包含するよう配置され、そして
最低１個の対価保持装置は、前記対応する以前にコンピュータ計算された暗号を使用することにより受領された以前の集計値が正確であるとした場合、かつ、取引値で差引勘定値を減少した後にのみ、最低１個の取引証明暗号をコンピュータ計算するよう配置される、
ことを特徴とする。
危険の曝露の制限は、鍵を危険にさらす事象における完全なシステムの崩壊の関連した危険と共有する包括的鍵の代わりに、小さな組の対価保持装置により共有される鍵を有することにより、容易に得られることができる。小さな組により共有される鍵を使用するシステムが請求の範囲２に特許請求される。
危険の制限の他の一方法は、生じる集計値の最大値を減少させることにより容易に得られることができ、ここで獲得プロトコルが値を再設定する。こうした危険の制限に指向されるシステムが請求の範囲３に特許請求される。
さらに、危険の制限の他の一方法は、各個々の転送の最大値を減少させることにより容易に得られることができる。危険の制限のこうした方法に指向されるシステムが請求の範囲４に特許請求される。
さらに、危険の制限のさらなる一方法は、装置により受容されうる転送の最大数を減少させることにより容易に得られることができ、ここで獲得プロトコルがカウントを再設定する。危険の制限のこうした方法に指向されるシステムが請求の範囲５に特許請求される。
本発明はまた、上に定義されたシステムの一部としての対価保持装置に向けられ、これは最低１個の対価受容装置と通信するよう配置され、前記対価保持装置は、最低１個の差引勘定値をストアするための対価保持装置メモリを含み、また、最低１個の取引値を表す請求メッセージを受領しかつ前記最低１個の対価受容装置に証明メッセージを転送するよう配置され、対価保持装置が
請求メッセージを通して、以前の集計値および対応する以前にコンピュータ計算された証明暗号を受領する；
以前の集計値、対応する以前にコンピュータ計算された証明暗号および取引値を基礎としてコンピュータ計算される最低１個の取引証明暗号をコンピュータ計算しかつ証明メッセージに包含する、ならびに
前記対応する以前にコンピュータ計算された暗号を使用することにより受領された以前の集計値が正確であるとした場合、および取引値で差引勘定値を減少した後にのみ、最低１個の取引証明暗号をコンピュータ計算する
ように配置されることを特徴とする。
さらに、本発明は、上に定義されたシステムの一部としての対価受容装置に指向され、これは最低１個の対価保持装置と通信するよう配置され、前記対価受容装置は以前に受容された対価の最低１個の集計値をストアするための対価受容装置メモリを含み、そして、最低１個の取引値を表す請求メッセージを前記最低１個の対価保持装置に転送しかつ前記最低１個の対価保持装置から証明メッセージを受領するよう配置され、前記対価受容装置は、最低１個の対価保持装置が、以前の集計値、対応する以前に計算された証明暗号および取引値を基礎としてコンピュータ計算される最低１個の取引証明暗号をコンピュータ計算しかつ証明メッセージに包含することを可能にするために、また、最低１個の対価保持装置が、前記対応する以前にコンピュータ計算された暗号を使用することにより受領された以前の集計値が正確であるとした場合、および取引値で差引勘定値を減少した後にのみ、最低１個の取引証明暗号をコンピュータ計算することを可能にするために、以前の集計値および対応する以前にコンピュータ計算された証明暗号を請求メッセージにさらに包含するよう配置される、
ことを特徴とする。
本発明はまた、送信機(transmitter)と受信機(receiver)との間の１個の通信もしくは一連の通信を暗号的に保護する方法、および、メッセージが通信される単調オーダー(monotonic order)もしくは通信されたメッセージに含有される数値の厳密な単調変化(strict monotonic change)を確立する方法にも関し、前記通信が、前記単調オーダーを表すもしくは前記数値を表す最低１個の数字、および以下すなわち
・符号化のための別個の最大値を選ぶこと；
・予め決められたビット数から成る開始数を同一の予め決められたビット数から成る対象数(object number)に写像(map)する暗号的一方向関数(cryptographic one-way function)を選択することであって、ある数への関数的応用がペアノ(Peano)数スキームにおける「連続体演算(successor operation)」と定義され；
・前記予め決められたビット数から成る無作為数をペアノ数スキームのゼロ要素(zero element)として選択すること；
・ある数に符号化される値を、一方向関数の関数的応用の結果が解読されるべきコード数(code number)に等しくなるまでゼロ要素で開始する一方向関数の反復された関数的応用により決定されるペアノ数の値として決定することであって、ここでコードワード(cord word)は、選択されたゼロ要素で開始する暗号的一方向関数を選ばれた別個の最大値に等しい多数の時間に反復的に適用する結果のいずれもそのコードワードに等しくない場合は、妥当な符号化でないことが見出される、
のような「ペアノ」数スキームを使用する符号化において最低１個の数字からコンピュータ計算される暗号を包含すること、
および、最低１個の送信機が、通信されるメッセージオーダーもしくは数値の無条件の単調性((unconditional monotonicity)を保証するために前記無作為数を機密に保ちつつ前記無作為数を選択するよう配置されることを特徴とする。
こうした方法は、一方向カウンターにおいてデータの単調な列の暗号的符号化(cryptographic encoding)を効果的に使用する。かように、符号化に使用される機密鍵(secret key)は一方向スキームを基礎とし、また、データに対してのみ逆工作技術(reverse engineering techniques)を使用することにより暴露され得ない。従って、データは、対価保持装置と対価受容装置との間で非常に安全に伝送され得る。
上に定義された方法を基礎とし、かつ、対価受容装置メモリにストアされる暗号を基礎とする一方向カウンターを使用する１個の可能な対価転送システムが、請求の範囲１１に特許請求される。この態様は、より単純かつより安価な共有された鍵暗号方式の使用を可能にして転送を証明することにおいて平易な暗号的証明暗号コンピュータ計算法を改良し、ここで対価受容装置は証明を確かめるために機密を利用可能にする必要がない。加えて、それは、獲得プロトコルにおいて有効な確認可能な保護の基礎を提供する。
上に定義された方法の他の可能な一態様が請求の範囲１３に特許請求される。請求の範囲１３のシステムはいかなる付加的暗号も必要としない。それは、それが転送されるべきデータの量を減少させることにおいて上で挙げられた態様より有効である。さらに、それは、対価受容装置にストアされるいかなる機密データも有しないため、より強力(stronger)である。さらに、それは、より優雅には、一方向カウンターの長さ（別個の最大値）、および暗号を証明することにおける付加的データを包含する。
ユニット、例えば電話システム、有料道路システム、公共輸送システム、もしくはウェブページを調べるためのシステムでの支払にとりわけ適する有利な対価転送システムが請求の範囲１６に特許請求される。
請求の範囲１７に特許請求されるようなシステムは、一方向カウンターを基礎とする対価暗号に取引あたりの最大値を包含することによるさらなる危険の制限を示す。
請求の範囲１８および２０は、上で定義されるような一方向カウンターを基礎とする対価暗号を使用する対価転送システムでの使用のための対価受容装置を特許請求する。
請求の範囲１９および２１は、上で定義されるような、一方向カウンターを基礎とする対価暗号を使用する対価転送システムでの使用のための対価保持装置を特許請求する。
対価受容装置は、有利には、メモリのみをもつ装置、例えば磁気ストリップ(magnetic strip)カードもしくはメモリチップカードとして実行されてよい。
対価保持装置はスマートカードとして実行されてよい。
しかしながら、あるいは、対価保持装置および対価受容装置は、「ウォレット(wallet)」として普遍的に知られる電子装置において一緒に実行されてよい。
請求の範囲２５に特許請求されるような対価転送システムにおいて、証明暗号の無作為の性質が、対価転送に関連するいかなる電子データも隠蔽するための機密鍵を生じさせるのに使用される。
請求の範囲２６の対価転送システムにおいては、符号化された新規集計値の無作為の性質が、「ペアノ」数スキームが使用される場合はいつも対価転送のいかなる電子データも隠蔽するための機密鍵を生じさせるのに使用される。
請求の範囲２７に従った対価転送システムにおいて、差引勘定は対価保持装置メモリにストアされる２個の別個の数により表される。本請求の範囲は、対価保持装置における適正な組織化で、対価転送プロトコルが対価初期化プロトコルに適用されて対価初期化プロトコルに保証された対価喪失なしという同一の利益を有させ得ることを示す。
請求の範囲２８では、最低１個の対価保持装置が対価受容装置としてはたらいている対価転送システムが特許請求され、この対価保持装置の差引勘定は上に示されたように２個の別個の数により表される。この場合、対価転送プロトコルが、対価保持装置をロードするのに使用され得る。
本発明は、具体的に説明することを意図されかつ本発明の範囲を制限することを意図されないいくつかの図面への言及で説明されることができる。
本発明に従って実施される対価転送プロトコルが図２に示され、これは例示であるが転送を保護する署名保持暗号法を伴うその使用を立証し、他の暗号保護技術がいかなる基本的修正なしに使用され得る。対価保持装置１および対価受容装置２は、それぞれ、スマートカードおよび電子マネー受容端末でありうる。しかしながら、それらは、あるいは、それぞれ電子マネー供給端末およびスマートカードであってよい。対価保持装置１は、差引勘定７により表されるその対価の登録に加え、一組のストアされたディジタル前署名(pre-signature)１７ａ、・・・１７ｄを含有することが示され、この前署名は、例えば対価保持装置１の差引勘定７を初期化するプロトコル１２の一部としていつかより早い時点で実施された初期化プロトコルにおいて対価保証機関４によりもしくはこの管理下に創製されている。対価保証機関４を独特に同定するための対価保証機関同定(Identification)（ＶＧＩ  ＩＤ）番号１８、例えばその暗号公開鍵、および、おそらく、他の対価保証機関により創製されるような署名を確かめるための１個もしくはそれ以上の付加的な暗号公開鍵が、対価保持装置１にさらに含有される。対価保持装置１はまた、多数の以前の対価転送プロトコル３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、・・・のログも含有してよく、各ログの記載事項は、少なくとも、受領された挑戦データ２５もしくは他のそうした同定データ、および対価保持装置１により転送において承認された(signed)ような新規集計値３４を含有する。
対価受容装置２は、それが実施しかつその中ににそれが受容された対価を有する全ての以前の対価転送プロトコルにわたり集計された総対価２８の登録を含有する。実務的実現において、この総対価は、特定の期間にわたり、例えば獲得プロトコルが対価受容装置により実施された最後の時点以来、集計され得る。そのため対価受容装置２がディジタル署名で保護される対価転送メッセージを受容するよう環境設定される(configured)対価保証機関４に関する、図２に「ＶＧＩ  ＰＫ、ＩＤ」と略称されるその関連した同定番号を伴う暗号公開鍵３３ａもまた対価受容装置に含有される。任意の付加的暗号公開鍵３３ｂ、３３ｃ、・・・が、多数の異なる対価保証機関からの署名の受容を可能にするため、もしくは、おそらく、公知の鍵証明技術を使用して、公開鍵が対価受容装置にストアされないがしかし付加的通信において対価保持装置から得られるある範囲の署名の受容を可能にするために存在してよい。対価受容装置はまた、そのストアされた集計値２８が正確であることを証明するディジタル署名２７、および署名２７を創製するために使用された挑戦(challenge)のようないずれかの付加的データ２９から成る対価転送取引データ２６ａも含有する。１個もしくはそれ以上の組の取引データの収集物(collection)２６ａ、２６ｂ、・・・が、会計検査および回収の目的上、もしくはそれぞれ特定の異なる鍵と共にの使用のため、対価受容装置２により維持されてよい。
対価転送プロトコルにおいて、対価受容装置２により発せられるメッセージ１３は、少なくとも、転送されるべき対価の金額２０、ストアされた数２８からコピーされるように対価受容装置２により集計される対価２１、ストアされた数２８からコピーされるように集計値２１を保護するディジタル署名２２、集計値２１に加えて署名２２により保護されかつ署名の確認を可能にするのにもまた必要とされるストアされたデータ２９からコピーされるようないずれかの任意の付加的データ２４、および、現在対価転送プロトコルの保護を高めることができかつ加えて実施されたプロトコルのこの例を独特に同定可能にするようはたらきうるいくつかの新規暗号的挑戦データ２５を含有する。他のデータが、直接の(immediate)対価転送プロトコルを越える目的上、このメッセージに包含されることができ、これは部分的にコンピュータ計算された署名により付加的に保護されうる。
証明メッセージ１４を生じさせる前に、対価保持装置１は、ディジタル署名２２および付加的データ２４を使用して、受領された集計値２１での署名の確認を実施する。署名が正確であるとみとめられる場合、対価保持装置１は、金額２０を集計値２１に付加しつつその同一金額によりその差引勘定を減少し続け、新規集計値３４をもたらす。それは、その後、ディジタル署名をコンピュータ計算して、受領された挑戦２５と一緒に、新規にコンピュータ計算された集計値３４を保護し；この署名は、最初にストアされた前署名１７ａとしてストアされたデータを使用することにより、この特定の暗号法に適切なようにコンピュータ計算される。使用されたストアされた前署名が対価保持装置１から削除されて、ストアされた署名暗号プロトコルで通例であるようにその後の対価転送プロトコルでの使用に利用可能な次のストアされた前署名１７ｂを作成する。これらのコンピュータ計算が完了された後、ログ３７が更新され、そして、対価保持装置１によりコンピュータ計算されたような新規集計値３４、新規にコンピュータ計算されたディジタル署名３５、ならびに対価保証機関４およびその公開鍵を同定するＶＧＩ  ＩＤ番号３６から成る証明メッセージ１４が対価受容装置２に送られる。代替の態様においては集計値３４は伝送されない。なぜならそれは対価受容装置によりコンピュータ計算され得るからである。さらに、同定番号３６はより早期のメッセージにおいて通信されていてよい。
図２に示されるような対価転送プロトコルは、受領された同定番号３６により示されるような適切な公開鍵３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、・・・を使用して期待される新規集計値３４を実際に検査する(proof)ために受領された新規署名３５をまず確かめることにおいて、対価受容装置２により完了される。署名が正確であるとみとめられる場合は、取引データ２６ａが、署名２７のストアされた値が受領された新規署名３５により置き換えられ、ストアされた集計値２８が受領された新規集計値３４により置き換えられ、そしてストアされた付加的データ２９が挑戦２５により置き換えられることにおいて更新される。この応用に適切なように、これらのストアされた値を変更する前に、それらが例えばデータ２６ｂにセーブされていてよい。これらの動作の後、対価受容装置はその初期状態にあり、そして新規対価転送プロトコルに携わることが可能である。証明メッセージ１４が受領されない、もしくは不正確であることがみとめられる場合、それは、要求に際してそれを請求メッセージ１３において送られたような挑戦２５で同定することにより対価保持装置から再度検索され得、ここで挑戦値が取引ログ３７ａ、３７ｂ、３７ｃに記載事項を配置するのに使用される。複製の(duplicate)証明メッセージが、その後、ログ記載事項からデータをディジタルに承認する(signing)こと、およびこのデータを要求する対価受容装置に伝送することにより創製されてよい。
図２に示されるような対価転送プロトコルにおける対価の喪失が予防される。なぜなら、新規集計値３４および新規差引勘定７のコンピュータ計算はいかなる介入通信なしに単一装置中で起こり、そして生じる値はそれらが通信される前に装置メモリに登録されるからである。当業者にとって、無条件に一貫したかつ予測可能な結果を伴う極小演算(atomic operation)としてコンピュータ計算および登録を実行することが可能である。証明メッセージ１４は、基本的には、前記コンピュータ計算されかつストアされた一貫した結果が対価保持装置により達成されているという暗号的に保護された声明であるため、それは制限なしで、とりわけ対価の付加的転送を暗示することなく反復され得る。
本発明に従った第二の態様が図３に示され、ここで、対価転送プロトコルが特別の保護的暗号的集計符号化を提供される。図３に示されるように、請求メッセージ１３は金額２０に加えて対価受容装置２の現在の集計値２８を本発明に従って符号化された数３８として含有し、この符号化は以前に記述された態様における署名２２に類似の方法における集計値の正確さに対する暗号的保護としてはたらく。請求メッセージ１３に包含されるさらなるデータは、符号化シード３９、対価受容装置を同定する「端末ＩＤ」と称される数４０、および、符号化での包含により集計値３８と一緒に暗号的に保護されることができる付加的データ４１である。金額２０を除いて、請求メッセージ１３において伝送されるデータは、以前の対価転送プロトコル３０の結果として対価受容装置２にストアされた最近の取引データ２６ａからコピーされる。取引データ２６ｂ、２６ｃ、・・・の複数の収集物が、会計検査および回収の目的上、およびまた暗号的符号化の１個もしくはそれ以上の特定の例に関して、すなわち特定の暗号鍵に関して存在してよい。証明メッセージ１４は、その符号化がそのメモリに保持される機密データを使用して、不正取引に抵抗する対価保持装置１によりコンピュータ計算されている対価受容装置２の生じる新規集計値４３の符号化を最小限に含有する。
その妥当性が、符号化が基礎とする機密の知識なしに公知のアルゴリズムを実施することによりチェックされ得ることは、図３の態様に従った符号化の属性である。この公開の確認は、そのコンピュータ計算がその符号化が確認されるべきである値未満である値の符号化を基礎とする場合はいつでも可能である。他方、符号化の特定の例で符号化されることが知られている最大の値の過剰においていずれかの値の符号化をコンピュータ計算することは、その例に関する機密鍵の知識を必要とする。すなわち、符号化は一方向特性を表し、また、その符号化された値の正確さを保護する暗号的署名としてはたらきうる。従って、利用可能な古いおよび新規の双方の集計値ならびにそれらのそれぞれの符号化を有する対価受容装置２は、対価転送プロトコルの終わりで証明メッセージ１４を受領した後、その後の対価転送プロトコルでの使用のためそのメモリにその新規値をストアしかつ符号化する前に、受領されたメッセージの正確さ、およびとりわけコンピュータ計算された新規集計値の符号化の正確さを確かめ得る。
符号化アルゴリズムは、初期無作為数への暗号的一方向コンピュータ計算の反復応用を基礎とし；こうしたコンピュータ計算のためのアルゴリズムは当業者に既知であり、かつ、例えば公知のＤＥＳアルゴリズムを基礎とした一方向関数のための特定の一方向アルゴリズムに依存する十分な長さのコードワードを必要とし、このコードワードは64ビットである。理論的論理数(theoretical logic number)システムが、数学者ジュゼッペ・ペアノ(Giuseppe Peano)（1858−1932）により考えられており(conceived)、ここで自然数の基本的な組が、「ゼロ」と呼ばれるべき１個の第一の特定の要素、およびいずれかの自然数に１を加える数学的関数（準同型）により定義され；類似の様式において、一方向関数の初期無作為数への反復応用は、値０で開始する単調に増加するカウンターを表すとしてみられ得る。この特定のカウンターにおいて、それが仮定し得る整数値(integral value)は、初期無作為数により符号化されるゼロ値で符号化される。この暗号関数の一方向の特徴のため、それを伴い構築されるカウンターもまた一方向性であり；すなわち、最小値について与えられる符号化で開始して、与えられた符号化において符号化されたもの未満のいずれかの値の符号化をコンピュータ計算することは、コンピュータ計算的に実行不能である。
暗号的一方向カウントの一方向性の特性は、図３に従って本発明の態様における集計値の暗号的保護の基礎である。各集計値は、対価受容装置２が、現在の集計値の過剰においていかなる値についての符号化もコンピュータ計算することがコンピュータ計算的に実行不能である一方で、公知の暗号的一方向関数を適用することにより現在の値未満のいかなる値の符号化もコンピュータ計算することが可能であるように、一方向カウンター（はっきりと示されない）において符号化される。一方向カウンター（示されない）は、現在の集計値の符号化としてのみその最大値とともに対価受容装置メモリ５３にストアされる（もしくはされてよい）。とりわけ、これらの符号化のいずれかの間の値の差異をコンピュータ計算することが可能である。従って、対価転送プロトコル中の証明メッセージ１４として対価保持装置１から受領されるいずれかの符号化について、対価受容装置２が、その符号化が、符号化の間の値の差異をコンピュータ計算することにより、転送された金額ならびに以前および現在の集計値と互換性であるかどうかを決定し得る。本発明に従った符号化は、さらに、符号化値についての最大を使用することができ、この最大は暗号的一方向カウンターにおけるゼロ開始値として選択された無作為数により符号化される。その場合、符号化は、それが０もしくはそれ以上しかし符号化のための最大値の組未満の値を表す場合にのみ妥当である。符号化は何らかの十分に大きい大きさ、例えば64ビットの数値であるため、非常に多数の、カウンター値の範囲についての符号化の分離した収集物が可能であり；最大値の符号化のための数の無作為選択は、各対価受容装置２にその集計値の符号化の独特の連続を提供しうる。
集計値の符号化において安全性を得るためには、最大値の符号化、すなわち一方向カウンターの初期無作為数は、対価保持装置１およびおそらく対価保証機関４に対し独占的に機密に保たれるべきである。例えば、この符号化が、請求メッセージ１３の一部として対価保持装置１と通信される対価受容装置２にストアされる機密暗号に含有されることができ、前記暗号は、例えば、対価保持装置１にストアされる機密鍵によりコンピュータ計算される。一方向カウンターの開始値および符号化値の関連した最大の完全性は、好ましくは、付加的暗号的署名により保証されるべきである。
対価受容装置２における集計値の符号化はまた、対価受容装置２が獲得者３に現在対価の符号化および以前の獲得プロトコルで出されている値の符号化を提供することにおいて、獲得プロトコル１０を保護するようにもはたらくことができ；支払は２個の与えられた符号化の間の値の差異をコンピュータ計算することを基礎とし得るが、ただし、以前の符号化は、受領された最近の符号化として獲得者３とともに登録されていた。ゼロ値を表すカウンターの最初の符号化は、当業者に利用可能な暗号的保護技術のいずれかのもとに獲得者３により受容されうる。あるいは、こうした最初のゼロの値をつけられた符号化およびその関連した暗号的に隠蔽された最大の符号化は、獲得者３からの初期の暗号的に認証された通信において対価受容装置２により得られていてよく、ここで、獲得者３は前記最初の符号化を得ておりかつ対価保証機関４の管理下に最大を隠蔽している。
本発明に従った符号化を保護することを伴う対価転送プロトコルの代替の態様が、対価受容装置２にストアされかつ請求メッセージにおいて伝送されるデータのＶＧＩ（対価保証機関）鍵４２と称される無作為機密鍵を用いる暗号化アルゴリズムによりコンピュータ計算された一方向カウンターの開始値とともに図３に記述される。暗号化に包含されるデータは、符号化シード３９と称される無作為数および最大符号化値４４を示す値に加えて、対価受容装置を独特に同定するためのような端末ＩＤ４０およびおそらく他のデータ４１を包含してよい。前記暗号的アルゴリズムを実施することは、おそらく、集計値の最大符号化としてはたらくはずである無作為数を選択するための一方向関数の付加的応用およびビット長コンピュータ計算法の調節とともにはたらき、この集計値は、対価保持装置１の不正取引抵抗性の制限内のそのコンピュータ計算の性質により、それが対価転送プロトコルの結果としてそれに通信される時間まで対価受容装置２について機密に保たれる。その例において、集計値の符号化は枯渇された(exhausted)ようになり、そしてもはやさらなる対価転送で使用され得ない。符号化の新たな例が、それを例えば対価転送プロトコルに対する特定の前文で対価保持装置１からもしくは獲得者３からのいずれかから要求することにより創製されなければならない。制限された符号化値の結果において、対価受容装置２は利用可能な１個もしくはそれ以上の値の異なる符号化を有する必要があることができ、符号化は、転送のため考慮されうるいずれかの金額を符号化するのに個々にもしくは組み合わされた十分なコーディング空間(coding space)を有する。最大値符号化の無作為性およびコードワードで使用される比較的大きなビット数の性質により、符号化の実際上は制限されない数の別個の例が見出され得；符号化のそれぞれの例は、独特に、妥当なコードワードのその制限された数のいずれかを特徴とする。この場合、対価受容装置２において集計される値は、対価受容装置メモリ５３に含有される個々の暗号的一方向カウンターにおいて符号化される値の総和により表される。伝送されるべき金額が見込みうるカウンターのいずれかのコーディングより大きい場合、転送プロトコルが符号化の付加的例とともに反復され得る。より有効な態様において、カウンターの個々の符号化の例は、重きをなす因子(weighing factor)を伴い、その結果、総集計値が個々のカウンターの加重和により表される。重きをなす因子は、機密暗号における重きをなす因子を表す数の包含、もしくは、最大値符号化をコンピュータ計算するようはたらく暗号に対する入力としての付加的符号化データの一部としてそれを包含することにより提供され得るような、関連した一方向カウンターの最大カウントについてのものに類似の暗号的保護を必要とする。
【図面の簡単な説明】
図１は従来技術に従った電子財布システムを示す。
図２は対価保持装置と対価受容装置との間の対価転送プロトコルを示し、ここでストアされた署名暗号法が使用される。
図３はここで特別の保護暗号的集計符号化が使用される代替の対価転送プロトコルを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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