Präsentation im hpc in Hamburg am 19. April 2011

Technologie, Wissenschaft und Journalismus

fairCASH Internet-taugliches Bargeld

Heinz Kreft

TOP

2

1. Einführung2. Problematik3. Journalistische Relevanz4. Bargeld ist anders5. Was (fair)CASH wirklich ist6. fairCASH-Grundelemente7. Argumente für digitales Bargeld8. Warum es kein digitales Bargeld gibt9. Grundlagen von fairCASH10. Mögliche Konsequenzen11. Zusammenfassung

Einführungin die

Geld-Welten

3

Naturalien-Geld[frühe Vorzeit]

Digitales-Bargeld [Zukunft]

Symbol-Geld [heute]

Papier-Geld[1700 n.Chr.]

Edelmetall-Geld[650 v.Chr.]

Evolution der Zahlungsinstrumente

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Problematik:Es ist nicht alles Geld,

was glonzt!

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Cash oder Konto

Kontoverfahren als Universalprinzip

Münzen als Universalprinzip

Fiat-Geld, Noten-Geld, Giral-Geld (EC-Karte).

Kreditkarten (VISA-Karte).

Elektronisches Geld (PayPal).

Bargeld, Eigentumsübertragung (€uro).

Bezahldienste (Paysafecard).

Zertifikatshandel (CO2 Verschmutzungsrechte, namenslose Aktienübertragung).

Multimedia-Verteilung & digitale Leihe (übertragbare eBooks).

Lizenz-Distribution (übertragbare Software, z.B. "Apps").

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Haupteigenschaften beider Prinzipien

Konto

eCoins (fairCASH-Technologie)

Zentralistische Architektur, kompliziert.Ausschließlich online-fähig.Immer mit "dritter Partei" (Intermediate).

Verteilte Architektur, einfach, simpel, vertraut.

Niemals anonym (bestenfalls pseudonym, z.B. Nummern-Konten).

Offline-fähig.Immer direkt (Peer-zu-Peer, Person-zu-Person).Anonym oder identifiziert (Wahlfreiheit für den privaten Anwender).

Internet-Tauglichkeit "künstlich nach-konstruiert", vielfache Medienbrüche.

Natives Internet-Verfahren, ohne Medienbrüche.

Hohe Betriebskosten der Business-Modelle.

Moderate Betriebskosten des Business Modells (keine Transaktionskosten).7

Abgegriffen: Carrier Billing

8**Quelle: http://remittanceprices.worldbank.org/.

Nokia: 40% Umsatzabschöpfung.

RIM: 30% Umsatzabschöpfung.

Apple: 30% Umsatzabschöpfung.

Mesopayment: 20% Gebühren*.

Geldsendung: bis zu 20% Gebühren**.

*Quelle: Ernst & Young Unternehmensberatung.

Immer schlimmer: "Hot Spot"-Zahlungen

Skimming und PhishingBetrug durch Kartendiebstahl, Daten-/Bankkontoabgriff oder PIN klauen.ALDI informierte Juni 2010 Kunden über manipulierte Bankkarten-Terminals.

"Fette" KostenHohe Überziehungs-Zinsen, hohe Transfer-Gebühren, hohe Service-Kosten.

Transaktions-Daten-VerwertungEasycash greift Kundennutzungs-Profile zu Scoring-Zwecken ab und verkauft sie.Kreditkarten-Unternehmen prüfen Einkäufe, um die Kreditwürdigkeit zu ermitteln.

oder Betreiber-WillkürBann nach Belieben: PayPal, Visa, Mastercard & PostFinance (WikiLeaks u.a.).

Kontrolle und Filterung: Glücksspiele, Unterstützung von Freiheitskämpfern u.a..

9

Gehackte iTunes-Konten für 3,50 € zu verkaufen (Spiegel Online, 6. Januar 2011).

*Trans-European-Automated-Real-time-Gross-Settlement-Express-Transfer 2.

Kontobasierte Zahlungen: TARGET2* & S.W.I.F.T**

**Society for Worldwide Interbank Financial Telecommunication.

CC USA u.a.

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Journalistische Relevanz

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Geringe Akzeptanz fürbestehende Zahlungssysteme

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Zu teuer.

Nicht anonym.

Nicht nutzbar ohne vorherige Registrierung.

Bezahlinhalte: BDZV-Studie vom 29. April 2010

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Zukünftig: Verleger werden ein Drittel ihrer Online-Umsätze mit Bezahlinhalten generieren.

15% der Kunden erzeugen 75% aller "PageImpressions" der Webseiten der Verlagshäuser.

Bezahlinhalte hatten aufgrund der verwendeten Bezahlsysteme einen denkbar schlechten Start.

Barrieren für Bezahlinhalte

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Zwangsregistrierungen bei einer Vielzahlunterschiedlicher Zahlungssysteme(PayPal, Apple, …).

Nutzer wollen keine Subskription,sie bevorzugen Auswahl und Bezahlungeinzelner Artikel.

Es gibt (noch*) kein Mesopayment**.* außer fairCASH **von manchen fälschlicherweise auch als Micropayment bezeichnet.

Bargeld ist anders

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Cash-basierte Zahlungen: P2P*

*Peer-zu-Peer / Person-zu-Person, offline, anonym. 16

Einige Fakten* über €uro-Bargeld

118 €uro (5 Scheine, 16 Münzen) in jeder deutschen Geldbörse.

318 transferierte €uro pro Woche von jedem Deutschen.

1,6 realisierte Transaktionen pro Tag von jedem Deutschen.

Im Umlauf:751.000 Blüten versus 13,6 Milliarden echter Geldscheine**.

85% aller 460 Milliarden PoS-EU-Zahlungen 2009 erfolgten bar.

17*Quelle: H. Kreft, Dissertation, „fairCASH based on Loss resistant Teleportation”, Kiel, 2010.**0,06‰

Zeit für Veränderungen

18**Quelle: Peter Jones, „Europe Set to Lose its War on Cash“, PSE Consulting, London, 2008.

Physikalisches Geld hat Nachteile:

• Der €uro-Umlauf kostet in etwa 0,4 bis 0,6% des BIP* der EU, das sind pro Jahr €45-70 Milliarden**!

• Ein automatisch erzeugter Beweis für eine vollzogenen Zahlung (Quittung) fehlt.

• Physikalisches Bargeld funktioniert nicht im Internet.

*BruttoInlandsProdukt.

Fehl-Versuche digitaler, Cash-ähnlicher Systeme

1993 Brands CashStefan Brands

1989 Digicash EcashDavid Chaum

1995 CAFEESPRIT Projekt

1996OPERA

1994 EMS CityBank

Marktplatz Sichtbarkeit

Technologischer Auslöser

Gipfel der überzogenen Erwartungen

Tal der Enttäuschungen

Pfad der Erleuchtung

Plateau der Produktivität

ZeitInspiriert durch Jackie Fenn, GartnerGroup

1998SEMPER

2003CHABLIS

1995 MONDEXMasterCard

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Was (fair)CASH wirklich ist

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fairCASH-Elemente unter individueller Kontrolle

Transformation

eCoinsphysikalisches Bargeld

Leder-Portemonnaie

TransformationeWalletIntelligentSecurityon Chip

21eWallet

Protagonisten fairCASH-basierten Bargelds

eCoins

ePhone

eWallet

eWalletIntelligentSecurityon Chip

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TeleportationTeleportationTeleportation

Transfer

Direkte Transferabilität

eWalletIntelligentSecurityon Chip

eWalletIntelligentSecurityon Chip

eWalletIntelligentSecurityon Chip

Deponieren

eWalletIntelligentSecurityon Chip

Geldautomatals Internet-

Service

Abheben

TransferTransfer

POSSmartphone

keine Wegelagerer

Ticketing Web-Shop

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Ablauf einer fairCASH-Transaktion

Teleportation

1 – Pairing*2 – VPN/VPC-Aufbau**3 – Verhandlung/Rechnung4 – Werte-Transfer5 – Bestätigung/Quittung

Zahler Bezahlter

** Virtual Private Channel

* beinhaltet ein Digital-Zertifikat auf Basis von ITU-T X.509v3

fairCASH-Grundelemente

25

Struktur einer eCoin

26

Der Portemonnaie-Chip

27

eWalletIntelligentSecurityon Chip

CASTOR

I/O

Festwert-speicher*

Arbeits-speicher

Bus-Systeme

fairCASH-Geldbörse

Bestandteile eines fairCASH-Portemonnaies

eWalletIntelligentSecurityon Chip

je nach Kosten

28*ausreichend für die Aufbewahrung von mehr als einer Milliarde eCoins in einem eWallet.

Argumentefür

digitales Bargeld

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Intention

Bargeld 2.0 einen klaren Sinn und Zweck geben,

einfach „zahlen“: leicht, intuitiv und effizient.

Das Bezahlen zum zeitgemäßen Ereignis machen,

Pro fairCASH

Datensparsamkeit, da keine Profile erzeugt werden.

Zahlungssysteme sind die Schlüssel zu Inhalten, Diensten und Waren im Internet-Zeitalter. fairCASH kann hierbei die Rolle eines Passepartouts spielen.

Praktisch jedes neues Geschäftsmodell für das mobile Internet 2.0 bevorzugt ein einfaches Bezahlsystem.

Für Endkunden kostenfreie Nutzung.

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Contra fairCASH

Geschäftsmodel-Erosion von Kreditkarten-Organisationen und Finanzinstituten.

Businessmodel-Marginalisierung von ePayments, Intermediates und/oder Factoring-Anbietern.

Entwaffnung der Freiheits-Bekämpfer und Gegner von Enthüllungsplattformen (WikiLeaks).

Kopfschmerzen bei Macht-Monopolisten durch Angst vor Kontrollverlust.

32

33

Alleinstellungs-Merkmale (USP)

1 Digital, dadurch wird Bargeld im Internet nutzbar.

2 Ohne Anmeldung an fairCASH-Akzeptanz-Stellen bezahlen.

3 Bedingungslos anonym bezahlen.

4 Funktioniert bei gestörter oder schwacher Infrastruktur.

5 Rechtssicherheit: automatische Quittung als Nachweis.

Warum es kein digitales Bargeld gibt

34

Warum es (noch) kein digitales Bargeld gibt

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eMünzen sind – wie andere Dateien auch – unvermeidbar perfekt reproduzierbar (durch Kopieren).

Unkontrollierbare Reproduktion (Kopierbarkeit), wie auch immer realisiert, bedeutet Multispending.

Multispending macht digitales Bargeld unmöglich.

Grundlagen von fairCASH:

technisch, wissenschaftlich und kryptographisch

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Kontrolle des Kopierprozesses: Nano-Tresore

Anwendung Hochsicherheits-Hardware*. Anwendung Kryptografie.

Realisierung durch so genannten CASTOR** (CAsk for Storage and Transport Of access Restricted secrets) in Kombination mit einer PKI***.

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eWalletIntelligentSecurityon Chip

**Bestandteil der Dissertationsthese über fairCASH.***Public-Key-Infrastruktur, ähnlich vergleichbar wie etwa die ePA & eID Architektur.

*Keine absolut abschreckende Barriere, da Sicherheit immer ökonomischen Prinzipien unterliegt.

Regulierung schwarze Listen

Bewegen von eCoins I

Das Problem:

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Die Qualität des physikalischen Nachrichtenkanales istimmer unzuverlässig.

Es bedarf einer Lösung zur Behandlung möglicherZusammenbrüche des Übertragungs-Kanals während eines eCoin-Transfers.

Bewegen der eCoins II

Die Lösung: P2P-Teleportation

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im Erfolgsfall: Beleg, andernfalls Rückabwicklung.

P(Erfolgsfall) > 95% (untere Schranke durch QoS u. Protokoll).

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Haupteigenschaften der Teleportation

Zwei Parteien: Peer-zu-Peer-(P2P)-Übertragung.

VPN-/VPC-Tunneling basierend auf Zertifikaten.

Verbindlichkeit basierend auf digitalen Signaturen.

Verlustnachweis & Verifikation durch Protokoll-Beweis.

Verlust-Kompensation durch Gutscheine.

Mögliche Konsequenzen

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Mögliche Konsequenzen der fairCASH-Verfügbarkeit

Neubewertung von Werbewährungen(Google, soziale Netzwerke, Online-Spiele).

Verdrängung unbarer Zahlungssysteme(VISA, PayPal, Click & Buy).

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Revitalisierung des Bankgeheimnisses, Stärkung demokratischer Grundsätze.

Begünstigung kleiner Marktplätze(im Gegensatz zu Amazon, eBay, iTunes, App-Store, etc.).

Etablierung eines Internet-Bargeld-Standards(wie WEB, SSL/TLS, P2P, FTP).

Obsolet: Separate Zahlungsverfahren

für Gemeinschaftsspiele / 'in-Game'-Zahlungen.

für digitale Waren und Dienstleistungen.

für soziale Netzwerke.

für multimediale Inhalte.

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für Handy-Zahlungen.

für Kreditkarten-substituierte Barzahlungen.

Zusammenfassung

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AusblickFazitResultat

Einschluss von eMünzen (nano-Tresore) undverlustresistenter Teleportation ermöglichen

digitales Bargeld.

Technologie ist fertig und verfügbar!

Nächster Schritt: Der Prototyp.

Danke.

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Autor: Heinz KreftE-Mail:heinz.kreft@faircash.orgTel.: +49 176 41392865

Sie finden eine PDF-Kopie dieser Präsentation auf der fairCASH Website unter http://fairCASH.org.

Die folgenden Folien sindKEIN BESTANDTEIL

des Vortrages.

Sie dienen als Folienvorrat zur Klärung erwarteter Fragen.

Mäßige Akzeptanz für existierende Bezahlsysteme

Grafik geschnappt von einem großen Geldtransferunternehmen.

Aktuell: SMS-Bezahl-Methode

Kunde/Handy Verkäufer/PoS: Info Kunden-Mobiltelefon-Nummer.

Verkäufer/PoS Kunde/Handy: SMS mit Vertrag & Autorisierungs-PIN.

Kunde/Handy Zahlungsdienstleister: SMS mit Zahlungs-Freigabe.

Belastung der Mobilfunkrechnung (Kaufpreis, Gebühren).

Zahlungsdienstleister Verkäufer/PoS: SMS mit Zahlungs-Bestätigung.

Aktuell: NFC-Bezahl-Methode

Verkäufer/PoS Kunde/Handy: NFC mit Info und Vertrag.

Kunde/Handy Verkäufer/PoS: NFC mit Kundendaten & PIN.

Belastung des Kundenkontos durch:

Lastschriftverfahren,

Mobilfunkrechnung oder

Zahlungsdienstleister (EC-Karte, Kredit Karte Prepaid).

Aktuell: QR-Code-Bezahl-Methode

Verkäufer/PoS Zahlungsdienstleister: per LAN, Barcode, Vertrag.

Verkäufer/PoS Kunde/Handy: Barcode Ausgabe (Papier, Monitor).

Kunde/Handy scannt den Barcode mit Kamera und SW-App ein.

Kunde/Handy Zahlungsdienstleister: SMS mit Zahlungs-Freigabe.

Zahlungsdienstleister Verkäufer/PoS: Bestätigung der Zahlung.

Lastschriftverfahren,

Mobilfunkrechnung oder

Zahlungsdienstleister (EC-Karte, Kredit Karte Prepaid).

Belastung des Kundenkontos durch:

Eine Stimme aus der Blogosphäre

*Quelle: www.stefan-niggemeier.de/blog/aussichtslos-selbstmoerderisch-unverschaemt/, 2009.

„Das Bezahl-,Konzept’ des ‚Abendblattes‘ ist kein neues Geschäftsmodell. Es ist der verzweifelte Versuch, das alte, für die Verlage komfortable Geschäftsmodell des Abonnements und des Kaufs ganzer Zeitungen in ein neues Medium zu retten, das die Kunden von den Fesseln solcher Geschäftsmodelle befreit.”*

Massenmedien zu Medienmassen

Eines der wesentlichen Merkmale des Medienwandels ist, dass sich Massenmedien nun in Medienmassen verwandeln. Die Angebote werden vielfältiger und zugleich kleinteiliger*.

*Quelle: frei nach den Worten des Verlegers Hubert Burda (“lousy pennies“).

Ticketing inklusive

Als Bestandteil der Unleugbarkeit wird unter anderem eine Quittung als Beweis erzeugt und übertragen. Diese kann als Ticket verwendet werden.

Don’t wait too long

Indication from the Referee…Illustration Source: © David Simonds, http://www.economist.com/node/11294258, 2008.

Quelle: InnovationsKompass (TU Berlin, 2002) mit eigenen Erweiterungen.

Beispiele radikaler und disruptiver Innovationen

• Marktplatz-software

• Wearable Computing

• Voice Control• DVD Rewritable

• Bluetooth

• 30-m-Bremsweg

• 3D-Laser

• Keramik-bremse

• Wasserstoff-antrieb

• GPS• Machine

Vision

• UMTS

• GSM

• Soziale Netzwerke

• Suchmaschinen

Erfordernisse und Ziele zur Realisierung

Lösung zur Verhinderung von Multispending.

Garantie, um nur mit legalem Geld arbeiten zu können.

Mehr als manipulationsgeschützte Hardware, um Hacker sicher zu stoppen.

Weg, um transiente eCoins zu transferieren.

eGeld: kein perfekter Ersatz für Bargeld

+ Null Transaktionskosten?+ direkt transferierbar?+ offline nutzbar?+ anonym?+ zahlen und bezahlt werden?+ Portmonee basiert? + finale Zahlungen?

Zahlungs-system

keinCash

Entscheidung

Cash

Test Ausrüstung*

*Unsere Testmaschine honoriert keine regulierungs/politischen Eigenschaften wie etwa die finale Vereinbarungsdirektive für Kreditzusagen oder kontobasierte Übertragungen.

Attacks and Countermeasures

CASTORIntelligentSecurityon Chip

Tamp

er-respo

nse

Tamp

er-eviden

ce

Tamp

er-resistance

Tamp

er-detectio

n

Tamp

er-pro

tection

Non-invasiveSemi-invasive

Full-invasive

AttacksCountermeasuresAttack resistent architecture

Pairing

Remote

ProximitySmartphone

eWallet

LocalBus

Smartphone

eWallet

Local Bus

Smartphone

eWallet

Smartphone

eWalletSmartphone-to-eWallet connection

Smartphone-to-eWallet connection

eWallet-to-eWallet connection

Smartphone-to-Smartphone connection

Local Bus

Local Bus

How to Pair

Forschung&

Entwicklung

0 126 15 Monate3 9 18 21 24 27 30 33 39 4836

F+E

Akt

ivit

äten

Labor-Prototyp Proof-of-Concept

Funktionaler FPGADemonstrator

CASTOR-Verfügbarkeit

SoC-Produkt-Entwicklungs-Planung

Stand:April 2011

eWallet ASIC -Verfügbarkeit

Ramp-up

Funktionale Teleportation

Sealed Encasement, Containment Hardening

Physical Uncloneable Function (PUF)

eWallet-Chip-Integration

Security- und Chip-Evaluations

Feldtests

Firmware-Entwicklung

Software-Entwicklung (eMint, Trust Center, RCA)

40

Evaluation-Kits

Referenz-Designs

3,3V I/OSource

1,2V CoreSource

SDIOBus Master

GPIO[31:00]

DEBUG andJTAG IFace

Oxford OXUXXXXUSB 2.0 HyperSpeed

OTG Controller

Single Chip BCXXXXXXBluetooth v3.x+HS

Low Level Stack

PAN profile

BNEP

BNEP

LED-Funktion

RESET-Key

IRQ-Key

Test-Pins

Temperatur

Luftdruck

andere Sensoren

128-Bit-PIN

PRESET-Keys

SPIInterface

Marvell Alaska88XXXX

1 GB Ethernet PHY

GMII/MII, RGMII,SGMII, TBI, RTBI

SDIOSDXC MicroSD

[128 MB .. 2 TB]

SDIOSDXC MicroSD

[128 MB .. 2 TB]

Wear Leveling

RAID Level 1

ECC-Support

Li-Ion Polymer Cell charge controllerPo

wer

Electrochemical Double Layer

Capacitor (EDLC)

PowerSPI GPIO Ser.-IfaceGPIO

EthernetMAC(NIC)

SDIOBus Master

GPIO[31:00]

POST, BIST, BIT Checks

JTAG

CASTOR SoC I/O

eWallet CASTOR SoC

CASTOR SoC Block Diagramm

PSSBI* Filter

Controller

PK/IDGenerator& License

Info

Init,BIST, TRUSTLET

Startup

PUFUnit

fCCPUnit

Soft CoreMaze of Knossos

Processor

Standard CPU(ARM Cortex) w.INT/MMU/DMAand L1/2 cache

Sleep Mode & Wake-up Logic

Voltage & PowerRegulator

Sensors, Filters

Clock PLLReset Logic

WDOG / Timers

Address-/Data Bus

INT/ISRService

I/OUnit

SRAM andnvRAM

CryptoPrimitives

Scatter/Gather DMA

Speedup Engine

PSSBI – Process Service Security Balanced Interface.