DE69210273T2 - Verwaltungssystem von Mitteln zur Dienstleistungszahlung mit Hilfe eines tragbaren Informationsträgers - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung hat ein System der Verwaltung der Mittel für die Bezahlung von Leistungen mittels eines beweglichen Informationsträgers zum Gegenstand.
• Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein System für die Verwaltung von Informationen, die in die beweglichen Informationsträger einzuschreiben sind, welche für die Ausführung der Bezahlung von Leistungen verwendet werden, wie beispielsweise gebührenpflichtiges Parken oder jede andere Art von analogen Leistungen.
• Es gibt gegenwärtig zahlreiche Systeme der Bereitstellung von Leistungen, bei denen die Benutzer bei einer Verwaltungsorganisation bewegliche Informationsträger erwerben, meistens elektronische Speicherkarten, welche ihnen das Recht geben, die Leistungen für einen Betrag entsprechend der anfänglichen Bezahlung einer Summe bei der Verwaltungsorganisation zu erhalten. Unter den Leistungen, die man auf diese Weise erhalten kann, werden insbesondere die Bezahlung von gebührenpflichtigem Parkraum auf öffentlichen Wegen oder in Parkhäusern genannt. Man kann auch die Verwendung von elektronischen Speicherkarten erwähnen, um Zugang zu Kabelverteilungsnetzen von Fernsehsendungen zu erlangen, usw..
• In der Abfolge der Beschreibung wird der Ausdruck "elektronische Speicherkarte" verwandt, um einen elektronischen Informationsträger, der beweglich und tragbar ist, zu bezeichnen, wobei es sich versteht, daß die Erfindung nicht verlassen würde, wenn der Informationsträger von einem mit passenden elektronischen Schaltkreisen versehenen Objekt mit einer anderen äußeren Form als demjenigen eines Kartenkorpus gebildet würde, welcher Gegenstand beispielsweise ein Schlüssel usw. sein könnte.
• Bei solchen Systemen der Leistungsbereitstellung findet man einerseits elektronische Speicherkarten, die von jedem Benutzer mit sich geführt werden, der die Leistung erhalten möchte, und andererseits Geräte, die es ermöglichen, tatsächlich die gewünschte Leistung zu erhalten. Diese Geräte, beispielsweise Zeitschaltuhren für gebührenpflichtiges Parken, umfassen im einzelnen einen Leser für die elektronischen Speicherkarten, der es ermöglicht, einen Dialog zwischen dem elektronischen Schaltkreis der Karte und der die Leistung abgebenden Maschine zu etablieren. Dieser Dialog umfaßt im wesentlichen eine Authentifikationsphase der Karte und gegebenenfalls der Authentifikation des Trägers der Karte, und eine Einschreibphase in den Speicher der Karte von Belastungen entsprechend der Größe der Leistung, welche der Kartenträger erhalten möchte.
• Eines der Probleme, die sich bei dieser Art von Systemen stellt, ist die Art der Registrierung in dem Speicher der Karte von sukzessiven Beträgen der an den Karteninhaber abgegebenen Leistungen. Der in der Karte montierte elektronische Schaltkreis umfaßt nämlich eine Speicherzone, deren Kapazität man immer zu begrenzen trachtet, um den Preis der elektronischen Komponente, die in der Karte verwendet wird, herabzusetzen. Es versteht sich von selbst, daß dieses Problem einfach gelöst wird, wenn jede Leistung immer den gleichen Preis hat. Demgegenüber versteht sich, daß dann, wenn der Preis jeder Leistung von dem Benutzer gewählt werden kann, das Problem der Registrierung der unterschiedlichen Beträge schwieriger wird. Dieses Problem wird noch komplizierter, wenn eine erhebliche Differenz zwischen dem höchsten Preis und dem niedrigsten Preis ist, welcher in den Speicher der Karte gelegentlich der Abgabe jeder Leistung eingeschrieben werden kann.
• In dem Bestreben, dieses Problem zu lösen, wurden bereits beispielsweise in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 0 345 108 elektronische Speicherkarten vorgeschlagen, bei denen die Speicherzone in mehrere Regionen unterteilt ist, wobei jede Region einem bestimmten Geldwert entspricht. Die Beeinflussung der Geldwerte in jeder Speicherzone ist vorbestimmt und programmiert vor dem Inbenutzungnehmen der Karte. Nach Bedarf ermöglichen Rechnermittel für den verfügbaren Saldo zu verifizieren, daß der kumulierte Wert der Belastungen kleiner bleibt als die vorab geladene Kaufkraft.
• Eine solche Lösung erlaubt sicherlich eine Verbesserung des Gesamtbetrages, der in den Speicher der Karte bei einer gegebenen Anzahl von Speicherplätzen einschreibbar ist, doch weist sie noch eine erhebliche Starrheit auf, da jede Zone des Speichers von Beginn an einen festen monetären Wert aufweist.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Systems von Zahlungsmitteln für Leistungen mittels elektronischer Speicherkarte, das eine größere Flexibilität beim Einschreiben von aufeinanderfolgenden Beträgen in den Speicher der Karte ermöglicht, und das auf diese Weise einen besseren Einsatzgrad der Speicherpunkte der Karte ermöglicht unter Zulassung der Lieferung von Leistungen mit sehr unterschiedlichen Preisen.
• Um dieses Ziel zu erreichen und gemäß der Erfindung umfaßt ein System der Verwaltung der Mittel für die Bezahlung von Leistungen:
• - mindestens einen beweglichen Informationsträger mit einem elektronischen Speicher, der einerseits eine gegen Schreiben geschützte Zone und andererseits eine nicht geschützte Zone umfaßt,
• - mindestens eine Verarbeitungsvorrichtung, umfassend:
• Mittel zum Lesen der in dem Speicher des beweglichen Informationsträgers abgespeicherten Informationen und um in ihn Informationen in die nicht geschützte Zone einzuschreiben,
• Mittel zum Einschreiben einer Debit-Information in die Verarbeitungsvorrichtung, und
• eine Verarbeitungsbaugruppe mit Mitteln zum Berechnen des Saldos, der in dem Träger verfügbar ist,
• welches dadurch gekennzeichnet ist, daß
• - der Speicher in der gegen Schreiben geschützten Zone eine Anfangsinformation der Kaufkraft und n diskrete Informationen des monetären Gewichts umfaßt, verwendbar für das System, ausgedrückt in laufenden Geldeinheiten,
• - der Speicher in der nicht geschützten Zone Debit-Zonen umfaßt, die sukzessive offen sind, je nach den Debits, die einzuschreiben sind, und jeweils eine beeinflußt bezüglich eines bestimmten monetären Gewichts, ausgewählt unter den von dem System verwertbaren monetären Gewichten, und vordefiniert in der geschützten Zone, wobei jede Debit-Zone einen Kopfabschnitt umfaßt, in den in codierter Form das entsprechende monetäre Gewicht eingeschrieben ist, sowie einen Debit-Abschnitt, gebildet von einer Mehrzahl von Speicherstellen, wobei jede Speicherstelle einem Debit entspricht gleich einer Einheit des monetären Gewichtes, das in den Kopfabschnitt eingeschrieben ist,
• - wobei die Beeinflussung und die eventuelle Öffnung neuer Debit-Zonen während der Verwendung des Trägers durch die Anwendung eines Entscheidungsalgorithmus erfolgt, ausgehend von der einzuschreibenden Debit-Information, den monetären Gewichten, die verwertbar sind, den monetären Gewichten der Debit- Zonen, die bereits geöffnet sind, den nicht verbrauchten Speicherstellen der bereits geöffneten Debit-Zonen,
• - wobei der in dem Träger verfügbare Saldo berechnet wird, ausgehend von der Kaufkraftinformation und der gesamten verbrauchten Summe.
• Man erkennt, daß auf diese Weise beim Einsatz der Karte die Debit-Zonen noch nicht auf ein bestimmtes monetäres Gewicht festgelegt sind, und daß diese Festlegung erst während der Benutzung der Karte erfolgt, je nach den Beträgen, die einzuschreiben sind. Darüber hinaus erfolgt der Einschreibmodus und das eventuelle öffnen neuer Debit-Zonen mit Festlegung eines monetären Gewichtes, ausgehend von einem Entscheidungs-Algorithmus, der es ermöglicht, in optimaler Weise die Verwendung der Speicherplätze des Speichers der Karte zu verwalten.
• Es ergibt sich außerdem deutlich, daß es wichtig ist, die Debit-Zonen gegen den Versuch betrügerischer Schreibvorgänge zu schützen, die darauf abzielen, illegal die Kaufkraft der Karte relativ zu ihrer anfänglichen Kaufkraft zu vergrößern. Um dieses Ziel zu erreichen, umfaßt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jeder Kopfabschnitt jeder Debit-Zone q Speicherplätze, und das höchste monetäre Gewicht wird in diesen Abschnitt eingeschrieben, indem jeder der q Speicherplätze belegt wird, und die folgenden monetären Gewichte werden in absteigender Reihenfolge mit Hilfe von Binärzahlen eingeschrieben, die aufeinanderfolgend sich verkleinern, und q Binärpositionen umfassen.
• Man erkennt, daß auf diese Weise jeder Betrugsversuch, der darin besteht, die eingeschriebenen Informationen in den Kopfabschnitten der Debit-Zonen nur ergeben könnten, daß das monetäre Gewicht vergrößert wird, und damit die Information erhöht wird bezüglich des bereits in die Karte eingeschriebenen Gesamtbetrages, was zu einer Bestrafung des Kartenbesitzers führt.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die unterschiedlichen verwendbaren monetären Gewichte direkt oder indirekt in der schreibgeschützten Zone des Speichers registriert. Vorzugsweise wird außerdem der Rest des Speichers in N Debit-Zonen unterteilt, von denen jede die gleiche Anzahl von Speicherplätzen aufweist, wobei jede Debit-Zone einen Kopfabschnitt und einen Debit-Abschnitt besitzt.
• Diese Ausführungsform vermindert die Flexibilität des Systems, da die Länge jedes Debit-Abschnitts dieselbe für alle ist, und da diese Länge von vornherein festgelegt ist. Dafür vereinfacht diese Ausführungsform die auszuführenden Operationen in dem Speicher der Karte und erhöht die Sicherheit ihrer Verwendung.
• Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der Lektüre der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen der Erfindung, die nur als nicht beschränkend zu verstehende Beispiele gegeben werden. Die Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:
• - die Figur 1 ein Schema zur Darstellung der Organisation des Speichers der Karte mit elektronischem Speicher ist;
• - die Figur 2 die Gesamtheit des Verwaltungssystems der Zahlungsmittel für Leistungen zeigt;
• - die Figur 3 ein Organigramm der verschiedenen Programme ist, die von dem Verwaltungssystem benutzt werden; und
• - die Figuren 4a und 4b das Einschreiben von zwei aufeinanderfolgenden Debits in den Speicher der Karte wiedergeben.
• Um ein besseres Verständnis der Erfindung zu erzielen, wird zunächst eine bestimmte Art des Einsatzes erläutert, wonach schließlich die Erfindung in ihrer Gesamtheit beschrieben wird.
• Indem zunächst auf Figur 2 eingegangen wird, soll die Gesamtheit des Verwaltungssystems der Bezahlung von Leistungen mittels Speicherkarten erläutert werden.
• In dieser Figur ist ein Terminal 10 für die Bereitstellung von Leistungen zusammen mit einer elektronischen Speicherkarte 12 wiedergegeben. Es versteht sich von selbst, daß ein vollständiges System mehrere Terminals, wie 10, umfassen wird, die an verschiedenen Stellen angeordnet sind, wie auch eine große Zahl von Karten 12, wobei jede Karte von einem Benutzer verwendet wird, der Zugang zu der Leistung haben möchte. Das Terminal 10 ist beispielsweise eine Säule eines gebührenpflichtigen Parkplatzes mit einem Speicher, verwendet für die Abgabe von Parkscheinen, die die Angabe der Endzeit der zugelassenen Stationierung trägt. Die entsprechende Bezahlung erfolgt mit Hilfe der Karte 12. Es versteht sich von selbst, daß das Terminal 10 auch zur Bereitstellung anderer Leistungen dienen könnte, wie Fernübertragungsdiensten, Zugang zu einem Schwimmbad, zu einem kommunalen Tennisplatz usw..
• Das Terminal 10 umfaßt einen Kartenleser 14, von dem der Einführungsschlitz 16 für das Einschieben der Karten 12 und eine alpha-numerische Tastatur 18 wiedergegeben sind, die dazu dient, die Art der gewünschten Leistung und ihre Größe einzugeben. Im betrachteten Beispiel handelt es sich um die Dauer des bezahlten Parkens. Es umfaßt außerdem eine Anzeigevorrichtung 20, die es dem Benutzer ermöglicht zu verifizieren, daß die Information, die er mit Hilfe der Tastatur 18 eingegeben hat, richtig der gewünschten Parkdauer entspricht, und einen Trichter 22 für die Ausgabe des Parkscheins.
• Die Organisation einer Parksäule ist an sich bekannt. Man kann beispielsweise auf das Europäische Patent Nr. 86401195 verweisen. Es wird deshalb im einzelnen nur die Partie des Terminals beschrieben, die es ermöglicht, die Bezahlung der gewünschten Parkdauer zu verwalten. Die Schaltungen des Terminals 10 umfassen einen Mikroprozessor 24, der dazu dient, die Gesamtheit der Funktion des Terminals zu kontrollieren. Der Mikroprozessor 24 ist einem Arbeitsspeicher 26 vom RAM-Typ und einem Programm- und Datenspeicher 28, beispielsweise vom ROM-Typ, zugeordnet.
• Der Mikroprozessor 24 steuert die Anzeigevorrichtung 20 über eine Steuerschaltung 30. Er empfängt außerdem an seinem Eingang 24a die Informationen, die vom Benutzer mit Hilfe der Tastatur 18 eingegeben wurden, über einen Decoder 32, der zwischen der Tastatur 18 und dem Eingang 24a angeordnet ist. Der Mikroprozessor 24 ist ferner mit dem Kartenleser 14 über eine Lese/Schreibsteuerschaltung 34 verbunden. Die Kartenleser sind selbst an sich bekannt. Man weiß, daß ihre Funktion einerseits darin besteht sicherzustellen, daß eine elektrische Verbindung zwischen dem elektronischen Schaltkreis der Karte, verbunden mit äußeren elektrischen Kontaktfeldern 36 derselben, und den Kartenleseverarbeitungsschaltungen und andererseits das Steuern der Lektüre der Informationen, enthalten in den Kreisen der Karte, und das Einschreiben neuer Informationen in die Kreise der Karte sichergestellt werden. Zahlreiche Dokumente beschreiben diesen doppelten Aspekt, und es ist nicht erforderlich, den Leser weiter ins Detail gehend zu beschreiben.
• Was die Karte 12 angeht, so besteht diese im wesentlichen aus einem isolierenden Kartenkorpus 38 allgemein rechteckiger Form, in den ein (oder mehrere) Halbleiterchip(s) eingebettet ist/sind, in denen die verschiedenen elektronischen Schaltkreise der Karte ausgebildet wurden. Die Anschlüsse dieser Chips sind elektrisch mit den äußeren Feldern 36 der Karte verbunden, angeordnet auf einer Hauptfläche des Kartenkorpus. Die elektronischen Schaltkreise der Karte können sehr erheblich, je nach dem Kartentyp, variieren. Sie haben jedoch alle gemeinsam, daß sie einen Speicherschaltkreis vom Typ EPROM oder EEPROM umfassen und Lesesteuerschaltkreise und Schreibsteuerschaltkreise unterschiedlicher Speicherplätze. In den einfachsten Versionen sind diese Schaltkreise in der Lage, einen Schreibbefehl, einen Lesebefehl und eine Adreßinformation zu unterscheiden, wo das Lesen oder Schreiben erfolgen soll.
• In ausgefeilteren Versionen umfassen die Schaltkreise einen Mikroprozessor, der in der Lage ist, selbst eine Verarbeitung von empfangenen oder bereits abgespeicherten Informationen auszuführen, und den Zugang zum Speicher oder bestimmten Partien des Speichers für das Lesen oder Schreiben zu kontrollieren. Die vorliegende Erfindung ist besonders interessant im Falle des ersten Kartentyps und genauer gesagt, in dem Fall, wo der Speicher vom Typ EPROM ist, während sie gleichermaßen anwendbar ist auf Karten mit Mikroprozessoren.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Speicher der Karte organisiert und unterteilt in besonderer Weise, die nun unter Bezugnahme auf Figur 1 erläutert wird.
• Der Speicher 40 der Karte 12 umfaßt zunächst eine Daten-Zone Zo, die gegen Schreiben geschützt ist nach anfänglichem Einschreiben von festen Informationen in die Zone Zo, welche Informationen später erläutert werden. Sie umfaßt außerdem N Debit-Zonen, die mit Z1 bis ZN bezeichnet und dazu bestimmt sind, während der Benutzung der Karte Informationen aufzunehmen.
• Die Zone Zo umfaßt die folgenden Informationen, die in sie eingeschrieben werden, bevor die Karte dem Benutzer ausgehändigt wird:
• - eine Information bezüglich der Kaufkraft PA, die dem Gesamtbetrag an Leistungen entspricht, welche der Benutzer mit Hilfe seiner Karte erhalten kann. Diese Kaufkraft entspricht natürlich dem Preis, den der Benutzer entrichten muß, um seine Karte zu erhalten, und
• - n Informationen bezüglich des monetären Gewichtes PMi.
• Die monetären Gewichte dienen dazu, in die Karte die Größe der gewünschten und vom Benutzer mit Hilfe seiner Karte erhaltenen Leistung einzuschreiben. Im Fall des gebührenpflichtigen Parkens in Frankreich können diese monetären Gewichte gleich 0,50 FF (PM1), 1,00 FF (PM2), 2,00 FF (PM3) bzw. 5,00 FF (PM4) sein, (n = 4). In anderen Worten drückt sich ein Betrag M aus in der Form:
• M = xPM1 + yPM2 + zPM3 + tPM4.
• Später wird erläutert, wie die Koeffizienten (ganzzahlig) x, y, z und t bestimmt werden.
• Alle Debit-Zonen Z1 bis ZN umfassen die gleiche Anzahl von Speicherplätzen, die natürlich von der Gesamtkapazität des Speichers 40 und der Zahl der Debit-Zonen N abhängt. Beispielsweise umfaßt jede Debit-Zone 32 Speicherpunkte.
• Jede Debit-Zone Z1 bis ZN ist ihrerseits unterteilt in einen Kopfabschnitt E, umfassend q Speicherplätze und einen zugeordneten Debit-Abschnitt D. Man verfügt demgemäß iber die Kopfabschnitte E1 bis EN und die Debit-Abschnitte D1 bis DN. Im betrachteten Beispiel umfaßt jeder Kopfabschnitt D vier Speicherpunkte (q=4) und jeder Debit- Abschnitt D deren achtundzwanzig.
• Während des Einsatzes der Karte dient jeder Kopfabschnitt E1 bis EN dazu, das Einschreiben eines monetären Gewichtes PM1 bis PM4 zu ermöglichen, und der entsprechende Debit-Abschnitt D1 bis DN der Koeffizienten x, y, z oder t entsprechend dem monetären Gewicht. Die monetären Gewichte PM1 bis PM4 werden in einer codierten vorbestimmten Form auf vier Speicherplätzen eingeschrieben, die in dem Kopfabschnitt verfügbar sind. Gemäß übereinkommen wird in der vorliegenden Patentanmeldung durch eine "0" ein nicht belegter Speicherplatz repräsentiert, d.h. in seinem Ursprungszustand, und durch eine "1" ein beschriebener oder "vergatterter" Speicherplatz. Unter Berücksichtigung des verwendeten Speichertyps versteht man, daß die "Gatterung" eines Speicherpunktes irreversibel ist. Beispielsweise schreibt sich das monetäre Gewicht PM1 1100, PM2 1101, PM3 1110 und PM4 1111. Das Einschreiben der Koeffizienten x, y, z, t erfolgt unter Vergatterung einer Speicherplatzzahl gleich dem Wert des betrachteten Koeffizienten.
• Wenn man vom Fall der erstmaligen Verwendung der Karte absieht, umfaßt deren Speicher die festliegenden Informationen in der Daten-Zone Zo, eine Information des monetären Gewichts PMi in mindestens einem der Kopfabschnitte E, und mindestens einen vergatterten Speicherplatz in dem Debit-Abschnitt D, der dem beschriebenen Kopfabschnitt zugeordnet ist.
• In dem besonderen beschriebenen Beispiel umfaßt der Speicher 40 zehn Debit-Zonen (N-10). Die Zahl N der Debit-Zonen ist vorzugsweise höher als die Anzahl n der unterschiedlichen monetären Gewichte.
• Es wird nun die Funktion des Verwaltungssystems gemäß der Erfindung beschrieben. Wenn der Benutzer seine Karte 12 in den Kartenleser 14 des Terminals 10 einschiebt, setzt der Mikroprozessor 24 zwei Hauptprogramme in Gang: Einerseits ein Programm SALDO zum Bestimmen des Saldo, der noch in dem Speicher der Karte verfügbar ist. Andererseits das Programm DEBIT zum Einschreiben der Größe, der von dem Benutzer mit Hilfe der Tastatur 18 verlangten Leistung in dem Speicher der Karte.
• Das Programm SALDO läuft wie folgt ab: Nach Einführen der Karte 12 in den Schlitz 14 des Lesers liest der Mikroprozessor 24 über den Schaltkreis 34 die Kaufkraft PA, die in die Zone Zo eingeschrieben ist und schreibt sie vorläufig in den Arbeitsspeicher 26 ein. Er liest ferner die monetären Gewichte PMi, die in die Kopfabschnitte E eingeschrieben sind und die Zahl ni der vergatterten Speicherplätze in jedem entsprechenden Debit-Abschnitt D. Der Mikroprozessor 24 berechnet demgemäß die gesamte ausgegebene Summe STD. Man erhält STD = iniPMi. Ausgehend von diesem Resultat erhält man den verfügbaren Saldo S in folgender Weise: S = PA - STD. Der Wert des Saldo 5 wird verglichen mit der Größe der von dem Benutzer gewünschten Leistung. Wenn die Größe M kleiner als der Saldo 5 ist, setzt der Mikroprozessor 24 das Programm DEBIT in Gang, um den Betrag M in den Speicher 40 einzuschreiben.
• Um das Einschreiben des Betrages M zu steuern, setzt der Mikroprozessor 24 einen Entscheidungsalgorithmus DECIS in Betrieb, der in dem Programmspeicher 28 abgelegt ist. Es ist dieser Algorithmus DECIS, der die Bestimmung der numerischen Koeffizienten x, y, z, t ermöglicht, die bereits in Verbindung mit der Beschreibung der Figur 1 definiert wurden.
• Die Anwendung des Algorithmus DECIS erfordert die Kenntnis einer bestimmten Anzahl von Informationen, welche die folgenden sind: Einzuschreibender Betrag M, mögliche monetäre Gewichte PMi, bereits offene monetäre Gewichte, Speicherplätze für die bereits offenen Debit- Zonen, welche nicht vergattert sind, Zahl der Debit-Zonen Zi, die noch verfügbar sind, und Betrag des Saldo S. Diese verschiedenen Informationen werden in dem Speicher der Karte gelesen oder sind bereits gewonnen durch den Mikroprozessor während der Exekution des Programms SALDO, wie der Saldo S und der einzuschreibende Betrag M.
• Ausgehend von diesen Informationen bestimmt der Algorithmus DECIS die numerischen Koeffizienten x, y, z, t entsprechend den verschiedenen monetären Gewichten, und gegebenenfalls nimmt der Mikroprozessor 24 ein Unterprogramm OUVZ in Betrieb für das öffnen einer neuen Debit-Zone Zi entsprechend einem monetären Gewicht Zi, falls noch keine Zone für dieses monetäre Gewicht geöffnet worden war, oder wenn alle Speicherplätze der entsprechenden Debit-Zone des betreffenden monetären Gewichtes bereits vergattert wurden, oder auch wenn die Zahl der Speicherplätze, die nicht vergattert sind, ungenügend sind, um die Verwendung der Speicherplätze zu optimieren. Ausgehend von den Resultaten der Anwendung des Algorithmus DECIS befiehlt der Mikroprozessor 24 über den Schaltkreis 34 das Einschreiben eines monetären Gewichtes in den Kopfabschnitt Ei einer neuen Debit-Zone Zi, falls das Unterprogramm OUVZ exekutiert worden ist und die Vergatterung einer Zahl von Speicherplätzen des entsprechenden Debit-Abschnitts für die numerischen Koeffizienten. Die Figur 3 illustriert die Etappen dieses Algorithmus.
• Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Algorithmus DECIS ist das folgende. Der Mikroprozessor 24 unterteilt den Betrag M, der einzuschreiben ist, durch das stärkste monetäre Gewicht PM4, gelesen in der Daten-Zone Zo der Karte. Der Quotient ergibt den Koeffizienten t. a) Wenn die Debit-Zone des monetären Gewichtes PM4 bereits offen ist und sie mindestens t Speicherplätze, die noch nicht vergattert sind, umfaßt, werden t Speicherplätze dieser Debit-Zone vergattert. b) Im entgegengesetzten Falle steuert das Unterprogramm OUVZ das öffnen einer Debit-Zone des monetären Gewichtes PM4, wenn eine Debit-Zone noch frei ist (nicht geöffnet). t Speicherplätze werden dann in dieser neuen Zone belegt. c) Wenn im Falle b) keine Debit-Zone mehr frei ist, wird der numerische Koeffizient t auf null gesetzt.
• Um den Koeffizienten z entsprechend dem unmittelbar kleineren monetären Gewicht PM3 zu bestimmen, verfährt man in ähnlicher Weise, indem der Rest der vorhergehenden Division dividiert wird, wenn er nicht null ist, durch das monetäre Gewicht PM3, und man führt dieselben Operationen wie für die Bestimmung des numerischen Koeffizienten t aus. Wenn der Rest nicht null ist, arbeitet man in der gleichen Weise für die Bestimmung der numerischen Koeffizienten y und x entsprechend den beiden letzten monetären Gewichten PM2 und PM1.
• Die Figur 4a zeigt die Belegung in dem Speicher eines Betrages von 12,50 FF mit den jeweiligen monetären Gewichten gleich 0,5 FF, 1,00 FF, 2,00 FF und 5,00 FF. Die Figur 4b zeigt die abschließende Belegung im gleichen Speicher eines Betrages von 3,5 FF.
• Das gerade beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, doch können bestimmte Varianten eingesetzt werden.
• Anstelle der Verwendung eines EPROM-Speichers, d.h. eines elektrisch nicht löschbaren Speichers, kann man einen Speicher vom Typ EEPROM verwenden, d.h. eines elektrisch löschbaren. In diesem Falle wird der Schutz durch ein Programm sichergestellt, das es untersagt, einen bereits belegten Speicherplatz (Logikzustand 1) auf null zu bringen. Dieses Programm wird entweder durch die Verarbeitungsvorrichtung oder durch die Karte angewandt, wenn die letztere die entsprechenden Schaltungen aufweist. Die belegten Speicherplätze können nur im Falle einer Wiederaufladung der Karte gelöscht werden, was nur möglich ist, indem man eine spezifische codierte Prozedur ausführt.
• Anstatt die n verwendbaren monetären Gewichte in der geschützten Zone Zo zu registrieren, kann man vorsehen, daß eine einzige Identifikationsinformation IN der Karte dort eingeschrieben wird zusätzlich zu der Kaufkraft PA. In diesem Falle umfaßt das von dem Mikroprozessor 24 angewandte Programm ein Unterprogramm DETPM der Bestimmung der verwendbaren monetären Gewichte. Das Unterprogramm DETPM assoziiert jede Identifikationsinformation IN, die einem Kartentyp entspricht, eine Liste von monetären Gewichten PMi, die in dieser Karte verwendbar sind, und die Codierung dieser monetären Gewichte. Auf diese Weise liest beim Einführen einer Karte 12 in das Verarbeitungs-Terminal 10 die Verarbeitungsschaltung die codierten monetären Gewichte PM, die bereits in die Kopfzone E eingeschrieben sind, und die Identifikationsinformation IN. Mit Hilfe des Unterprogramms DETPM bestimmt das Gewicht die Werte der monetären Gewichte, die bereits eingeschrieben sind, und kann auf diese Weise schließlich das Unterprogramm SALDO in Betrieb nehmen. Wenn das Unterprogramm OUVZ benutzt wird, d.h. wenn der Algorithmus DECIS bestimmt hat, daß eine neue Debit-Zone geöffnet werden muß, wird die einzuschreibende codierte Information im Kopfabschnitt gleichermaßen durch das Unterprogramm DETPM bestimmt.
• Gemäß einer anderen Variante der Ausführung der Erfindung kann die Zahl von Debit-Zonen N nicht größer sein als die Anzahl n der verschiedenen monetären Gewichte PM. Die Anzahl N kann gleich der Zahl n oder sogar kleiner als diese sein.
• Man erkennt, daß ein weiterer wichtiger Aspekt dieses Systems darin besteht, einen Kartenbenutzer daran zu hindern, betrügerisch die in die Karte eingeschriebenen Informationen zu verändern, um Leistungen zu erlangen entsprechend einem Gesamtbetrag, der höher ist als jener, der anfänglich vorgesehen war. Dieses Resultat könnte erzielt werden durch Modifizieren einer in einen Kopfabschnitt eingeschriebenen Information des monetären Gewichtes, damit diese einem kleineren monetären Gewicht entspricht. Dies führt nämlich zu einer betrügerischen Verringerung des Wertes der gesamten ausgegebenen Summe STD.
• Um einen solchen Betrug zu verhindern, werden die verschiedenen monetären Gewichte PMi in den Kopfabschnitten in folgender Weise codiert: Jeder Kopfabschnitt umfaßt q Speicherplätze. Das höchste monetäre Gewicht, d.h. PM4, wird codiert, indem man q "1" in den Kopfabschnitt einschreibt. Das folgende monetäre Gewicht PM3 wird mit der unmittelbar kleineren Binärzahl auf q binären Positionen codiert, PM2 durch die Zahl mit q binären Positionen unmittelbar unterhalb jener, die der Codierung von PM3 dient usw.. Es wurde bereits ein solches Codierbeispiel von monetären Gewichten im Falle von q=4 gegeben. Dank dieser Codierung führt jede Veränderung einer Information des monetären Gewichts, die nur darin bestehen kann, daß eine "0" durch eine "1" ersetzt wird, zu einer Erhöhung dieses monetären Gewichtes und damit zu einer Vergrößerung des Wertes von STD.
• Eine andere Art des Schutzes der Karte gegen Betrugsversuche besteht darin, eine Vermischung (in Englisch: scrambling) zwischen den Adressen der Speicherplätze und ihrer physischen Lokalisierung in dem Speicher der Karte vorzunehmen. Diese Technik ist im einzelnen in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 87402851 beschrieben, die am 15. Dezember 1987 auf den Namen der Anmelderin hinterlegt wurde.
• Im Falle der vorliegenden Erfindung bedeutet dies, daß die Speicherplätze entsprechend einem Kopfabschnitt und einem entsprechenden Debit-Abschnitt nicht aufeinanderfolgende physische Adressen aufweisen, wie dies die Figur 1 suggeriert. Im Gegenteil werden diese physischen Adressen verschachtelt in den physischen Adressen von Speicherplätzen anderer Kopfabschnitte und anderer Debit-Abschnitte. Es ist demgemäß notwendig, daß die Verarbeitungsschaltkreise der Maschine, welche die Leistungen bereitstellt, im Speicher eine Korrespondenztabelle zwischen den Adressen der organisierten Speicherplätze aufweist, wie dies Figur 1 zeigt, und ihrer physischen Adressen. Man versteht demgemäß, daß in der vorliegenden Patentanmeldung, wenn von Speicherplätzen eines Kopfabschnitts oder Speicherplätzen eines Debit-Abschnitts die Rede ist oder auch von dem Debit-Abschnitt entsprechend einem Kopfabschnitt, die entsprechenden Speicherplätze nicht notwendigerweise aufeinanderfolgende physische Adressen haben. Dies bedeutet einfach, daß diese Speicherplätze als solche von der Verarbeitungsmaschine identifiziert werden.
• In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Speicher 40 der Karte vorformatiert, d.h. daß er vorab in N Debit-Zonen gleicher Länge unterteilt ist, umfassend jeweils einen Kopfabschnitt mit q Speicherplätzen und einen Debit-Abschnitt.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Speicher 40 anfänglich nur die schreibgeschützte Zone Zo, während die Debit-Zonen nicht vorformatiert sind. Der Rest der Speicherplätze ist verfügbar für das Öffnen von Debit-Zonen Zi. Im übrigen ist die Zahl der verfügbaren Speicherplätze nicht notwendigerweise festliegend. Dies ist der Fall, wenn die Karte dazu dient, andere Leistungen zu erhalten, deren aufeinanderfolgende Debits in unabhängiger Form von der besonderen in der vorliegenden Beschreibung betrachteten Anwendung abgespeichert werden.
• Wenn der Benutzer seine Karte 12 in das Terminal 10 einführt, setzt der Mikroprozessor 24 das Programm SALDO in Betrieb zum Bestimmen des noch verfügbaren Saldos, wie dies bereits beschrieben wurde.
• Danach liest man die Debit-Zonen Zi, die bereits offen sind, falls es solche gibt, was die monetären Gewichte PMi, die bereits offen sind, ergibt, und die Zahl der Speicherplätze, die noch nicht mit entsprechenden Debit-Abschnitten belegt sind. Darüber hinaus liest man entweder direkt oder indirekt in der geschützten Zone Zo die n verwendbaren monetären Gewichte in dieser Karte.
• Danach setzt der Mikroprozessor das Programm DECIS, ausgehend von den vorher gewonnenen Informationen und dem Debit M, der in den Speicher 40 der Karte einzuschreiben ist, in Betrieb. Der Ablauf des Programms DECIS ist identisch mit jenem, das bereits in Verbindung mit den anderen Ausführungsformen beschrieben wurde. Die Differenz erscheint nur, wenn das Unterprogramm OUVZ für das öffnen einer neuen Debit-Zone Zi entsprechend einem monetären Gewicht PMj exekutiert werden muß. Bei dieser Ausführungsform wird das Unterprogramm OUVZ die neue Debit-Zone Zi formatieren zur Definition seines Kopfabschnitts entsprechend beispielsweise q Speicherplätzen und des Debit-Abschnitts Di, dessen Länge Lj im Speicher abgelegt ist in Beziehung zu dem monetären Gewicht PMj, ausgehend von einer Korrespondenztabelle. Der Wert der Größe Lj kann gleichermaßen bestimmt werden durch das Programm DECIS, ausgehend von den verschiedenen bereits gewonnenen Parametern, wie der Gesamtzahl von noch verfügbaren Speicherplätzen und der Tatsache, daß eine entsprechende Debit-Zone desselben monetären Gewichtes PMj bereits geöffnet worden war oder nicht.

Claims (5)

1. System der Verwaltung der Mittel für die Bezahlung von Leistungen, umfassend:

- mindestens einen beweglichen Informationsträger (12) mit einem elektronischen Speicher (40), der einerseits eine gegen Schreiben geschützte Zone (Zo) und andererseits eine nicht geschützte Zone (Z1, Z2, ... ZN) umfaßt,

- mindestens eine Verarbeitungsvorrichtung (10), umfassend:

Mittel (14, 34) zum Lesen der in dem Speicher (40) des beweglichen Informationsträgers (12) abgespeicherten Informationen und um in ihn Informationen in die nicht geschützte Zone einzuschreiben,

Mittel (18) zum Einschreiben einer Debit-Information (M) in die Verarbeitungsvorrichtung (10), und

eine Verarbeitungsbaugruppe (24) mit Mitteln zum Berechnen des Saldos (S), der in dem Träger (12) verfügbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

- der Speicher (40) in der gegen Schreiben geschützten Zone (Zo) eine Anfangsinformation (PA) der Kaufkraft und n diskrete Informationen des monetären Gewichts (PMi) umfaßt, verwendbar für das System, ausgedrückt in laufenden Geldeinheiten,

- der Speicher (40) in der nicht geschützten Zone Debit-Zonen (Zj) umfaßt, die sukzessiv offen sind, je nach den Debits (M), die einzuschreiben sind, und jeweils eine beeinflußt bezüglich eines bestimmten monetären Gewichts (PMi), ausgewählt unter den von dem System verwertbaren monetären Gewichten, und vordefiniert in der geschützten Zone (Zo), wobei jede Debit- Zone (Zj) einen Kopfabschnitt (Ej) umfaßt, in den in codierter Form das entsprechende monetäre Gewicht (PMi) eingeschrieben ist, sowie einen Debit-Abschnitt (Dj), gebildet von einer Mehrzahl (Lj) von Speicherstellen, wobei jede Speicherstelle einem Debit entspricht gleich einer Einheit des monetären Gewichtes, das in den Kopfabschnitt (Ej) eingeschrieben ist,

- wobei die Beeinflussung und die eventuelle Öffnung neuer Debit-Zonen während der Verwendung des Trägers (12) durch die Anwendung eines Entscheidungsalgorithmus (DECIS) erfolgt, ausgehend von der einzuschreibenden Debit-Information (M), den monetären Gewichten (PMi), die verwertbar sind, den monetären Gewichten der Debit-Zonen (Zj), die bereits geöffnet sind, den nicht verbrauchten Speicherstellen der bereits geöffneten Debit-Zonen,

- wobei der in dem Träger (12) verfügbare Saldo (5) berechnet wird, ausgehend von der Kaufkraftinformation (PA) und der gesamten verbrauchten Summe.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die monetären Gewichte (PMi) anfänglich in die gegen Schreiben geschützte Zone (Zo) in codierter oder nicht-codierter Form eingeschrieben werden.

3 System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (40) in der gegen Schreiben geschützten Zone (Zo) eine Identifikationsinformation (IN) des Trägers (12) umfaßt, wobei die monetären Gewichte (PMi), die verwendbar sind, bestimmt werden durch die Verarbeitungsbaugruppe (24), ausgehend von der genannten Identifikationsinformation (IN).

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einschreiben einer Debit-Information (M) die Verarbeitungsmittel (24) die folgenden Operationen ausführen:

(a) Bestimmen, unter den n monetären Gewichten (PMi), die in der geschützten Zone abgespeichert sind, des größten monetären Gewichts (PM), das in dem einzuschreibenden Debit (M) enthalten ist;

(b) Berechnen der Anzahl von Malen (t), wie oft das genannte größte monetäre Gewicht (PM) in dem Debit (M) enthalten ist;

(c) wenn das größte enthaltene monetäre Gewicht (PM) bereits in einen Kopfabschnitt (E) einer bereits offenen Debit-Zone eingeschrieben ist, Verbrauchen von t Speicherpunkten des Abschnitts (D) des entsprechenden Debits, wenn die Anzahl von nicht verbrauchten Speicherpunkten mindestens gleich t ist;

(d) wenn das größte enthaltene monetäre Gewicht (PM) noch nicht in einen Kopfabschnitt einer bereits offenen Debit-Zone eingeschrieben ist, öffnen einer neuen Debit-Zone, Einschreiben des genannten monetären Gewichtes in den Kopfabschnitt (E) der neuen offenen Debit-Zone, und Verbrauchen von t Speicherpunkten in dem entsprechenden Debit-Abschnitt (D); und

(e) Wiederholen der Operationen a bis d nacheinander bezüglich aufeinanderfolgender Partien des noch nicht eingeschriebenen Debits (M) für die anderen monetären Gewichte in absteigender Ordnung, bis zum vollständigen Einschreiben des Debits.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Information des monetären Gewichtes (PMi) des höchsten Wertes in einen Kopfabschnitt (E) auf q Speicherstellen des genannten Kopfabschnitts eingeschrieben wird, und daß die folgenden monetären Gewichte (PMi) in absteigender Ordnung mit Hilfe von absteigenden Binärzahlen auf q Speicherstellen eingeschrieben werden.