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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Authentifizieren eines Benutzers mittels eines mobilen Benutzergeräts an einer ortsfesten Einrichtung, wobei sich der Benutzer an der Einrichtung anmeldet, wobei eine Anfrage an einen Zentralserver zur Authentifizierung des Benutzers, gestellt wird, und wobei auf das Benutzergerät eine Authentifizierungsnachricht gesendet wird.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Authentifizierungssystem zum Authentifizieren eines Benutzers, insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, an einer lokalen Einrichtung, mit einem mobilen Benutzergerät, mit der lokalen Einrichtung und mit dem Zentralserver.
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Stand der Technik
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Immer häufiger werden heutzutage mobile Benutzergeräte, insbesondere Mobiltelefone oder sogenannten Smartphones, für Anwendungen eingesetzt, die die Überprüfung von Autorisierungsrechten erfordert. Bei bekannten Systemen wird dazu das Benutzergerät in die Nähe einer ortsfesten beziehungsweise lokalen Einrichtung, an welcher der Benutzer sich authentifizieren möchte, gehalten und ein Protokoll zur Authentifizierung oder Autorisierung wird durchgeführt. Dies wird beispielsweise zu dem Zweck durchgeführt, ein Transportticket für ein öffentliches Nahverkehrsmittel zu erhalten, einen Bezahldienst zu verwenden oder ein Zugangssystem zu nutzen. Da mobile Benutzergeräte jedoch typischerweise „offene“ Systeme sind, die steigend kriminellen Angriffen ausgesetzt sind, ist eine vertrauenswürdige Ausführung des Datenaustauschs und eine sichere Speicherung von kritischen Daten zu gewährleisten. Hierzu ist es beispielsweise bekannt, dass die Sicherheit in der Ausbildung der Hardware-Komponenten des Benutzergeräts gesucht wird. Jedoch bedeutet eine derartige Hardware-Sicherung einen hohen Aufwand. Daher arbeiten die am meisten angebotenen Sicherheitsmechanismen unter der Annahme, dass das mobile Benutzergerät vertrauenswürdig ist, auch wenn dies nicht nachweisbar ist.
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Um diese Vertrauenswürdigkeit des Benutzergeräts zu erhöhen, sind außerdem Systeme, insbesondere im Banken-Sektor bekannt, bei denen dem Benutzer ein temporärer Code per SMS-Nachricht zur Authentifizierung an der Einrichtung zugeschickt wird. Wenn der Benutzer sich an der Einrichtung anmeldet, sendet diese eine Anfrage an einen Zentralserver, der in Folge dessen an eine dem Benutzer zugeordnete und hinterlegte Mobilfunknummer eine entsprechende SMS-Nachricht sendet, die beispielsweise einen TAN-Code umfasst. Der Benutzer soll durch die Eingabe des Codes an der Einrichtung beweisen, dass er und nicht jemand anderes sich gerade anmeldet und das mobile Benutzergerät nutzt.
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Durch dieses Verfahren ergibt sich jedoch der Nachteil, dass geheime Informationen in dem Benutzergerät selbst gespeichert werden müssen, wie beispielsweise die SMS-Nachricht. Außerdem erfordern diese Systeme, dass die ortsfeste Einrichtung gegebenenfalls um eine entsprechende Vorrichtung zum Versenden von SMS-Nachrichten erweitert wird, falls die Einrichtung die entsprechende Nachricht mit dem einzugebenden Code selbst versendet.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es die Sicherheit insgesamt erhöht, da zum einen keine sicherheitskritischen Daten insbesondere im Klartext auf dem Benutzergerät gespeichert werden müssen, der Benutzer seinem Benutzergerät nicht vertrauen muss, der Serviceanbieter, der die Authentisierung erfordert, weder dem Smartphone, noch dem Benutzer vertrauen muss, und sicherheitskritische Daten nie einfach als Text unverschlüsselt ausgetauscht oder bearbeitet werden. Hierzu sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass die Anfrage an den Zentralserver durch das Benutzergerät gestellt wird. Es ist also vorgesehen, dass die Verifizierungsanfrage, die dem Zentralserver gestellt wird, in welchem die benutzerspezifischen Daten hinterlegt sind, durch das Benutzergerät selbst und nicht durch die lokale Einrichtung gesendet wird. Dadurch wird vermieden, dass geheime Daten des Benutzers an das Terminal beziehungsweise die lokale Einrichtung gesendet werden müssen. Weiterhin wird erreicht, dass die Kommunizierung geheimer Daten nur zwischen dem Benutzer und dem Zentralserver, der sowieso die Daten des Benutzers kennt, erfolgt. Dadurch wird die Sicherheit insgesamt weiter erhöht.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Anfrage eine Benutzerkennung des Benutzers oder des Benutzergeräts, eine Einrichtungskennung der Einrichtung sowie ein von der Einrichtung bereitgestellter Authentifizierungs-Code als verschlüsselte Nachricht an den Zentralserver gesendet wird. Der Zentralserver erhält somit neben der Benutzerkennung auch Daten bezüglich der Einrichtung, die der Benutzer nutzen möchte. Dadurch werden die zur Freischaltung notwendigen Daten nicht durch die Einrichtung, sondern durch das Benutzergerät versandt.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die verschlüsselte Nachricht durch die Einrichtung erzeugt und an das Benutzergerät gesendet wird. Es ist also vorgesehen, dass die Nachricht nicht erst durch das Benutzergerät, sondern bereits durch die Einrichtung verschlüsselt wird. Da sich der Benutzer an der Einrichtung angemeldet hat, erkennt die Einrichtung die Benutzerkennung und kann diese zusammen mit ihrer eigenen Kennung sowie dem Authentifizierungs-Code zu einer Nachricht verschlüsseln. Dadurch werden Ressourcen des Benutzergeräts geschont und das Benutzergerät muss nur noch die verschlüsselte Nachricht an den Zentralserver weiterleiten.
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Vorzugsweise verschlüsselt die Einrichtung die Nachricht mit einem öffentlichen Schlüssel des Benutzers. Diesen erhält die Einrichtung zweckmäßigerweise bereits bei der Anmeldung des Benutzers an der Einrichtung mittels des Benutzergeräts. Damit wird die Nachricht mit einem benutzerspezifischen Schlüssel verschlüsselt, der nur von berechtigten Systemen oder Benutzern entschlüsselt werden kann. Eines dieser berechtigten Systeme ist insbesondere der Zentralserver, der neben dem öffentlichen Schlüssel insbesondere auch den geheimen Schlüssel des Benutzers kennt.
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Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass der Zentralserver die verschlüsselte Nachricht mit dem geheimen Schlüssel des Benutzers entschlüsselt. Voraussetzung hierfür ist, dass der Benutzer zuvor bei der Einrichtung seines Systems seinen geheimen Schlüssel auch beim Zentralserver hinterlegt hat.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Authentifizierungs-Code ein Zufallswert durch die Einrichtung bestimmt wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass als Zufallswert eine Zufallszahl oder ein Zufallswort durch die Einrichtung bestimmt wird. Dieser Zufallswert wird zusammen mit der Benutzerkennung und der Einrichtungskennung mit dem öffentlichen Schlüssel des Benutzers verschlüsselt und als verschlüsselte Nachricht an das Benutzergerät gesendet, welches die verschlüsselte Nachricht an den Zentralserver weiterleitet.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Zentralserver die Nachricht entschlüsselt, aus der entschlüsselten Nachricht die Authentifizierungsnachricht bildet und an das Benutzergerät sendet. Die Authentifizierungsnachricht wird somit durch den Zentralserver erzeugt und an das Benutzergerät weitergeleitet. Das Benutzergerät erhält somit von dem Zentralserver nicht die gleiche Nachricht zurück, die es an den Zentralserver geschickt hat. Das Benutzergerät leitet dann die Authentifizierungsnachricht an die Einrichtung weiter. Vorzugsweise erzeugt der Zentralserver als Authentifizierungsnachricht einen sogenannten Message Authentification Code MAC, der als Eingangsparameter die Kennungen des Benutzers und der Einrichtung sowie den von der Einrichtung erzeugte Zufallswert enthält. Der Zentralserver, der beispielsweise einen Cloud-Dienst bildet, schickt den MAC an das Benutzergerät weiter.
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Vorzugsweise erzeugt die Einrichtung auf Basis der Benutzerkennung, ihrer Einrichtungskennung und dem Authentifizierungs-Code eine Referenz-Authentifizierungsnachricht und vergleicht diese mit der Authentifizierungsnachricht des Zentralservers, wobei die Authentifizierung des Benutzers bestätigt wird, wenn die Authentifizierungsnachricht mit der Referenz-Authentifizierungsnachricht übereinstimmt. Da die Einrichtung die relevanten Daten bereits kennt, die Benutzerkennung, die Einrichtungskennung sowie den von ihr selbst erzeugten Authentisierungs-Code, ist es möglich, die Referenz-Authentifizierungsnachricht zu erstellen und diese mit der zurückgesandten Authentifizierungsnachricht zu vergleichen. Stimmen die beiden überein, wird der Benutzer als berechtigt beziehungsweise autorisiert bestätigt. Stimmen die Nachrichten nicht überein, so wird der Benutzer als nicht zulässig erkannt und der Vorgang abgebrochen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zentralserver vor dem Entschlüsseln der Nachricht dem Benutzergerät eine Anfrage nach einem Benutzer-Code sendet und die Entschlüsselung nur dann durchführt, wenn der Benutzer den korrekten Benutzer-Code in das Benutzergerät eingibt und zurücksendet. Insbesondere ist vorgesehen, dass als Benutzer-Code dem Benutzer eine PIN-Abfrage zugesandt wird. Dieser PIN kann ein persönlicher Benutzer-PIN sein, der dem Zentralserver beispielsweise als Anmeldekennwort des Benutzers bekannt ist. Durch Bestätigung dieses PINs verifiziert der Benutzer, dass er selbst derjenige ist, der das Benutzergerät verwendet und erlaubt dadurch dem Zentralserver die verschlüsselte Nachricht zu entschlüsseln und die zuvor beschriebene Authentifizierungsnachricht zu erstellen.
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Das erfindungsgemäße Authentifizierungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich dadurch aus, dass es das erfindungsgemäße Verfahren durchführt, wobei die Anfrage an den Zentralserver durch das Benutzergerät gestellt beziehungsweise gesendet wird. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Merkmale des Authentifizierungssystems ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigt die einzige
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Figur ein Authentifizierungssystem in einer schematischen Darstellung.
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Die Figur zeigt ein Authentifizierungssystem 1 zum Authentifizieren eines Benutzers 2 an einer lokalen beziehungsweise ortsfesten Einrichtung 3, die beispielsweise einen Bankautomaten oder ein Zugangssystem zu einem Gebäude oder dergleichen bildet. Weiterhin weist das Authentifizierungssystem einen Cloud-Dienst 4 auf, der durch einen Zentralserver 5 bereitgestellt wird.
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Der Benutzer 2 verfügt außerdem über ein mobiles Benutzergerät 6, das insbesondere als Mobiltelefon beziehungsweise als sogenanntes Smartphone ausgebildet ist. Um die Einrichtung 3 oder den durch die Einrichtung 3 bereitgestellten Dienst nutzen zu können, muss sich der Benutzer 2 mittels des Benutzergeräts 6 an der Einrichtung 3 authentifizieren beziehungsweise beweisen, dass er autorisiert ist, die Einrichtung 3 zu benutzen. Dazu ist vorgesehen, dass ein Datenaustausch mit der Einrichtung 3 einerseits und dem Cloud-Dienst 4 beziehungsweise dem Zentralserver 5 andererseits durchgeführt wird. Dabei gestaltet sich das Verfahren, das durch das Authentifizierungssystem 1 durchgeführt wird, wie folgt:
Zunächst sendet der Benutzer 2 mittels des Benutzergeräts 6 an die Einrichtung 3 eine Zugriffsanfrage als Anmeldung, wie durch einen Pfeil 7 angedeutet. Die Einrichtung 3 entnimmt der Zugriffsanfrage 7 eine Benutzerkennung des Benutzers 2 beziehungsweise des Benutzergeräts 6 und ergänzt diese durch ihre eigene Einrichtungskennung sowie einen Zufallswert, insbesondere eine Zufallszahl, zu einer Nachricht, welche die Einrichtung 3 mit dem öffentlichen Schlüssel des Benutzers 2 beziehungsweise des Benutzergeräts 6 verschlüsselt. Der öffentliche Schlüssel wird der Einrichtung 3 insbesondere durch die vorherige Zugriffsanfrage übermittelt.
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Die verschlüsselte Nachricht wird gemäß Pfeil 8 zurück in das Benutzergerät 6 gesendet, welches die Nachricht gemäß Pfeil 9 automatisch an den Cloud-Dienst 4 weiterleitet.
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Nach Erhalt der verschlüsselten Nachricht sendet der Zentralserver 5 beziehungsweise der Cloud-Dienst 4 an das Benutzergerät 6 gemäß Pfeil 10 eine Anfrage beziehungsweise Aufforderung zur Eingabe eines Benutzer-Codes, insbesondere eines PINs, der in dem Zentralserver 5 hinterlegt und dem autorisierten Benutzer 2 bekannt ist. Die Aufforderung erscheint beispielsweise in dem Benutzergerät 6 auf einer Anzeigeeinrichtung, insbesondere Touchscreen, wobei der Benutzer seinen Code eingibt und zurück an den Zentralserver 5 gemäß Pfeil 11 sendet. Stimmt der von dem Benutzer 2 eingegebene Code mit dem hinterlegten Benutzer-Code überein, so entschlüsselt der Zentralserver 5 mittels des geheimen Schlüssels des Benutzers die Nachricht der Einrichtung 3.
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Nach der Entschlüsselung berechnet der Zentralserver 5 beziehungsweise der Cloud-Dienst 4 eine Authentifizierungsnachricht, insbesondere einen Message Authentification Code (MAC) auf der Basis von dem mit der Einrichtung 3 geteilten Schlüssel beziehungsweise auf der Basis der entschlüsselten Nachricht. Der MAC enthält somit als Eingangsparameter die Benutzerkennung, die Einrichtungskennung sowie die nunmehr entschlüsselte Zufallszahl der Einrichtung 3. Der Zentralserver 5 schickt diese Autorisierungsnachricht gemäß Pfeil 12 an das Benutzergerät 6, welches die Authentifizierungsnachricht automatisch oder nach Freigabe durch den Benutzer 2 an die Einrichtung 3 übermittelt, wie durch einen Pfeil 13 angedeutet.
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Die Einrichtung 3 berechnet außerdem eine Referenz-Authentisierungsnachricht beziehungsweise einen entsprechenden MAC auf Basis der gleichen Daten, nämlich der Benutzerkennung, der Einrichtungskennung sowie der von ihr selbst generierten Zufallszahl. Sobald sie die Authentifizierungsnachricht des Zentralservers 5 erhalten hat, vergleicht sie die Authentifizierungsnachricht mit der Referenz- Authentifizierungsnachricht und gibt die Nutzung der Einrichtung 3 frei, wenn die beiden Nachrichten übereinstimmen. Stimmen die Nachrichten nicht überein, wird der Vorgang abgebrochen und der Benutzer als nicht autorisiert erkannt.
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Gegebenenfalls kann auch vorgesehen sein, dass die Einrichtung 3 den Vorgang bereits dann abbricht, wenn sich der Benutzer 2 mittels des Benutzergeräts 6 an der Einrichtung 3 anmeldet und die Einrichtung 3 erkennt, dass die Benutzerkennung gesperrt oder dem System nicht bekannt ist.
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Wichtig für das Funktionieren des Authentifizierungssystems 1 ist, dass der Zentralserver den geheimen Schlüssel des Benutzers sowie den PIN kennt.
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Diese werden bevorzugt beim Einrichten des Authentifizierungssystems 1 für den Benutzer 2 hinterlegt. Durch den vorteilhaften vorliegend beschriebenen Datenaustausch wird erreicht, dass ein besonders sicheres Authentifizierungssystem 1 bereitgestellt wird, das unabhängig von Hardware-Sicherungen des Benutzergeräts 6 eine hohe Sicherheit gegenüber Angriffen von außen auf einfache und kostengünstige Art und Weise bietet.
