Researches on the secure e-cash system have been carried on with the proliferation of the Internet and e-commerce. Subsequently, various systems and schemes have been proposed in the literature.
Micro-payment systems have been proposed for small and frequent payment such as database query, software, and e-news different from the established payment system (so called Macro-payment). Micro-payment system is considered to be proper for areas where efficiency is the most critical factor. Because the overhead cost for card company is higher than the price of goods, and the processing time related to public key computation is required too much, most of the previous systems exclude public key computation or admit the minimal computational overhead for efficiency.
From the security point of view, micro-payment system is mainly concerned about preventing or detecting from double spending and forgery.
Assurance of atomicity is strictly needed as well to resolve potential problems, for example, the loss of money from the network failure.
In this thesis, we propose a new micro-payment system that satisfies basic requirements of micro-payment systems and atomicity. Explicitly, this system can be considered as an improvement and extension of PayWord is one of the most popular micro-payment systems[24] suggested by Rivest and Shamir.
Our proposed system makes use of only one hash but is applicable to multiple vendors. Since PayWord requires using each hash chain for each vendor, the customer has to maintain all indices after dealing with vendors. To solve this problem, we use a receipt which includes a signature of vendor. The customer uses this signature for different vendors to enable them to verify whether the starting index of payment is correct or not. Moreover, we focus on the system that guarantees atomicity and non-repudiation among requirements for payment systems. Atomicity and non-repudiation play an important role in payment systems. In particular, atomicity allows customers to use the payment system without loss of their money in any disaster.
Finally, we analyze not only the efficiency in terms of the storage size but also the security issues in case that a customer uses the micro-payment to several vendors.
안전한 전자지불 시스템의 연구는 인터넷 및 전자상거래의 확산과 함께 다양한 기법과 시스템들이 제안괴도 있다.
소액지불 시스템(Micro-payment)은 기존의 전자지불시스템(Macro-payment)과는 달리 인터넷에서의 데이타베이스의 조회, 소프트웨어, 전자신문 등의 소액의 디지털 상품을 거래하기 위한 수단으로 제안되었다.
소액지불 시스템은 연산의 효율성 및 저장비용의 효율성등을 요구한다. 따라서 기존에 제안된 소액지불 시스템들은 공개키 연산의 최소화 또는 사용 배제, 연산량의 최소화을 고려하였다.
안전성 요소로는 전자지불 시스템에서 기본적으로 요구되는 이중 사용방지 또는 검출, 위조 불가능성 등이 요구된다. 또한 전자상거래서 요구되는 원자성의 보장은 사용자가 전자지불 프로토콜의 진행중 네트워크의 오류 등으로 발생하는 화폐의 분실 등의 문제점을 해결하기 위해 요구된다.
이 논문에서는 소액지불 시스템에서 요구되는 특성을 만족하고 원자성을 보장하는 소액지불 시스템을 제안한다.
제안된 시스템은 소액지불 시스템중 PayWord[24]를 기반으로 설계하였다. PayWord 시스템에서는 사용자가 각 상점에 대하여 각 각의 해쉬체인을 생성하고 보관해야 하며, 사용 금액에 대한 인덱스를 각 상점별로 보관해야 한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 시스템에서는 사용자는 하나의 해쉬체인 만을 사용자가 사용한다. 사용자는 사용한 금액에 대한 인덱스에 대한 서명값과 상점의 인증서를 거스름으로 받는다. 사용자는 다음 상점의 거래에 대한 지불시 이전 상점에서 사용한 인덱스 이후의 값과 이전 상점의 서명값 및 인증서를 사용한다. 이러한 방식으로 하나의 해쉬체인으로 다중 상점에 사용할 수 있다. 또한, 제안된 시스템은 PayWord에서 제공하지 못하는 원자성을 보장하도록 설계하였으며, 상품거래에 대한 부인방지 또한 제공한다.
제안된 시스템과 함께 기존의 PayWord시스템으로 다중 상점과의 거래시의 효율성 및 저장요소를 비교하였고, 제공하고 있는 보안 요구사항 특성들을 분석하였다.
