ElasticPay: Ein neues digitales Offline-Zahlungssystem, entwickelt von IIT Indore

ElasticPay ist ein digitales Peer-to-Peer-Offline-Zahlungssystem, das drei Schlüsselkomponenten nutzt: Trusted Platform Modules (TPMs), Trusted Execution Environments (TEEs) und Secure Elements (SEs), um sicherzustellen, dass Ihr Geld sicher gesendet oder empfangen wird, auch wenn Sie sind nicht mit dem Internet verbunden.

People traditionally used paper money to purchase items. With the advent of the digital age, transactions shifted online, allowing users to pay for goods and services using credit cards, smartphone applications, or online banking. However, these systems rely on the internet to connect a buyer's bank with the seller's bank to facilitate the transfer of funds.

Traditionell nutzten die Menschen Papiergeld, um Gegenstände zu kaufen. Mit dem Aufkommen des digitalen Zeitalters verlagerten sich Transaktionen online, sodass Benutzer Waren und Dienstleistungen mit Kreditkarten, Smartphone-Anwendungen oder Online-Banking bezahlen konnten. Diese Systeme nutzen jedoch das Internet, um die Bank eines Käufers mit der Bank des Verkäufers zu verbinden und so den Geldtransfer zu erleichtern.

To address the need for a secure and efficient offline digital payment system, researchers from the Indian Institute of Technology (IIT) Indore have developed a new system called ElasticPay. This system aims to enhance the ease and security of digital payments, even in the absence of an internet connection.

Um dem Bedarf an einem sicheren und effizienten digitalen Offline-Zahlungssystem gerecht zu werden, haben Forscher des Indian Institute of Technology (IIT) Indore ein neues System namens ElasticPay entwickelt. Ziel dieses Systems ist es, digitale Zahlungen einfacher und sicherer zu machen, auch wenn keine Internetverbindung besteht.

ElasticPay functions as a peer-to-peer offline digital payment system, utilizing three key components to ensure secure transactions. Trusted Platform Modules (TPMs) serve as digital vaults, securely storing critical information. Trusted Execution Environments (TEEs) create a protected space within a user's device, enabling sensitive operations to occur without being monitored by other components. Finally, Secure Elements (SEs) are chips that handle secure transactions and store important keys. ElasticPay combines these technologies to ensure the safe transfer or receipt of funds, even without an internet connection.

ElasticPay fungiert als Peer-to-Peer-Offline-Digitalzahlungssystem und nutzt drei Schlüsselkomponenten, um sichere Transaktionen zu gewährleisten. Trusted Platform Modules (TPMs) dienen als digitale Tresore und speichern wichtige Informationen sicher. Trusted Execution Environments (TEEs) schaffen einen geschützten Bereich innerhalb des Geräts eines Benutzers und ermöglichen die Durchführung sensibler Vorgänge, ohne dass sie von anderen Komponenten überwacht werden. Secure Elements (SEs) schließlich sind Chips, die sichere Transaktionen abwickeln und wichtige Schlüssel speichern. ElasticPay kombiniert diese Technologien, um den sicheren Transfer oder Empfang von Geldern auch ohne Internetverbindung zu gewährleisten.

ElasticPay facilitates direct payments from one smartphone to another. When a user wishes to make a payment, ElasticPay generates a special token, akin to a digital check, which contains the transaction amount, recipient details, and a digital signature. This signature prevents any modifications to the token without rendering it invalid. ElasticPay ensures that each token can only be used once, preventing individuals from attempting to spend the same funds multiple times. Additionally, transaction details remain private throughout the process, ensuring data privacy and security.

ElasticPay ermöglicht direkte Zahlungen von einem Smartphone zum anderen. Wenn ein Benutzer eine Zahlung vornehmen möchte, generiert ElasticPay einen speziellen Token, ähnlich einem digitalen Scheck, der den Transaktionsbetrag, Empfängerdetails und eine digitale Signatur enthält. Diese Signatur verhindert jegliche Änderungen am Token, ohne es ungültig zu machen. ElasticPay stellt sicher, dass jeder Token nur einmal verwendet werden kann, wodurch verhindert wird, dass Einzelpersonen versuchen, dasselbe Geld mehrmals auszugeben. Darüber hinaus bleiben die Transaktionsdetails während des gesamten Prozesses vertraulich, wodurch Datenschutz und Sicherheit gewährleistet sind.

Other key features of ElasticPay include:

Zu den weiteren Hauptfunktionen von ElasticPay gehören:

Double Spending Protection: ElasticPay ensures each transaction is processed securely on a trusted device, preventing the use of the same payment token for multiple transactions. The token's cryptographic signature makes it tamper-proof, safeguarding against misuse or redirection of funds.

Schutz vor doppelten Ausgaben: ElasticPay stellt sicher, dass jede Transaktion sicher auf einem vertrauenswürdigen Gerät verarbeitet wird, und verhindert so die Verwendung desselben Zahlungstokens für mehrere Transaktionen. Die kryptografische Signatur des Tokens macht ihn manipulationssicher und schützt vor Missbrauch oder Umleitung von Geldern.

Replay Attack Prevention: The system detects and prevents the unauthorized reuse of a valid token by checking its usage history in both the sender's and receiver's Trusted Execution Environments (TEEs) and at the bank server.

Verhinderung von Replay-Angriffen: Das System erkennt und verhindert die unbefugte Wiederverwendung eines gültigen Tokens, indem es seinen Nutzungsverlauf sowohl in den Trusted Execution Environments (TEEs) des Senders und des Empfängers als auch auf dem Bankserver überprüft.

Forgery Prevention: ElasticPay requires users to have digital certificates issued by an authoritative entity, ensuring that identities are verified and cannot be falsely assumed or replicated.

Fälschungsprävention: ElasticPay verlangt von Benutzern, dass digitale Zertifikate von einer autorisierten Stelle ausgestellt werden, um sicherzustellen, dass Identitäten überprüft werden und nicht fälschlicherweise angenommen oder repliziert werden können.

Non-Repudiation: Transactions are confirmed through digital signatures and explicit consent, ensuring that participants cannot deny their involvement, thus securing accountability and traceability.

Nichtabstreitbarkeit: Transaktionen werden durch digitale Signaturen und ausdrückliche Zustimmung bestätigt, wodurch sichergestellt wird, dass die Teilnehmer ihre Beteiligung nicht leugnen können, wodurch Verantwortlichkeit und Rückverfolgbarkeit sichergestellt werden.

Side-Channel Attack Prevention: The system uses TEEs and Secure Elements (SEs) to prevent the leakage of external information and protect against side-channel attacks.

Verhinderung von Seitenkanalangriffen: Das System verwendet TEEs und Secure Elements (SEs), um den Verlust externer Informationen zu verhindern und vor Seitenkanalangriffen zu schützen.

Mitigation of Man-in-the-Middle Attacks: All communications are encrypted using advanced cryptographic protocols, thwarting interception or alteration of messages.

Eindämmung von Man-in-the-Middle-Angriffen: Die gesamte Kommunikation wird mit fortschrittlichen kryptografischen Protokollen verschlüsselt, wodurch das Abfangen oder Ändern von Nachrichten verhindert wird.

Hardware Control Attack Resilience: Comprehensive encryption measures protect against unauthorized access to application data, even if hardware manipulation is attempted.

Widerstandsfähigkeit gegen Hardware-Kontrollangriffe: Umfassende Verschlüsselungsmaßnahmen schützen vor unbefugtem Zugriff auf Anwendungsdaten, selbst wenn versucht wird, die Hardware zu manipulieren.

Software Control Attack Defense: Secure boot processes with TPM technology to authenticate software integrity, preventing compromised software from executing.

Abwehr von Software-Kontrollangriffen: Sichere Boot-Prozesse mit TPM-Technologie zur Authentifizierung der Software-Integrität und zur Verhinderung der Ausführung kompromittierter Software.

Privacy Preservation in Transactions: Only essential information is shared during transactions, minimizing the exposure of private data and maintaining user privacy.

Wahrung der Privatsphäre bei Transaktionen: Bei Transaktionen werden nur wesentliche Informationen weitergegeben, wodurch die Offenlegung privater Daten minimiert und die Privatsphäre der Benutzer gewahrt bleibt.

Recovery from Transaction Failures: The system provides mechanisms for retransmission or invalidation and regeneration of tokens in case of transaction failures, ensuring transaction integrity.

Wiederherstellung nach Transaktionsfehlern: Das System bietet Mechanismen zur erneuten Übertragung oder Ungültigmachung und Neugenerierung von Token im Falle von Transaktionsfehlern und stellt so die Transaktionsintegrität sicher.

These features collectively ensure that ElasticPay offers secure, private, and reliable offline digital transactions, addressing key challenges in digital payment systems. The team, however, acknowledges limitations like fund inaccessibility during offline transactions and the sequential processing of transactions (processing multiple requests at the same time) and is working on addressing these.

Diese Funktionen sorgen gemeinsam dafür, dass ElasticPay sichere, private und zuverlässige digitale Offline-Transaktionen bietet und damit die wichtigsten Herausforderungen digitaler Zahlungssysteme bewältigt. Das Team erkennt jedoch Einschränkungen wie die Unzugänglichkeit von Geldern bei Offline-Transaktionen und die sequentielle Verarbeitung von Transaktionen (die Verarbeitung mehrerer Anfragen gleichzeitig) an und arbeitet daran, diese zu beheben.

As India transitions towards a digital economy, the heavy reliance on internet connectivity for digital transactions poses a barrier, especially in rural and remote areas where network access is inconsistent or absent. ElasticPay offers a viable solution to this challenge by enabling secure and private offline digital transactions. This system can significantly enhance financial inclusion, allowing individuals in underbanked and underserved regions to participate in the digital economy without the prerequisite of stable internet connectivity. By facilitating offline transactions, ElasticPay ensures that digital financial services are accessible to a broader population, bridging the digital divide and supporting the government's efforts to create a more inclusive financial ecosystem.

Beim Übergang Indiens zu einer digitalen Wirtschaft stellt die starke Abhängigkeit von der Internetkonnektivität für digitale Transaktionen ein Hindernis dar, insbesondere in ländlichen und abgelegenen Gebieten, in denen der Netzwerkzugang inkonsistent ist oder fehlt. ElasticPay bietet eine praktikable Lösung für diese Herausforderung, indem es sichere und private digitale Offline-Transaktionen ermöglicht. Dieses System kann die finanzielle Inklusion erheblich verbessern und ermöglicht es Einzelpersonen in unterfinanzierten und unterversorgten Regionen, an der digitalen Wirtschaft teilzunehmen, ohne dass eine stabile Internetverbindung erforderlich ist. Durch die Erleichterung von Offline-Transaktionen stellt ElasticPay sicher, dass digitale Finanzdienstleistungen einer breiteren Bevölkerung zugänglich sind, überbrückt die digitale Kluft und unterstützt die Bemühungen der Regierung, ein integrativeres Finanzökosystem zu schaffen.

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