ElasticPay: IIT Indore が開発した新しいオフライン デジタル決済システム

ElasticPay は、トラステッド プラットフォーム モジュール (TPM)、トラステッド実行環境 (TEE)、およびセキュア エレメント (SE) という 3 つの主要コンポーネントを使用するピアツーピア オフライン デジタル決済システムで、インターネットに接続されていません。

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.

人々は伝統的に商品を購入するために紙幣を使用していました。デジタル時代の到来により、取引はオンラインに移行し、ユーザーはクレジット カード、スマートフォン アプリケーション、またはオンライン バンキングを使用して商品やサービスの支払いができるようになりました。ただし、これらのシステムは、資金の移動を容易にするために、買い手の銀行と売り手の銀行を接続するためにインターネットに依存しています。

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.

安全で効率的なオフラインデジタル決済システムのニーズに応えるために、インド工科大学 (IIT) インドールの研究者たちは ElasticPay と呼ばれる新しいシステムを開発しました。このシステムは、インターネット接続がない場合でもデジタル決済の容易さと安全性を高めることを目的としています。

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 はピアツーピアのオフライン デジタル決済システムとして機能し、3 つの主要コンポーネントを利用して安全な取引を確保します。 Trusted Platform Module (TPM) はデジタル保管庫として機能し、重要な情報を安全に保管します。 Trusted Execution Environment (TEE) は、ユーザーのデバイス内に保護されたスペースを作成し、他のコンポーネントによって監視されずに機密性の高い操作を実行できるようにします。最後に、セキュア エレメント (SE) は、安全なトランザクションを処理し、重要なキーを保存するチップです。 ElasticPay はこれらのテクノロジーを組み合わせて、インターネット接続がなくても資金の安全な送金や受け取りを保証します。

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 は、あるスマートフォンから別のスマートフォンへの直接支払いを容易にします。ユーザーが支払いを希望すると、ElasticPay は、取引金額、受取人の詳細、デジタル署名を含むデジタル小切手に似た特別なトークンを生成します。この署名は、トークンを無効にすることなく、トークンへの変更を防ぎます。 ElasticPay は、各トークンが 1 回しか使用できないことを保証し、個人が同じ資金を複数回使用しようとすることを防ぎます。さらに、トランザクションの詳細はプロセス全体を通じて非公開のままであり、データのプライバシーとセキュリティが確保されます。

Other key features of ElasticPay include:

ElasticPay のその他の主要な機能は次のとおりです。

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.

二重支払い保護: ElasticPay は、各トランザクションが信頼できるデバイス上で安全に処理されることを保証し、複数のトランザクションで同じ支払いトークンが使用されることを防ぎます。トークンの暗号署名により改ざんが防止され、資金の悪用やリダイレクトが防止されます。

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.

リプレイ攻撃の防止: システムは、送信者と受信者の両方の信頼された実行環境 (TEE) および銀行サーバーでの使用履歴をチェックすることにより、有効なトークンの不正な再利用を検出し、防止します。

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.

偽造防止: ElasticPay では、ユーザーが権威ある機関によって発行されたデジタル証明書を取得する必要があり、ID が検証され、誤って仮定または複製されないことが保証されます。

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

否認防止: 取引はデジタル署名と明示的な同意によって確認され、参加者が関与を否定できないことが保証され、説明責任と追跡可能性が確保されます。

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.

サイドチャネル攻撃の防止: システムは、TEE とセキュア エレメント (SE) を使用して、外部情報の漏洩を防ぎ、サイドチャネル攻撃から保護します。

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

中間者攻撃の軽減: すべての通信は高度な暗号化プロトコルを使用して暗号化され、メッセージの傍受や改ざんを阻止します。

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

ハードウェア制御の攻撃に対する耐性: 包括的な暗号化対策により、ハードウェアの操作が試みられた場合でも、アプリケーション データへの不正アクセスから保護されます。

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

ソフトウェア制御攻撃防御: TPM テクノロジーを使用したセキュア ブート プロセスでソフトウェアの整合性を認証し、侵害されたソフトウェアの実行を防ぎます。

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

トランザクション中のプライバシー保護: トランザクション中には重要な情報のみが共有されるため、個人データの公開が最小限に抑えられ、ユーザーのプライバシーが維持されます。

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

トランザクション障害からの回復: システムは、トランザクション障害が発生した場合のトークンの再送信または無効化と再生成のメカニズムを提供し、トランザクションの整合性を確保します。

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.

これらの機能を総合すると、ElasticPay は安全、プライベート、信頼性の高いオフライン デジタル トランザクションを提供し、デジタル決済システムの主要な課題に対処できるようになります。ただし、チームはオフライン取引中に資金にアクセスできないことや、取引の逐次処理（複数のリクエストを同時に処理すること）などの制限があることを認識しており、これらの解決に取り組んでいます。

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.

インドがデジタル経済に移行するにつれて、特にネットワークアクセスが不安定または存在しない地方や僻地では、デジタル取引におけるインターネット接続への依存度が高く、障害となっています。 ElasticPay は、安全でプライベートなオフライン デジタル トランザクションを可能にすることで、この課題に対する実行可能なソリューションを提供します。このシステムは金融包摂を大幅に強化し、銀行が不足しサービスが十分に行き届いていない地域の個人が、安定したインターネット接続を前提とせずにデジタル経済に参加できるようにします。 ElasticPay はオフライン取引を容易にすることで、より幅広い人々がデジタル金融サービスにアクセスできるようにし、デジタル格差を解消し、より包括的な金融エコシステムを構築する政府の取り組みをサポートします。

This research news was partly generated using artificial intelligence and edited by an editor at Research Matters

この研究ニュースの一部は人工知能を使用して生成され、Research Matters の編集者によって編集されました。