WO2000079822A1 - Verfahren und einrichtung zum zugang zu einem telekommunikationsnetz und zur abrechnung von telekommunikationsdienstleistungen - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum zugang zu einem telekommunikationsnetz und zur abrechnung von telekommunikationsdienstleistungen Download PDF

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WO2000079822A1
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network
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telecommunications
credit card
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PCT/DE2000/001903
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Peter Brune
Ulrike Feuser
Michael Langer
Patrik Ljungström
Uwe Michel
Walter Mohrs
Wolfgang Ptacek
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Detemobil Deutsche Telekom Mobilnet Gmbh
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    • H04M2215/00—Metering arrangements; Time controlling arrangements; Time indicating arrangements
    • H04M2215/32—Involving wireless systems

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for access to a telecommunications network and for billing
  • the described invention contrasts the classic mechanisms of network operators (usually mobile telephony) with providing services to their customers and accepting the same charges for the provision of new processes. In this context, it is primarily about new ones
  • Access mechanisms and media to the (mobile) telecommunications network changed security mechanisms and innovative payment methods.
  • the invention is described below on the basis of mobile radio networks of the GSM standard, but is also applicable to other telecommunication networks insofar as the boundary conditions made in the description can also be applied to these networks.
  • a mobile radio operator uses its telecommunications network to provide an infrastructure that enables the use of certain services (primarily telephony). These services can be used by any subscriber for a fee, provided certain conditions are met.
  • the network operator decides in each individual case which subscriber he allows access to his telecommunications network (and thus to his services) and which he excludes from the use of the services associated with the access.
  • a) on a subscription basis there are two approaches that allow a subscriber to have access to a telecommunications network:
  • the subscriber signs a contract with a home network operator (home operator), which enables the subscriber to use certain services for the term of the contract. It is typical of this approach that the user usually a continuous basic amount and for that
  • Use of services pays a quantity-based fee. Payment is usually made. on a credit basis by (monthly) invoice. b) on a prepaid basis: the participant buys a certain type and amount of services from the home operator and pays for them in advance. For this he is entitled to use the network and the respective services up to the agreed, purchased scope. The network operator checks the type and quantity of the services used and withdraws the access authorization from the subscriber once his purchased quota has been used up.
  • SIM subscriber identity module
  • HLR home register
  • AC authentication center
  • VLR visitor registers
  • the classic approach basically ensures two things via the described access mechanisms: a) The network operator knows who the subscriber is. b) The network operator knows that and how he receives (or has already received) the fee for the service used.
  • the network operator provides infrastructure and services
  • the subscriber must prove in advance (or afterwards) to the network operator in any way (or convince them) that payment for the service (or service to be used) is being rendered (or has already been rendered) by: a ) proves beyond any doubt his identity and a related reliability (eg "I am the Federal Chancellor of the Federal Republic of Germany"), eg through a digital signature; b) Paid directly via trustworthy mechanisms (EC card, electronic stock exchange) c) Unquestionably proves his attachment to a confidential, third party who is responsible for the payment (e.g. credit card organization).
  • the network operator's claim to receive a fee from the subscriber is primarily satisfied.
  • the point is "Who is the participant?" to fulfill, which is not absolutely necessary.
  • the demands of the network operator with regard to the payment security of the subscriber are certainly different, also in comparison to the classic approach.
  • the level of security is solely at the discretion of the network operator.
  • the classic approach in the GSM network serves to clarify this fact, where the network operator - decides on the technical security of the SIM; - freely decides on the authentication algorithm (the selection of a simple "XOR algorithm” would also be allowed); - The individual participant key (Ki) determines itself (a constant key for all its participants would be allowed);
  • a credit card is used as the payment medium.
  • Previous applications which describe the use of credit cards as a payment medium in telecommunications networks, all require that the subscriber has basic access authorization to a telecommunications network, which he has already acquired in advance through one of the above variants (subscription, prepaid). In these cases, paying by credit card is to be seen as a method where services (mainly third parties) are billed in this way (using the credit card).
  • services mainly third parties
  • the terminal allows access to a second card reader in which the participant's credit card is inserted - the terminal accepts the credit card instead of the SIM.
  • IMSI (as in GSM) the credit card number is sent to the network in whole or in part during the registration procedure.
  • the network operator must be able to distinguish this case from the classic registration procedure.
  • the network operator can assign the SIM (not registered in the classic sense) to a credit card. This requires a previous, one-time procedure in which this assignment is made.
  • Access allows only limited functionality (e.g. only outgoing calls (MoC)) to a specific destination -
  • MoC outgoing calls
  • a secure identification of the subscriber made via the credit card allows the restricted use of the network (e.g. MoCs)
  • the billing of the service is based on the use of the credit card (e.g. on the credit card account)
  • the method described opens up new possibilities for both the subscriber and the network operator with regard to the use of services and a mutual business relationship and has several advantages.
  • this method has the advantage of still using the services of a network operator without a valid (telecommunications) subscriber relationship or without a valid roaming authorization.
  • This also has a major advantage for the network operator.
  • the services that the network operator makes available to the (mobile phone subscribers) do not require any registration. Registrations mean for the network operator the provision of corresponding system resources, which in turn is very cost-intensive.
  • every personalized SIM binds even if it is not yet activated - has not yet been assigned any MSISDNs and services - resources in HLR / AC or in the card management system KMS.Because these resources are expensive on the one hand and are numerically limited (number ranges for MSISDN), certain approaches, such as a generous storage of SIMs, are forbidden or the large-scale distribution of cards in the area.
  • SIMs Unregistered SIMs largely remove these restrictions. It is quite conceivable to distribute so-called "simple SIMs" in large numbers to end customers or points of sales, which would open up completely different sales channels.
  • a simple SIM is to be understood as a chip card which is the only functionality that has the ability to enable the registration procedure for a terminal by making an IMSI available.
  • the IMSI does not have to be registered with the network operator, nor does the Simple SIM need to be able to authenticate, because - as described above - it catches Network operators remove this "flaw" and offer registration for these cards by credit card.
  • SIM card is sent to the monthly bill.
  • This simple SIM can be used in a mobile phone and allows (restricted) access to a mobile network by registering with the credit card. Settlement of the used
  • Telecommunications services are also carried out by credit card.
  • One variant can be to design the Simple SIM in such a way that it can be converted into a regular SIM if the subscriber decides to enter into a subscription contract with the network operator. This can be achieved by adding functions to the SIM (over-the-air) or by activating them, and by inserting or activating the card data in the corresponding systems in the network.
  • FIG. 1 Registration in the GSM network by means of error evaluation of the HLR;
  • FIG. 1 Identification and call setup via credit card server (CC server);
  • Figure 3 Logging into the GSM network using Simple SIM and Simple HLR.
  • FIG. 1 shows an example of a booking procedure and the associated system adjustments
  • FIG. 2 describes the identification process of a subscriber using a credit card.
  • a subscriber is enabled to use the service in the mobile radio network even without a valid SIM.
  • it intervenes at the point where the network operator's identification and authentication procedures are used in the classic case.
  • invalid SIM means:
  • the IMSI belongs to a home operator who has not given the subscriber roaming permission
  • the new approach changes the previous procedure in that the network operator registers that the SIM 2 used does not have access authorization in the classic sense, but does not in principle deny access to the subscriber. Rather, the network operator offers the subscriber, by means of suitable procedures, to identify himself alternatively, for example using his credit card. If the identification in the sense of the network operator is successful, then this offers the subscriber a certain spectrum of services on. The network operator achieves a certain "payment guarantee" on the one hand through the security of the defined identification mechanism as well as through the usual payment guarantees of credit card companies when using the services of their customers.
  • SIM subscriber identification module 2
  • IMSI international mobile subscriber identification
  • a location update procedure is first initiated via the mobile switching center 4 (MSC) and the visitor register 5 (VLR) to the home register 7 (HLR), in which, among other things, the IMSI stored on the SIM 2 is transferred to the HLR 7.
  • the HLR 7 checks whether the IMSI is registered - in this case not - and sends an error message (ERROR) back to the VLR 5 that the IMSI is not known.
  • ERROR error message
  • a special module 6 is arranged in the VLR, the task of which is to intercept these special error messages, to evaluate them and to trigger correspondingly predetermined actions.
  • FIG. 2 shows the call setup after registration of the terminal 1 or the SIM 2 in the mobile network.
  • the call request from the terminal 1 is via the BSC 3 and the MSC 4 forwarded to the VLR 5.
  • the special module 6 which triggers a special treatment of the call request, there is first a block (ODB: Operator Determined Barring) of the further connection establishment to the desired number.
  • ODB Operator Determined Barring
  • the call is redirected to a specially configured credit card server 8 (CC server), which is either part of the mobile radio network, that is to say managed by the network operator, or can be connected externally to the mobile radio network by means of a defined routing.
  • CC server specially configured credit card server 8
  • the CC server 8 starts a dialogue (voice dialogue or text display) with the participant, in which the participant is asked to enter his
  • the CC server 8 checks the information provided by the subscriber (validity, blocking notices, etc.) of the credit card and, in the “good” case, releases the switching center MSC 4 or the VLR 5 to switch through the subscriber's call request.
  • a special embodiment of the invention according to FIG. 3 preferably uses a chip card in the form of a so-called simple SIM 9 as access medium to the GSM network, which registers in the GSM network of the home operator, but compared to a standard SIM 2 with significantly reduced functionality Is provided.
  • Each simple SIM has a special IMSI, e.g. is chosen such that it clearly identifies the Simple SIM as such. It would even be possible to use the same IMSI for all issued Simple SIMs, since this IMSI is not required to identify a particular subscriber, but only to identify a Simple SIM.
  • a so-called Simple HLR 10 is set up, which is solely responsible for the registration of the Simple SIMs.
  • the Simple HLR 10 used to register the Simple SIMs must have certain functionalities, especially on its interfaces, but can be implemented much more easily internally, and e.g. only have a standard subscriber profile, no MSISDNs, simplified authentication mechanisms etc.). At least the Simple HLR 10 must be able to recognize the IMSIs assigned to the Simple SIMs as such.
  • the terminal or the simple SIM 9 registers with the mobile radio network by first initiating a location update procedure. Based on the IMSI transmitted by the Simple-SIM 9, the Simple-HLR 10 recognizes that special treatment of this connection request (subscriber) is necessary. However, since the Simple-HLR 10 knows the IMSI of the Simple-SIM, the terminal 1 is regularly logged into the mobile radio network using the appropriate authentication and cyphering mechanisms. Simplified authentication and encryption parameters can be used, which are carried out with constant, uniform challenge / response pairs or with variable challenge / response pairs, which are generated by cryptographic methods in the Simple HLR 10.
  • the special module 6 in the VLR 5 ensures that the error messages of the Simple HLR 10 are evaluated and implemented accordingly.
  • the call request is subsequently redirected to a credit card server 8, as in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, where the subscriber is identified by credit card.
  • the subscriber can then dial the destination number and the call can be set up to the desired destination number.
  • the destination number can be dialed when the CC server 8 is selected.
  • BSC Base station control
  • VLR Visitor register
  • HLR Home register

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Zugang zu einem Telekommunikationsnetz und zur Abrechnung von Telekommunikationsdienstleistungen, wobei den klassischen Mechanismen von Netzbetreibern, ihren Kunden Dienstleistungen zur Verfügung zu stellen und für die Bereitstellung derselbigen Entgelte zu nehmen, neue Prozesse entgegengestellt werden. Es geht in diesem Zusammenhang primär um neue Zugangsmechanismen und -medien zu einem Telekommunikationsnetz, veränderte Sicherheitsmechanismen sowie um innovative Zahlverfahren. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass im Telekommunikationsnetz Authentikationsverfahren eingesetzt werden, die es einem Teilnehmer ermöglichen, zu irgendeinem frei wählbaren Zeitpunkt nachzuweisen, dass eine Bezahlung von einer in Anspruch genommenen oder zu nehmenden Dienstleistung geleistet wird oder bereits geleistet wurde.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Zugang zu einem Telekommunikationsnetz und zur Abrechnung von Telekommunikationsdienstieistungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Zugang zu einem Telekommunikationsnetz und zur Abrechnung von
Telekommunikationsdienstleistungen gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
Die beschriebene Erfindung stellt den klassischen Mechanismen von Netzbetreibern (i.d.R. Mobilfunk), ihren Kunden Dienstleistungen zur Verfügung zu stellen und für die Bereitstellung derselbigen Entgelte zu nehmen, neue Prozesse entgegen. Es geht in diesem Zusammenhang primär um neue
Zugangsmechanismen und -medien zum (mobilen) Telekommunikationsnetz, veränderte Sicherheitsmechanismen sowie um innovative Zahlverfahren. Der Vereinfachung halber wird die Erfindung im folgenden anhand von Mobilfunknetzen des GSM-Standards beschrieben, ist jedoch auch auf andere Telekommunikationsnetze anwendbar, soweit die in der Beschreibung gemachten Randbedingungen auch auf diese Netze anwendbar sind.
Allgemein kann gesagt werden, dass ein Mobilfunkbetreiber mittels seines Telekommunikationsnetzes eine Infrastruktur bereitstellt, die die Nutzung bestimmter Dienstleistungen (primär Telefonie) ermöglicht. Diese Dienstleistungen können von beliebigen Teilnehmern unter der Erfüllung gewisser Randbedingungen gegen Entgelt genutzt werden. Der Netzbetreiber entscheidet in jedem einzelnen Fall, welchem Teilnehmer er den Zugang zu seinem Telekommunikationsnetz (und damit zu seinen Diensten) erlaubt und welchen er von der Inanspruchnahme der mit dem Zugang verbundenen Dienstleistungen ausschließt. Im klassischen Fall gibt es zwei Ansätze die einem Teilnehmer eine Zugangsberechtigung zu einem Telekommunikationsnetz erlauben: a) auf Subskriptionsbasis:
Der Teilnehmer schließt einen Vertrag mit einem Heimat-Netzbetreiber (Home Operator) ab, der dem Teilnehmer für die Vertragslaufzeit die Nutzung bestimmter Dienstleistungen ermöglicht. Typisch für diesen Ansatz ist, dass der Nutzer i.d.R. einen kontinuierlichen Grundbetrag und für die
Inanspruchnahme von Dienstleistungen ein mengenabhängiges Entgelt entrichtet. Die Bezahlung erfolgt i.d.R. auf kreditorischer Basis per (Monats)Rechnung. b) auf Prepaidbasis: Der Teilnehmer kauft beim Home Operator eine bestimmte Art und Menge an Dienstleistungen ein und bezahlt diese im Voraus. Dafür steht ihm die Nutzung des Netzes und der jeweiligen Dienstleistungen bis zu dem vereinbarten, eingekauften Umfang zu. Der Netzbetreiber überprüft die Art und Menge der genutzten Dienste und entzieht dem Teilnehmer nach Verbrauch seines eingekauften Kontingents wieder die Zugangsberechtigung.
Speziell für GSM-Mobilfunknetze existieren für die Nutzung von Telekommunikationsdiensten zwei Varianten: a) Der Teilnehmer nutzt ausschließlich die Infrastruktur des Home Operators. Das Entgelt für die Nutzung wird nach einem der obigen Verfahren entrichtet. b) Der Teilnehmer nutzt zumindest teilweise die Infrastruktur eines anderen Netzbetreibers (Visited Operator). Das Entgelt wird an den Home Operator nach obigen Verfahren entrichtet. Darüber hinaus werden, ohne Einflussnahme des Teilnehmers, für die Inanspruchnahme des Fremdnetzes entsprechende Ausgleichszahlungen zwischen den Operatoren geleistet
(Roaming Fall).
Die beschriebenen Ansätze machen deutlich, dass die Kontrolle des Netzbetreibers über die Zugangsberechtigung des Teilnehmers eine zentrale Funktion darstellt. Sowohl im Fall der ausschließlichen Nutzung des Heimatnetzes als auch im Roaming Fall bei der Nutzung eines fremden Netzes sind für GSM Mechanismen definiert, die die Identität und Authentizität des Teilnehmers sicherstellen. Das technische Medium, welches dieses ermöglicht, ist die Chipkarte oder Teilnehmeridentitätsmodul (SIM) in Kombination mit Daten im Netz, z.B. Daten, die im Heimatregister (HLR), dem Authentikationszentrum (AC) oder den Besucherregistern (VLR) abgelegt sind. Letztendlich stellt die SIM die Basis dar, die es dem Operator (Home oder Visited) erlaubt, die Zugangsberechtigung des Teilnehmers zu überprüfen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein System und Verfahren zum Zugang zu Telekommunikationsnetzen und zur Abrechnung von Telekommunikationsdienstleistungen vorzuschlagen, das gegenüber den klassischen Mechanismen einfacher und sowohl für den Netzbetreiber als auch für den Teilnehmer bequemer ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Der klassische Ansatz stellt über die beschriebenen Zugangsmechanismen im Grunde zwei Sachen sicher: a) Der Netzbetreiber weiß, wer der Teilnehmer ist. b) Der Netzbetreiber weiß, dass und wie er das Entgelt für die in Anspruch genommene Dienstleistung bekommt (oder schon bekommen hat).
Substantiell betrachtet ist eigentlich nur der Punkt b) entscheidend. Dies wird gemäss der Erfindung ebenfalls sichergestellt, wobei jedoch'der klassische Ansatz verlassen wird.
Erfindungsgemäß gilt wie im klassischen Fall:
- der Netzbetreiber stellt eine Infrastruktur und Dienste bereit;
- gegen Entgelt können diese genutzt werden; - der Netzbetreiber kontrolliert den Zugang zu seinen Diensten. Im Gegensatz zu den beiden klassischen Möglichkeiten, über Subskription oder Vorauszahlung (Prepaid) die Zugangsberechtigung zum Netz zu erhalten, ist erfindungsgemäß folgendes vorgesehen:
Der Teilnehmer muss im Voraus (oder im Nachhinein) dem Netzbetreiber auf irgendeine Art und Weise nachweisen (oder diesen überzeugen), dass eine Bezahlung der in Anspruch genommenen (oder zu nehmenden) Dienstleistung geleistet wird (oder bereits geleistet wurde), indem er: a) zweifelsfrei seine Identität und eine damit verbundene Verlässlichkeit nachweist (z.B. "ich bin der Bundeskanzler der Bundesrepublik Deutschland"), z.B. durch eine digitale Signatur; b) direkt über vertrauensvolle Mechanismen bezahlt (EC-Karte, Elektronische Börse) c) zweifelsfrei seine Verbundenheit zu einer vertraulichen, dritten Partei nachweist, die für die Bezahlung einsteht (z.B. Kreditkartenorganisation).
Kann der Teilnehmer eine der oben genannten Ansprüche a), b) oder c) erfüllen, so ist primär dem Anspruch des Netzbetreibers, ein Entgelt vom Teilnehmer zu erhalten, genüge getan. Je nach realisiertem Verfahren und Prozessumfeld ist sogar der Punkt "Wer ist der Teilnehmer?" zu erfüllen, was allerdings nicht zwingend erforderlich ist.
Je nach Ausprägung und Realisierungsvariante sind die Ansprüche des Netzbetreibers bzgl. der Bezahlsicherheit des Teilnehmers sicherlich unterschiedlich, auch im Vergleich zum klassischen Ansatz. Das Maß an Sicherheit liegt allerdings alleine im Ermessen des Netzbetreibers. Zur Verdeutlichung dieser Tatsache dient der klassische Ansatz im GSM Netz, wo der Netzbetreiber - über die technische Sicherheit der SIM entscheidet; - frei über den Authentikationsalgorithmus entscheidet (auch die Auswahl eines einfachen "XOR-Algorithmus" wäre erlaubt); - die individuellen Teilnehmerschlüssel (Ki) selbst bestimmt (auch ein konstanter Schlüssel für alle seine Teilnehmer wäre erlaubt);
- entscheidet über das Sicherheitsievel des gesamten Schlüsselmanagementprozesses (Generierung, Transport, Speicherung).
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, als Bezahlmedium eine Kreditkarte zu verwenden. Bisherige Anwendungen, die den Einsatz von Kreditkarten als Bezahlmedium in Telekommunikationsnetzen beschreiben, setzen alle voraus, dass der Teilnehmer eine prinzipielle Zugangsberechtigung zu einem Telekommunikationsnetz besitzt, die er vorab bereits durch eine der obigen Varianten (Subskription, Prepaid) erworben hat. Das Bezahlen per Kreditkarte ist in diesen Fällen als Methode anzusehen, wo Dienstleistungen (vorwiegend dritter Parteien) auf diesem Weg (eben über die Kreditkarte) abgerechnet werden. Dabei gibt es eine Bandbreite an Realiserungsmöglichkeiten, die sich in Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit unterscheiden. Beispielsweise seien die folgenden Varianten genannt:
- der Teilnehmer nennt einem Sprachserver seine Kreditkartennummer;
- er verwendet die Tastatur (DTMF-Töne) zur Eingabe seiner Kreditkartennummer; - er verschickt eine SMS an einen speziellen Server mit seinen Kreditkartendaten;
- anhand seiner MSISDN oder IMSI wird eine Zuordnung zu seiner Kreditkarte hergestellt (die der Teilnehmer vorab dem Netzbetreiber bekannt gemacht hat).
Neu an dem hier beschriebenen Verfahren ist, dass einem Teilnehmer die Inanspruchnahme von Telekommunikationsdienstleistungen auch ohne gültige (klassische) Zugangsberechtigung ermöglicht wird, indem er z.B. mittels Kreditkarte gegenüber dem Netzbetreiber seine Bonität nachweist.
Beim Identifikationsprozess über die Kreditkarte sind wiederum verschiedene Varianten denkbar: a) Der (im Telekommunikationsnetz nicht registrierte) Teilnehmer erhält Zugang nur zu einem bestimmten Ziel (evtl. mittels jeder beliebigen Rufnummer), unter dem er sich mittels Eingabe seiner Kreditkartennummer identifizieren kann (i.d.R. auf "per Call Basis"). Dies kann gewisse Plausibilitäts- und Sicherheitschecks mit einschließen, wie z.B. Passwortschutz, die Eingabe zusätzlicher persönlicher Daten, online-check der Daten bei der Kreditkartenorganisation etc.. b) Der Teilnehmer erhält das Recht auf abgehende Kurznachrichten und kann sich in ähnlicher Weise wie unter a) registrieren. c) Für den Fall, dass die Kreditkarte chipkartenbasiert ist, übermittelt der Teilnehmer seine Kreditkartendaten elektronisch, also direkt mit seiner Kreditkarte. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen:
- das Endgerät erlaubt einen Zugriff auf einen zweiten Kartenleser, in dem die Kreditkarte des Teilnehmers steckt - das Endgerät akzeptiert die Kreditkarte anstelle der SIM. Anstatt der
IMSI (wie in GSM) wird die Kreditkartennummer ganz oder teilweise bei der Registrierungsprozedur an das Netz geschickt. Der Netzbetreiber muss dabei in der Lage sein, diesen Fall von der klassischen Registrierungsprozedur zu unterscheiden. d) Der Netzbetreiber kann selbst eine Zuordnung zwischen der (nicht im klassischen Sinn registrierten) SIM zu einer Kreditkarte vornehmen. Dies bedarf einer vorherigen, einmaligen Prozedur, bei der diese Zuordnung hergestellt wird.
Um nicht telefonierfähigen (im klassischen Sinne) Teilnehmern eine Dienstleistung (i.d.R. Telefonie) zu ermöglichen, sind je nach Ausprägung des Ansatzes bestimmte Systemvoraussetzungen zu schaffen (hier am Beispiel GSM), die die folgenden Forderungen erfüllen:
- einem nicht roamingfähigen oder nicht registrierten oder nicht authentischem Teilnehmer ist ein Zugang zum Telekommunikationsnetz zu gewähren
- der Zugang erlaubt nur eingeschränkte Funktionalität (z.B. nur abgehende Calls (MoC)) zu einem bestimmten Ziel - über den Zugang wird ein Bezahl verfahren mittels Kreditkarte bereitgestellt
- eine über die Kreditkarte vorgenommene, sichere Identifizierung des Teilnehmers erlaubt ihm die eingeschränkte Nutzung des Netzes (z.B. MoCs)
- die Abrechnung der Dienstleistung basiert auf der Nutzung der Kreditkarte (z.B. auf dem Kreditkartenkonto)
Das beschriebene Verfahren eröffnet sowohl den Teilnehmern als auch dem Netzbetreiber neue Möglichkeiten bzgl. Dienstenutzung und gegenseitiger Geschäftsbeziehung und weist mehrere Vorteile auf. Für den Teilnehmer, der in Besitz einer Kreditkarte ist, birgt dieses Verfahren den Vorteil, ohne gültiges (Telekommunikations-)Teilnehmerverhältnis oder ohne gültige Roamingberechtigung dennoch die Dienstleistungen eines Netzbetreibers in Anspruch zu nehmen. Für den Netzbetreiber hat dies ebenfalls einen wesentlichen Vorteil. Die Dienstleistungen, die der Netzbetreiber den (Mobilfunk- ^Teilnehmern zur Verfügung stellt, bedürfen keiner Registrierung. Registrierungen heißen für den Netzbetreiber die Bereitstellung entsprechender Systemressourcen, was wiederum sehr kostenintensiv ist. So bindet jede personalisierte SIM, auch wenn sie noch nicht aktiviert ist - also noch keine MSISDNs und Dienste zugeordnet bekommen hat - Ressourcen in HLR/AC oder im Kartenmanagementsystem KMS. Da diese Ressourcen einerseits teuer sind andererseits auch numerisch begrenzt sind (Nummernbereiche für MSISDN), verbieten sich gewisse Ansätze, wie zum Beispiel eine großzügige Lagerhaltung von SIMs oder das großflächige Verteilen von Karten in die Fläche.
Nicht registrierte SIMs heben diese Restriktionen zum großen Teil auf. So ist es durchaus vorstellbar, sogenannte "Simple-SIMs" in großer Anzahl an Endkunden oder Points of Sales zu verteilen, was ganz andere Vertriebswege eröffnen würde. Unter einer Simple-SIM ist im einfachsten Fall eine Chipkarte zu verstehen, die als einzige Funktionalität die Fähigkeit besitzt, einem Endgerät die Registrierungsprozedur zu ermöglichen, indem es eine IMSI zur Verfügung stellt. Die IMSI muss weder beim Netzbetreiber registriert sein noch muss die Simple- SIM authentisieren können, denn - wie oben beschrieben - fängt der Netzbetreiber diesen "Makel" ab und bietet bei diesen Karten die Registrierung per Kreditkarte an.
Z.B. kann vorgesehen sein, dass jeder Kreditkarten-Kunde mit seiner
Monatsrechnung eine Simple-SIM zugesandt bekommt. Diese Simple-SIM ist in einem Mobiltelefon einsetzbar und erlaubt den (eingeschränkten) Zugang zu einem Mobilfunknetz, indem die Registrierung über die Kreditkarte abgewickelt wird. Die Abrechnung der in Anspruch genommenen
Telekommunikationsdienstleistungen erfolgt ebenfalls über die Kreditkarte.
Durch den Wegfall der Notwendigkeit, per Vertrag eine Subskription abzuschließen, ist es durchaus vorstellbar, die Simple-SIMs auch über Kioske,
Tankstellen, Handelsketten etc. zu vertreiben.
Ebenso bietet es sich an, mit Endgeräteherstellern Agreements zu schließen, so dass diese ihre Endgeräte bereits mit einer Simple-SIM eines Netzbetreibers ausliefern. Dies liegt sowohl im Interesse des Netzbetreibers als auch im Interesse des Endgeräteherstellers und Endkunden, da das Endgerät bereits ohne Abschluss eines Subskriptionsvertrags telefonierfähig ist.
Eine Variante kann zum Beispiel darin bestehen, die Simple-SIM schon so zu gestalten, dass sie in eine reguläre SIM umgewandelt werden kann, falls sich der Teilnehmer entschließt, einen Subskriptionsvertrag mit dem Netzbetreiber einzugehen. Dies kann erreicht werden, indem man nachträglich Funktionen auf der SIM aufbringt (over-the-air) oder freischaltet, sowie im Netz die Kartendaten in die entsprechenden Systeme einbringt oder freischaltet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren näher erläutert. Dabei ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung. Es zeigen:
Figur 1 : Einbuchung ins GSM-Netz mittels Error-Auswertung des HLRs;
Figur 2: Identifizierung und Rufaufbau über Kreditkarten-Server (CC-Server); Figur 3: Einbuchen ins GSM-Netz mittels Simple-SIM und Simple-HLR.
Die folgenden Abbildungen 1 und 2 zeigen eine erste Implementierungsvariante der Erfindung. Figur 1 zeigt ein Beispiel für eine Einbuchprozedur und die damit verbundenen Systemanpassungen und Figur 2 beschreibt den Identifikationsprozess eines Teilnehmers mittels Kreditkarte.
Erfindungsgemäß wird einem Teilnehmer auch ohne gültige SIM eine Dienstenutzung im Mobilfunknetz ermöglicht. Technisch wird dabei an der Stelle eingegriffen, wo im klassischen Fall die Identifikations- und Authentikationsprozeduren des Netzbetreibers einsetzen.
Nehme man als Beispiel den Fall gemäß Figur 1 , dass eine ungültige SIM 2 im Endgerät 1 verwendet wird und damit versucht wird, sich Zugang zu einem (GSM) Mobilfunknetz zu verschaffen. Ungültige SIM heißt in diesem Zusammenhang:
- nicht registriert (dem Home Operator unbekannte IMSI)
- nicht Roaming-fähig (die IMSI gehört einem Home Operator, der dem Teilnehmer keine Roaming Erlaubnis erteilt hat)
- nicht authentisch (die Authentikationsprozedur scheitert, z.B. wegen falschem Ki)
In allen Fällen schickt im klassischen Fall der Netzbetreiber dem Endgerät 1 eine entsprechende Fehlermeldung und verweigert den Zugang zu seiner Infrastruktur (eine Ausnahme bildet lediglich der Notruf "112").
Der neue Ansatz ändert das bisherige Verfahren insofern ab, dass der Netzbetreiber zwar registriert, dass die verwendete SIM 2 keine Zugangsberechtigung im klassischen Sinn besitzt, er dem Teilnehmer jedoch nicht prinzipiell den Zugang verweigert. Vielmehr bietet der Netzbetreiber dem Teilnehmer mittels geeigneter Prozeduren an, sich alternativ z.B. über seine Kreditkarte zu identifizieren. Ist die Identifikation im Sinne des Netzbetreibers erfolgreich, so bietet dieser dem Teilnehmer ein gewisses Spektrum an Diensten an. Eine gewisse "Bezahlgarantie" erreicht der Netzbetreiber einerseits durch die Sicherheit des definierten Identifikationsmechanismus wie auch durch die üblichen Bezahlgarantien von Kreditkartenfirmen bei Inanspruchnahme von Dienstleistungen ihrer Kunden.
Ein Person möchte sich über ein Mobilfunkendgerät 1 in einem Mobilfunknetz einbuchen und über dieses Mobilfunknetz telefonieren. Der Teilnehmer besitzt ein Teilnehmeridentifikationsmodul 2 (SIM), die eine Internationale Mobilteilnehmerkennung (IMSI) enthält, wobei angenommen wird, dass die IMSI nicht in dem betreffenden Mobilfunknetz registriert ist und die SIM im betreffenden Mobilfunknetz nicht roaming-berechtigt ist. Das bedeutet, dass sich die Person mittels der SIM 2 normalerweise nicht im betreffenden Mobilfunknetz einbuchen und dessen Dienste in Anspruch nehmen kann.
Erfindungsgemäß ist dies nun doch möglich, indem zunächst eine Anmeldung des Endgeräts 1 bei der zuständigen Basisstationssteuerung 3 (BSC) erfolgt. Da das Endgerät 1 bzw. SIM 2 bisher nicht registriert ist, wird zunächst eine Location Update Prozedur über die Mobilvermittlungsstelle 4 (MSC) und das Besucherregister 5 (VLR) zum Heimatregister 7 (HLR) angestoßen, bei der u.a. die auf der SIM 2 abgelegte IMSI an das HLR 7 übergeben wird. Das HLR 7 prüft, ob die IMSI registriert ist - in diesem Falle nicht - und sendet eine Fehlermeldung (ERROR) an das VLR 5 zurück, dass die IMSI nicht bekannt ist. Im VLR ist ein Spezialmodul 6 angeordnet, dessen Aufgabe es ist, diese speziellen Fehlermeldungen abzufangen, auszuwerten und entsprechend vorgegebene Aktionen auszulösen.
Gleichzeitig werden die normalerweise durchgeführten Authentisierungs- und Cypherprozeduren abgeschaltet und die Location Update Prozedur abgeschlossen, indem dem Endgerät die erfolgte, vereinfachte Aufenthaltsregistrierung positiv bestätigt wird.
Figur 2 zeigt den Rufaufbau nach erfolgter Anmeldung des Endgeräts 1 bzw. der SIM 2 beim Mobilfunknetz. Der Anrufwunsch des Endgeräts 1 wird über die BSC 3 und die MSC 4 an das VLR 5 weitergeleitet. Initiiert durch das Spezialmodul 6, das eine spezielle Behandlung des Anrufwunsches auslöst, erfolgt zunächst ein Sperren (ODB: Operator Determined Barring) des weiteren Verbindungsaufbaus zur gewünschten Rufnummer. Stattdessen wird der Ruf mittels eines festgelegten Routings zu einem speziell eingerichteten Kreditkarten-Server 8 (CC-Server ) umgeleitet, der entweder Teil des Mobilfunknetzes ist, also vom Netzbetreiber verwaltet wird, oder extern an das Mobilfunknetz angebunden sein kann.
Der CC-Server 8 beginnt einen Dialog (Sprachdialog oder Textanzeige) mit dem Teilnehmer, in welchem der Teilnehmer aufgefordert wird, seine
Kreditkartennummer und deren Verfallsdatum z.B. über die Tastatur des Endgeräts einzugeben. Diese Daten werden an den CC-Server weitergeleitet. Der CC-Server 8 überprüft die vom Teilnehmer gemachten Angaben (Gültigkeit, Sperrvermerke, etc.) der Kreditkarte und gibt im „Gut" Fall eine Freigabe an die Vermittlungsstelle MSC 4 bzw. das VLR 5, den Anrufwunsch des Teilnehmers durchzuschalten.
Es erfolgt nun ein regulärere Rufaufbau zu der vom Teilnehmer gewünschten Rufnummer, wobei die für diese Verbindung angefallnen Gebühren anhand der Kreditkartendaten des Teilnehmers durch den Netzbetreiber abgerechnet werden.
Eine spezielle Ausprägung der Erfindung gemäß Figur 3 verwendet als Zugangsmedium zum GSM-Netz vorzugsweise eine Chipkarte in Form einer sogenannten Simple-SIM 9, die im GSM-Netz des Home-Operators zwar registriert, jedoch gegenüber einer Standard-SIM 2 mit deutlibh verringerter Funktionalität ausgestattet ist. Jede Simple-SIM besitzt eine besondere IMSI, die z.B. derart gewählt ist, dass sie die Simple-SIM eindeutig als solche kennzeichnet. Es wäre sogar möglich, für alle ausgegebenen Simple-SIMs dieselbe IMSI zu verwenden, da diese IMSI nicht zur Identifikation eines bestimmten Teilnehmers benötigt wird, sondern lediglich zur Identifikation einer Simple-SIM.
Selbst ein Ansatz, eine chipkartenbasierte Kreditkarte direkt als Zugangsmedium einzusetzen, wäre unter der Voraussetzung, dass das verwendete Endgerät dies unterstützt, möglich. Auch im Beispiel nach den Figuren 1 und 2 ist der Einsatz einer Simple-SIM 9 oder speziellen Kreditkarte denkbar
Netzseitig ist zusätzlich zum regulären HLR 7 ein sogenanntes Simple-HLR 10 eingerichtet, welches ausschließlich für die Registrierung der Simple-SIMs zuständig ist. Wie das reguläre HLR 5, muss auch das zur Registrierung der Simple-SIMs verwendete Simple-HLR 10 gewisse Funktionalitäten, insbesondere auf seinen Schnittstellen, besitzen, kann intern jedoch deutlich einfacher implementiert sein, und z.B. nur ein Standardteilnehmerprofil aufweisen, keine MSISDNs, vereinfachte Authentikationsmechanismen etc.). Zumindest muss das Simple-HLR 10 in der Lage sein, die den Simple-SIMs zugeordneten IMSIs als solche zu erkennen.
Analog zum Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 meldet sich das Endgerät bzw. die Simple-SIM 9 beim Mobilfunknetz an, indem zunächst eine Location Update Prozedur angestoßen wird. Anhand der von der Simple-SIM 9 übermittelten IMSI erkennt das Simple-HLR 10, dass eine besondere Behandlung dieses Verbindungswunsches (Teilnehmers) notwendig ist. Da jedoch dem Simple-HLR 10 die IMSI der Simple-SIM bekannt ist, wird ein reguläres Einbuchen des Endgeräts 1 in das Mobilfunknetz unter Anwendung der entsprechenden Authentisierungs- und Cypheringmechanismen zugelassen. Dabei können vereinfachte Authentisierungs- und Verschlüsselungsparameter verwendet werden, die mit konstanten, einheitlichen Challenge/Response-Paaren durchgeführt werden oder mit variablen Challenge/Response-Paaren, die durch kryptographische Verfahren im Simple-HLR 10 erzeugt werden.
Trotz erfolgter Authentisierung des Teilnehmers anhand seiner Simple-SIM 9 wird die Rufweiterschaltung vom Simple-HLR 10 zunächst gesperrt, indem eine Fehlermeldung (ERROR) an das VLR 5 zurückgegeben wird.
Das Spezialmodul 6 im VLR 5 sorgt dafür, dass die Error-Meldungen des Simple- HLR 10 entsprechend ausgewertet und umgesetzt werden. Bei der Verwendung von ODB-Meldungen wird der Anrufwunsch analog wie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 nachfolgend auf einen Kreditkarten-Server 8 umgeleitet, wo die Identifizierung des Teilnehmers per Kreditkarte erfolgt. Der Teilnehmer kann dann die Zielrufnummer nachwählen, und der Rufaufbau zur gewünschten Zielrufnummer kann erfolgen. Bei der Verwendung eines IN-Triggers kann schon bei Anwahl des CC-Servers 8 die Zielrufnummer angewählt werden.
Zeichnungslegende
Endgerät
SIM
Basisstationssteuerung (BSC)
Mobilfunkvermittlung (MSC)
Besucherregister (VLR)
Spezialmodul
Heimatregister (HLR)
Kreditkarten-Server (CC-Server)
Simple-SIM
Simple-HLR

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum vereinfachten Zugang zu einem Telekommunikationsnetzen und Abrechnung von Telekommunikationsdienstleistungen, dadurch gekennzeichnet, dass im Telekommunikationsnetz Authentikationsverfahren eingesetzt werden, die es einem Teilnehmer ermöglichen, zu irgend einem frei wählbaren Zeitpunkt nachzuweisen, dass eine Bezahlung von in Anspruch genommenen oder zu nehmenden Dienstleistung geleistet wird oder bereits geleistet wurde.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Authentikationsverfahren angewendet wird, mittels dessen die Identität des Dienstleistungen im Telekommunikationsnetz nutzenden Teilnehmers durch mindestens eine der folgenden Maßnahmen festgestellt wird: durch eine digitale Signatur; direkt über bestehende vertrauensvolle Mechanismen (EC-Karte,
Elektronische Börse) durch zweifelsfreien technischen Nachweis der Verbundenheit des
Teilnehmers zu einer vertraulichen dritten Partei, die für die Bezahlung einsteht (Kreditkartenorganisation).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Authentifikation und Registrierung des Teilnehmers und die Abrechnung der in Anspruch genommenen Dienstleistungen mittels einer Kreditkarte erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anmeldung des Teilnehmers beim Telekommunikationsnetz mit Hilfe eines speziellen Teilnehmeridentitätsmoduls (Simple-SIM) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Telekommunikationsnetz ein spezielles Heimatregister (Simple-HLR) eingerichtet wird, das ausschließlich zur Authentifikation und Registrierung der speziellen Teilnehmeridentifikationsmodule (Simple-SIM) dient.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das spezielle Teilnehmeridentifikationsmodul und das spezielle Heimatregister gegenüber dem regulär verwendeten Teilnehmeridentifikationsmodul und Heimatregister über eingeschränkte Funktionalitäten verfügen.
7. Einrichtung zum vereinfachten Zugang zu einem Telekommunikationsnetz und Abrechnung von Telekommunikationsdienstleistungen, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungen vorhanden sind, mittels derer ein Teilnehmer im zeitlichen
Zusammenhang mit einem elektronischen Bezahlvorgang dem Netzbetreiber nachweisen kann, dass eine Bezahlung von in Anspruch genommenen oder zu nehmenden Dienstleistung geleistet wird oder bereits geleistet wurde.
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