Các hệ thống thanh toán và tiền điện tử.DOC

III.
Các
hệ thống thanh toán và
tiền điện tử
1. Thanh toán thơng mại điện tử.
Trong [1], đã lợc qua các qui trình cơ bản của thơng mại, và thấy rằng trong mọi
qui trình đó đều có những hoạt động cần đợc đảm bảo an toàn thông tin. Trong đó
thì thanh toán là một khâu có một vị trí đặc biệt. Khi thực hiện thơng mại điện tử
ta phải tổ chức đợc các hệ thanh toán điện tử, tức hệ thống thanh toán mà toàn bộ
giao tác thoả thuận giá cả, trả tiền, nhận tiền, giao hàng (nếu hàng hoá là thông
tin) hoặc chứng thực giao hàng đều đợc thực hiện trên mạng. Vấn đề chủ yếu ở
đây là tạo ra đồng tiền điện tử, làm thế nào để kẻ mua ngời bán đều chấp nhận và
sử dụng đợc tiện lợi nh tiền mặt thông thờng. Tiền có chức năng là một phơng tiện
mang giá trị, có khả năng trao đổi và cất giữ. Chuyển sang môi trờng số hoá
(digital) - hay điện tử - tiền điện tử là một thông báo thanh toán mang một chữ kí
điện tử có chức năng trao đổi hoặc cất giữ một giá trị [4].
Tiền điện tử trong một hệ thanh toán có sự tham gia của ba bên [5,6,7]: một ngân
hàng B, các khách hàng (ta kí hiệu đại diện U) và các cửa hàng (ta kí hiệu đại diện
R). Giả sử các khách hàng U và cửa hàng R đều có mở tài khoản và kí gửi tiền thật
tại ngân hàng B. Quá trình thanh toán khi U mua hàng và giả tiền cho R qua ngân
hàng B đợc diễn ra trên mạng (Internet) nh sau:
Ngân hàng phát hành các đồng tiền điện tử theo các mệnh giá khác nhau, đó
chính là các thông báo đợc kí bởi khoá bí mật của ngân hàng - với mỗi mệnh giá
dùng một khoá riêng (theo cách thực hiện của First Digital Bank [4]). Việc đầu
tiên của quá trình là U rút tiền từ ngân hàng. Giả sử U muốn rút một đồng tiền
theo một mệnh giá nào đó. U sinh ra một số xê ri một cách ngẫu nhiên (để khó có
khả năng hai số xê ri trùng nhau, có thể lấy đó là một số có 100 chữ số), kí bằng
khoá bí mật của mình rồi gửi đến ngân hàng. Ngân hàng, dùng khoá công khai của
U, tìm đợc số xê ri, rồi kí vào số xê ri đó bằng khoá bí mật tơng ứng với mệnh giá
của đồng tiền và gửi lại U, đồng thời rút bớt từ tài khoản của U số tiền tơng ứng.
Nh vậy, U đã có đợc đồng tiền với số xê ri và mệnh giá đợc ngân hàng cấp.

Để trả tiền cho R, U chuyển đồng tiền đó đến R, R dùng khoá công khai của B
để xác nhận đó là đồng tiền phát hành bởi B; chấp nhận đồng tiền và gửi lại ngân
hàng B (thông báo nhận này đợc kí bởi khoá bí mật của R). B thử lại chữ kí của
mình, và kiểm tra trong cơ sở dữ liệu của mình xem đồng tiền với số xê ri đó đã
tiêu cha, nếu cha thì chấp nhận việc thanh toán, ghi thêm tiền vào tài khoản của R
và báo với R biết, đồng thời huỷ số xê ri đó. Sau khi thủ tục đó hoàn thành, R tiến
hành giao hàng cho U và quá trình kết thúc.
(Tiếp theo kỳ trớc)
GS. TS. Phan Đình Diệu
1
1
Một hệ thanh toán nh vậy là an toàn. Với chữ kí điện tử của các bên, ta thấy cửa
hàng không thể phủ định việc trả tiền của U, ngân hàng không thể phủ định việc
mình đã phát hành đồng tiền hoặc đã nhận sự kí gửi từ R, và khách hàng, cũng
không thể chối bỏ việc mình rút tiền từ ngân hàng và không thể tiêu tiền hai lần!
2. Tính ẩn danh (anonymity) của tiền điện tử và chữ kí mù.
Hệ thanh toán nh mô tả ở trên có một số nhợc điểm mà trong những năm gần đây
nhiều nhà khoa học đang cố tìm cách khôi phục. Hai đặc điểm đợc xem là quan
trọng nhất của một hệ thanh toán là tính an toàn của ngân hàng và tính ẩn danh
của đồng tiền.
Tính an toàn của ngân hàng đợc thể hiện ở chỗ mỗi đồng tiền đợc ngân hàng
phát hành không thể đợc tiêu quá một lần, trong khi rất dễ sao chép một đồng
tiền thành bao nhiêu bản tuỳ thích. Tính an toàn này, trong sơ đồ nói trên, đợc
đảm bảo bởi việc ngân hàng kiểm tra trong cơ sở dữ liệu (các đồng tiền đã phát
hành) của mình xem một đồng tiền mà R định kí gửi đã bị tiêu cha. Để thực hiện
điều này, đòi hỏi các cơ sở dữ liệu lớn, chi phí kiểm tra tốn kém. Hiện nay, đang
có xu hớng tìm các giải pháp không cần kiểm tra cơ sở dữ liệu, mà ngay trong kết
cấu đồng tiền phải có đủ thông tin để nếu U tiêu tiền hai lần thì bị phát hiện. Và
nếu thực hiện theo hớng này, thì ngay cả khi có cơ sở dữ liệu lớn, việc kiểm tra độ
an toàn nhiều cấp càng hiệu quả hơn.

Tính ẩn danh là một yêu cầu tế nhị. Tiền mặt thông thờng có tính ẩn danh, nghĩa
là việc chi tiêu nó không để lại dấu vết để có thể theo dõi quá trình chuyển vận của
đồng tiền và việc mua bán của ngời tiêu tiền. Vấn đề tính ẩn danh có thể và cần đ-
ợc tôn trọng tuyệt đối hay không là một vấn đề đang thảo luận [8], tuy nhiên về
mặt kĩ thuật, đây là một vấn đề thú vị đang đợc nghiên cứu rộng rãi. D. Chaum,
ngời chủ trì hệ thống Digicash hiện nay, chính là ngời ngay từ đầu những năm 80
đã phát minh ra phơng pháp chữ kí mù (blind signature [9]) để tạo ra các đồng tiền
ẩn danh, và Chaum xem tính ẩn danh là một đặc điểm chủ yếu cho bất kì một hệ
thanh toán điện tử nào. ý cơ bản của chữ kí mù là nh sau:
Giả sử trong hệ thống dùng phơng pháp mã khoá công khai RSA. Để che đậy
mọi dấu vết của đồng tiền (đối với ngân hàng) thì cách tốt nhất là không để ngân
hàng biết số xê ri của đồng tiền khi kí xác nhận lên đồng tiền đó. Đối với ngân
hàng, điều quan trọng khi phát hành đồng tiền điện tử là thông tin về khách hàng
và mệnh giá đồng tiền, do đó có thể chấp nhận kí phát hành một đồng tiền mà số
xê ri bị che dấu. Việc đó đợc thực hiện ở khâu rút tiền từ ngân hàng nh sau: Giả sử
(n, e) là khoá công khai và d là khoá bí mật của ngân hàng. Giả sử khách hàng U
muốn rút một đồng tiền và chọn số xê ri là m. U sẽ làm mù số xê ri đó bằng cách
nhân m với một số r
e
mod n, trong đó r là một số ngẫu nhiên mà U chọn và giữ
kín. Nh vậy U sẽ gửi đến ngân hàng số xê ri đã bị làm mù m = m.r
e
mod n. Ngân
hàng kí trên số m với chữ kí sig(m) = m
d
mod n. Nhận đợc sig(m) từ ngân
hàng, U sẽ xoá mù chữ kí bằng cách chia sig(m) cho r, và đợc chữ kí của ngân
hàng trên số xê ri thực m. Thực vậy, ta có:
sig(m) / r = m
d

/ r = m
d
. r
ed
/ r

m
d
r / r = m
d
mod n.
Ngân hàng kí trên m, U đợc chữ kí của ngân hàng trên m! Số xê ri m đợc giấu
kín để ngân hàng không biết, và do đó đồng tiền trở thành ẩn danh đối với ngân
hàng!
Ngời ta cũng đã phát triển nhiều loại đồng tiền điện tử ẩn danh khác, nh trong sơ
đồ Brands [4], tính ẩn danh đợc thực hiện dựa trên sơ đồ chữ kí Schnorr.
Mặc dầu đã có nhiều nghiên cứu và thử nghiệm, nhng theo [4] cho đến nay thực
sự cha có một hệ tiền điện tử nào đợc sử dụng mà hoàn toàn có tính ẩn danh cả.
Việc nghiên cứu để có giải pháp tốt cho các đồng tiền điện tử và các hệ thanh toán
2
2
điện tử vẫn còn đợc tiếp tục. Và nó có đợc chấp nhận hay không còn phụ thuộc
vào nhiều yếu tố, nhất là ngân hàng, tiền điện tử chỉ là "số hoá" của tiền thật mà
Ngân hàng đang quản lý, chịu trách nhiệm trung gian thanh toán giữa U và R.
Nh nhiều chuyên gia nhận xét, thơng mại điện tử là kết quả của sự phối hợp của
kinh tế và lí thuyết mật mã. Nhận xét đó nói lên tầm quan trọng và những đóng
góp rất cơ bản của lí thuyết mật mã vào sự hình thành và phát triển của tiền điện
tử, thanh toán điện tử, nó đòi hỏi nhiều yếu tố, nhng việc đào tạo một lực lợng có
hiểu biết sâu sắc và vận dụng thành thạo lí thuyết mật mã hiện đại là hết sức cần
thiết và cấp bách, khi chúng ta muốn mở rộng thị trờng thơng mại điện tử trong n-

ớc và sớm Hội nhập vào thị trờng cộng đồng quốc tế .
Tài liệu dẫn
[1] Phan Đ.D. An toàn thông tin và thơng mại điện tử. Tạp chí tin học Ngân hàng
số 4/99.
[2] D. Stinson. Cryptography. Theory and Practice. CRC Press, 1995
[3] B. Schneier. Applied Cryptography. John Wiley&Son, 1996
[4] J. Grabbe. Introduction to digital cash. />[5] D. Chaum. Achieving electronic privacy. Scientific American, Aug 1992, 96-101
[6] A. Chan, Y. Frankel, Y. Tsiounis. Easycome - easy go divisible cash. Euro
CRYPT 98
[7] M. Peirce, D. OMahony. Scaleable, secure cash payment for WWW resources
with the Pay Me protocol set. 4
th
International WWW Conference, Dec 1995.
[8] D. Hans. Truly anonymous digital cash can never work. Webs home page
[9] D. Chaum. Blind signatures for untraceable payments. Advances in Cryptology,
CRYPTO82, 199-203 .
3
3