EasyPay - a novel approach to mobile payment

Abstract

Wenn man die letzten Jahre betrachtet kann man feststellen, dass das Internet sowie digitales Geld unverzichtbare Bestandteile unseres Lebens geworden sind. Der Bankomat und Netbanking sind selbstverständlich geworden und niemand könnte sich heute noch vorstellen ohne diese Hilfsmittel zurecht zu kommen. Digitales Geld hat nicht nur den Vorteil, dass man nicht ständig Bargeld bei sich tragen muss, sondern auch, dass man auf einfache Weise jederzeit Geld ausgeben kann. Viele verschiedene Firmen haben in den letzten Jahre versucht auf diesen Zug aufzuspringen um den Bezahlvorgang noch einfacher und schneller zu gestalten. Gerade durch das Zeitalter der Mobiltelefone sind viele mobile Lösungen entstanden, die jedoch großteils nur verwendet werden können um in Geschäften zu bezahlen (B2C - Business-to-Customer), aber selten um zwischen zwei Personen Geld auszutauschen (C2C - Customer-to-Customer). Die meisten etablierten Bezahlsysteme benötigen eine Internetverbindung um zu funktionieren. Im Ausland, wenn durch Roaming hohe Kosten entstehen würden, ist die Benutzung eines Online-Bezahlsystems oft mit zusätzlichen Kosten für den Datentransfer verbunden. Des Weiteren gibt es in einigen Gebieten keine vollständige Netzabdeckung durch Mobilfunkanbieter. Das kann zum Beispiel abgelegene Gebiete wie Berge (abgesehen von touristisch erschlossenen Gebieten oder Skigebieten) oder Tunnel betreffen. Wenn man nun aus den eben beschriebenen Gründen keine mobile Lösung, die eine Internetverbindung benötigt, verwenden kann, ist man momentan weiterhin auf die Verwendung von Bargeld angewiesen. Da der Trend jedoch klar Richtung mobiler Bezahlsysteme geht und Bargeld oft nur noch verwendet wird, wenn es keinen anderen Weg gibt, wäre es von Vorteil in allen Lebenslagen eine Möglichkeit zu haben um Geld auch zwischen zwei Personen über das Mobiltelefon zu tauschen. Vor allem in Österreich werden noch viele Transaktionen mit Bargeld durchgeführt. Daher würde es gerade hier einen großen potentiellen Markt für eine Lösung dieser Art geben, von der viele Personen profitieren würden. Das wäre insbesondere dann ein Vorteil, wenn jemand an einen Freund oder Bekannten Geld übertragen will, jedoch kein Bargeld zur Verfügung hat und gleichzeitig keine Verbindung zum Internet möglich ist um ein Onlinesystem zu nutzen. Außerdem könnten so kleinere Beträge einfach und schnell getauscht werden oder Rechnungen zwischen Freunden aufgeteilt werden, ohne sich um etwaiges Wechselgeld kümmern zu müssen. Diese Arbeit analysiert deshalb bestehende und etablierte Bezahlsysteme in Österreich und in anderen Ländern. Dabei werden Vor- und Nachteile ausgearbeitet, sowie Schlüsse für ein neues Protokoll gezogen, welches das Übertragen von Geld zwischen zwei realen Personen erlaubt. Außerdem wird ein Framework vorgestellt, welches auf bestehenden Kriterienkatalogen für digitale Bezahlsysteme basiert. Dieses wird verwendet um die Bezahlsysteme nach bestimmten Kriterien zu vergleichen und zu untersuchen. Das Ergebnis der Analyse wird verwendet um die oben beschriebenen Probleme mit Hilfe eines neuen Protokolls zu lösen. Es erlaubt Geld mit einem Mobiltelefon, welches Near Field Communication (NFC) unterstützt, zwischen zwei Personen zu tauschen. Zusätzlich ist es, da es keine Internetverbindung benötigt, an jedem beliebigen Ort einsetzbar. Daher gibt es abgesehen von der Batterie des Mobiltelefons keine limitierenden Faktoren. Am Ende wird ein Prototyp vorgestellt, der die Funktionalität des Protokolls demonstriert. Die Evaluierung des Protokolls und des Prototyps zeigt, dass das Protokoll auch in der Praxis funktionieren würde. Es wird aber auch gezeigt, dass es noch Probleme mit dem vorgestellten Protokoll gibt und wie diese zu lösen sind.

In the last couple of years the internet and digital money have taken a very big part in everyone's life. Paying bills online and using a wide variety of different apps on mobile phones to conduct financial transactions has become more and more common. Lots of different companies have more or less successfully tried to establish new payment systems that should allow easy money transfers. Especially mobile solutions have become very popular, since mobile phones play a big role in our daily lives. So far most of the mobile solutions have focused on payments between businesses and customers (B2C - business-to-customer) but there is still no solution that provides an easy way to conduct customer-to-customer (C2C) payments. Most of the payment systems on the market require an active internet connection to carryout a transaction. Unfortunately, cell phone coverage is not available everywhere, especially in rural and abandoned areas. When going abroad, mobile internet may result in high roaming costs which limit the usefulness of online apps. Even in developed countries, such as Austria, where high cell phone coverage can be expected, certain areas are not covered. These areas include for example mountains (not including touristic or skiing areas), tunnels or sometimes public transportation (e.g. airplanes, long distance trains). Therefore, a protocol focusing on offline C2C transactions is proposed which solves the described problems. This thesis analyses established online and mobile payment systems, investigates pros and cons, and draws conclusions for a novel mobile payment system. The existing solutions and their protocols are analysed and evaluated with a simple framework that is also presented in this thesis. The proposed payment system and its protocol are designed for high security and availability. Moreover, it works without an active internet connection. Therefore, the payment service is always available to the user as long as both transaction parties are carrying their phones. Additionally, Near Field Communication (NFC) is used to make transactions easier and more seamless for the user. NFC has gained a lot of popularity lately, because most of the modern smartphones have an NFC chip. Furthermore, credit card companies like Visa or MasterCard have started to extend their services with NFC to allow customers to pay contactless in shops with a debit or credit card. A prototype which implements the proposed protocol shows how it works. It also points out a few minor problems and how they can be solved. Since a majority of Austria-s transactions are still made via cash, there is a market potential for mobile payment systems. The user benefits from a tool that can be used everywhere, regardless of country borders, phone signal or WiFi connection. Furthermore, the user is not limited by any external factors apart from the phone's battery. This can especially be an advantage when the user wants to transfer money to a friend, when wanting to transfer small amounts on a regular basis or to split bills between several people.