UNIVERSITÄT GHS ESSEN

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1 UNIVERSITÄT GHS ESSEN Anwendungspotentiale, Architekturen und Sicherheitsaspekte im M-Commerce Diplomarbeit DII Vorgelegt dem Fachbereich Wirtschaftswissenschaften der Universität Gesamthochschule Essen von: Kühnhold, Michael Gnesener Straße Düsseldorf Matrikelnummer Erstgutachter: Prof. Dr. G. Pernul Zweitgutachter: Prof. Dr. H. Adelsberger Sommersemester 2001, 10. Studiensemester Voraussichtlicher Studienabschluss: Sommersemester 2001

2 I I. Inhaltsverzeichnis I. Inhaltsverzeichnis...I II. Abbildungsverzeichnis... VI III. Tabellenverzeichnis... VI IV. Abkürzungsverzeichnis...VII 1. Einführung in das Thema Aufbau der Diplomarbeit Was ist M-Commerce? Warum ist das Thema M-Commerce interessant? Definition: Mobilfunkgerät Zusammenfassung Anwendungspotentiale für M-Commerce Mobile Shopping und Booking Bestellung über ein mobiles Device Reservierung über mobiles Device Mobile Auktionen Mobile Finanzdienste Mobile Banking Mobile Broking Mobile Cash Mobile Payment Kreditkarten basiertes Bezahlen Gebührenpflichtige Sonderrufnummern Paybox Mobiles Device als Informationsspeicher Digitaler Mitgliedsausweis Digitaler Personalausweis Mobile Digitale Krankenakte Mobile Unterhaltungsmedien Audio on Demand Video on Demand Mobiles Computerspielen Mobile Wettteilnahme... 15

3 II Mobile Internet-Access Ortsabhängige Anwendungen und Telematikdienste Verfahren zur Ortsbestimmung GPS Infrastrukturbasierte Ortsbestimmung Routenplanung Verkehrsinformation Ortsabhängige Werbung und Information Mobile Geschäftsanwendungen Telearbeit Fernzugriff auf Unternehmens-Datenbanken Mobile Groupware-Anwendungen Drahtlose Videokonferenzen Mobile Kommunikationsanwendungen Voice over IP Unified Messaging Mobile Instant Messaging Telemedizin Patientenüberwachung Erreichbarkeit des Arztes Verbindung zum Rettungsdienst Mobiler Fernunterricht Fernüberwachung Zusammenfassung Architekturen im M-Commerce Netzarchitekturen G / GSM - Mobilfunknetze Schutz vor nicht-autorisiertem Telefonieren Schutz der Identität und des Aufenthaltsortes der Teilnehmer Zugang zum Internet G+ Netze HSCSD High Speed Circuit Switched Data GPRS General Packet Radio Service EDGE Enhanced Data for GSM Evolution... 33

4 III Zugang zum Internet G Netze Schutz vor nicht-autorisiertem Telefonieren Übertragungsgeschwindigkeit Zugang zum Internet Bluetooth WLAN Protokollarchitekturen SMS Short Message Service WAP Wireless Application Protocol Wap-Portal Schnittstellen i-mode Direct Internet-Access Positionsbestimmung und ortsabhängige Dienste Positionsbestimmung GPS-Methode E-OTD-Methode Basis-Lokalisierungs-Methode Verwaltung und Verwendung der Positionsdaten Nokia Location-Services-Architektur Rettungsleitdienste Andere Lösungen für Notfall-Dienste Telematikdienste Navigationsdienste Verkehrssituationsmessung Tourismus-Information Transport- und Flottenmanagement Geldgeschäfte Mobile Bezahlverfahren Paybox Abrechnung über Mobilfunkrechnung msign Mobile Electronic Signature Consortium Pay-it-mobile Mobile Banking... 55

5 IV Mobile Brokerage Mobile Shopping and Booking Mobile Sound Hotelbuchungen Bedhunter Wapme eine vielseitige M-Commerce Lösung SMS-Marketing Kommunikationsdienste Unified Messaging Mail und Fax per Handy IP-Telefonie Mobile Office Zugang zu Firmendatenbanken Beispiel mysap Mobile Business Beispiel Lotus Professional Service Wireless Portfolio Webbasierte Adressverwaltung und Terminkalender T-Mobil Timemanager WEBanizer und Wapanizer Datenzugang an Hochschulen Zusammenfassung Technische Sicherheitsaspekte im M-Commerce Vertraulichkeit und Datenintegrität Schutz vor unerlaubtem Abhören auf Mobilfunknetz-Ebene Abhörsicherheit im GSM Abhörsicherheit im UMTS-Netz Sicherheit im WAP durch WTLS Sicherheitslücke WAP-Gateway Problem Andere Dienste und Anwendungen Identifikation contra Anonymität Identifizierung des Transaktionspartners Anonymität beim Telefonieren Anonymes Surfen Anonymität des Aufenthaltsortes Nicht-Abstreitbarkeit Verfügbarkeit... 73

6 V 4.5. Schutz vor Viren Virenübertragung über WAP Sonderfall: Handy als Modem Virenübertragung beim Datenabgleich mit dem Computer Zusammenfassung Zusammenfassung und Ausblick Anwendungspotentiale Suche nach der Killer-Applikation Architekturen Sicherheitsaspekte Vermutliche Entwicklung von M-Commerce Schlusswort V. Literaturverzeichnis VI. Erklärung... 89

7 VI II. Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: M-Commerce Anwendungen ([Müll99], S. 40)... 3 Abbildung 2: Was spricht gegen mobilen Handel? ([Ehre01], S. 90)... 5 Abbildung 3: Nutzung verschiedener i-mode Anwendungen ([UMTS00a], S. 26) Abbildung 4: Internet-Nutzer weltweit ([NWW01], S. 39) Abbildung 5: Nutzer ortsabhängiger Dienste weltweit ([UMTS00a], S. 36) Abbildung 6: Einschätzung des Risikos durch Informationsdiebstahl ([KüHu99], S. 22) Abbildung 7: Nutzer mobiler Datendienste nach Technologie in Europa ([Müll01], S. 20) Abbildung 8: Internetzugang mit GPRS ([RoSc00, S. 21]) Abbildung 9: WAP versus WWW (nach [WAPF00], S. 10 in Anlehnung an [Dulz00], S. 272) Abbildung 10: Datenübertragung im WAP ([Rügh00], S. 112) Abbildung 11: Observed-Time-Difference-Methode zur Positionsbestimmung ([UMTS00a], S. 34) Abbildung 12: Nokia Netzwerkarchitektur für ortsabhängige Dienste (nach [Wies00], S. 26) Abbildung 13: Mögliche Navigationsarchitektur mit Berücksichtigung aktueller Verkehrsdaten Abbildung 14: Lösung für das Flottenmanagement von Aspiro ([Aspi00], S. 4) Abbildung 15: Transaktionsschema bei Paybox Abbildung 16: Mobiles Bezahlen ([Röve01]) Abbildung 17: Zahlungsmodell Msign ([Münk01], S. 83) Abbildung 18: FinanceMobile im Detail ([Data01b], S. 2) Abbildung 19: Unified Messaging Architektur ([Scho01], S. 23) Abbildung 20: Mobilfunkumsatz je Nutzer in Europa ([Müll01], S. 20) Abbildung 21: M-Commerce Hype Curve ([Müll99], S. 13) Abbildung 22: Mobilfunkanschlüsse in Europa ([Müll01], S. 18) Abbildung 23: Mobilfunknutzung weltweit ([UMTS00a], S. 24) Abbildung 24: Datenübertragungsraten in der Realität ([Müll01], S. 55) III. Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Anwendungen zur Fernüberwachung (nach [UMTS00a], S. 44/45) Tabelle 2: Architekturkategorien Tabelle 3: Datenübertragungsraten verschiedener Mobilfunknetze im Vergleich... 36

8 VII IV. Abkürzungsverzeichnis 2G Mobilfunknetze der zweiten Generation 2G+ Mobilfunknetze der zweiten Generation mit Erweiterungen (auch 2,5G) 3G Mobilfunknetze der dritten Generation AOL America Online; Internet Provider ARPU Allocated Revenue per User ASP Application Service Provider BCG Boston Consulting Group BS Basisstation BSC Basisstation-Controller CAA Computer Aided Animation AG, Filderstadt CD Compact Disc CE In Windows CE: spezielle Windows-Version für PDAs und andere Kleincomputer chtml Compact Hypertext Markup Language C-Netz Analoges Netz für Funktelefone in Deutschland ddg ddg Gesellschaft für Verkehrsdaten D-Netz Erstes Digitales Netz für Funktelefone in Deutschland DTMF Dual Tone Multi Frequency (Tonwahlverfahren) E-Commerce Electronic Commerce EDGE Enhanced Data for GSM Evolution EDI Electronic Data Interchange EDIFACT Electronic Data Interchange For Administration, Commerce and Transport E-GPRS Enhanced GPRS E-OTD Enhanced Observed Time Difference ETSI European Telecommunications Standard Institute FAZ Frankfurter Allgemeine Zeitung FCD Floating Car Data G5 Messaging Messaging Protocol-Set, das existierende Standards für und Gruppe3-Faxe verbinden soll. (siehe [UMTS00a], S , 68) GGSN Gateway GPRS Support Node GMLC Gateway Mobile Location Centre GPRS General Packet Radio Service; paketvermitteltes Mobilfunknetz GPS Global Positioning System GSM Global System Mobile; Standard für digitalen Mobilfunk Früher auch: Groupe Spéciale Mobile HBCI Homebanking Computer Interface HSCSD High Speed Circuit Switched Data HTML Hypertext Markup Language HTTP Hypertext Transfer Protocol (http 1.1 ist definiert in [RFC2616]) IBM International Business Machines ICQ I seek you; Instant Messaging Dienst IDC International Data Corporation IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers; unter Anderem: Herausgeber von Standards in den USA i-mode Mobiler Informationsdienst in Japan; i-mode steht für Internet-Mode IMSI International Mobile Subscriber Identity IP Internet Protocol (IPv4 ist definiert in [RFC791]) IPsec IP Security (Sicherheitsmerkmal im Internet-Protokoll)

9 VIII IPv6 Internet Protocol Version 6, unterstützt längere IP-Adressen sowie verschiedene Sicherheitsmerkmale (IPv6 ist definiert in [RFC1883]) LAI Location Area Identifier LAN Local Area Network LBS Location Based Service(s) LMU Location Measurement Unit M-Commerce Mobile Commerce MIP Mobile Internet Protocol (MIP für IPv4 ist definiert in [RFC 2794]) MIPv6 Mobile Internet Protocol für IPv6 MP3 Music Player 3; eigentlich MPEG2-Layer 3; Audio-Layer des MPEG2 Standards; Verfahren zur Kompression von Audio-Daten MPEG4 Moving Picture Expert Group, Standard 4; Standard zur Kompression von Videodaten mit Sound. MS Microsoft MSC Mobile Switching Centre msign Mobile Electronic Signature Consortium, auch Msign MSN Microsoft Network; Internet Provider OTD Observed Time Difference; Positionsbestimmungsmethode PBS Position Based Service(s) PC Personal Computer PDA Personal Digital Assistant PIN Personal Identification Number PKI Public Key Infrastructure PTM-SC Point-to-Multipoint-Service Centre RFC Request For Comments; das Internet betreffendes Standarddokument RNC Radio Network Controller SGSN Serving GPRS Support Node SIM (-Karte) Subscriber Identification Module; Smartkarte mit den Nutzerdaten zum Betrieb eines Mobiltelefons SMLC Serving Mobile Location Centre SMS Short Message Service SMSC Short Message Service Centre SoC2 Syntax-oriented Coding; Technologie zur Komprimierung von Java-Dateien SSL Secure Socket Layer TAN Transaktionsnummer TCP/IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol TDMA Time Division Multiple Access TLS Transport Layer Security (TLS ist definiert in [RFC2246]) TMSI Temporary Mobile Subscriber Identity UM Unified Messaging UMTS Universal Mobile Telecommunications System UMTS-Forum Unabhängiges non-profit Forum der Industrie zur Standardisierung und Einführung von UMTS 1 VoIP Voice over Internet Protocol; Sprachübertragung über das Internet Protokoll WAE Wireless Application Environment 1 The UMTS Forum is an international and independent body, uniquely committed through the building of cross-industry consensus to the successful introduction and development of UMTS/IMT-2000 "third generation" mobile communications systems ([UMTS00b]). Das UMTS Forum sieht sich als Wegbereiter für Standards und das nötige Umfeld, um UMTS erfolgreich werden zu lassen.

10 IX WAP Wireless Application Protocol 2 WDP Wireless Datagram Protocol WHCS Wireless Host Connectivity Server 3 WLAN Wireless Local Area Network; drahtloses Funknetzwerk, auch W-LAN WML Wireless Markup Language WSP Wireless Session Protocol WTLS Wireless Transport Layer Security WTP Wireless Transaction Protocol WWW World Wide Web XML Extensible Markup Language XOR Exklusives Oder ZDNet Ziff-Davis-Net; Webangebot des Ziff-Davis-Verlags In Zweifelsfällen wurde zur Recherche der Abkürzungen auch [Zöpp98] herangezogen. 2 Die WAP-Standards beinhalten auch die Standardisierungsdokumente zu den einzelnen Unterprotokollen, wie zum Beispiel WAE, WDP, WSP, WTLS und WTP (siehe [WAP10], [WAP11] und [WAP12]). 3 Siehe [ZDNe01]. In anderer Literatur zum gleichen Thema auch: WAP-HBCI Connection Server (siehe [Herm01]).