Das (de-)aktivierte Bargeld: Unverwüstliche Speichertechnik in Banknoten

Geld aktivieren

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Durch die Speichertechnik auf jeder einzelnen Banknote ergibt sich auch die Möglichkeit, Geldscheine erst bei der Auszahlung zu aktivieren: das sogenannte Check-in-Check-out-Feature. Dahinter steckt der Gedanke, den Status jedes Scheins auf diesem selbst abzuspeichern, ihn also zu sperren oder freizugeben. Das Papiergeld funktioniert nur dann als Zahlungsmittel, wenn ein zertifiziertes Gerät es technisch aktiviert und damit für gültig erklärt. Nicht nur Geldfälscher müssten diese Kodierung erst einmal knacken. Auch bei Bankraub, Lösegelderpressungen oder Überfällen auf Geldtransporte würden künftig wohl überwiegend deaktivierte Noten erbeutet, die sich erst mit sicherheitskritischer Technik aktivieren lassen.

Die Forscher haben noch weitere Sicherheitsfunktionen auf der Pfanne. Zunächst wollen sie eine Uhr in die Papierscheine einbauen. Zwar enthält die aufgedruckte Seriennummer eines Geldscheins bereits in verschlüsselter Form das Herstellungsdatum, aber eine Uhr könnte zusätzlich sein tatsächliches Alter protokollieren. Wenn dann beispielsweise eine augenscheinlich neue Banknote auftaucht, deren Uhr bereits ein hohes Umlaufalter zeigt, kann das ein Hinweis auf eine Fälschung sein.

Bei der Lösung dieses Problems haben die Forscher eine Weile mit sich gerungen. Denn die einfachste Art, Zeitabläufe zu messen, funktioniert über den radioaktiven Zerfall bekannter Isotope. An der TH OWL entschied man sich allerdings gegen einen Ansatz, dem Banknotenpapier radioaktive Stoffe beizumengen, um die allgemeine Akzeptanz von Geldscheinen nicht zu gefährden.

Ein weiterer Ansatz war es, volatile organische Stoffe einzubringen, die über die Zeit sich wandelnde Gerüche abgeben. Kunden mit feinen Nasen könnten damit sogar selbst eine Vorstellung vom unterschiedlichen Alter der Geldscheine in ihrem Portemonnaie gewinnen. Auch diese Idee ist allerdings nicht weiter verfolgt worden.

Der chemische Datenspeicher auf einer Musterbanknote ändert sein Aussehen unter Tageslicht nicht. Unter UV-Licht (unten) zeigt sich, dass sich die optischen Eigenschaften mit den Belichtungs-Schaltzyklen (a-c) messbar verändern.

(Bild: TH Ostwestfalen-Lippe)

Stattdessen tüfteln die Forscher an langsam ablaufenden chemischen Oxidationsprozessen. Dabei müssen sie mit dem Problem leben, dass solche Prozesse in der Regel temperaturabhängig ablaufen und oft auch auf sichtbares Licht und UV-Strahlung reagieren. Diese Effekte sollen Antioxidantien unterdrücken, die den Oxidationsprozess verlangsamen. Dazu bedruckt man Musterscheine im Labor beispielsweise mit der Farbe Indigo, versetzt mit den Antioxidantien alpha-Tocopherol und BHT (Butylhydroxytoluol), und baut die Mischung in Methyl-Zellulose-Filme ein. Diese Filme lassen sich an beliebiger Stelle auf dem Geldschein platzieren.

Indigo verändert unter auftreffender UV-Strahlung seinen Farbton, was sich optisch messen lässt. Weil eine Banknote damit aber an der Sonne schneller altern würde als in der Hosentasche, sollen weitere chemische Uhren diese Schwäche kompensieren. So altert nun ein zweites chemisches System vor allem unter sichtbarem Licht, unbeeinflusst von UV-Strahlung, und ein drittes im Dunkeln, nahezu unbeeinflusst von den herrschenden Lichtverhältnissen. Zu deren konkreten chemischen Vorgängen veröffentlichen die Entwickler derzeit keine Details, da noch Patentanträge laufen.

Laut Lohweg kann eine solche Dreifach-Uhr das Alter einer Banknote auf ein bis zwei Wochen genau bestimmen, bei einer Lebensdauer von mehreren Jahren. Zum Vergleich: Euro-Scheine mit kleinem Nennwert sind heute etwa zwei bis drei Jahre im Umlauf, bevor sie aus dem Verkehr gezogen und ersetzt werden. Größere Scheine gehen in der Regel durch weniger Hände und haben eine etwas längere Nutzungsphase.

Für das Auslesen solcher chemischer Uhren genügt die optische Bestimmung von Grau- und Farbwerten. Messgeräte für solche Einsatzfälle sind längst am Markt vorhanden. Die Forscher sind zuversichtlich, auch diesen Schritt in wenigen Millisekunden technisch in den Griff zu bekommen. Geldautomaten und Kassensysteme der Zukunft bekämen so eine weitere unbemerkte Funktion, durch die Falschgeld schnell in Verdacht geraten würde.

Mit Speicherplatz auf der Banknote könnte auch das sogenannte MicroIDENT-Verfahren neuen Auftrieb bekommen. Dabei handelt es sich in seiner Urform um einen zweidimensionalen Code, vergleichbar einem QR-Code. „Unser Code kann allerdings mehr Daten speichern, da er komplexer aufgebaut ist“, sagt Lohweg.

Das MicroIDENT-Verfahren ersetzt einzelne Punkte im Druckbild, beispielsweise i-Punkte oder Satzzeichen, durch kodierte Grafiken. Für das bloße Auge ist diese Manipulation kaum wahrnehmbar und damit auch nicht störend. Erst in einem Scan mit einer Auflösung von wenigstens 1200 dpi sind die kodierten Stellen zu erkennen. Zudem ist der Code so gestaltet, dass man ihn sogar aus seinen Einzelteilen wieder in der korrekten Reihenfolge zusammensetzen kann. Banknotenschnipsel lassen sich damit also als Teile eines oder mehrerer Scheine identifizieren.

Dieser Code kann einen Geldschein zusätzlich individualisieren. Ein digitaler Speicher auf dem Schein selbst könnte diesen Code aufnehmen und damit einen weiteren Sicherheitsabgleich ermöglichen. Selbst bei einer Prüfung ohne Online-Zugang ließe sich damit eine Diskrepanz nachweisen. Dieses System ist bereits patentiert und steht als zusätzliche Sicherheitstechnik für Banknoten zur Verfügung.

Die vorgestellten neuen Sicherheitsmerkmale bis hin zu den eingebauten Digitalspeichern ließen sich ohne auffällige Änderungen am Design der Banknoten einführen. Zudem ist die erforderliche Lese- und Schreibtechnik wie UV-Lampen oder Farbscanner breit verfügbar, kostengünstig und leistungsfähig. Die zusätzlichen Scan- und Schreibprozesse an Geldautomaten können damit vom Endkunden unbemerkt im Hintergrund stattfinden.

Die Forschungspartner geben zu bedenken, dass Datenspuren individueller Personen auf Banknoten nicht akzeptabel sind. Der Anwender hätte davon jedenfalls nichts. Offizieller Konsens ist, dass Bargeld als anonymes Zahlungsmittel und Wertspeicher erhalten bleiben soll.

Bis Ende 2020 sollen in Zusammenarbeit mit der Koenig-&-Bauer-Tochter KBA NotaSys Musternoten mit gekapselten Spiropyranen als digitalen Speichern entstehen, sowohl im Papier als auch in der Druckfarbe. Ebenso soll der Probedruck die drei voneinander unabhängigen Uhrsysteme auf den Mustergeldscheinen verwirklichen. Diese wollen die Forscher dann eingehend in den von der EZB vorgegebenen 16 Belastungstests für Banknoten auf die Probe stellen. Nur wenn sich die Musterscheine mit den neuen Sicherheitsmerkmalen auch in jeder Hinsicht als robust genug erweisen, ist die neue Technik zur Einführung bereit.

Neue Banknotenlayouts benötigen lange Abstimmungsprozesse und Zeitabläufe, die sich über sieben bis zehn Jahre hinziehen. Sollten die Euroländer sich allerdings entscheiden, die bereits erforschten Sicherheitstechniken beim bestehenden Geldsystem ohne Designänderungen einzuführen, könnte es deutlich schneller gehen. In etwa fünf Jahren sei die Technik einsatzbereit, schätzt Lohweg. Partner, die das Projekt drucktechnisch umsetzen können und auch die Prüftechnik in Geldautomaten und an der Ladenkasse genau kennen, sind bereits heute im Boot.


Arne Grävemeyer

Bargeld lacht nicht nur, es ist auch eine bewährte, allseits akzeptierte Zahlungsform, die selbst dann noch funktioniert, wenn das Kartenlesegerät mal ausfällt. Geldscheine können als Wertspeicher dienen und vor allem ermöglichen sie anonyme Zahlungsvorgänge. Schließlich sollten weder der Staat noch Konzerne mit Einfluss in viele Lebensbereiche zu viel wissen.

Nun entwickeln Forscher also smarte Banknoten mit Digitalspeicher. Geldautomaten können diese direkt beim Abheben beschreiben; vorgesehen ist, Ort und Zeitpunkt der Abhebung auf jedem Schein abzuspeichern. Hinzu kommt eine digitale Aktivierung, ohne die der Geldschein an der Ladenkasse gar nicht funktioniert. Misstrauisch könnte man das Ende einer anonymen Zahlungsform befürchten.

Doch bevor sich jeder für die nächste Anschaffung in ein Bitcoin-Abenteuer stürzt: Zunächst einmal handelt es sich bei den neuen Techniken um zusätzliche Sicherheitskonzepte. Mit Digitalspeicher und Check-in-Check-out-System plus Uhr und 2D-Code stoßen Geldfälscher auf weitere Hürden.

Es ist wahr: Geldautomaten könnten technischerseits die Kontonummer des Abhebers auf der Banknote ablegen. Allerdings können sie diese Daten in Verbindung mit der Seriennummer auch heute schon speichern, nur eben nicht auf der Note selbst. Wenn das Geld erst einmal durch ein paar Hände gegangen ist, bleibt es auch weiterhin ein anonymes Zahlungsmittel. Diese Situation kann sich jedoch ändern, wenn neben den Geldautomaten mehr und mehr Ladenkassen ihrerseits Geldscheine ein- und auschecken. Schon heute dient die Supermarktkasse auch als Auszahlungsterminal. Wenn aber smarte Banknoten in Zukunft fast gar nicht mehr von Hand zu Hand gehen sollten, sondern in einem immer feinmaschigeren Automaten- und Kassennetz von einem Lese-Schreibvorgang direkt zum nächsten, dann ließe sich der Bargeldfluss fast ebenso gut überwachen wie der elektronische Zahlungsverkehr.


Dieser Artikel stammt aus c't 16/2020. (agr)