專利名稱：用于確保機動車的免鑰匙進入通訊安全的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于改善機動車上的免鑰匙進入系統(tǒng)(Keyless-Entry-System) 的訪問控制的安全性的方法。
背景技術(shù)：
這種免鑰匙進入裝置為機動車的用戶提供了一種不用對車門鎖進行機械的開鎖 操作(Schliessbestatigung)就得以訪問機動車的可能性。為此，用戶通常隨身攜帶所謂的
身份識別發(fā)送器(ID-Geber)，該身份識別發(fā)送器與機動車的系統(tǒng)進行無線電通訊。用于接 受這種無線電通訊的觸發(fā)事件是用戶接近機動車，例如手接近車門把手區(qū)域。在采集這種 事件時，汽車方面的喚醒裝置或者喚醒電路發(fā)出喚醒無線電信號，用戶隨身攜帶的身份識 別發(fā)送器接收該喚醒無線電信號。在身份識別發(fā)送器方面，通過電路對喚醒無線電信號進 行評估，尤其檢驗的是，喚醒無線電信號是否來自身份識別發(fā)送器所配屬的機動車。這可以 借助被編碼在喚醒無線電信號中的信息來進行檢驗。在身份識別發(fā)送器中檢驗成功的情況 下，該身份識別發(fā)送器發(fā)出高頻的解鎖無線電信號，該解鎖無線電信號在汽車方面被接收 并被解碼。依賴于信號并且也許在對信號的進一步檢驗之后，實現(xiàn)在汽車方面的對鎖裝置 的解鎖，從而可以實現(xiàn)用戶的訪問。這種通訊以極其迅速的方式結(jié)束，以致于只要訪問授權(quán) 檢驗成功，進行訪問的用戶通常察覺不到該通訊。一旦用戶實際抓住車門鎖，該車門鎖通常 就已經(jīng)解鎖。然而，對于這種通訊存在被稱為中繼站攻擊(Relay-Station-Attacken)的入侵。 當(dāng)身份識別發(fā)送器的攜帶者停留在汽車附近時，通常應(yīng)該只被允許訪問該汽車。身份識別 發(fā)送器與機動車之間的無線電鏈路為此通常限制在幾米，而在這種攻擊時，無線電鏈路被 人為地且有針對性地延長了。在這種無線電鏈路被延長的情況下，汽車的喚醒信號由第一 延長站接收并發(fā)送到位于身份識別發(fā)送器附近的第二站上。通過這種方式，當(dāng)未獲授權(quán)的 人停留在汽車附近且第二站停留在身份識別發(fā)送器附近時，可以使該未獲授權(quán)的人能訪問 汽車。由EP 06117688公知一種應(yīng)改善這種通訊協(xié)議的安全性的方法。但是仍有需要在免鑰匙進入系統(tǒng)的安全性方面保護該免鑰匙進入系統(tǒng)，以防御無 線電鏈路的這種延長。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種用于使免鑰匙進入系統(tǒng)確保安全的改善的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，本任務(wù)通過一種具有權(quán)利要求1的特征的用于對機動車的進入授權(quán) 進行控制的方法得以解決。根據(jù)本發(fā)明，通過用于產(chǎn)生喚醒無線電信號的喚醒電路在對諧振回路的電流供應(yīng) 進行控制的情況下通過如下方式來驅(qū)動諧振回路，即，使該諧振回路的起振持續(xù)時間能夠 變化。在此，起振持續(xù)時間依賴于隨機生成的參數(shù)而發(fā)生變化，這通過控制電流供應(yīng)而發(fā)生。為此，例如使占空比(Duty-Cycle)或占空率發(fā)生變化。諧振回路的起振持續(xù)時間可以在最小的、能在實踐中實現(xiàn)的值與最大值之間變 化。通過延長起振持續(xù)時間，有意地且有針對性地將時間分量引入到在無線電通訊的順序 中，該時間分量受汽車方面的電路的控制。在未被侵入的無線電連接(無線電鏈路沒有被惡意地延長)中，系統(tǒng)運行時間 (也就是從開始發(fā)出喚醒信號直至接收到解鎖信號的時間)由多個分量組合而成。在時間 T1期間，諧振回路在喚醒電路的驅(qū)動下起振，直至達到進行接收的身份識別發(fā)送器的響應(yīng) 閾，并將它的喚醒信號發(fā)出到身份識別發(fā)送器上。身份識別發(fā)送器接收該信號，檢驗被編碼 在該信號中的信息內(nèi)容(例如所謂的喚醒模式(Wake-up-pattern))并將高頻的應(yīng)答信號 回送給汽車，此時，需要為接收和檢驗考慮時間分量T2。在汽車方面接收、檢驗高頻的解鎖 信號，并將解鎖信號發(fā)送給車門鎖的機械閉鎖裝置，此時，增加時間分量T3。根據(jù)本發(fā)明，首先依賴于生成的隨機參數(shù)地計算這種預(yù)期的系統(tǒng)運行時間。從該 計算出的系統(tǒng)運行時間中得出時間窗，在未被侵入的、無線電鏈路沒有被延長的連接的情 況下，在該時間窗之內(nèi)預(yù)期用于對車門鎖進行解鎖的反饋。對用于發(fā)出無線電信號且直至收到解鎖信號的實際需要的持續(xù)時間(也就是真 實的系統(tǒng)運行時間)進行測量，并且相對于預(yù)期的系統(tǒng)運行時間對該持續(xù)時間進行衡量。 倘若持續(xù)時間從預(yù)期的系統(tǒng)運行時間偏離且偏離量大于一預(yù)先給定的值，就不允許鎖裝置 的解鎖。本發(fā)明基于如下認(rèn)識在無線電鏈路被延長的情況下，發(fā)出的喚醒信號依賴于隨 機產(chǎn)生的參數(shù)而產(chǎn)生，并因此包含被有針對性地影響的時間分量。然而在無線電鏈路被延 長的情況下，時間的該延長分量出現(xiàn)了第二次，即在到身份識別發(fā)送器的無線電鏈路被延 長的情況下。在那里，借助另一諧振回路重新生成喚醒信號并將該喚醒信號轉(zhuǎn)交給身份識 別發(fā)送器。于是在系統(tǒng)運行時間中兩次包含時間分量，于是總的系統(tǒng)運行時間不再與預(yù)期 的系統(tǒng)運行時間一致。所以沒有在用于收到而計算出的時間窗之內(nèi)收到應(yīng)答信號。因此， 本發(fā)明的核心是有意地并且人為地改變喚醒電路的起振持續(xù)時間和衡量預(yù)期的系統(tǒng)運行 時間與實際的系統(tǒng)運行時間。原則上，該方案適用于不同頻率的喚醒信號，尤其適用于發(fā)送頻率為20kHz的系 統(tǒng)，但也適用于發(fā)送頻率為125kHz的系統(tǒng)。重要的是，將對汽車方面來說已知的時間份額有意地引入系統(tǒng)運行時間，從而在 每個用于驗證訪問授權(quán)的通訊過程中，系統(tǒng)運行時間都是不同的。被延長的無線電鏈路不 能根據(jù)各自情況針對這種不同的時間延遲作出調(diào)整。原則上也可以實現(xiàn)在汽車方面根據(jù)其 他圖表而預(yù)先給定的延遲，來代替隨機生成的參數(shù)。由此可以防止由于偶然性而出現(xiàn)在連 續(xù)發(fā)生的鎖合過程中延遲過于相似的情況。為了影響諧振回路的起振時間，可以對電流供應(yīng)的占空率施加影響。但是也能添 入其他用于改變起振特性的可能性。在本發(fā)明的改進方案中，確定起振特性的延遲的參數(shù)被發(fā)送給身份識別發(fā)送器。 可供選擇的是，喚醒電路也可以將由參數(shù)產(chǎn)生的值發(fā)送給身份識別發(fā)送器。于是身份識 別發(fā)送器收到關(guān)于起振持續(xù)時間的信息，并可以即時地對不同的現(xiàn)有數(shù)據(jù)的相容性進行驗 證。例如可以使用所謂的RSSI (Received Signal Strength Indicator，接收信號強度指示)數(shù)據(jù)，也就是用于代表場強或接收質(zhì)量的數(shù)據(jù)，以便確定身份識別發(fā)送器與汽車的距 離相關(guān)性并且還將其關(guān)聯(lián)到數(shù)據(jù)的評估中。在本發(fā)明的另一實施方式中，身份識別發(fā)送器與汽車方面的裝置之間的通訊在多 個階段中進行。按照本發(fā)明的該實施方式，首先汽車中的喚醒電路將信息發(fā)送給身份識別發(fā)送 器。依賴于發(fā)送到的信息，身份識別發(fā)送器可以針對后續(xù)的喚醒信號調(diào)整該身份識別發(fā)送 器的響應(yīng)閾。通過這種方式，可以進一步提高方法的安全性。在另一實施方式中，通過如下方式來設(shè)計喚醒電路，即，該喚醒電路可以在不同的 頻率上發(fā)送。為此，例如可以設(shè)置在例如在20kHz、22kHz以及24kHz的不同的信道?？梢?在這些信道上發(fā)送喚醒信號。各個緊接著使用的信道可以被編碼在信息中，并由喚醒電路 轉(zhuǎn)送給身份識別發(fā)送器。這使得可以在后續(xù)的通訊中根據(jù)接收到的頻率衡量其與根據(jù)之前 被轉(zhuǎn)送的信息的信道，并因此可以進一步提高認(rèn)證方法的安全性。


下面借助實施例對本發(fā)明進行詳盡闡述。圖1以示意圖示出在應(yīng)用依據(jù)第一實施例的根據(jù)本發(fā)明的方法時組成部分的布置。
具體實施例方式在圖1中示出擁有免鑰匙進入授權(quán)控制的汽車1。身份識別發(fā)送器2由用戶隨身 攜帶并且能夠與汽車1實施無線電通訊，以便檢驗訪問汽車1的合法性。在用戶接近汽車 1時，特別是在用戶的身體部位接近汽車把手時，汽車1與身份識別發(fā)送器2開啟無線電通 訊la、2a，在該無線電通訊的過程中，檢驗用戶訪問的合法性。尤其檢驗的是，存儲在身份識 別發(fā)送器中的識別信息是否作為訪問授權(quán)的識別信息儲存在汽車中。汽車1與身份識別發(fā)送器2之間的通常的且未被侵入的無線電鏈路在最大情況下 為幾米。應(yīng)該確保的是，當(dāng)攜帶合法的身份識別發(fā)送器的用戶停留在離汽車過遠的地方，尤 其在視野之外時，不能訪問到汽車上。實施中繼站攻擊的方法是人為地延長汽車1與身份識別發(fā)送器2之間的無線電 鏈路，從而即使汽車1與身份識別發(fā)送器2之間的間隔本來很大以致于由于發(fā)射功率的原 因應(yīng)該不可能進行無線電通訊，仍然發(fā)生汽車與身份識別發(fā)送器之間的無線電通訊。為此， 未被授權(quán)的入侵者走到汽車1的附近并且借助例如可以藏在箱子中的裝置3開始到汽車的 訪問嘗試。分站4位于攜帶有身份識別發(fā)送器2的被授權(quán)的用戶附近的另一入侵者處。汽 車發(fā)出其指向身份識別發(fā)送器2的通訊lb，該通訊lb由裝置3接收并通過另一無線電鏈路 3c引導(dǎo)到裝置4上。該裝置4在信息4d中將接收到的信息又轉(zhuǎn)送到身份識別發(fā)送器2，該 身份識別發(fā)送器2將該信息理解為汽車1的信息并送出其合法性檢查和合法性應(yīng)答。從身 份識別發(fā)送器2到汽車1的答復(fù)2d又(4c、3b)通過站4和3傳送。根據(jù)本發(fā)明，汽車方面的通訊裝置具有諧振回路，該諧振回路在通訊請求開始時 起振。在汽車方面對諧振回路為了達到身份識別發(fā)送器的響應(yīng)閾所需要的起振時間施加影 響，方法是預(yù)先給定占空比或占空率。通過這種方式，可以有針對性地影響起振過程的延
5遲。根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)1到幾十毫秒之間的延遲。依賴于汽車方面生成的隨機參數(shù)對 起振時間進行調(diào)整。該隨機參數(shù)可以與其他的汽車系統(tǒng)相結(jié)合，以便能夠從任一通過傳感 器確定的汽車數(shù)值生成偽隨機數(shù)。為此可以考慮所有在汽車中存在的數(shù)據(jù)，例如公里讀數(shù)、 電池電壓、輪胎內(nèi)壓或者其他數(shù)值。這樣生成的偽隨機數(shù)提供了入侵者不能理解或不能預(yù)見的值。如果開始根據(jù)本發(fā)明的方法，那么在汽車方面確定延遲，諧振回路的正常起振時 間被延長了該延遲的時間。通過諧振回路的供電的占空率，相應(yīng)地對起振時間施加影響，從 而在上升時間T1之后達到與身份識別發(fā)送器通訊的響應(yīng)閾(在圖中，信息la和lb帶有該 時間因素)。如果身份識別發(fā)送器位于汽車的附近(信息la)，也就是說存在被授權(quán)的訪 問，那么在對信息進行評估和檢驗之后，直接或在很小的延遲T2之后進行身份識別發(fā)送器 的應(yīng)答。身份識別發(fā)送器的應(yīng)答在高頻范圍內(nèi)轉(zhuǎn)送給汽車方面的通訊裝置，從而總的系統(tǒng) 運行時間需要的可接受時間窗為電容器的起振時間加上用于在身份識別發(fā)送器2中的評 估以及高頻的答復(fù)的時間T2。如果例如將有意的延遲T1調(diào)整到5ms，那么用于身份識別發(fā) 送器應(yīng)答的接受的時間窗例如在5到5. 5ms之間。在該時間窗之外到達的身份識別發(fā)送器 的應(yīng)答將被忽略并且不會導(dǎo)致汽車1的解鎖。為了與身份識別發(fā)送器進行通訊，在汽車方面生成20kHz的喚醒信息10。身份識 別發(fā)送器接收該信息10、對該信息10進行評估并且送回高頻的應(yīng)答信號11。因為針對高 頻通訊需要極短的時間，所以時間窗相應(yīng)地很窄，以便排入預(yù)先給定的起振時間。在進行未被授權(quán)的訪問嘗試時，裝置3接收汽車1的信息lb。裝置3將接收到的 信息在高頻范圍內(nèi)轉(zhuǎn)送給裝置4，為此通常需要幾乎無關(guān)緊要的時間間隔。在從站4到身份 識別發(fā)送器2的傳輸4d(該傳輸4d必須在較低的頻率范圍內(nèi)進行)中，這時當(dāng)然又出現(xiàn)預(yù) 先給定的起振時間T1'(該起振時間T1'在汽車方面依賴于隨機參數(shù)地被預(yù)先給定)，這 是因為系統(tǒng)的電容器在上傳(Aufstarten)時沒有充電。延時了的信息lb相應(yīng)地以約兩倍 的延遲作為信息4d被轉(zhuǎn)交到身份識別發(fā)送器2。汽車方面有意引入的時間延遲因素因此在系統(tǒng)中有兩次，從而使身份識別發(fā)送器 2對汽車1的應(yīng)答2d被延遲發(fā)送。這時，身份識別發(fā)送器2的應(yīng)答信息沒有落入之前計算 出的時間窗中，因而汽車被禁止訪問。在本發(fā)明的范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)不同的變型方案。尤其是能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同方式來確 定時間延遲參數(shù)。可以隨機地確定該時間延遲參數(shù)，或者從汽車方面的參數(shù)導(dǎo)出該時間延 遲參數(shù)。重要的是，本發(fā)明可以借助通常的、多數(shù)情況下本來就已經(jīng)存在的手段來實現(xiàn)，這 是因為尤其諧振回路的起振時間可以通過控制器中的占空比進行調(diào)整，從而不必要進行明 顯的結(jié)構(gòu)上的改變。
權(quán)利要求
用于對機動車的進入授權(quán)進行控制的方法，其中，借助于汽車方面的喚醒電路發(fā)出喚醒無線電信號，其中，由所述機動車的用戶隨身攜帶的身份識別發(fā)送器接收所述喚醒無線電信號，并借助于評估電路對所述喚醒無線電信號進行檢驗，其中，在檢驗成功的情況下，由所述身份識別發(fā)送器發(fā)出高頻的解鎖無線電信號，其中，汽車方面的控制裝置接收所述解鎖無線電信號，并依賴于該信號促使汽車方面的鎖裝置解鎖，其特征在于，通過用于產(chǎn)生所述喚醒無線電信號的所述喚醒電路以如下方式驅(qū)動諧振回路，即，使所述諧振回路的起振持續(xù)時間依賴于隨機生成的參數(shù)而變化，其中，依賴于所述參數(shù)地控制所述諧振回路的電流供應(yīng)，依賴于所述生成的參數(shù)地確定預(yù)期的系統(tǒng)運行時間，并且在所述控制裝置中對從驅(qū)動所述諧振回路直至接收到解鎖信號的持續(xù)時間進行測量，并且將該持續(xù)時間與所述預(yù)期的系統(tǒng)運行時間進行比較，其中于是，如果所述持續(xù)時間從所述預(yù)期的系統(tǒng)運行時間偏離且偏離量大于一預(yù)先給定的值，就不允許所述鎖裝置的解鎖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述喚醒電路將所述參數(shù)或?qū)乃鰠?數(shù)產(chǎn)生的值發(fā)送給所述身份識別發(fā)送器。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)送所述喚醒信號之前，所述喚 醒電路將信息發(fā)送給所述身份識別發(fā)送器，其中，所述身份識別發(fā)送器依賴于所述信息針 對所述喚醒信號調(diào)整所述身份識別發(fā)送器的響應(yīng)閾。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確保機動車的免鑰匙進入通訊安全的方法，即用于對機動車的進入授權(quán)進行控制的方法。借助汽車方面的喚醒電路發(fā)出無線電信號，并且由用戶隨身攜帶的身份識別發(fā)送器接收無線電信號并借助評估電路對該無線電信號進行檢驗。在檢驗成功的情況下，由身份識別發(fā)送器發(fā)出高頻的解鎖信號，并且該解鎖信號在汽車方面被接收。喚醒電路通過如下方式來驅(qū)動諧振回路，即，使諧振回路的起振持續(xù)時間依賴于隨機生成的參數(shù)而變化，其中，依賴于參數(shù)地對諧振回路的電流供應(yīng)進行控制。預(yù)期的系統(tǒng)運行時間借助真實的系統(tǒng)運行時間來確定，并且為了阻止無線電鏈路延長而被關(guān)聯(lián)到評估中。
文檔編號G08C17/02GK101866537SQ20101016381
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者博里斯·齊勒爾 申請人:胡夫·許爾斯貝克和福斯特有限及兩合公司