CN102785634A - 用于进行进入和/或起动验证的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于进行进入和/或起动验证的方法和装置。一种用于借助移动标识发送器（5）和至少两个在车辆（4）中或者在车辆（4）上位于不同位置处的天线（1，2）来对车辆（4）进行进入和/或起动验证的方法和装置，其中天线（1，2）在可改变的时刻发射电磁信号，其中电磁信号以具有可改变的特定特性的发射块来进行发射并且多个发射块被串成传送电报，在所述传送电报中，每个发射块都占据可改变的时间位置，在标识发送器（5）中，由天线（1，2）发射的电磁信号被接收并且以生成应答信号的方式被处理，以及激励各个天线（1，2）的时刻和/或各个发射块的特定特性和/或各个发射块在传送电报中的时间位置根据加密方法来改变。

Description

用于进行进入和/或起动验证的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于对尤其是车辆进行进入和/或起动验证（Zugangs- und/oder Startverifizierung）的方法和装置。 

背景技术

最初，车辆仅会在使用机械锁系统的情况下被打开和被起动。为此，钥匙必须被插入到锁芯中或者被插入到点火开关中并且转动。然而，这些系统很大程度上被所谓的“远程接入（Remote-Access）”系统排斥。在这些电子系统的情况下，车辆可以借助操纵按键（集成在钥匙中的遥控器）来打开或者锁闭。为了起动车辆，在这些系统中大多此外还需要将钥匙插入到点火开关中或者插入到类似的装置中。 

在过去一段时间内，汽车制造商提供了无钥匙的进入和起动系统（也称为英语术语“Keyless Entry and Start System”或者缩写为“Keyless-System（无钥匙系统）”）。这些系统能够实现打开和起动车辆，而不必主动使用车辆钥匙。为此，标识发送器（Identifikationsgeber）（ID发送器）被集成到车辆钥匙中。对于用户而言，仅随身携带钥匙就足够了。由此，无钥匙系统使用非常方便，因为为了解锁和起动车辆而不再必须寻找和操纵钥匙。为了在电子装置失灵时也能够使用车辆，钥匙目前也还包含纯机械的“应急钥匙”。 

在这期间，公知了各种都按照相似的原理工作的无钥匙系统。在车辆中设置有多个天线，并且在钥匙中有ID发送器或应答器。如果钥匙在车辆附近，则ID发送器或者应答器从车辆中的天线接收到经过编码的电磁信号，并且将该信号解码，而且随着新的编码又将该信号送回。由标识发送器接收到的信号接着借助车辆中的分析电子装置与已知的代码信号进行比较。在这些信号肯定地相符时，车辆被打开或被起动。如果ID发送器或者应答器位于确定的有效距离之外，则车辆通常自动锁定。 

电子发动机防盗锁止系统（Wegfahrsperren）目前大多按照相似的原理运转。在钥匙中，为此需要简单的只读应答器或者可重写的应答器，其中所述只读应答器循环地以明文发射序号，所述可重写的应答器可以与标识号关联。车辆中的分析电子装置又借助电磁波与应答器相耦合。 

由于在车辆与ID发送器之间的传输在所有情况下都通过无线电来实现，所以这些信号可以被第三方测量、干扰或者在其他方面被使用。这样，例如在使用两个设备（其中一个设备位于车辆附近，而另一个设备位于ID发送器附近）的情况下，可以通过如下方式跨接在车辆与用户的被授权的ID发送器之间的较大距离：延长所使用的LF（低频（Low Frequency））或者HF（高频（High Frequency））通信信道的无线电链路。以这种方式，即使ID发送器没有位于所需的有效距离之内，车辆仍能被打开和起动。通常，这被称作中继攻击（Relais-Angriff）。 

在DE 10 2005 013 910 B3中描述了一种用于借助带有分析单元的移动标识发射器（Identifikationssender）对汽车进行进入和起动验证的方法。标识发射器在此同时或者在时间上彼此独立地从设置在车辆中的天线接收到信号，测量所述信号的场强并且又将所述信号传送给车辆中的分析单元。由此要提高这种起动和进入系统的安全性。 

在中继攻击无钥匙系统或者基于应答器的发动机防盗锁止系统的情况下通常尝试分析由车辆天线发射的场强值、天线被激励（ansteuern）的顺序和组合并且相对于被授权的ID发送器来模拟这些场强值以及顺序和组合。如果在延长在车辆与被授权的ID发送器之间的通信信道的情况下能与模拟车辆中的LF场一样足够精确地模拟ID发送器上的LF场，则随着每次重复来提高中继攻击克服无钥匙系统或者发动机防盗锁止系统的概率。 

发明内容

本发明的任务是提供一种方法和一种装置，所述方法和所述装置与此相对地被改进。 

该任务通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求9所述的装置来解决。本发明思想的扩展方案和改进方案是从属权利要求的主题。 

描述了一种用于借助移动标识发送器和至少两个在车辆中或者在车辆上位于不同位置处的天线对车辆进行进入和/或起动验证的方法，其中天线在可改变的时刻发射电磁信号，其中电磁信号以具有可改变的特定特性的发射块（Sendblock）来进行发射并且多个发射块被串成传送电报(Uebermittlungstelegramm)，在所述传送电报中，每个发射块都占据可改变的时间位置，在标识发送器中接收到由天线发射的电磁信号并且以生成应答信号的方式来处理所述电磁信号，以及激励各个天线的时刻和/或各个发射块的特定特性和/或各个发射块在传送电报中的时间位置根据加密方法来改变。 

此外，还描述了一种用于对车辆进行进入和/或起动验证的装置，所述装置具有至少两个在车辆中或者在车辆上位于不同位置处的天线，用于传输电磁信号，其中电磁信号以具有可改变的特定特性的发射块来进行发射并且多个发射块被串成传送电报，在所述传送电报中，每个发射块都占据可改变的时间位置，并且所述装置具有移动标识发送器，所述移动标识发送器具有用于接收和处理由天线发射的电磁信号的分析单元，其中处理包含生成应答信号，其中激励各个天线的时刻和/或各个发射块的特定特性和/或各个发射块在传送电报中的时间位置根据加密方法来改变。 

附图说明

随后依据附图的图进一步阐述了本发明，其中相同的或者相似的要素配备有相同的附图标记。其中： 

图1以概略图示出了带有组合的发射天线和接收天线的无钥匙的进入和/或起动系统，

图2以概略图示出了带有分开的发射天线和接收天线的另一无钥匙的进入和起动系统，

图3以概略图示出了对无钥匙的起动和进入系统的中继攻击的原理，

图4以图表示出了发射过程和分析过程的序列，以及

图5以图表示出了传送电报的结构。

具体实施方式

图1示出了标识发送器5和汽车4的示意图。在车辆4中，在不同部位处设置有两个发射信号的天线1、2。这例如是在LF（低频）或者HF（高频）范围中的电磁信号。在这种情况下，天线1、2既可以单个地发射信号，又可以同时发射信号。这些信号接着被标识发送器5接收并且紧接着被分析和/或被进一步处理。为此，相对应的分析单元8可以被设置在标识发送器5中。紧接着分析和/或进一步处理可以将相对应的应答信号又送回给天线1、2和随后的在该附图中未示出的分析单元。应答信号例如在UHF频带中被发射。 

在图1中，天线1、2分别被构造为发射天线和接收天线。但是也可能的是，如在图2中所示的那样，天线1、2仅被构造为发射天线，而标识发送器5的应答信号又被车辆中的其他天线11、21接收并且在那里例如借助分析单元被分析。 

为了接收天线1、2所发射的信号，标识发送器5必须位于围绕车辆的确定的半径之内，因为LF范围和HF范围中的信号仅具有有限的有效距离。该半径例如可以为10米。由标识发送器5将应答信号发送给车辆中的天线1、2或者分析单元在理论上可能在更大的路段上进行，因为例如在那里所使用的信号在UHF频带中具有更大的有效距离。标识发送器5距天线1的间距在图1中用a标明，而距天线2的间距用b标明。 

天线1、2可以连续地发射信号，但是例如也存在如下可能性：信号仅根据确定的事件来发射。这种事件例如会是触碰或者操纵门把手。如果标识发送器5于是发送正确的应答信号，则车辆被解锁。如果标识发送器5发送正确的应答信号并且此外还可以被探测为位于车辆内部空间中，则发动机可以由用户例如通过操纵发动机起动/停止按钮来起动。 

图3以示意图示出了具有分析单元8的同样的标识发送器5和车辆4，所述车辆4具有设置在车辆4中的两个不同部位处的天线1、2。标识发送器5在该视图中位于由天线1、2所发射的信号的有效距离之外。在对于接收信号所需的半径之内，在车辆4附近有带有天线的设备6。该设备6距天线1或2的间距又用a或b标明。在标识发送器5的有效距离之内，设置有带有另一天线的第二设备7。设备7距设备6的间距用c标明，设备7距标识发送器5的间距用d标明。在车辆4附近的设备6接收由天线1、2所发射的信号，并且将所述信号转发给设备7。又由设备7将该信号发射给标识发送器5。为了能够在设备6、7之间的大多明显大于LF信号或者HF信号的正常有效距离的距离c上传输信号，在设备6、7中例如需要放大器和发射级（Sendestufe）。 

利用该装置由此可以跨接在车辆4与标识发送器5之间的在理论上为任意远的路段。这些信号在此必须尽可能精确地被模拟到最初由天线1、2所发射的信号，以便这些信号被分析单元验证为是正确的。 

在标识发送器5中，信号又被接收、被分析和/或被处理。随后被标识发送器5发射的应答信号可以通过同样的装置又被返回传输给车辆。如果信号在整个传输路段上足够精确地被模拟，则设置在车辆中的分析电子装置因此并没有发觉标识发送器5并不位于有效距离之内。尽管标识发送器5并不位于有效距离之内，车辆因此还仍然被打开。如果设备6位于车辆之内，则该车辆同样例如通过操纵发动机起动-停止按钮而被起动。 

依据图4示例性地示出了信号传输、信号测量和信号分析的基本序列。对于信号传输而言，在该例子中使用了三个天线1、2和3，这些天线在车辆4中被设置在不同部位处。在第一步骤，在车辆4中的发射和分析单元中应用事先确定的加密方法。借助该方法，所发射的信号的顺序、天线的组合以及信号的特定特性可以被改变。也就是说，所发射的信号的顺序、天线的组合以及信号的特定特性以确定的方式和方法被加密。为了加密不同的参数可以使用任意加密方法（Krypto-Verfahren）或者算法。现代加密方法能被划分成两类，即对称方法和不对称方法。在这两种方法中，为了进行加密和解密而使用了确定的密钥。在对称方法的情况下，所有参与者都使用相同的密钥来加密和解密数据；在不对称方法的情况下，每个参与者都分别使用私有的、即秘密的密钥和公共密钥。在加密数据时，现代不对称方法被视为特别可靠的。 

在所示的例子中，在应用加密方法之后首先仅利用天线1向标识发送器5发射具有确定的场强的信号l。在标识发送器5中，信号首先被解密（步骤3）。信号1的场强以及可能的其他特定特性在步骤4被测量和被分析。由于天线信号的发射顺序和组合同样按照在标识发送器5中已知其密钥的加密方法来改变，所以也可以检验发送顺序和天线组合的正确性。在第五步骤，由标识发生器5生成相对应的应答信号，该相对应的应答信号在步骤6又被车辆4中的分析单元测量和分析。 

如果应答信号被验证为正确的，则使能对车辆4的进入或释放发动机防盗锁止系统。车辆4可以被打开和/或起动。然而，如果车辆4中的分析单元没有接收到正确的应答信号，则车辆4保持锁闭并且从步骤1起重新重复该序列。在所示的例子中，天线顺序和组合又按照加密方法来变化并且于是同时分别利用天线2和3发射信号。由此得到具有确定的总场强的总信号23。该信号在步骤3又被标识发送器5中的分析单元8解密并且紧接着在步骤4被测量和被分析。重新发送在车辆4中的分析单元中又被测量和被分析的应答信号。该序列可以重复直至分析单元给出“OK”，以打开或者起动车辆，或者当标识发送器5或设备6运动到有效距离之外时，该系统例如进入待机（Standby）模式。 

由按照该原理在限定的时间段期间所发射的信号得到发射块。根据图4，第一发射块因此包括信号1，而第二发射块包括天线2和3的信号。每个发射块都具有特定的特性，这些特定的特性由各个信号的特定特性得到。在时间上相继的多个发射块形成传送电报。包括在时间上相继的发射块的这种传送电报的基本结构在图5中示出。 

借助所使用的加密方法可以改变信号或发射块的特定特性。特定特性在此例如可以是天线的信号的场强或者多个天线的总信号的场强，但是例如也可以是两个同时由不同的天线发射的信号彼此间的相位（Phasenlage）。这样，例如可以发射两个天线2、3的具有相同的相位的信号（信号23），或者但是也可以发射两个天线2、3的具有例如偏移180°的相位的信号（信号23（180°））。信号彼此间的相位在此可以在理论上采用任何可能的值。即使在利用多于两个的天线同时发射信号的情况下，信号的相位也可能有任意变化。 

然而，借助所使用的加密方法不是仅可以改变特定的特性。这样，例如也可以改变在发射块之内的信号的组合。在使用三个不同的天线的情况下，所有组合1、2、3、12、13、23、123都是可能的。如果附加地在利用多于一个的天线在发射块中进行同时传输时考虑各个信号的时间位置，则所有其他组合21、31、32、132等也是可能的。此外，各个发射块在传送电报中的时间位置也可以按照加密方法来改变。 

通过加密一个或多个参数防止了对于延长通信信道所需的设备6、7或例如存在于所述设备中的放大器和发射级在重复尝试的情况下能够被调节到由车辆发射的场上。 

附图标记列表 

1 天线

2 天线

3 天线

4 车辆

5 标识发送器

6 设备

7 设备

8 分析单元

11 天线

12 天线。

Claims (9)

1.一种用于借助移动标识发送器（5）和至少两个在车辆（4）中或者在车辆（4）上位于不同位置处的天线（1，2）来对车辆（4）进行进入和/或起动验证的方法，其中，

天线（1，2）在可改变的时刻发射电磁信号，其中电磁信号以具有可改变的特定特性的发射块来进行发射并且多个发射块被串成传送电报，在所述传送电报中，每个发射块都占据可改变的时间位置，

在标识发送器（5）中，由天线（1，2）发射的电磁信号被接收并且以生成应答信号的方式被处理，以及

激励各个天线（1，2）的时刻和/或各个发射块的特定特性和/或各个发射块在传送电报中的时间位置根据加密方法而被改变。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，发射块包括天线在预给定的时间区段中所发射的信号或者同时由多于一个的天线在预给定的时间区段中所发射的多个信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，发射块的特定特性包含各个信号的场强、多个信号的总场强和/或多个信号彼此间的相位。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中，信号借助标识发送器（5）中的分析单元（8）来处理，或者对所述信号的应答信号借助车辆（4）中的分析单元来处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述信号在标识发送器（5）中的处理一同包含将应答信号返回给所述天线或者其他天线（1，2，11，12）中的一个或者多个。

6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其中，电磁信号在低频LF或者高频HF范围中被发射。

7.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，加密方法是不对称方法。

8.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，传送电报是如下消息：所述消息由天线（1，2）传输给标识发送器（5）或者由标识发送器（5）传输给天线（1，2，11，12），其中所述消息是单个信号或者总信号的按照所使用的加密方法产生的信号序列。

9.一种用于对车辆进行进入和/或起动验证的装置，其具有：

至少两个在车辆（4）中或者在车辆（4）上位于不同位置处的天线（1，2），用于传输电磁信号，其中电磁信号以具有可改变的特定特性的发射块来进行发射并且多个发射块被串成传送电报，在所述传送电报中，每个发射块都占据可改变的时间位置，

以及移动标识发送器（5），用于接收和处理由天线（1，2）发射的电磁信号，其中处理包含生成应答信号，

其中激励各个天线（1，2）的时刻和/或各个发射块的特定特性和/或各个发射块在传送电报中的时间位置根据加密方法来改变。

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