CN103328278A - 用于将移动电话与机动车辆配对的方法以及锁定/解锁装置 - Google Patents

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CN103328278A CN2011800570851A CN201180057085A CN103328278A CN 103328278 A CN103328278 A CN 103328278A CN 2011800570851 A CN2011800570851 A CN 2011800570851A CN 201180057085 A CN201180057085 A CN 201180057085A CN 103328278 A CN103328278 A CN 103328278A
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Abstract

本发明涉及一种用于将移动电话与机动车辆配对的方法，所述配对的移动电话用于通过认证代码的至少一部分锁定/解锁和/或起动所述机动车辆。该方法特征在于移动电话（5）加载有能够锁定/解锁和/或起动所述机动车辆所需的认证代码的所述至少一部分。

Description

用于将移动电话与机动车辆配对的方法以及锁定/解锁装置
技术领域
本发明涉及一种用于将移动电话与机动车辆配对的方法，以及特别地，涉及一种用于在不接触机动车辆的情况下锁定/解锁机动车辆和/或起动机动车辆的移动电话。本发明还涉及一种机动车辆起动和/或锁定/解锁装置以及可被下载到移动电话的配对应用。
背景技术
新型钥匙逐渐出现在市场上。这些钥匙基于在用户接近车辆时车辆对钥匙的检测。处理器使用布置在车辆内的发射器与靠近车辆的钥匙通信。如果处理器确定当前钥匙确实是与车辆相关联的钥匙，则该钥匙解锁车辆的门。用户可随后进入车辆的乘客舱。处理器还使得通过压下起动按钮起动发动机。当用户带着钥匙离开车辆时，处理器能够检测到钥匙移动离开并锁定车辆。
钥匙和车辆之间的通信可使用近场通信（NFC）协议实施。NFC使得几厘米左右的短距离无线链接可行。该通信包含用户的故意动作，并且不能因此在用户不知道的情况下使用，因而提供安全性的保证。
该类型的用于锁定/解锁和/或起动车辆的无接触器件当前在保证通信的安全性的同时被开发，该安全性特别是关于可能的非法入侵企图。
发明内容
为了该目的，本发明涉及一种用于将移动电话与机动车辆配对的方法，所述配对的移动电话用于通过认证代码的至少一部分锁定/解锁和/或起动所述机动车辆，其特征在于，移动电话加载有锁定/解锁和/或起动所述机动车辆所需的认证代码的所述至少一部分。
根据本发明的配对方法还可以包括一个或多个以下特征，单独或结合地采用：
-认证代码的所述至少一部分通过与存储认证代码的所述至少一部分的介质的通信被加载；
-所述介质是车辆；
-所述介质是锁定/解锁和/或起动钥匙；
-所述介质是远程服务器；
-认证代码的所述至少一部分从包括车辆、远程服务器和已有的锁定/解锁和/或起动钥匙的集合中的介质中的一个加载，以及所述代码的另一部分从包括车辆、远程服务器和已有的锁定/解锁和/或起动钥匙的集合中的不同介质加载；
-移动电话通过近场通信接收认证代码的至少一部分；
-移动电话通过移动电话通信接收认证代码的至少一部分；
-其包括以下步骤：
o移动电话接收解密密钥，以解密经加密的认证代码的所述至少一部分，
o使移动电话靠近所述介质，以通过通信接收经加密的认证代码的所述至少一部分，和
o移动电话使用解密密钥解密经加密的认证代码并记录已经被解密的经加密的认证代码的所述至少一部分；
-将解密密钥输入移动电话；
-移动电话从GSM网络恢复解密密钥；
-经加密的认证代码的所述至少一部分被使用对称加密法加密；
-经加密的认证代码的所述至少一部分被使用非对称公开-私有-密钥加密法加密；
-经加密的认证代码的所述至少一部分被使用迪菲-赫尔曼协议加密；
-当机动车辆再次认证锁定/解锁和/或起动钥匙时，移动电话锁定/解锁和/或起动机动车辆的能力被取消；
-移动电话锁定/解锁和/或起动机动车辆的能力通过切换锁定/解锁和/或起动钥匙上的开关被取消；
-移动电话锁定/解锁和/或起动机动车辆的能力通过从机动机动车辆上载有的计算机的菜单选择选项被取消；
-车辆具有存储主代码和推演算法的存储器，所述推演算法能够产生从所述主代码衍生的代码，且车辆能够将移动电话识别为包括与当前活动的衍生代码不同的衍生代码，并当电话被识别出时取消当前活动的衍生代码；
-移动电话优选地配置为将表示相继的认证代码的出现的次序的数据发送至车辆，且车辆配置为不批准认证代码的激活，除非次序数据表示了所述相继出现次序相对于在通过在先认证代码的认证期间发送的次序数据的增量。
本发明还涉及一种机动车辆起动和/或锁定/解锁装置，包括：
-机动车辆起动和/或锁定/解锁钥匙，包括：
-第一通信接口，配置为使用NFC协议进行通信，
-第一存储器，包含经加密的认证代码，
-移动电话，包括：
-第二通信接口，配置为使用NFC协议进行通信，
-第二存储器，
-控制单元，配置为：
-接收解密密钥，
-通过第一和第二通信接口从锁定/解锁和/或起动钥匙接收经加密的认证代码，
-使用解密密钥解密认证代码并将解密的认证代码存储在第二存储器中，
-通过第二通信接口与机动车辆进行通信，以使用所述认证代码解锁所述机动车辆。
本发明还涉及一种配对应用，其可被下载到移动电话，其特征在于，其将移动电话配置为接收使用与用于锁定/解锁和/或起动所述机动车辆的钥匙的近场通信来解锁机动车辆所需的认证代码，以及基于所述认证代码使用近场通信来锁定/解锁所述机动车辆。
附图说明
其他优势和特征被包括在通过示例给出的本发明的描述中以及附图中，在图中：
图1是机动车辆起动和/或锁定/解锁装置的示意图，
图2是图1中的装置的元件的示意图，和
图3是配对方法的步骤的流程图。
具体实施方式
在这些附图中，相同的元件具有相同的附图标记。
图1示出机动车辆2的锁定/解锁和/或起动装置1。装置1包括机动车辆2的锁定/解锁和/或起动钥匙3、解密密钥介质4和移动电话5。
当配对在工厂中或在经销商处执行时，机动车辆2以及锁定/解锁和/或起动钥匙3通过密匙（或对称）加密法互相认证，所述密匙（或对称）密码确定认证代码。锁定/解锁和/或起动钥匙3包括通信接口6，通信接口6配置为使用NFC协议进行通信。钥匙还可以具有金属插入件，金属插入件具有与车辆的锁相关的特有的锁定/解锁模式。
解锁/锁定和/或起动钥匙3则配置为无接触地（“遥控无钥匙进入”，RKE）锁定/解锁机动车辆，诸如通过简单地使钥匙3靠近车辆2以使用NFC协议通信认证代码来锁定/解锁车辆的中央锁定系统。
近场通信（NFC）协议是使用基于非常短程的无线电频率的数据交换的几厘米的短程无线链接。其为基于ISO/IEC标准14443的无线电识别技术的扩展并使得对等模式（peer-to-peer）下的外围设备之间的通信可行。NFC协议基于从装置中的电荷调制和感应耦合。
与其他无线电识别技术或蓝牙（其具有约10米的范围）不同，NFC技术仅可在非常短的距离（几厘米）上使用。其包含用户的故意行为，且因此不能在用户不知晓的情况下被正常地使用，由此提供针对敏感事务的安全性的确保，敏感事务诸如锁定/解锁和/或起动车辆。
NFC技术目前正由已知为NFC论坛的行业协会开发。NFC技术来源于无线电频率识别（RFID）技术，并使用NFC处理器或部件，NFC处理器或部件具有多种操作模式，特别是读取模式和卡仿真模式。
在读取模式下，NFC处理器类似于常规RFID读取器一样工作，以获得对RFID芯片的读取或写入访问。NFC处理器发射磁场，通过磁场的幅度调制发送数据，以及通过电荷调制和感应耦合接收数据。该模式还已知为活动模式，这是由于NFC处理器在该模式下发射磁场。
在仿真模式下，NFC处理器被动地工作，类似于发射机应答器，以与另一读取器对话且被其他读取器视为RFID芯片。处理器不发射磁场、通过解调由其他读取器发射的磁场接收信号、以及通过调制其天线电路的阻抗（电荷调制）发送数据。该模式还称作被动模式，这是由于NFC处理器不在该模式下发射磁场。
可实施其他通信模式，特别是“装置”模式，在该模式下，部件需要与在相同操作模式下的另一NFC处理器配对，每一个NFC处理器被替换地布置在被动状态下（不发射场）以接收数据和布置在活动模式下（发射场）以发送数据。
在这三个操作模式下，NFC处理器可实施多个无接触通信协议，诸如ISO14443-A、ISO14443-B或ISO15693。每一个协议设置用于磁场的发射频率，用于调制磁场的幅度以在活动模式下发送数据的方法，以及用于通过感应耦合调制电荷以在被动模式下发送数据的方法。
NFC协议由多个标准定义。
-NFCIP-1(ISO/IEC18092)定义两个NFC外围设备之间的通信协议和接口；
-ISO/IEC14443-1至ISO/IEC14443-4定义与无接触集成电路的通信；
-NFC数据交换格式（NDEF）定义逻辑数据交换格式。
近场通信通常具有以下特征：
-通信速率：106、212、424或848Kbits/s；
-频率范围：13.56MHz；
-通信距离：约10cm；
-通信模式：半双工或全双工；
根据第一实施例，认证代码使用非对称加密法加密，并存储在锁定/解锁和/或起动钥匙3的存储器7中（图2）。
锁定/解锁和/或起动钥匙3还包括处理单元8。处理单元8，诸如微处理器，配置为经由通信接口6与机动车辆2通信，以基于加密的认证代码解锁机动车辆2（图1和2中的双箭头A）。钥匙3因此以已知的方式形成用户的电子识别器，使得其认证能够使车门被锁定/解锁，进入车辆的乘客舱和/或所述车辆被起动。一旦用户已经进入车辆的乘客舱，他可将钥匙放置在车辆的NFC读取器的槽中，其通常布置在仪表板上。将钥匙3插入该槽中使得车辆能够被起动。起动发动机可例如通过按下仪表板上的按钮开始。
移动电话5（“智能电话”）包括第二通信接口9、第二存储器10和控制单元11，该第二通信接口9配置为使用NFC协议进行通信。
控制单元11，诸如微控制器，配置将戒指4中的解密密钥输入并存储在存储器10中。
解密密钥例如在介质4上被用户读取，随后经由输入接口（诸如键区）输入移动电话。第二存储器10例如是移动电话5的SIM卡。这使得解密密钥能够从GSM网络恢复。
控制单元11还配置为经由第一和第二通信接口6、9接收锁定/解锁和/或起动钥匙3的经加密的认证代码，以使用解密密钥将其解密，随后将解密的认证代码存储在第二存储器10中。
因此，移动电话5可与机动车辆配对，所述配对的移动电话被通过将移动电话5配置为接收认证代码而用于锁定/解锁和/或起动所述机动车辆，所述认证代码是使用机动车辆起动和/或锁定/解锁钥匙3的近场通信（图1和2中的双箭头B1）来锁定/解锁和/或起动机动车辆所需的。
处理单元11还配置为经由第二通信接口9与机动车辆2通信，以基于认证代码（图1和2中的双箭头A）锁定/解锁和/或起动机动车辆2。
根据第一实施例，在该实施例中，认证代码使用公开/私有密钥非对称加密法被加密，移动电话5的第二存储器10包含公开密钥，以及第二控制单元9被配置为：
-将认证代码的私有解密密钥输入和/或存储在第二存储器中，
-使用公开密钥读取锁定/解锁和/或起动钥匙3的加密认证代码，
-使用私有密钥解密认证代码。
根据第二实施例，由移动电话接收的锁定/解锁和/或起动钥匙的认证代码使用迪菲-赫尔曼协议被加密。移动电话5的第二存储器10则包含迪菲-赫尔曼数据，例如从介质4获得的数据，以及第二控制单元11配置为：
-使用迪菲-赫尔曼数据产生迪菲-赫尔曼值并将迪菲-赫尔曼值与锁定/解锁和/或起动钥匙3进行交换，以确定加密认证代码的秘密解密密钥，
-通过该秘密解密密钥解密认证代码。
根据第三实施例，认证代码被使用对称加密法加密。
移动电话和机动车辆2的配对方法的主要步骤在以下描述（图3）。
在第一步骤101中，解密密钥被输入移动电话5，以解密认证代码。为此，用户可启动一应用，该应用用于将移动电话5配置为例如输入解密密钥或使得移动电话能够从GSM网络恢复解密密钥。
在第二步骤102中，在第一步骤101之前或之后，使移动电话5接近锁定/解锁和/或起动钥匙3，以通过近场通信（双箭头B1）接收经加密的认证代码。
移动电话5随后能够解锁机动车辆2（双箭头B2）。
车辆2可当用户移动离开车辆时被自动地锁定，或通过压下锁定/解锁和/或起动钥匙3上的开关，使得使用另一天线电路将锁定命令发送至车辆的接收器。
移动电话作为使机动车辆能够被锁定/解锁的虚拟钥匙的使用可通过切换开关或通过锁定/解锁和/或起动钥匙3的多个开关的组合切换被取消。
用户还可以能够通过选择来自机动车辆车载计算机的菜单的选项而取消移动电话锁定/解锁机动车辆2的能力。
替换地，如果机动车辆2再次认证锁定/解锁和/或起动钥匙3，即，如果将锁定/解锁和/或起动钥匙3带回接近机动车辆2（双箭头A），移动电话5解锁机动车辆的能力可被取消。
根据另一示例，锁定/解锁使用一系列密钥被取消，所述密钥被预先记录在车辆中并从介质加载到不同相继的移动电话中（以该系列预先确定的代码的初始次序，无论这是车辆或用于这样的认证代码的另一介质。
因此，当认证代码被加载到新的移动电话上以及该移动电话与认证代码一起使用时，车辆识别该新代码的实施并推断之前使用过的代码的过期。之前加载有认证代码的电话因此无效（neutralized）。
在另一实施例中，车辆具有存储主代码和推演算法的存储器，所述推演算法能够从该主代码产生衍生的代码，且车辆能够将移动电话识别为包括与当前活动的衍生代码不同的衍生代码，并当这样的电话被识别出时取消当前活动的衍生代码。
为了该目的，加载有新认证代码（从原始代码衍生出）的电话通过将差异数据发送给车辆开始，该差异数据包括电话的识别编号，以及数据和时间。该数据已经被用于建立衍生密钥，例如在远程服务器中建立。接收该差异数据的车辆在车辆中产生衍生密钥的值。最后，车辆发送随机值至带有衍生密钥的电话，其因此存在于两边，即，存在于车辆中和移动电话中。移动电话处理该随机值，以使用衍生密钥产生签名。电话随后发送该签名至车辆，所述车辆使其本身使用相同已知算法计算该签名，所述车辆检查两个签名相同以及如果它们相同则解锁或起动车辆。
电话优选地配置为将表示相继的认证代码的出现的次序的数据发送至车辆，以及车辆配置为不批准认证代码的激活，除非次序数据表示了所述相继出现次序相对于在通过在先认证代码的认证期间发送的次序数据的增量。
表示出现次序的数据例如与之前描述的差异数据同时发送，以包括电话的识别编号以及日期或时间，或甚至是绝对时间。
替换地，表示出现次序的数据本身是时间值或时间间隙，例如以分钟表示。表示出现次序的数据例如是1和100之间的数值，以7位域编码，例如，放置在包含各种数据的消息的头部（header）中。
这防止意图被新代码取代的认证代码在车辆中被重新激活而有损于当前活动的代码。
这使得NFC技术能够用于使用机动车辆2的钥匙中的一个通过传输数据（例如使用公开/私有密钥非对称密码、对称密码或迪菲-赫尔曼协议加密的）将移动电话5与机动车辆2配对。移动电话5随后形成虚拟钥匙，该虚拟钥匙使得用户的认证能够使车门被锁定/解锁，进入车辆的乘客舱和/或车辆被起动。
在上述实施例中，认证代码或其至少一个部分被从初始存储该代码的介质加载，其在该情况下是车辆的已有识别器。
上述用于将认证代码加载到电话的方法可替换地以下述方式实施。
在该实施例中，网络服务器对用户可用，提供该用户一接口，该接口使得用户能够输入个人数据，上述个人数据特别地包括他的车辆的识别数据。服务器存储数据库（为了该目的车辆序列被保存在该数据库中），上述数据库用于识别用户指示的车辆。
在第二步骤中，服务器需要用户输入加载有认证代码的电话的至少一个识别数据，特别是该电话的电话号码。
一旦该数据（其可通过请求预先确定的口令来认证该网络服务器的用户而被补足）已经被获得，则服务器发送锁定/解锁和/或起动车辆所需的秘密数据至用户的电话。
该方法允许用户A请求认证数据被加载到用户B的电话上，用户B例如是识别为车辆的偶然或一次性用户的某人。
在该实施例中，认证代码从初始存储该代码的介质被加载，在该情况下介质是远程服务器。
在替换实施例中，通过GSM直接加载到电话上（在上述示例中典型地通过SMS）可被互联网络下载取代，特别是通过将电话与连接至互联网络的个人计算机联接，电话和计算机例如通过蓝牙或任何其他链接联接，诸如USB。
在实施更高安全性的实施例中，希望将认证代码加载到电话上的用户的认证更严格，在该情况下包括向服务器提供已经加载有认证代码的手机自身或车辆的初始锁定/解锁和/或起动钥匙的实体占有的证据。
在该实施例中，当用户连接至网络下载服务器时，用户使车辆起动和/或锁定/解锁钥匙靠近用于连接至网络服务器的电话，即，带有网络浏览器的电话，以便将存储在钥匙中的秘密数据经由因此连接至车辆起动和/或锁定/解锁钥匙的电话传输至网络服务器。该连接例如通过NFC链接实现。
为了保证认证代码下载的启动，除了所述钥匙占有测试之外或独立于钥匙占有测试，移动电话上所需的用来锁定/解锁和/或起动车辆的认证代码可替换地包括至少两个元件。这些元件中的一个被从如之前描述的网络服务器远程地加载，而另一个不被设计为从网络服务器加载而是通过预先存在的钥匙和该单元要被加载到其上的电话之间的直接链接来传输。
因此，为了使用电话解锁车辆，需要用户请求从网络服务器下载认证代码中的一个元件，以及将识别器和电话物理地一起靠近。该双加载步骤防止欺诈用户加载认证代码到他的电话（首先已获得车辆的识别数据和访问服务器的口令（如果有的话））上，并且其还防止欺诈用户通过简单地靠近临时委托给其的钥匙来加载认证代码到他的电话上。
在该实施例中，构成认证代码的元件从存储该元件的介质被加载，该介质是远程服务器，以及构成认证代码的另一元件从用户持有的物理钥匙被加载，该钥匙也是预存储该第二单元的介质。
在另一实施例中，解锁车辆所需的认证代码通过使电话靠近车辆上的一装置而被加载到该电话上，所述装置能够将该数据传输至电话。
这涉及配备有配对模块的车辆，所述配对模块包括通信模块，所述通信模块能够与电话建立第一交换，特别是通过近场通信，以及在第二步骤中，可能经历输入被该装置所预期的口令，特别是经由电话的接口，以使用相同的近场通信将认证数据传输至电话。
与车辆上的使认证数据能够被加载到电话上的设备的通信可替换地通过任何其他通信器件实现，诸如蓝牙、GSM、或双向交换，其中在低频率和设置在无线电频率的响应下进行请求。
在该实施例中，初始存储认证代码的介质或其部分是车辆本身。
在易于实施的实施例中，认证代码或其部分使用该电话的键区/屏幕接口被加载到电话上，用户已经首先获得认证代码，例如通过邮件或当购买车辆时。
在所述不同实施例中，基于使用一个或多个通信方法的通信，移动电话因此可以类似于锁定/解锁和/或起动装置一样配对工作，所述通信方法包括NFC、蓝牙或双向交换，其中在低频率下和在无线电频率下的响应下发送请求。例如，车辆可使用通过近场通信配对的电话被访问，以及车辆可使用蓝牙通信被起动。

Claims (21)

1.一种用于将移动电话与机动车辆配对的方法，所述配对的移动电话用于通过认证代码的至少一部分锁定/解锁和/或起动所述机动车辆，其特征在于，所述移动电话（5）加载有锁定/解锁和/或起动所述机动车辆所需的认证代码的所述至少一部分。
2.如权利要求1所述的配对方法，其特征在于，认证代码的所述至少一部分通过与存储认证代码的所述至少一部分的介质的通信被加载。
3.如权利要求2所述的配对方法，其特征在于，所述介质是车辆。
4.如权利要求2所述的配对方法，其特征在于，所述介质是锁定/解锁和/或起动钥匙。
5.如权利要求2所述的配对方法，其特征在于，所述介质是远程服务器。
6.如权利要求1所述的配对方法，其特征在于，认证代码的所述至少一部分从包括车辆、远程服务器和已有的锁定/解锁和/或起动钥匙的集合中的介质中的一个加载，以及所述代码的另一部分从包括车辆、远程服务器和已有的锁定/解锁和/或起动钥匙的集合中的不同介质加载。
7.如权利要求1至6中任一项所述的配对方法，其特征在于，所述移动电话通过近场通信接收所述认证代码的至少一部分。
8.如前述权利要求中任一项所述的配对方法，其特征在于，移动电话通过移动电话通信接收所述认证代码的至少一部分。
9.如前述权利要求中任一项所述的配对方法，其特征在于，其包括以下步骤：
-移动电话接收解密密钥（5），以解密经加密的认证代码的所述至少一部分，
-使移动电话（5）靠近所述介质，以通过通信接收经加密的认证代码的所述至少一部分，和
-移动电话使用解密密钥解密经加密的认证代码并记录已经被解密的经加密的认证代码的所述至少一部分。
10.如权利要求9所述的配对方法，其特征在于，将解密密钥输入移动电话。
11.如权利要求9所述的配对方法，其特征在于，移动电话从GSM网络恢复解密密钥。
12.如权利要求1至11中任一项所述的配对方法，其特征在于，经加密的认证代码的所述至少一部分被使用对称加密法加密。
13.如权利要求1至11中任一项所述的配对方法，其特征在于，经加密的认证代码的所述至少一部分被使用非对称公开/私有密钥加密法加密。
14.如权利要求1至11中任一项所述的配对方法，其特征在于，经加密的认证代码的所述至少一部分被使用迪菲-赫尔曼协议加密。
15.如权利要求1至14中任一项所述的配对方法，其特征在于，当机动车辆再次认证锁定/解锁和/起动钥匙（3）时，移动电话锁定/解锁和/或起动机动车辆的能力被取消。
16.如权利要求1至14中任一项所述的配对方法，其特征在于，移动电话锁定/解锁和/或起动机动车辆的能力通过切换锁定/解锁和/或起动钥匙（3）上的开关被取消。
17.如权利要求1至14中任一项所述的配对方法，其特征在于，移动电话锁定/解锁和/或起动机动车辆的能力通过从机动机动车辆上载有的计算机的菜单选择选项被取消。
18.如前述权利要求中任一项所述的配对方法，其特征在于，车辆具有存储主代码和推演算法的存储器，所述推演算法能够从所述主代码产生衍生代码，且车辆能够将移动电话识别为包括与当前活动的衍生代码不同的衍生代码，并当电话被识别出时取消当前活动的衍生代码。
19.如权利要求18所述的配对方法，其特征在于，移动电话配置为将表示相继的认证代码的出现的次序的数据发送至车辆，且在于，车辆配置为不批准认证代码的激活，除非该次序数据表示了所述相继出现次序相对于在通过在先认证代码的认证期间发送的次序数据的增量。
20.一种机动车辆锁定/解锁装置，包括：
-机动车辆锁定/解锁钥匙（3），包括：
-第一通信接口（6），配置为使用NFC协议进行通信，
-第一存储器（10），包含经加密的认证代码，
-移动电话（5），包括：
-第二通信接口（6），配置为使用NFC协议进行通信，
-第二存储器（7），
-控制单元（8），配置为：
-接收解密密钥，
-通过第一和第二通信接口（6、9）从锁定/解锁钥匙（3）接收加密的认证代码，
-使用解密密钥解密所述认证代码并将经解密的认证代码存储在第二存储器（7）中，
-通过第二通信接口（6）与机动车辆（2）进行通信，以使用所述认证代码解锁所述机动车辆（2）。
21.一种配对应用，其可被下载到移动电话（5），其特征在于，其将移动电话（5）配置为接收使用与用于锁定/解锁所述机动车辆（3）的钥匙的近场通信来解锁机动车辆所需的认证代码，以及基于所述认证代码使用近场通信来锁定/解锁所述机动车辆。
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