CN106043232B - 用于交通运输工具用无线电钥匙的距离确定和认证 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种认证用于交通运输工具的无线电钥匙的方法以及一种交通运输工具，其中，所述方法包括以下步骤：确定无线电钥匙与交通运输工具之间的距离，和认证无线电钥匙；将无线电钥匙生成的字符串发送给交通运输工具；与交通运输工具无关地生成字符串；根据字符串进行认证；距离的确定包括对运行时间的测量；根据交通运输工具发送给无线电钥匙的第一无线电信号和无线电钥匙发送给交通运输工具的第二无线电信号实施对运行时间的测量；要么一旦无线电钥匙接收第一无线电信号，则无线电钥匙就发送第二无线电信号，要么一旦交通运输工具接收第二无线电信号，则交通运输工具就发送第一无线电信号；在接收到第一和第二无线电信号后才开始进行认证。

Description

用于交通运输工具用无线电钥匙的距离确定和认证
技术领域
本发明涉及一种方法和一种设备，以便同时一方面确定无线电钥匙与交通运输工具之间的距离，另一方面认证无线电钥匙。
背景技术
DE 100 64 141 A1涉及一种用于验证锁上或打开机动车的权限或者使用机动车的权限的方法。在此，在编码器和发送接收单元之间执行问答对话。如果答复信号被证明是有权限的，则测取编码器位置并且根据该位置产生控制指令。在编码器发送的信号中可包含同步时钟的时间信息，以由此进行运行时间的测量。关于运行时间的测量，可以测取编码器与近距离传感器之间的距离。
WO 02/054353 A1描述了一种用于验证使用机动车权限的认证系统。为此以调制方式发出关于次序的询问信号，随后移动编码器通过为所接收的次序加密并以调制方式返回来生成答复信号。借助该答复信号来检查编码器的权限，这也被称作认证。
DE 44 09 167 C1涉及一种可远程控制的、无钥匙式机动车权限控制装置。在此，收发器借助测距装置来检查机动车是否位于其附近。为了测量距离，该测距装置可以发出UHF信号或者超声波信号，所述信号被控制器接收、增强并返回。
DE 101 14 876 A1涉及一种用于验证使用机动车权限的识别系统。在此，只要编码器事先已接收到询问信号，编码器就发出经编码的答复信号。通过测量机动车与编码器之间的问答对话的时间来确定编码器是否在机动车附加。
DE 102 12 648 A1描述了一种用于验证使用机动车权限的识别系统。为此编码器接收到询问信号并从编码器侧发出答复信号，该答复信号由交通运输工具侧的接收器接收到。关于发出询问信号与接收到答复信号之间的信号运行时间的测量，测取编码器与交通运输工具之间的距离。
DE 10 2004 036 920 A1公开了一种用于机动车的锁定系统。在此，在钥匙与机动车之间发送和接收信号。这些信号用于认证该钥匙并且用于根据信号运行时间来确定钥匙与机动车之间的距离。
同一申请人的DE 101 58 202和DE 101 58 202 A1描述了对机动车进行无钥匙式使用权限控制。在此，将机动车的身份发送给移动应答器。应答器将该身份用密钥进行编码并且将这样经加密的身份返回到交通运输工具。交通运输工具一方面根据运行时间确定交通运输工具与应答器之间的距离并且另外的方面借助加密的身份来认证应答器。
DE 10 2007 004 063 A1公开了一种用于机动车闭锁装置的无钥匙式激活方法。在此，通信模块发出无线电信号。从与机动车的限定距离判断该通信模块的存在并且触发身份检查。
为了防止所谓的中继器攻击(延长从交通运输工具到交通运输工具钥匙的无线通信路径)，已知的是，确定交通运输工具钥匙与交通运输工具之间的距离。对于该距离确定，现在出现了以下问题：
当用未加密的无线电信号测取该距离时，该距离测量可由潜在侵入者伪造。于是前述中继器攻击再次成为可能，方式是侵入者伪造该距离测量，从而能够通过中继器攻击来实现随后对交通运输工具钥匙的认证。
当用加密的无线电信号测取该距离时，缺点是该距离的确定会不够准确。这是因为，由于加密所需的时长，对发回信号的加密影响答复时间(也就是说，在向无线电钥匙发出无线电信号与接收无线电钥匙发回的经加密的无线电信号之间的时长)，使得仅能不准确地确定取决于答复时间的距离。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，解决前述问题。
根据本发明，该技术问题通过一种认证用于交通运输工具的无线电钥匙的方法和一种交通运输工具解决。
在本发明的范围内，提供了一种认证用于交通运输工具的无线电钥匙的方法，该方法包括以下步骤：
-确定无线电钥匙与交通运输工具之间的距离。
-认证所述无线电钥匙。
在确定所述距离时或期间，将无线电钥匙生成的字符串发送给交通运输工具。该字符串与交通运输工具先前可能发送给无线电钥匙的信息无关。所述认证与无线电钥匙发送给交通运输工具的字符串无关地进行，尤其是使用加密保护的方法进行。
因为由无线电钥匙发送给交通运输工具的字符串是与交通运输工具的信息无关地生成的，所以该字符串的生成可以很快进行，从而在交通运输工具给无线电钥匙发送无线电信号与无线电钥匙接收发回无线电信号之间的时长由于该字符串的生成而近似于不受影响。通过根据无线电钥匙向交通运输工具发送的字符串实施对无线电钥匙的认证，有利地确保了对同一无线电钥匙进行认证，还确定了该无线电钥匙到交通运输工具的距离。
尤其地，只有当交通运输工具确定的无线电钥匙与交通运输工具之间的距离小于预设的距离极值时，无线电钥匙的认证才算是成功的。
通过根据无线电钥匙与交通运输工具之间的距离来确定认证成功，能够防止中继器攻击。
无线电钥匙与交通运输工具之间的距离确定包括测量运行时间。所述测量运行时间是根据第一无线电信号和第二无线电信号实现的。第一无线电信号由交通运输工具发送给无线电钥匙，而第二无线电信号由无线电钥匙发送给交通运输工具。在正常情况下，一旦无线电钥匙接收到交通运输工具的第一无线电信号，就从无线电钥匙向交通运输工具发送第二无线电信号。然而，作为变型也可设想，只有当交通运输工具接收到第二无线电信号时，交通运输工具才发送第一无线电信号。
在此，第二无线电信号包括无线电钥匙生成的字符串。
无线电钥匙的实际认证在接收到这两个无线电信号后才开始。
只有在接收到这两个无线电信号后才借助第三无线电信号来进行无线电钥匙的认证，从而能够在认证之前实施对距离的确定。
另外，交通运输工具发送给无线电钥匙的第一无线电信号还可以包括交通运输工具生成的其它字符串。在该情况下，认证(即，生成第三无线电信号)可以不仅根据第一字符串而且根据第二字符串进行。
有利地，所述字符串是无线电钥匙在接收到交通运输工具发送的第一无线电信号前生成的，从而无线电钥匙不会因生成该字符串而损失时间。例如，无线电钥匙一接收到第一无线电信号，无线电钥匙就可以相应地生成字符串并存储，以随后将该字符串与第二无线电信号一起发送给交通运输工具。
无线电钥匙发送给交通运输工具的字符串尤其是随机字符串。
在本发明的范围内，还提供了另外的认证用于交通运输工具的无线电钥匙的方法。该另外的方法包括以下步骤：
-确定无线电钥匙与交通运输工具之间的距离。
-认证所述无线电钥匙。
在此，为了确定所述距离，将无线电钥匙生成的字符串发送给交通运输工具。该字符串是借助预设的创建规则例如通过计数器来生成的。根据该字符串进行无线电钥匙的认证。
适用于本发明的方法的前述变型也可用于该另外的方法。
在本发明的范围内还提供了一种交通运输工具，其包括发送器、接收器和控制器。发送器设计用于接收无线电钥匙的包含字符串的第二无线电信号。该控制器设计用于测量第一无线电信号的发送与第二无线电信号的接收之间的时长，根据该时长计算交通运输工具与无线电钥匙之间的距离，并且根据该字符串实施无线电钥匙的认证。
根据本发明的交通运输工具的优点基本上对应于根据本发明的方法的优点，这些优点先前得以详细介绍，因此这里省略重复。
因为确定距离和实际认证在时间上分离，所以加密保护的认证的运行时间(缓慢)对于测距而言不重要。因为所述加密保护的认证借助在距离确定时传输的字符串来进行，所以还确保了被认证的无线电钥匙也是先前的用于确定距离的无线电钥匙。
本发明尤其适合于机动车。当然本发明并不限于这些优选的应用范围，因为本发明还可用于船只、飞机和轨道车辆或轨迹导引车辆。最后，本发明还可以设想用于位置固定的物体(例如房屋)的开关元件(例如门、窗)。
附图说明
接下来参照附图借助优选实施方式详细阐述本发明。
图1示意性地示出根据本发明的具有无线电钥匙的交通运输工具。
图2示出根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
图1中示出了根据本发明的交通运输工具10和无线电钥匙20。交通运输工具10包括用于将第一无线电信号1发送给无线电钥匙20的无线电发送器11、控制器12和用于接收无线电钥匙20发送的第二无线电信号2的无线电接收器13。无线电钥匙20同样包括用于将第二无线电信号2发送给交通运输工具10的无线电发送器21、控制器22和用于接收交通运输工具10的第一无线电信号1的无线电接收器23。交通运输工具10的控制器12能够根据这两个无线电信号1、2的运行时间来确定交通运输工具10与无线电钥匙20之间的距离。当该距离小于预设的距离极值时，交通运输工具10借助另外的无线电通信3认证无线电钥匙20。
图2中示例性示出了根据本发明的方法的过程。
在第一步骤S1中，交通运输工具10将包含第一随机数的第一无线电信号1经由广播发送给无线电钥匙20。一旦无线电钥匙20检测到第一无线电信号1，无线电钥匙20就将包含第二随机数的第二无线电信号2发送给交通运输工具10。无线电钥匙20在接收到第一无线电信号1之前已生成并存储该第二随机数，以便将接收第一无线电信号1与发送第二无线电信号2之间的时长保持得尽可能低。在步骤S3中，根据在发送第一无线电信号1与接收第二无线电信号2之间经过的时长，交通运输工具10确定交通运输工具10与无线电钥匙20之间的距离。如果在步骤S3中确定的距离大于预设的距离极值，则在步骤S4中该方法终止。
如果步骤S3中确定的距离不大于预设的距离极值，则由此得知，不存在中继器攻击，从而继续无线电钥匙20的认证。为此，在步骤S5中借助第一和第二随机数、采用加密方法实施认证。例如，无线电钥匙通过交通运输工具中已知的方法(加密方法)，根据第一和第二随机数生成密码并且将该密码经由无线电通信3发送给交通运输工具10。交通运输工具10检查该密码是否与交通运输工具10本身借助该方法根据第一和第二随机数生成的密码一致。因为无线电钥匙2的密码根据无线电钥匙20在确定所述距离期间发送给交通运输工具10的第二随机数生成，所以交通运输工具10可以确保，其也认证了这个已确定距离的交通运输工具钥匙20。有必要还根据第一随机数生成该密码，从而不仅交通运输工具10而且交通运输工具钥匙20都能够为距离的确定准确地配设有认证的程序或对象，因为否则能设想某些攻击场景。
如果交通运输工具生成的密码与在无线电通信3的范围内由交通运输工具钥匙20发送给交通运输工具10的密码不一致，则在步骤S6中进行因认证错误造成的终止。否则在步骤S7中可以执行交通运输工具10的功能，无线电钥匙20对于该功能有权限。
附图标记清单
1 无线电信号
2 无线电信号
3 用于认证的无线电通信
10 交通运输工具
11 发送器
12 控制器
13 接收器
20 无线电钥匙
21 发送器
22 控制器
23 接收器
S1-S7 方法步骤

Claims (10)

1.一种认证用于交通运输工具(10)的无线电钥匙(20)的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
确定无线电钥匙(20)与交通运输工具(10)之间的距离，和
认证所述无线电钥匙(20)，
其中，为了确定所述距离，将无线电钥匙(20)生成的字符串发送给交通运输工具(10)，
其中，与交通运输工具(10)发送的信息无关地生成所述字符串，
其中，根据所述字符串进行认证，
其中，距离的确定包括对运行时间的测量，
其中，根据由交通运输工具(10)发送给无线电钥匙(20)的第一无线电信号(1)和由无线电钥匙(20)发送给交通运输工具(10)的第二无线电信号(2)实施对运行时间的测量，
其中，要么一旦无线电钥匙(20)接收到第一无线电信号(1)，则无线电钥匙(20)就发送第二无线电信号(2)，要么一旦交通运输工具(10)接收到第二无线电信号(2)，则交通运输工具(10)就发送第一无线电信号(1)，和
其中，在接收到所述两个无线电信号(1、2)后才开始进行认证。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述认证包括发送第三无线电信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述两个无线电信号(1、2)生成所述第三无线电信号，并且所述第三无线电信号从无线电钥匙(20)发送至交通运输工具(10)。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，只有当所确定的距离小于距离极值时，所述认证才是成功的。
5.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述第二无线电信号(2)包含所述字符串。
6.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述第一无线电信号(1)包括由交通运输工具(10)生成的另外的字符串，并且还根据第二字符串进行所述认证。
7.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述字符串在确定所述距离前生成，以便在确定所述距离期间不会因生成所述字符串而损失时间。
8.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述字符串是随机字符串。
9.一种交通运输工具，包括发送器(11)、接收器(13)和控制器(12)，其中，所述发送器(11)设计用于发送第一无线电信号(1)，其中，所述接收器(13)设计用于接收无线电钥匙(20)的第二无线电信号(2)，第二无线电信号(2)包含与第一无线电信号(1)无关地生成的字符串，其中，所述控制器(12)设计用于测取在发送第一无线电信号(1)与接收第二无线电信号(2)之间的时长，从而根据所述时长计算交通运输工具(10)与无线电钥匙(20)之间的距离，并且根据所述字符串实施对所述无线电钥匙(20)的认证，
其中，所述交通运输工具设计用于借助对运行时间的测量来确定所述距离，
其中，当第一无线电信号(1)借助所述发送器(11)发送给无线电钥匙(20)并且所述接收器接收到无线电钥匙(20)的第二无线电信号(2)时，所述交通运输工具设计用于执行对运行时间的测量，
其中，要么一旦无线电钥匙(20)接收到第一无线电信号(1)，则无线电钥匙(20)就发送第二无线电信号(2)，要么一旦交通运输工具(10)接收到第二无线电信号(2)，则交通运输工具(10)就发送第一无线电信号(1)，和
其中，所述交通运输工具设计用于在接收到所述第一和第二无线电信号(1、2)后才开始所述认证。
10.根据权利要求9所述的交通运输工具，其特征在于，所述交通运输工具(10)设计用于执行根据权利要求1至8之一所述的方法。
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