CN107415893A - 用于被动访问控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助用作钥匙的移动设备(14)和交互单元进行被动访问控制的方法，其中移动设备(14)和交互单元(12)分别具有至少一个设置用于交换权限信息的数据通信设备(20)。在此提供以下步骤：实施移动设备(14)和交互单元(12)之间的电子测距(18)；仅当移动设备(14)与交互单元(12)之间的距离(30)位于许用距离(28)内时，允许访问和/或交互。本发明所要解决的技术问题在于，提高借助用作钥匙的移动设备进行的被动访问控制的舒适性以及安全性。

Description

用于被动访问控制的方法
技术领域
本发明涉及一种用于被动访问控制的方法、被动访问系统和具有被动访问系统的交通工具。
背景技术
移动通信设备、例如智能手机的功能越来越多地集成在汽车的功能中。例如具有NFC接口的智能手机用作汽车钥匙。
在此，既在移动设备中的虚拟汽车钥匙的舒适性方面也在安全性方面产生问题，例如在抵御中继站攻击时、也称为Relay Station Attacken(RSA)。
用于将移动电话用作汽车钥匙的已知的解决方案中需要的是，移动电话必须带入到天线的附近，例如通过在发动机启动之前将移动电话放置在汽车中的确定位置上或者通过将移动电话保持在天线的覆盖区域中、例如在车门把手中。其他的解决方案模仿无线电遥控钥匙并且要求一个或多个在手机上或智能手表上的操作动作，例如激活屏幕、输入PIN、启动App并且按下按钮“解锁汽车”。
两种解决方案都要求移动电话必须拿在手中并且必须进行特定的操作动作。在传统的被动访问系统中、也称为被动进入或无钥匙进入、汽车钥匙不必拿在手中并且例如可以保留在夹克衫兜中。
在安全性方面还未知针对中继站攻击的完全的防护，因为无线通信路径通常是可延长的。例如在使用用于汽车访问的与移动电话近距离通信NFC时中继站攻击变得困难的方式是，通信作用范围通常被限定在几个厘米。通过适用的技术设备，利用相应较高的耗费、例如放大器和特用天线然而也可以从更大的距离进行RSA攻击。
WO2013/050409A1公开了一种方法，如上所述，信赖无线电连接的较小的作用范围。
DE 10 2013 015 478 A1公开了一种用于阻止在移动通信设备和汽车之间的中继站攻击，其中，二者使用至少一个用于接收和用于处理至少一个位置信号的设备，用于能够确定自身位置，所述自身位置然后被校正用于识别远距离的中继站攻击。
DE 10 2009 014 975 A1公开了一种用于借助位于汽车中的准静态控制设备和移动发射器远程控制汽车访问的方法。在控制器和发射器之间通过无线电连接在至少一个方向上传递无线电信号并且通过超声波连接在至少一个方向上传递超声波信号。在该方法中根据通过无线电通信的编码的通信并且根据超声波信号进行用于汽车访问和/或汽车启动的权限的检查。
DE 44 09 167 C1公开一种用于控制无钥匙进入汽车的设备，其具有设置在汽车中的发射单元、由用户携带的传收器和距离检测设备，该距离检测设备测量传收器和汽车之间的间距。
DE 10 2005 058 041 A1公开一种用于运行访问安全系统的方法。所述访问安全系统具有对象站点(该对象站点带有第一发送和接收单元)和被用户携带的移动无线电台(其带有第二发送和接收单元)。此外，用于交换信号的对象站点和移动站点设置用于确定访问权限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提高利用用作钥匙的移动设备进行的被动的访问控制的舒适性以及安全性。
所述技术问题通过一种用于借助用作钥匙的移动设备和交互单元进行被动访问控制的方法、一种具有用作钥匙的移动设备和交互单元的被动的访问系统或者具有被动的访问系统的交通工具。
按照本发明的用于借助用作钥匙的移动设备和交互单元进行的被动的访问控制的方法中，其中移动设备和交互单元分别具有至少一个设置用于交换权限信息的数据通信设备，所述方法包含以下步骤：
-实施移动设备和交互单元之间的电子测距；
-仅当移动设备与交互单元之间的距离位于许用距离内时，允许访问和/或交互。
在此，用于舒适的被动的发动机启动和访问(而无需在移动设备上交互)的许用距离和公差通过法律方面的要求规定，例如，具有发动机启动权限的移动设备在发动机启动时必须位于交通工具外壳内部，具有进入权限的移动设备允许在解锁交通工具时离交通工具外壳不远于2米。所述许用距离现在也可以用于评估，存在中继站攻击还是不存在中继站攻击。但是还可以考虑其他的足够用于避免中继站攻击的距离极限值用以评估，该距离极限值允许更大的距离。中继站攻击的防御的基础在于，电子测距设备这样构造，使得测距不能被操纵。这确保的方式是，首先所述测距基于信号传播时间测量，其次保证在用作汽车钥匙的移动设备和交互单元之间进行测距。尤其当在用于被动发动机启动和访问的许用距离方面的法律要求不能通过用于抵御中继站攻击的测距设备足够精确地确定时，对于用于被动的发动机启动和访问的测距或者对于用于抵御中继站攻击的测距使用不同的测量设备和/或测量方法。
看作移动设备的在此尤其是智能手机，但也可以是智能手表、可穿戴设备、平板电脑、智能卡、代币和类似设备，它们适用于实施用于被动访问控制的方法、实施移动设备的至少一个部分。与安全性相关的交互单元例如是交通工具或者交通工具的组成构件、例如交通工具门把手、发动机启动装置、但也可以是无线的支付终端或者例如进入楼体或房间的访问系统。权限信息或者其交换可以包含更复杂的授权方法，或者也可以是编码的交换。在此推荐电子测距，因为其相对光学测距也可以穿透外壳或口袋的材料，由此简化了操作。
按照本发明的优点在于，借助移动设备也可以实现安全的并且同时舒适的访问。通过可靠的电子测距可以确定，在访问或者交互(如功能性的存取或者实施授权)允许被实施之前，移动设备是否位于许用距离内。许用的距离可以是相距电子测距设备或者交互单元的外表面、例如交通工具的外壳的直接距离。所述距离可以位于从几米、例如两米、至几厘米(例如10厘米)的范围内。
在此可以规定，移动设备和交互单元分别测量所述距离并且仅当两个测得的距离为零或者小于预设的极限值时才允许访问和/或交互。通过这种通信可以确保发射物体和被测量或探测的物体(在此是各个移动设备、以交互单元的视角出发)之间的同一性。由此可以排除中继站攻击的可能性。通过电子测距设备(其测量移动设备和安全性相关的交互单元之间的真实距离)可以保证，移动设备实际地位于安全性相关的交互单元附近。测量结果用于评估移动设备是否位于安全性相关的交互单元的附近。因此中继站攻击可以有效地被识别和抵御，因此例如阻止安全性相关的应用的实施。
此外还可以规定，移动设备将测得的距离传递至交互单元，并且确定与交互单元的偏差。所述偏差备选地由其他元件确定和/或处理，例如后端设备，其与例如是交通工具的交互单元相连。在交互单元中的处理具有的优点在于，其直接发生在该交互单元中，被期望用于访问，因此不需要其他的数据传递。由此可以提高安全性和处理的速度。
电子测距可以基于无线电信号的传播时间测量。传播时间测量、也称为飞行时间(ToF)可以反射地、例如与雷达相似地实施或者通过信号、例如借助时间戳实现。
在此可以规定，在移动设备和交互单元之间可以实施认证方法并且仅在成功认证之后允许访问和/或交互。其可以使用传统的挑战-应答-方法实现。还可以选择的是，是否在权限检查的链条中首先实施认证方法或者电子测距或者其评估。
此外还可以规定，数据交换和/或认证方法在移动设备和交互单元之间通过电子测距的服务和/或连接实施。所述连接可以作为数据通信设备的补充、设计用于认证信息的交换或者其可以完全地承担数据通信设备的任务。在后一种情况中，数据通信设备集成在电子测距中，因此可以取消独立的数据通信设备，这可以降低成本和复杂性。
此外可以规定，当检测到联系信息时，实施电子测距。所述联系信息可以由传感器、例如在门把手上的接近传感器或者联系传感器实现，或者通过无线电连接的通信合作方的识别、例如通过周期性发射信号实现。这种方法可以减小能量消耗，因为在实际需要主要的部件之前一直保持这些部件断开。
按照本发明的被动的访问系统具有用作钥匙的移动设备和交互单元，其中移动设备和交互单元分别具有至少一个设置用于交换权限信息的数据通信设备，所述被动的访问系统规定，移动设备和交互单元分别具有一个设置用于确定移动设备和交互单元之间的距离的电子测距设备，并且移动设备和/或交互单元设置用于，仅当移动设备与交互单元之间的距离位于许用距离内时，才允许访问和/或交互。其适用于前述的相同优点和修改。
移动设备和/或交互单元设置用于，仅当两个测得的距离的偏差为零或者小于预设的极限值时才允许访问和/或交互。通过这种通信可以保证在发射物体和测得的或者检测的物体、在此是移动设备(从交互单元的角度出发)之间的同一性。由此可以排除中继站攻击的可能性。
数据通信设备可以设置为，在认证方法的范围中交换权限信息，仅在成功认证是才允许访问和/或交互。其可以使用传统的挑战-应答-方法实现。还可以选择的是，是否在权限检查的链条中首先实施认证方法或电子测距或者其评估。
测距设备可以具有高频发射器和/或接收器。高频信号自大致1GHz的频率开始。在例如2.4GHz、4或5GHz或者更高的区域中的频域或者频带可以更好地使用，因为其提供了用于时间测量的边缘陡峭的、短的信号或者脉冲。
其可以规定，测距设备事后可安置或安置在用作交通工具钥匙的移动设备上，或者在制造移动设备时已经集成在该移动设备中。通过事后的安置，已经存在的移动设备也可以配备电子测距设备，因此已经存在的移动设备可以抵御中继站攻击。同样可行的是，在制造移动设备时安装测距设备，这允许在移动设备中的集成。
测距设备可以设置为，识别反射信号并且在计算间距时不使用该反射信号。反射信号可以直接叠加接收信号并使其失真，由此使测量出错。例如通过抑制或过滤反射可以改善测距的精度。
具有被动的访问系统的按照本发明的交通工具规定，电子测距设备设置用于确定移动设备和交通工具之间的距离并且电子测距设备设置用于实施前述的方法。相同的优点和修正适用前述内容。在此推荐的被动访问系统尤其适用于交通工具，因为同时提供了较高的关联安全性和对舒适性的期望。
在此规定，在交通工具中设置多个电子测距设备和/或测距设备事后可安置在交通工具上或者在制造交通工具时已经集成在该交通工具中。测距设备可以安置在交通工具中或者交通工具上，优选具有相邻布置的或者部分重叠的发射和/或接收区域，用于这样提供从所有方向都无缝隙的、具有很好接收特性的访问可能性。通过事后的安装，现有的交通工具也可以配备电子测距设备，因此现有交通工具也可以抵御中继站攻击。同样可行的是，在制造交通工具时已经安装了测距设备或者多个测距设备，这允许了交通工具系统中很好的集成。
只要在细节上不做相反的说明，在本申请中不同描述的本发明的实施形式能够有利地相互组合。
附图说明
以下在实施例中结合附图阐述本发明。在附图中：
图1示出被动访问系统的示意视图。
具体实施方式
图1示出具有作为交互单元的交通工具12和移动设备14的被动访问系统10。交通工具12的示意图在此以轿车的形式示出。看作交通工具的还可以是其他陆地交通工具、例如卡车、公交车、摩托车、轨道交通工具以及空中和水上交通工具。作为交互单元在此示范性地表示为交通工具12。交互单元例如还可以是无线的支付终端或者例如楼体或房间的访问系统(进入系统)。
移动设备14可以是智能手机或类似设备，其用作用于访问、激活功能或者启动交通工具12的电子钥匙。
首先被动访问系统10或交通工具12和移动设备14的单独的部件被描述。接下来描述用于被动访问控制的方法。
交通工具12具有多个电子测距设备16，在此例如显示其中的四个电子测距设备。电子测距设备16优选在交通工具12的周围分布，用于实现更好的可访问性。移动设备14同样具有电子测距设备16。由于移动设备14的较小的尺寸，一个测距设备16是足够的。
借助交通工具12和移动设备14中的电子测距设备16进行电子测距18，借助该电子测距18可以确定移动设备14与交通工具12的精确距离。电子测距18基于无线信号的传播时间测量，作为载体例如使用UWB(超宽带)无线技术或者其他高频技术，例如WLAN。
此外，在移动设备14和在交通工具12中分别设置用于实施认证方法22的数据通信设备20。所述数据通信设备20是可选的，因为其以及其他无线电传输也可以通过电子测距设备16的服务或载体实施。
在交通工具12中存在控制器24或者计算单元，该计算单元与设备16和20相连，用于控制通信和至少部分地实施以下说明的用于被动访问控制的方法。所述控制器24例如是通信单元的组件或者通信控制器。在移动设备14中同样存在例如处理器形式的计算单元26，也可以在单片系统(System-on-a-Chip，Soc)内部。计算单元26与设备16和20相连，用于控制通信并且至少部分地实施以下说明的用于被动访问控制的方法。
以下描述用于被动的访问控制的方法，借助该方法可以确定移动设备14形式的电子钥匙的实际位置或者实际距离。更精确地说，被发射的信号的发射器的实际位置或者实际距离通过电子测距18确定。
相对交通工具12的许用的距离28被确定，例如2米。许用距离可以是参照单独的电子测距设备16或者模仿交通工具12的外壳。首先，靠近交通工具12的移动设备14位于许用距离28以外，因此还未允许访问或者在移动设备14和交通工具12之间的交互。但是已经建立联系，例如通过发出的信标信号，因此两个参与者能够彼此了解。
此时，当移动设备14处于许用距离28内部时，如图1所示，可以进行电子测距18。为此来自交通工具12或者移动设备14的至少一个电子测距设备16必须测量距离30，并且将其发送至控制器24上用于评估和进一步的处理。相应地仅当移动设备14相对交互单元(在此是交通工具12的形式)的距离30位于许用距离28内时才允许进行访问和/或交互。
通过移动设备14和交通工具12分别测量距离并且对比两个被测得的距离能够进一步提高安全性。仅当两个测量的间距的偏差为零或小于预设极限值时，允许访问和/或交互。具体地移动设备14将其测得的距离传递至交通工具12，在那两个间距在控制器24中被比较。预设的极限值应该超过传播时间测量的测量精度，否则所述选择取决于各个输入值，例如许用间距28的长度、和/或所要求的安全性描述。
在移动设备14和交通工具12之间的实际间距30位于许用间距28以内之后，实施认证方法22。在此，在该实施例中选择这样的次序，能够首先实施认证方法22、然后实施电子测距18。所述认证方法22、例如挑战-应答-方法确保，移动设备14具备用于交通工具12的需要的权限。所述认证方法22要么通过电子测距设备16、要么通过数据通信设备20实施。在成功认证时可以进行访问和/或交互。
当要么电子测距设备16、要么认证方法22未能成功结束时，这意味着存在中继站攻击或者无权限者在设法获得对交通工具12的访问。在这些情况中，中断访问方法。可以采取的措施例如是向交通工具所有者发出警告通知，或者进行这样的服务，如借助交通工具相机记录攻击者、激活大灯和/或喇叭，或者类似措施。
按照本发明的方法具有优点在于，利用移动设备也可以实现更安全并且同时更舒适的访问。
附图标记清单
10 被动的访问系统
12 交通工具
14 移动设备
16 电子测距设备
18 电子测距
20 数据通信设备
22 认证方法
24 控制器
26 计算单元
28 距离
30 许用距离

Claims (12)

1.一种用于借助用作钥匙的移动设备(14)和交互单元进行被动访问控制的方法，其中移动设备(14)和交互单元(12)分别具有至少一个设置用于交换权限信息的数据通信设备(20)，所述方法具有以下步骤：
-实施移动设备(14)和交互单元(12)之间的电子测距(18)，其中电子测距(18)基于无线电信号的传播时间测量；和
-仅当移动设备(14)与交互单元(12)之间的距离(30)位于许用距离(28)内时，允许访问和/或交互，其中，移动设备(14)和交互单元(12)分别测量所述距离(30)，并且其中仅当两个测得的距离(30)之间的偏差为零或者小于预设极限值时，才允许访问和/或交互。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，移动设备(14)将测得的距离(30)传递至交互单元(12)并且确定与交互单元(12)的偏差。
3.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在移动设备(14)和交互单元(12)之间实施认证方法(22)，并且仅在成功认证之后允许访问和/或交互。
4.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在移动设备(14)与交互单元(12)之间的数据交换和/或认证方法通过电子测距(18)的服务和/或连接实施。
5.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当探测到联系信息时，实施电子测距(18)。
6.一种具有用作钥匙的移动设备(14)和交互单元(12)的被动的访问系统，其中移动设备(14)和交互单元(12)分别具有至少一个设置用于交换权限信息的数据通信设备(20)，其特征在于，移动设备(14)和交互单元(12)分别具有设置用于确定移动设备(14)和交互单元(12)之间的距离(30)的电子测距设备(16)，并且移动设备(14)和/或交互单元(12)设置用于，仅当移动设备(14)与交互单元(12)之间的距离(30)位于许用距离(28)内时，才允许访问和/或交互，其中，移动设备(14)和/或交互单元(12)分别设置用于测量间距(30)，其中，仅当两个测得的距离(30)之间的偏差为零或者小于预设极限值时，才允许访问和/或交互，并且其中，电子测距(18)基于无线电信号的传播时间测量。
7.按照权利要求6所述的被动的访问系统，其特征在于，数据通信设备(20)设置用于在认证方法(22)的范围中更换权限信息，并且仅在认证成功时才允许访问和/或交互。
8.按照权利要求6或7所述的被动的访问系统，其特征在于，测距设备(16)具有高频的发射器和/或接收器。
9.按照权利要求6至8之一所述的被动的访问系统，其特征在于，测距设备(16)事后能安置在或安置在用作交通工具钥匙的移动设备(14)上，或者在制造移动设备(14)时已经集成在所述移动设备(14)中。
10.按照权利要求6至9之一所述的被动的访问系统，其特征在于，测距设备(16)设置用于识别反射信号并且在计算间距时不使用发射信号。
11.一种具有被动的访问系统的交通工具，其特征在于，电子测距设备(16)设置用于确定移动设备(14)和交互单元(12)之间的距离(30)，并且电子测距设备(16)设置用于实施按照权利要求1至5之一所述的方法。
12.按照权利要求11所述的交通工具，其特征在于，设置多个电子测距设备(16)和/或所述测距设备(16)事后地能安置或安置在所述交通工具上，或者在制造交通工具(12)时已经集成在该交通工具中。
CN201710256541.4A 2016-04-19 2017-04-19 用于被动访问控制的方法 Active CN107415893B (zh)

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