CN110310397B - 一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法 - Google Patents

一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法，包括以下步骤：唤醒智能钥匙，并向车身控制器反馈一钥匙坐标高频信号和智能钥匙唯一的Key ID；车身控制器生成第一随机数，车身控制器和智能钥匙均采用HITAG2算法加密所述Key ID、第一随机数和低频唤醒信号；若车身控制器和智能钥匙加密获得的密文一致，完成车身控制器与智能钥匙的认证；车身控制器生成第二随机数Key、第三随机数Key1并利用CAN总线发送给整车控制器；整车控制器生成并向车身控制器回复第四随机数Key2和第五随机数Key3；所述车身控制器和整车控制器均利用第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3和约定数A进行双向认证，以实现纯电动汽车启动。

Description

一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其是一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法。
背景技术
目前，现有的新能源汽车防盗主要体现在防进入报警；当车辆停在偏僻地区时，盗贼依然可以破窗进入车辆，并仍能够很简单的将车辆启动。因此，传统的防盗技术已经无法满足新能源汽车防盗的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法，本发明采用的技术方案如下：
一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法，包括以下步骤：
步骤S1，车身控制器和智能钥匙均处于休眠状态，利用车身控制器唤醒智能钥匙；所述智能钥匙向车身控制器反馈一钥匙坐标高频信号和智能钥匙唯一的Key ID；车身控制器生成第一随机数，车身控制器和智能钥匙均采用HITAG2算法加密所述Key ID、第一随机数和低频唤醒信号；若车身控制器和智能钥匙加密获得的密文一致，则完成车身控制器与智能钥匙的认证；
步骤S2，车身控制器生成第二随机数Key、第三随机数Key1并利用CAN总线发送给整车控制器；整车控制器生成并向车身控制器回复第四随机数Key2和第五随机数Key3；所述车身控制器和整车控制器均利用第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3和纯电动汽车整车下线时由整车EOL下线诊断系统写入的约定数A进行双向认证，并激活启动继电器低端和启动继电器高端，以实现纯电动汽车启动。
进一步地，所述步骤S1中，车身控制器与智能钥匙的认证包括以下步骤：
步骤S11，车身控制器和智能钥匙均处于休眠状态，当车身控制器获取一触发信号，向智能钥匙发送低频唤醒信号；
步骤S12，智能钥匙接收低频唤醒信号，并进行场强检测；若所述低频唤醒信号高于预设在智能钥匙内的阀值，则进入步骤S13，否则，继续保持休眠状态；
步骤S13，智能钥匙向车身控制器反馈一钥匙坐标高频信号和智能钥匙唯一的KeyID；
步骤S14，车身控制器接收智能钥匙发送的钥匙坐标高频信号和Key ID，并与预设在车身控制器内的Key ID对比；若智能钥匙发送的Key ID与车身控制器内预设的Key ID一致，则进入步骤S15，否则返回步骤S11，继续保持休眠状态；
步骤S15，车身控制器生成第一随机数，采用HITAG2算法加密所述Key ID、第一随机数和低频唤醒信号，求得对应的第一密文CIPHER，并将所述第一密文CIPHER和第一随机数发送给智能钥匙；
步骤S16，智能钥匙接收第一密文CIPHER和第一随机数，并采用HITAG2算法加密所述Key ID、第一随机数和低频唤醒信号，求得对应的第二密文CIPHER；若第一密文CIPHER与第二密文CIPHER的内容相同，则车身控制器与智能钥匙认证成功，否则认证失败。
更进一步地，所述纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法，还包括车身控制器与智能钥匙认证成功后，将智能钥匙中的EEPROM的标签配置TMCF和PSWT采用HITAG2算法加密并发送给车身控制器，并进行车身控制器与整车控制器的认证。
优选地，所述步骤S11中，所述触发信号包括车门开关、刹车信号、P/N档位信号、启动按键其中之一。
优选地，所述步骤S2中，整车控制器与车身控制器双向认证包括以下步骤：
步骤S21，所述车身控制器生成第二随机数Key、第三随机数Key1并利用CAN总线发送给整车控制器；
步骤S22，所述整车控制器生成并向车身控制器回复第四随机数Key2和第五随机数Key3；
步骤S23，所述车身控制器采用HITAG2算法加密第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3和约定数A，加密获得二进制字符串Signature Cipher，并发送给整车控制器；
步骤S24，整车控制器通过利用第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3解密成二进制字符串Signature Cipher1，判断解密的二进制字符串Signature Cipher1与二进制字符串Signature Cipher的密码字符串格式、长度及内容是否一致；若一致，则激活启动继电器低端；否则认证失败；
步骤S25，整车控制器采用HITAG2算法加密第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3和约定数A，加密获得二进制字符串Signature Cipher2，并发送给车身控制器；
步骤S26，车身控制器通过利用第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3解密成二进制字符串Signature Cipher3；判断解密的二进制字符串Signature Cipher3与加密获得二进制字符串Signature Cipher2的密码字符串格式、长度及内容是否一致？若一致。则激活启动继电器高端，以完成整车控制器与车身控制器双向认证；否则认证失败。
优选地，所述低频唤醒信号为125kHZ的48bit信号。
优选地，所述Key ID为32bit的数。
更进一步地，所述步骤S12中，智能钥匙进行场强检测，以获得相对于车身控制器的钥匙坐标高频信号。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明巧妙地采用车身控制器与智能钥匙认证、车身控制器与整车控制器双向认证，其认证安全性能高，实现多层保护，有效地避免了盗者破车窗盗取电动汽车。
(2)本发明的智能钥匙将自身的Key ID通过高频信号发送给BCM，若BCM识别出此ID与自身系统的钥匙编码相匹配时，通过低频信号向智能钥匙发生验证码，智能钥匙收到验证码后进行加密计算后通过高频信号发给VCU进行比对。如此一来，便能保证认证可靠。与此同时，本发明通过生产随机数，以增大密文的复杂程度，增加密码破解难度。
(3)本发明采用HITAG2算法加密，其存储方便，HITAG2算法加密出来的都是32位位字符串，能够给定固定大小的空间存储、传输和验证；具有良好的安全性，对于参数加密很难伪造；加密损耗低，降低整车静态功耗。
(4)本发明车身控制器与整车控制器双向认证，车身控制器和整车控制器双向认证通过后，钥匙进入START档后，整车控制器触发点火信号，整车高压继电器闭合进入上高压流程，若双向认证未通过，整车控制器不触发点火信号。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例
本实施例提供了一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法，具体步骤如下：
第一步，正常锁车状态下，车身控制器和智能钥匙均处于休眠状态，当车身控制器获取一触发信号(车门开关、刹车信号、P/N档位信号、启动按键等有效时)，向智能钥匙发送低125kHz低频唤醒信号(即发送随机密钥码SK(48bit)及驱动相应的低频磁场天线工作)。
第二步，智能钥匙接收低频唤醒信号，并进行场强检测；若所述低频唤醒信号高于预设在智能钥匙内的阀值，则进入第三步，否则，返回第一步继续保持休眠状态。其中，智能钥匙进行场强检测，以获得相对于车身控制器的钥匙坐标高频信号。
第三步，智能钥匙向车身控制器反馈一433.92MHz钥匙坐标高频信号和智能钥匙唯一的Key ID(每把钥匙有独一无二的32bit Key ID)。
第四步，车身控制器接收智能钥匙发送的钥匙坐标高频信号和Key ID，并与预设在车身控制器内的Key ID对比；若智能钥匙发送的Key ID与车身控制器内预设的Key ID一致，则进入第五步，否则返回第一步，继续保持休眠状态。
第五步，车身控制器生成第一随机数Random Number(32bit)，采用HITAG2算法加密所述Key ID、第一随机数和低频唤醒信号，求得对应的第一密文CIPHER，并将所述第一密文CIPHER和第一随机数发送给智能钥匙。
第六步，智能钥匙接收第一密文CIPHER和第一随机数，并采用HITAG2算法加密所述Key ID、第一随机数和低频唤醒信号，求得对应的第二密文CIPHER；若第一密文CIPHER与第二密文CIPHER的内容相同，则车身控制器与智能钥匙认证成功，否则认证失败。
第七步，车身控制器与智能钥匙认证成功后，智能钥匙将TMCF(Transponder andMemory Configuration，智能钥匙中EEPROM的标签配置，256bit的EEPROM分为8页(pages)，TMCF标签内存配置位于page 3)中PSWT(Password Transponder，标签配置里的内容，为一串32位二进制数)加密(HITAG2算法加密)发送给车身控制器，并进行车身控制器与整车控制器的认证。。
第八步，所述车身控制器生成32bit第二随机数Key、第三随机数Key1并利用CAN总线发送给整车控制器。
第九步，所述整车控制器生成并向车身控制器回复32bit第四随机数Key2和第五随机数Key3。
第十步，所述车身控制器采用HITAG2算法加密第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3和约定数A，加密获得加密获得(Signature Cipher，一串固定格式的32位二进制数)，并将所述(二进制数)发送给整车控制器。
第十一步，整车控制器通过利用第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3解密(一串固定格式的32位二进制数)；判断密码字符串格式、长度及内容，若一致，则激活启动继电器低端；否则认证失败。
第十二步，整车控制器采用HITAG2算法加密第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3和约定数A，加密获得(Signature Cipher，一串固定格式的32位二进制数)，并将所述(二进制数)发送给车身控制器。
第十三步，车身控制器通过利用第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3解密(一串固定格式的32位二进制数)；判断密码字符串格式、长度及内容，若一致。则激活启动继电器高端，以完成整车控制器与车身控制器双向认证；否则认证失败。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，车身控制器和智能钥匙均处于休眠状态，利用车身控制器唤醒智能钥匙；所述智能钥匙向车身控制器反馈一钥匙坐标高频信号和智能钥匙唯一的KeyID；车身控制器生成第一随机数，车身控制器和智能钥匙均采用HITAG2算法加密所述KeyID、第一随机数和低频唤醒信号；若车身控制器和智能钥匙加密获得的密文一致，则完成车身控制器与智能钥匙的认证；
步骤S2，车身控制器生成第二随机数Key、第三随机数Key1并利用CAN总线发送给整车控制器；整车控制器生成并向车身控制器回复第四随机数Key2和第五随机数Key3；所述车身控制器和整车控制器均利用第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3和纯电动汽车整车下线时由整车EOL下线诊断系统写入的约定数A进行双向认证，并激活启动继电器低端和启动继电器高端，以实现纯电动汽车启动；
所述步骤S1中，车身控制器与智能钥匙的认证包括以下步骤：
步骤S11，车身控制器和智能钥匙均处于休眠状态，当车身控制器获取一触发信号，向智能钥匙发送低频唤醒信号；
步骤S12，智能钥匙接收低频唤醒信号，并进行场强检测；若所述低频唤醒信号高于预设在智能钥匙内的阀值，则进入步骤S13，否则，继续保持休眠状态；
步骤S13，智能钥匙向车身控制器反馈一钥匙坐标高频信号和智能钥匙唯一的KeyID；
步骤S14，车身控制器接收智能钥匙发送的钥匙坐标高频信号和KeyID，并与预设在车身控制器内的KeyID对比；若智能钥匙发送的KeyID与车身控制器内预设的KeyID一致，则进入步骤S15，否则返回步骤S11，继续保持休眠状态；
步骤S15，车身控制器生成第一随机数，采用HITAG2算法加密所述KeyID、第一随机数和低频唤醒信号，求得对应的第一密文CIPHER，并将所述第一密文CIPHER和第一随机数发送给智能钥匙；
步骤S16，智能钥匙接收第一密文CIPHER和第一随机数，并采用HITAG2算法加密所述KeyID、第一随机数和低频唤醒信号，求得对应的第二密文CIPHER；若第一密文CIPHER与第二密文CIPHER的内容相同，则车身控制器与智能钥匙认证成功，否则认证失败；
车身控制器与智能钥匙认证成功后，将智能钥匙中的EEPROM的标签配置TMCF和PSWT采用HITAG2算法加密并发送给车身控制器，并进行车身控制器与整车控制器的认证；
所述步骤S2中，整车控制器与车身控制器双向认证包括以下步骤：
步骤S21，所述车身控制器生成第二随机数Key、第三随机数Key1并利用CAN总线发送给整车控制器；
步骤S22，所述整车控制器生成并向车身控制器回复第四随机数Key2和第五随机数Key3；
步骤S23，所述车身控制器采用HITAG2算法加密第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3和约定数A，加密获得二进制字符串SignatureCipher，并发送给整车控制器；
步骤S24，整车控制器通过利用第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3解密成二进制字符串SignatureCipher1，判断解密的二进制字符串SignatureCipher1与二进制字符串SignatureCipher的密码字符串格式、长度及内容是否一致；若一致，则激活启动继电器低端；否则认证失败；
步骤S25，整车控制器采用HITAG2算法加密第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3和约定数A，加密获得二进制字符串SignatureCipher2，并发送给车身控制器；
步骤S26，车身控制器通过利用第二随机数Key、第三随机数Key1、第四随机数Key2、第五随机数Key3解密成二进制字符串SignatureCipher3；判断解密的二进制字符串SignatureCipher3与加密获得二进制字符串SignatureCipher2的密码字符串格式、长度及内容是否一致；若一致则激活启动继电器高端，以完成整车控制器与车身控制器双向认证；否则认证失败。
2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法，其特征在于，所述步骤S11中，所述触发信号包括车门开关、刹车信号、P/N档位信号、启动按键其中之一。
3.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法，其特征在于，所述低频唤醒信号为125kHZ的48bit信号。
4.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法，其特征在于，所述KeyID为32bit的数。
5.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车防盗钥匙认证实现方法，其特征在于，所述步骤S12中，智能钥匙进行场强检测，以获得相对于车身控制器的钥匙坐标高频信号。
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