CN115303227A - 一种数字钥匙配对方法，配对系统，数字钥匙和汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明方法提供一种数字钥匙配对方法，配对系统，数字钥匙和汽车，具体是通过车载信息娱乐系统中的安全管理中心向数字钥匙主控模块发起配对需求；待所述安全管理中心获得来自所述数字钥匙主控模块生成的第一数字密钥后转换成可识别图像；所述数字钥匙读取所述可识别图像获得第二数字密钥并进行解密；所述数字钥匙根据所述第二数字密钥向所述数字钥匙主控模块发起数字密钥验证。本发明实现蓝牙带外安全配对，其安全等级高，能快速配对，用户体验好。

Description

一种数字钥匙配对方法，配对系统，数字钥匙和汽车
技术领域
本发明涉及智能驾驶领域，具体而言，涉及一种数字钥匙配对方法，配对系统，数字钥匙和汽车。
背景技术
现有的车用数字钥匙系统主要利用蓝牙技术来进行通信，智能手机或可穿戴设备作为最常用的钥匙端，其想要使用蓝牙无线通信技术和车端进行安全的通信，就需要先进行安全的配对。蓝牙协议规范提供了4种配对方式：1.Numeric Comparison：配对双方都显示一个6位的数字，由用户来核对数字是否一致，一致即可配对。2.Just Works：用于配对没有显示没有输入的设备，主动发起连接即可配对，用户看不到配对过程。3.Passkey Entry：要求配对目标输入一个在本地设备上显示的6位数字，输入正确即可配对。4.Out of Band（缩写为OOB,意为“带外”）：两设备的通过别的途径交换配对信息。
现有技术中存在以下技术问题：1.以上配对方式1、2、3为带内配对模式，有被攻击的风险会面临一些安全风险，如中间人攻击以及被动监听攻击等；2.以上配对方式4为带外配对模式，开发者可以定义自己的配对机制，同时其安全级别也取决于开发者所采取的带外匹配方式，但对车用数字钥匙系统来说，想要实现带外配对，一般的解决方案是利用NFC来实现，所以车辆端和手机端都必须配备NFC模块，且需要近距离接触；或者是车辆端和钥匙端使用USB进行有线连接来实现，用户体验不好。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种蓝牙带外配对方法以及车用数字钥匙系统，其能够实现蓝牙带外安全配对，其安全等级高，能快速配对，用户体验好。
本发明所述的一种数字钥匙配对方法，主要应用于智能驾驶领域，具体的，所述配对方法包括以下步骤：
S1：通过车载信息娱乐系统中的安全管理中心向数字钥匙主控模块发起配对需求；待所述安全管理中心获得来自所述数字钥匙主控模块生成的第一数字密钥后转换成可识别图像。
S2：所述数字钥匙读取所述可识别图像获得第二数字密钥并进行解密。
S3：所述数字钥匙根据所述第二数字密钥向所述数字钥匙主控模块发起数字密钥验证。
上述技术方案中，通过在车辆端安装数字钥匙主控模块，让数字钥匙主控模块与车载信息娱乐系统通讯连接，利用车载信息娱乐系统中的安全管理中心呈现配对过程中使用的加密信息即可识别图像，通过数字钥匙的摄像头来识别配对信息实现配对信息的交换，其中数字钥匙不限于智能手机、可穿戴设备等，数字钥匙可为任一带有摄像头的移动通讯设备，该过程提供了除NFC和USB以外的另一种蓝牙带外配对方式，即使是不具备NFC模块的车辆端和手机端也能实现蓝牙带外的快速配对，实用性强，适用性广。
进一步的，所述数字钥匙主控模块生成的第一数字密钥，具体包括：通过蓝牙协议栈的安全管理层定义Legacy paring协议，所述Legacy paring协议规定的密钥生成方式至少为：蓝牙地址+随机临时密钥；每当所述数字钥匙主控模块接收到请求获取配对信息时，根据所述Legacy paring协议生成密匙，经加密后获得第一数字密钥。
上述技术方案中，密钥生成的方式根据开发者自定义而成，安全级别大大提升，其中，蓝牙地址为可变化的蓝牙MAC地址，随机临时密钥由安全管理中心生成的128位真随机数，蓝牙地址+随机临时密钥的密钥生成方式提高了配对的安全等级，而经过加密之后进一步提高了安全级别。
进一步的，还包括：所述数字钥匙主控模块对所述第一数字密钥进行备份，用于后续配对流程进行验证。
上述技术方案中，数字钥匙主控模块对第一数字密钥进行备份，保证了后续配对流程可以验证，是蓝牙配对身份的关键。
进一步的，所述可识别图像至少包括条形码，二维码、字符串、文字中的任一种。
上述技术方案中，数字钥匙主控模块对第一数字密钥进行备份，保证了后续配对流程可以验证，是蓝牙配对身份的关键。
进一步的，还包括：所述第一数字密钥和所述第二数字密钥采用AES-CCM加密器进行加密和解密。
上述技术方案中，AES-CCM是在无线通信系统中较为常用的一种加密算法，效率和安全性都具有较高的标准，能够实现在蓝牙带外配对过程中对信息的加密，提高配对的安全等级。
进一步的，还包括步骤S4，所述数字钥匙主控模块进行数字密钥验证，具体包括：
S41：调用softdevice 配对函数对所述第二数字密钥进行验证。
S42：依次比对所述第二数字密钥和第一数字密钥中的蓝牙地址和随机临时密钥，当均匹配成功时，则验证通过，完成数字钥匙创建；否则，验证未通过。
上述技术方案中，依次比对第二数字密钥和第一数字密钥中的蓝牙地址和随机临时密钥，是蓝牙带外配对关键的一步，可以防止中间人攻击以及被动监听攻击，保证配对的安全性。
作为另一优选的，本发明还提供一种数字钥匙配对方法的配对系统，其特征在于，所述配对系统至少包括：
设置在汽车上的数字钥匙主控模块和车载信息娱乐系统，在所述车载信息娱乐系统端设置安全管理中心。
所述数字钥匙主控模块用于响应于所述安全管理中心发来的请求获取配对信息指令，根据预设的Legacy paring协议生成密匙，经加密后获得第一数字密钥发送至所述安全管理中心。
所述安全管理中心用于将第一数字密钥转换成可识别图像。
以及与所述数字钥匙主控模块配合使用的数字钥匙，所述数字钥匙用于读取所述可识别图像获得第二数字密钥，并根据所述第二数字密钥向所述数字钥匙主控模块发起数字密钥验证。
进一步的，所述数字钥匙主控模块通过蓝牙协议栈的安全管理层定义Legacyparing协议，以及softdevice配对函数。
所述Legacy paring协议规定的密钥生成方式至少为：蓝牙地址+随机临时密钥。
所述softdevice配对函数被调用时用于实现对所述第二数字密钥进行验证。
作为另一优选的，本发明还提供一种数字钥匙，为车用数字钥匙中的一种，
所述数字钥匙为任一带有摄像头的移动通讯设备。
所述数字钥匙用于读取可识别图像并实现如上所述一种数字钥匙配对方法。
作为另一优选的，本发明还提供一种汽车，至少包括：
车载信息娱乐系统、数字钥匙主控模块和计算机可读存储介质；所述车载信息娱乐系统与所述数字钥匙主控模块通讯连接；所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序；所述计算机程序受在一个或者多个处理器控制时，可执行所述计算机程序以实现如上所述的一种数字钥匙配对方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过在车辆端安装数字钥匙主控模块，让数字钥匙主控模块与车载信息娱乐系统通讯连接，利用车载信息娱乐系统中的安全管理中心呈现配对过程中使用的加密信息即可识别图像，通过数字钥匙的摄像头来识别配对信息实现配对信息的交换，提供了除NFC和USB以外的另一种蓝牙带外配对方式，即使是不具备NFC模块的车辆端和手机端也能实现蓝牙带外的快速配对，实用性强，适用性广。
附图说明
图1为本发明一种数字钥匙配对方法的流程图。
图2为本发明数字钥匙配对的时序图。
图3为本发明一种数字钥匙配对系统的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。
请参考图1至图2，一较佳实施例中，本发明所述的一种数字钥匙配对方法，主要应用于智能驾驶领域，具体的，所述配对方法包括以下步骤：
S1：通过车载信息娱乐系统中的安全管理中心向数字钥匙主控模块发起配对需求；待所述安全管理中心获得来自所述数字钥匙主控模块生成的第一数字密钥后转换成可识别图像。
S2：所述数字钥匙读取所述可识别图像获得第二数字密钥并进行解密。
S3：所述数字钥匙根据所述第二数字密钥向所述数字钥匙主控模块发起数字密钥验证。
S41：调用softdevice 配对函数对所述第二数字密钥进行验证。
S42：依次比对所述第二数字密钥和第一数字密钥中的蓝牙地址和随机临时密钥，当均匹配成功时，则验证通过，完成数字钥匙创建；否则，验证未通过。
具体实施过程中，通过在车辆端安装数字钥匙主控模块，让数字钥匙主控模块与车载信息娱乐系统通讯连接，利用车载信息娱乐系统中的安全管理中心呈现配对过程中使用的加密信息即可识别图像，通过数字钥匙的摄像头来识别配对信息实现配对信息的交换，其中数字钥匙不限于智能手机、可穿戴设备等，数字钥匙可为任一带有摄像头的移动通讯设备，该过程提供了除NFC和USB以外的另一种蓝牙带外配对方式，即使是不具备NFC模块的车辆端和手机端也能实现蓝牙带外的快速配对，实用性强，适用性广。
其中，依次比对第二数字密钥和第一数字密钥中的蓝牙地址和随机临时密钥，是蓝牙带外配对关键的一步，可以防止中间人攻击以及被动监听攻击，保证配对的安全性。
在本实施例中，所述数字钥匙主控模块生成的第一数字密钥，具体包括：通过蓝牙协议栈的安全管理层定义Legacy paring协议，所述Legacy paring协议规定的密钥生成方式至少为：蓝牙地址+随机临时密钥；每当所述数字钥匙主控模块接收到请求获取配对信息时，根据所述Legacy paring协议生成密匙，经加密后获得第一数字密钥。
具体实施过程中，密钥生成的方式根据开发者自定义而成，安全级别大大提升，其中，蓝牙地址为可变化的蓝牙MAC地址，随机临时密钥由安全管理中心生成的128位真随机数，蓝牙地址+随机临时密钥的密钥生成方式提高了配对的安全等级，而经过加密之后进一步提高了安全级别。
在本实施例中，还包括：所述数字钥匙主控模块对所述第一数字密钥进行备份，用于后续配对流程进行验证。
具体实施过程中，数字钥匙主控模块对第一数字密钥进行备份，保证了后续配对流程可以验证，是蓝牙配对身份的关键。
在本实施例中，所述可识别图像至少包括条形码，二维码、字符串、文字中的任一种。
具体实施过程中，数字钥匙主控模块对第一数字密钥进行备份，保证了后续配对流程可以验证，是蓝牙配对身份的关键。
在本实施例中，还包括：所述第一数字密钥和所述第二数字密钥采用AES-CCM加密器进行加密和解密。
具体实施过程中，AES-CCM是在无线通信系统中较为常用的一种加密算法，效率和安全性都具有较高的标准，能够实现在蓝牙带外配对过程中对信息的加密，提高配对的安全等级。
请参考图2至图3，作为另一优选的，本发明还提供一种数字钥匙配对方法的配对系统，其特征在于，所述配对系统至少包括：
设置在汽车上的数字钥匙主控模块和车载信息娱乐系统，在所述车载信息娱乐系统端设置安全管理中心；所述数字钥匙主控模块用于响应于所述安全管理中心发来的请求获取配对信息指令，根据预设的Legacy paring协议生成密匙，经加密后获得第一数字密钥发送至所述安全管理中心。
所述安全管理中心用于将第一数字密钥转换成可识别图像。
以及与所述数字钥匙主控模块配合使用的数字钥匙，所述数字钥匙用于读取所述可识别图像获得第二数字密钥，并根据所述第二数字密钥向所述数字钥匙主控模块发起数字密钥验证。
在本实施例中，所述数字钥匙主控模块通过蓝牙协议栈的安全管理层定义Legacyparing协议，以及softdevice配对函数。
所述Legacy paring协议规定的密钥生成方式至少为：蓝牙地址+随机临时密钥。
所述softdevice配对函数被调用时用于实现对所述第二数字密钥进行验证。
作为另一优选的，本发明还提供一种数字钥匙，为车用数字钥匙中的一种，
所述数字钥匙为任一带有摄像头的移动通讯设备。
所述数字钥匙用于读取可识别图像并实现如上所述一种数字钥匙配对方法。
作为另一优选的，本发明还提供一种汽车，至少包括：
车载信息娱乐系统、数字钥匙主控模块和计算机可读存储介质；所述车载信息娱乐系统与所述数字钥匙主控模块通讯连接；所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序；所述计算机程序受在一个或者多个处理器控制时，可执行所述计算机程序以实现如上所述的一种数字钥匙配对方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过在车辆端安装数字钥匙主控模块，让数字钥匙主控模块与车载信息娱乐系统通讯连接，利用车载信息娱乐系统中的安全管理中心呈现配对过程中使用的加密信息即可识别图像，通过数字钥匙的摄像头来识别配对信息实现配对信息的交换，提供了除NFC和USB以外的另一种蓝牙带外配对方式，即使是不具备NFC模块的车辆端和手机端也能实现蓝牙带外的快速配对，实用性强，适用性广。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本发明的各个系统及方法实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一些模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述功能的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个工具或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种数字钥匙配对方法，其特征在于，应用于智能驾驶领域，所述配对方法包括以下步骤：
S1：通过车载信息娱乐系统中的安全管理中心向数字钥匙主控模块发起配对需求；待所述安全管理中心获得来自所述数字钥匙主控模块生成的第一数字密钥后转换成可识别图像；
S2：所述数字钥匙读取所述可识别图像获得第二数字密钥并进行解密；
S3：所述数字钥匙根据所述第二数字密钥向所述数字钥匙主控模块发起数字密钥验证。
2.根据权利要求1所述的一种数字钥匙配对方法，其特征在于，所述数字钥匙主控模块生成的第一数字密钥，具体包括：通过蓝牙协议栈的安全管理层定义Legacy paring协议，所述Legacy paring协议规定的密钥生成方式至少为：蓝牙地址+随机临时密钥；每当所述数字钥匙主控模块接收到请求获取配对信息时，根据所述Legacy paring协议生成密匙，经加密后获得第一数字密钥。
3.根据权利要求2所述的一种数字钥匙配对方法，其特征在于，还包括：所述数字钥匙主控模块对所述第一数字密钥进行备份，用于后续配对流程进行验证。
4.根据权利要求3所述的一种数字钥匙配对方法，其特征在于，所述可识别图像至少包括条形码，二维码、字符串、文字中的任一种。
5.根据权利要求4所述的一种数字钥匙配对方法，其特征在于，还包括：所述第一数字密钥和所述第二数字密钥采用AES-CCM加密器进行加密和解密。
6.根据权利要求5所述的一种数字钥匙配对方法，其特征在于，还包括步骤S4，所述数字钥匙主控模块进行数字密钥验证，具体包括：
S41：调用softdevice 配对函数对所述第二数字密钥进行验证；
S42：依次比对所述第二数字密钥和第一数字密钥中的蓝牙地址和随机临时密钥，当均匹配成功时，则验证通过，完成数字钥匙创建；否则，验证未通过。
7.一种采用权利要求1-6任一所述的一种数字钥匙配对方法的配对系统，其特征在于，所述配对系统至少包括：
设置在汽车上的数字钥匙主控模块和车载信息娱乐系统，在所述车载信息娱乐系统端设置安全管理中心；
所述数字钥匙主控模块用于响应于所述安全管理中心发来的请求获取配对信息指令，根据预设的Legacy paring协议生成密匙，经加密后获得第一数字密钥发送至所述安全管理中心；
所述安全管理中心用于将第一数字密钥转换成可识别图像；
以及与所述数字钥匙主控模块配合使用的数字钥匙，所述数字钥匙用于读取所述可识别图像获得第二数字密钥，并根据所述第二数字密钥向所述数字钥匙主控模块发起数字密钥验证。
8.根据权利要求7所述的配对系统，其特征在于，
所述数字钥匙主控模块通过蓝牙协议栈的安全管理层定义Legacy paring协议，以及softdevice配对函数；
所述Legacy paring协议规定的密钥生成方式至少为：蓝牙地址+随机临时密钥；
所述softdevice配对函数被调用时用于实现对所述第二数字密钥进行验证。
9.一种数字钥匙，为车用数字钥匙中的一种，其特征在于，
所述数字钥匙为任一带有摄像头的移动通讯设备；
所述数字钥匙用于读取可识别图像并实现如权利要求1-6任一所述一种数字钥匙配对方法。
10.一种汽车，其特征在于，至少包括：
车载信息娱乐系统、数字钥匙主控模块和计算机可读存储介质；所述车载信息娱乐系统与所述数字钥匙主控模块通讯连接；所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序；所述计算机程序受在一个或者多个处理器控制时，可执行所述计算机程序以实现如权利要求1-6任一所述的一种数字钥匙配对方法。
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