CN1402135A - 具有安全认证测试数据存储器的自动数据存档系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车辆数据存档系统。一个测量接口接收车辆的至少一个传感数据信号。一个存储器存储至少一个传感数据信号。第一转发器响应一个可信任第三方(TTP)/服务提供商的周期性提供的信号，用于产生一个相应的共享密钥，它用于由存储数据产生数字签名，该签名可与数据一起存储或发送回TTP/服务提供商。该签名用于认证存储在数据存档装置中的数据。用于产生签名的加密值可被就地存储在数据存档装置中或由TTP/服务提供商获得。在数据存档装置中的数据也可不加密地存储。该系统还允许被授权的用户删除一部分存储的加密传感数据。

Description

具有安全认证测试数据存储器的自动数据存档系统
技术领域
本发明涉及用于安全存档信号的数据存档系统，更具体地，涉及关于车辆操作及状态数据的认证及记录的车辆数据存档系统。
背景技术
短途及中等距离路途的旅行通常涉及使用车辆在目的地之间运送人员/货物。实际上，陆上运输在全世界主要是由车辆进行的。可以理解，尤其随着私人汽车数量相对全球人口的增加，道路系统正在全力以赴地适应车辆增加的数目，车辆事故同样随之增加。
车辆事故(即撞车)需要多个单位的服务，如地方法律实施机构，个人保险公司，调查人员，医务人员及律师的服务。经常地，车辆驾驶者或他们相应的保险公司对由事故产生的人员损伤及财产损失的状态和/或责任有所争论；这些事实的争论将导致时间及资源的进一步消耗。
因此，需要有一个车辆数据存档系统，它能安全及可靠地记录及认证多个车辆传感装置的信号，由此能很容易地识别导致车辆事故的状态并同时可保留驾驶者隐私。
发明内容
本发明提供了一种车辆数据存档系统。一个测试接口接收车辆的至少一个传感数据信号。该系统借助用于认证的数字签名(signature)安全地认证及在非易失性存储器中存储至少一个传感数据信号。该数字签名使用密钥来产生。
根据本发明的一个方面，该数据存档系统允许一个被授权的用户有选择地删除任何存储的传感数据。
根据本发明的另一方面，传感数据在其被存储前使用一种密钥加密，该密钥不同于产生数字签名的密钥。
根据本发明的又一方面，用于产生数字签名的密钥可由信任的第三方提供，这允许信任的第三方证明数据的可靠性。
附图简述
从以下的说明、附设权利要求书及附图中将会使本发明的这些及其它的特征、方案及优点变得更加明白，附图为：
图1是根据本发明的一个示范实施例的车辆数据存档系统的一个透视图；
图2是图1中数据存档装置的高级框图；
图3是图1中供给站及服务供给者的高级框图；及
图4是说明根据本发明一个示范实施例的连续存档传感信号的方法的一个流程图。
具体实施方式
在以下说明中使用的一些术语仅是为了便于说明而非作出限制。名词“车辆”被定义为用于运输人员或物品的任何车辆。名词“传感装置”被定义为用于获取关于车辆或其外界环境的情况或操作状态的信号的任何传感器或数据采集工具。在附图中，使用相同的标号表示多个图中的相同部分。
本发明提供了一种数据存档系统，它能安全及可靠地记录至少一个车辆传感数据信号，以便能精确地确定事故发生前的车辆操作状态及导致事故的情况，及可选择地检测在事故后预定间隔期间发生的情况。存储数据使用数字签名来认证，该数字签名则由存储数据及密钥来产生。
下面来描述本发明的车辆数据存档系统一个示范实施例。数据存档的传感器接口接收车辆的至少一个传感数据信号。数据存档的存储器存储至少一个传感数据信号。在一个示范实施例中，一个数据存档转发器响应可信任的第三方(TTP)或服务供给商(即TTP代理人)周期的供给信号。由TTP或TTP代理人通过转发器提供的信号被该系统用来求得用于数字签名认证的共享密钥。传感数据及签名则可被存储在一起。该系统可使用被另一产生加密数据签名的钥加密的传感数据，该数据可使用第一转发器发送给TTP或TTP代理人，以作为附加安全措施。以此方式，直接地或通过TTP代理人提供给TTP的签名用于认证存储在数据存档装置中的至少一个传感信号。I.系统组成
现在来具体地参照附图，图1表示根据本发明的一个示范的车辆数据存档系统(VDAS)2的一个透视图。在该示范实施例中，该VDAS 2包括：一个卫星信号源20，一个可信任的第三方(TTP)15，一个服务供给者13，它也用作TTP15的代理，一个位于车辆5中的数据存档装置10，及一个总地用12表示的各车辆数据传感器。虽然该示范实施例是参照汽车描述的，但技术熟练人员可以理解本发明可用于不同的应用，如移动物体或其它亦可从认证的状态及操作数据的安全存储中受益的。
在该示范实施例中，数据传感器12可提供纯电数据信号，如由加速度计、应变仪等提供的信号，或基于音频及视频的数据。例如，数据传感器可提供关于车辆速度、加速度、制动踩板压力、制动液压力、乘客室中的声音及记录车辆周围环境的360°视频记录，还有其它的传感及状态数据。
如图1所示，数据存档装置10(虚线所示)可与至少一个车辆数据传感器12相联系地工作，以接收车辆5或其周围环境的传感数据信号。该示范实施例的数据存档装置10最好被放置在一个密封箱内(未示出)及与可用的数据传感器12及车辆5的电源(即车辆电系统，未示出)相联系地工作。该密封箱最好是防火及防水的并被设计成可对通常在灾难性车辆事故中所受到的挤压力提供极大防护。
根据该示范实施例，TTP15通过服务提供商13将一个周期的加密信号传送给车辆5的数据存档装置10，用于数字签名(digitalsignature)认证。服务提供商13用作TTP15及数据存档装置10之间的代理。以此方式，服务提供商13将周期的加密信号传送给数据存档装置10并且TTP15保持独立。在该示范实施例中，服务提供商13可包括一个能服务一个整体地理区域的发射机(即卫星通信)，或服务提供商13的一个网络可服务于一个大的地理区域。在本发明的示范实施例中，服务提供商13还可提供另外的服务，例如启动数据存档装置10中的紧急转发器和/或从数据存档装置10接收位置信息，以便在事故后帮助数据存档装置的定位或帮助车辆的定位，-譬如该车辆被盗时。
在本发明的一个示范实施例中，响应于服务提供商13的周期性加密信号，数据存档装置10根据公知的算法求得用于认证数据传感器12的传感数据的共享密钥。传感数据与数据签名一起被存储在数据存档装置10的一个存储器中(后面还要讨论)。后来可使用电子签名来认证数据存档存储器的内容。
在另一示范实施例中考虑：传感数据可加密或不加密地被存储，及可使用相同密钥或另外的密钥来产生数字签名值，该签名值可与数据一起存储或发送到服务提供商。
在所述任一示范实施例中，数据存档装置10的存储器可相对旧数据周期地记录新的信息数据。外部事件触发存档装置保留其预定量的内容(例如，触发事件前10分钟及触发事件后10分钟)及对该内容产生一个认证签名。
在一个替换实施例中，数据存档装置10可用由服务提供商13提供的数据所产生的共享密钥将传感数据编成密码。在该实施例中密钥可由服务提供商13存储，以便能使记录数据被加密。
虽然本发明的该示范实施例所描述的是使用服务提供商13作为TTP的代理人来产生用于数据认证的密钥，可以考虑，传感数据也可被另外的装置加密或直接由TTP15提供给数据存档装置10。例如，数据存档装置10可包括由TTP代理人13提供的安全存储的密钥及用它来加密传感数据。作为另一变型，数据存档装置10可使用分配给驾驶员或车辆主人的钥(即他们所有的密钥)来加密数据。如果数据使用私人密钥-公共密钥系统编码，则该数据可使用持有人的公共密钥编码，以使得它仅可由能取得持有人私人密钥的人解码。这些实施例可对数据存档装置10可能遭到窜改的情况提供安全。如果使用了该方法，可使用对于用户或持有人未知的另一密钥来产生数字签名以保证存储数据的完整性。
本发明的示范实施例也可使用卫星信号源20来提供全球定位信号(GPS)，它通过相应的接收器将位置和/或时间参考信号提供给数据存档装置10。例如，数据存档装置10可根据卫星信号源20确定及记录数据存档装置10的纬度及经度位置或一天中的时间。该数据可在加密和/或存档前与传感信号组合(即链接，异或等)。在一个变换实施例中，TTP15或服务提供商13的信号可插在卫星信号源20的卫星信号中。可以理解，卫星信号源20及数据存档装置10的相应接收机可被省略以节省VDAS 2的成本。II.数据存档装置
图2表示数据存档装置10的一个高级框图。在该示范实施例中，数据存档装置10包括：数据处理器14，服务提供商转发器16，非易失性安全存储器18，传感器接口22，一个或多个模数(A/D)转换器24，本机电源26，事件监视器28，扬声器30，操作接口32，音频处理器34，视频处理器36，紧急转发器38，及GPS接收器40。
在该示范实施例中，数据存档装置10可与车辆5的电系统连接地工作以接收电源信号及来自车辆数据传感器12(如图1所示)的传感数据信号。对电系统的连接可通过数据存档装置10的本机电源26，如图2所示。为了简化示图，省略了本机电源26及图2中所示的数据存档装置10的各部分之间的连接。本机电源26被设计成当车辆电系统工作时由车辆电源信号对数据存档装置10提供工作电源，而当车辆电系统停止时由电池(未示出)提供电源。
在该示范实施例中，数据存档装置10的服务提供商转发器16是一个射频(RF)通信模块。TTP代理人13的加密信号可为卫星无线电信号或蜂窝电话信号或另外的广播信号。本领域的熟练技术人员将理解，服务提供商转发器16可为一个模拟接收器或一个数字接收器。服务提供商转发器16包括用于检测及发送数据的天线17。在本发明的一个示范实施例中，服务提供商转发器16提供由数据处理器14使用的数据，以产生与TTP代理人13共用的共享密钥。在本发明的一个变换实施例中，服务提供商转发器16即从服务提供商13接收数据，又将数据发送给服务提供商13。发送给服务提供商13的数据可包括如由传感数据信号及位置数据导出的电子签名。从服务提供商13接收的信号能使数据存档装置10根据这里所述的公知算法求出共享加密钥。本领域的熟练技术人员将理解，数据存档装置10可与对驾驶员提供娱乐及信息内容的汽车音频/视频装置作成一体。
在一个示范实施例中，可基于Diffie-Hellman密钥交换算法产生共享密钥。Diffie-Hellman算法以名称“CRYPTOGRAPHICAPPARATUS AND METHOD”(“加密装置及方法”)描述在美国专利US4,200,770中。变换地，也可使用另外的公知方法来产生共享密钥。用于数字签名的共享密钥可使用由用作TTP代理的服务提供商13提供的数据在数据存档装置10及TTP15之间协调。然后传感数据信号可被共享密钥加密及通过服务提供商转发器16发送给TTP代理人13及再发送给TTP15，以用作数字认证签名值。该签名可由TTP15存储或由服务提供商13存储。
在本发明的一个示范实施例中，发送给服务提供商13的信号可为由存储数据产生的及使用共享密钥加密的散列函数值。该散列函数值可与另外的信号、例如由GPS接收器40提供的时间值相组合(即链接，异或等)，以提供用于签名的时间参考。在本发明的示范实施例中，涉及车辆操作、状态或位置的数据不发送给TTP代理人13。该散列函数值仅作为检验和值操作，以允许记录在安全存储器18中的数据被验证，如果需要用于法定的目的，如作为法律程序中的证据的话。
在一个替换性的实施例中，数据存档装置10可不将数字签名发送给服务提供商13，而可使用安全密钥将传感数据信号作为与来自GPS信号的时间数据和/或地图参考数据链接的复合传感数据信号加密及记录。在本发明的该实施例中，认证数据的能力可依赖认证安全密钥的完整性、数据存档装置10的物理安全性及其操作的安全性的能力。安全密钥可本机存储或从服务提供商13提供的信号中求得。
该示范实施例中数据存档装置10可接收来自操作接口32的控制参数，以删除存储在安全存储器18中一部分数据，使本机电源26关断，使GPS接收器40关断或使数据存档装置10完全关断，当需要增强隐私的话。数据存档装置10的操作接口32或“控制器”提供了一种操作装置，用于调节/控制数据存档装置10的操作。在一个示范实施例中，控制器32是按键式开关，但是本领域的熟练技术人员将理解，控制器32的功能可由包括无线通信装置(未示出)在内的多个开关转换技术装置的任一个来实现。此外，该控制器可实际位于数据存档装置10上，或位于车辆5易于进入的位置，例如乘客室或发动机室的区域。
删除存储在安全存储器18中的部分数据的能力提供给车辆5的持有人或驾驶员对记录数据访问的控制途径。因此，驾驶员或持有人可控制数据怎样使用及何时使用，尽管他或她不能直接加密数据。但是，为了避免数据不被无意地删除，考虑了：可在允许删除任何数据前要求用户通过操作接口32输入一个口令或个人识别号(PIN)。也可考虑：数据存档装置10可要求用户在真正删除数据前确认任何指令以删除数据。在一个示范实施例中，数据存档装置10的存储是周期性的，外部事件触发存储器保留它的预定数量的内容(即记录的外部事件前10分钟及该事件后10分钟的数据)。
设置传感器接口22是用于车辆5的车辆数据传感器12的传感数据信号的信号调节及预处理。在一个示范实施例中，传感器接口可包括对于本领域熟练技术人员公知的、用于诸如阻抗匹配，幅值和/或频率调制，噪音抑制，电绝缘，波形整形等功能的电路(未示出)。如果传感数据来自譬如乘客室中的麦克，传感器接口22可包括一个压缩前置放大器，以保证即使相对低电平的声音可被模数(A/D)转换器24数字化，被音频处理器34处理及被记录到安全存储器18中。
传感器接口22可接收作为单个事件被直接转发给数据处理器14的信号，例如前灯或挡风玻璃雨刷器的状态的改变或指示安全袋已打开的单个事件。该事件可使处理器14中断或简单地改变一个寄存器(未示出)中的位，该寄存器周期性地被处理器14询问。如指示事故已发生的安全袋打开的事件可用作“停车事故”，它启动存储的传感数据的保留及数字签名的产生。
在该示范实施例中，数据存档装置10从传感器12接收音频和/或AV信号。A/D转换器24，音频处理器34及视频处理器36可适当地处理这些传感数据信号及促使它们存储到安全存储器18中。音频及视频信号可由传感器12如摄象机(未示出)及话筒(未示出)接收；由传感器接口22处理，以保证譬如它们具有合适的动态范围；由A/D转换器24数字化及存储到安全存储器18的缓冲区域(未示出)中。存储的音频及视频信号被音频处理器34及视频处理器36连续地从缓冲区域中检索出来。
音频处理器34及视频处理器36可包括譬如编码-解码(codec)系统，它压缩相应的音频及视频信号以便使它们能有效地存储到安全存储器18中。如果移动的视频图象被摄取及存储，视频处理器36可包括移动图象专家组编码-解码器(即MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，MPEG-7或MJPEG)或将视频数据压缩成多个通用视频格式的任一个如数字视频(DV)，QuicktimeTM或RealVideoTM格式的编码-解码器。如果仅摄取及存储静止图象，视频处理器可执行联合图象专家组(JPEG)编码-解码，图象交换格式(GIF)编码-解码，或其它多种广泛使用的静止图象压缩格式的编码-解码器的任一个。音频处理器可包括多种广泛使用的音频编码-解码器的任一个，如MPEG-1，level 3(MP3)，RealAudio，或多通道编码-解码器如AC3编码-解码器。多通道编码-解码器具有可提供允许乘客室中或车辆外部的声音被定位的优点。
在本发明的该示范实施例中，数据处理器14可与以下部分交换信息及数据：服务提供商转发器16，安全存储器18，传感器接口22，模数(A/D)转换器24，音频处理器34，视频处理器36，紧急转发器38，及GPS接收器40，如图中实线所示。数据处理器14也可对传感器接口22及A/D转换器24提供控制信号，以控制各个传感值的数字化及存储的定时。
设置数据存档装置10的安全存储器18用于接收及存储车辆5的车辆数据传感器12的传感数据信号。在该示范实施例中，安全存储器18是可拆卸的非易失性存储器装置，如安全数字(SD)存储器装置或其它多种商业上可获得的非易失存储器装置中的任一种。示范安全存储器18是可拆卸的，以允许在事故后易于获取数据。但可考虑，使用非拆卸的存储器及设置直接读取存储器内容的装置(例如外部端口)，而不用从数据存档装置10上卸下它。存储器可被设计成环形缓冲器以允许连续地存储数据内容，并以新的内容改写旧的内容。虽然安全存储器18被描述成非易失性存储器，但本领域的熟练技术人员可理解，也可使用易失性存储器装置，如电池支持的DRAM。为了保证在事故时刻至少存在一个有效记录，该环形缓冲器被设计成存储多个传感数据记录，每个代表在一个预定时间间隔(例如15秒)期间存储的数据。因此，如果数据记录被事故中断，仍然可得到用于认证的事先记录。
虽然安全存储器18的主要功能是存储来自传感器12的操作的、状态的及环境的数据，在该示范实施例中，将安全存储器18的一部分保留由数据处理器14使用，以允许实现GPS的功能、传感数据信号的调节、及音频/视频处理功能。在该实施例中，在制造时就将地图内容预存储到安全存储器18中，用于与数据处理器14及GPS接收器40一起来识别对应于由GPS信号得到的纬度及经度坐标的地理位置。
GPS接收器40提供位置及时间信号两者。这些信号及用于提供它们的装置是公知的，因为商用GPS接收器是可广泛得到的。如上所述，该GPS接收器40可接收GPS信号以识别数据存档装置10的纬度及经度坐标，如果安全存储器18预装有地图内容，该信号可转换成地理位置。变换地，由GPS信号得到的纬度及经度值可被简单地记录。在另一变型中，数据存档装置10可忽略由GPS信号提供的坐标数据而仅使用其时间信号。在又一实施例中，GPS接收器40可不设在数据存档装置10中。
当安全存储器18预装有地图内容，就能参考具体的道路原本地指示车辆的位置，如“U.S.一号公路南，州公路南5英里”。变换地，可通过安全存储器18中的视频缓冲器(未示出)对视频处理器36提供地理图象，如同传统的GPS系统所显示的地理图象，这里它被压缩及存储在安全存储器18的环形缓冲区域(未示出)内。
该示范实施例的本机电源26用于对数据存档装置10供电，其中(当对车辆电池更换或当车辆电系统损坏时)排除了车辆电源。当失去车辆电源时，可使用扬声器30产生可听到的警报，以警示操作者已启用本机电源26及在事故后用作定位数据存档装置10的音频标志。如果在进行修理的过程中电源中断，操作者可通过操作接口32断开本机电源26，直到车辆电源恢复为止。如果本机电源26不被断开，本机电源26可启动紧急转发器38，以提供用于定位数据存档装置10的信号。如果由于灾难性冲击数据存档装置10与车辆5分离，这能使调查人员定位数据存档装置10(如下所述)。本机电源26可为可充电电源，如镍金属氢化物或锂离子电池。在该示范实施例中，数据存档装置10的电源26可被车辆5的电源信号再充电。
该示范实施例中设置了紧急转发器38，用于定位数据存档装置10。例如，在一次灾难性车辆撞车中，数据存档装置10可能与车辆5分离。一旦车辆电源被断开，紧急转发器38通过扬声器30产生可听到的警报，以警示操作者电源中断及本机电源26已被使用。在预定时间后，音频信号被中断及紧急转发器38的一个电子标志信号被启动。在该示范实施例中，电子标志信号可为由紧急位置指示无线电标志(EPIRB)或专有系统如LOJACKR发射的信号。在一个变型实施例中，数据存档装置10的紧急转发器38可由服务提供商13遥控启动，如果车辆被盗或丢失。例如，车辆驾驶员可向法律实施机构报告他的车辆被盗，然后该机构通知TTP15或服务提供商13以启动紧急转发器38。本领域熟练技术人员可理解，紧急转发器38可使用多种发射频率/协议中的任一个。
作为对紧急转发器的变换，在车辆电源失去后的预定时间间隔中连接本机电源26时，车辆5可通过服务提供商转发器16将由GPS接收器40提供的GPS信号所得到的位置数据发送给服务提供商13。它可这样地实现，例如通过将位置数据与签名数据或另外的发送给服务提供商13的数据链接。在本发明的该实施例中，当系统检测到事故已发生时数据存档装置10可停止数据收集，而它不停止向服务提供商13发送位置数据。III.服务提供商A.TTP 15
现在参照图3，在一个示范实施例中，可信任第三方(TTP)15例如可包括：数据处理器58，参考时钟60，用户数据库62，密钥安全数据库64，密钥发生器66及发射器68。该示范实施例中TTP15的内容被读/写保护及类似地，对TTP数据库的访问被限制于被授权的人员。
TTP15的发射器68可为用于直接与数据存档装置10通信的组合发射及接收机(收发机)，用于产生共享密钥及从服务提供商13或直接从数据存档装置10接收电子签名数据。在该示范实施例中，TTP15的发射器68可为RF发射源，如被蜂窝电话使用的射频发射源，但本发明不被限制在任何专门的载波类型/频率上。例如，在一个示范实施例中，可由发射器68使用卫星无线电信号，这里TTP15的通信部分是一个轨道卫星。类似地，也可由服务提供商的发射器68使用专用通信授权(SCA)信号，这里TTP15使用FM无线电台的带宽。在该实施例及任何其它实施例中，由数据存档装置10直接地或通过作为TTP代理的服务提供商13向TTP15发射的信号可在不同频率上或使用不同的方法(例如蜂窝通信，以便当服务提供商信号使用SCA发送时防止与商用FM无线电频带的干扰)。
在该示范实施例中，TTP15的发射器68对服务提供商13周期性地发射密钥信号，服务提供商则将该周期性地发射的密钥信号转发给数据存档装置10。周期性地发射的密钥信号可被(例如每5秒钟)发送，以对数据存档装置10提供不同的密钥。
该示范实施例的密钥安全数据库64，用户数据库62，密钥发生器可协同工作以提供如基于Diffie-Hellman密钥交换算法的共享密钥。密钥安全数据库64对密钥发生器66提供可变数据，用户数据库则包括VDAS系统2的用户识别符。
参考时钟60可对数据存档装置10提供时间参考信号，用数据的时间戳记和/或对TTP15跟踪密钥发生的定时。变换地，参考时钟可与周期性密钥信号一起发送给服务提供商13或直接发送给数据存档装置10。在使用GPS接收器40的数据存档装置10的实施例中，可省略时钟参考信号的发送，因为TTP15及数据存档装置10均可从GPS信号得到公共的时钟参考信号。
在该示范实施例中，TTP15的数据处理器58可与以下部分交换控制信息及数据：参考时钟60，用户数据库62，密钥安全数据库64，密钥发生器66及发射器68，如图中实线所示。具体地，数据处理器58管理周期信号的产生。它也可对参考时钟60及密钥发生器66提供控制信号，以产生周期性密码信号。B.服务提供商13
如图3所示，在一个示范实施例中，服务提供商13包括数据处理器50，密钥发射器52，数据接收器54，紧急转发器模块56及存储器70。
服务提供商13的数据处理器50与紧急转发器模块56，密钥发射器52及数据接收器54交换控制信息。具体地，数据处理器50对密钥发射器52及紧急转发器模块56提供控制数据，用于远程启动紧急转发器38。数据处理器50例如可确定何时根据指令组启动通过密钥发射器52(即发射/接收频率)的周期性通信。
紧急转发器模块56被用来产生用于启动数据存档装置10中紧急转发器38的远程启动信号。该紧急转发器模块可接收来自TTP15或直接来自法律实施机构发射机(未示出)的启动信号。
数据接收器54及密钥发射器52可组合成发射及接收机(收发机)，用于与数据存档装置10直接通信来产生共享密钥及从数据存档装置10接收电子签名数据/Diffie-Hellman变量。为了示导的目的，数据接收器54及密钥发射器52被分开地表示在图3中。密钥发射器52对数据存档装置10提供周期性共享密钥信号。数据接收器54的设置是用于接收来自数据存档装置10的传感信号数据以便在不依赖于本机存储器的实施例中在存储器70中存储。
服务提供商13的存储器70的设置是用于接收及存储通过数据接收器54由数据存档装置10接收来的传感数据信号及签名数据信号。在该示范实施例中，来自多个数据存档装置10的加密信号及电子签名可被接收及存储在存储器70中。当使用数据存档装置10的车辆5处于撞车/事故时，可访问存储器70的签名数据以认证数据存档装置10的传感数据信号。在图3的该示范实施例中，存储器70是非易失性存储器。在该示范实施例中，存储器70的一部分被保留，用于处理将发送的Diffie-Hellman共享加密钥，以便根据公知算法提供信号。
以此方式，服务提供商13与数据存档装置10共用一个密钥。密钥被数据存档装置10使用来加密传感数据信号，以便产生用于存储到服务提供商13的存储器70中的认证签名。IV.认证方法
现在将参照图4来描述产生用于认证传感数据信号的存储的电子签名的一个示范方法。车辆数据传感器12的传感数据信号被连续地提供给数据存档装置10，用于产生数据记录。如图4所示，在步骤402中获得传感数据。在步骤402中获得的传感数据的电子签名在步骤404中获得。在步骤406上，存储在数据存档装置10的安全存储器18中的传感数据及电子签名/传感数据可被发送以存储到服务提供商13中或直接存储到TTP15中。本领域的熟练技术人员将理解，在提供给TTP15前或后，电子签名可被存储在安全存储器18中。
在步骤408上，数据处理器14确定是否已检测了预定的传感数据信号(外部事件，即安全袋打开)。在该示范实施例中，预定的传感数据信号是安全袋打开信号或另外指示车辆陷入事故中的信号。在一个变换实施例中，预定信号可由操作员通过操作接口32提供，以使数据存档装置10中断记录车辆5的传感数据信号。当在步骤408上检测到预定传感数据信号时，在步骤410上保存安全存储器18的预定部分。在该示范实施例中，使用两个时间常数TIME BEFORE及TIME AFTER。这些时间常数可用于确定在步骤410上保存检测到事件前及检测到事件后的时间量。例如，可有利地考察事件前10分钟及事件后15分钟(监测紧急响应性能，护理人员(paramedics)，法律服务等)的传感数据10。任何未定的传感数据被加密及存储，并用于产生作为该处理一部分的签名。当预定传感数据信号未被检测到时，在步骤408上程序返回步骤402。
例如，当一个车辆在东部时间下午4点钟(4PM EST.)以每小时60英里的速度沿US一号公路行驶时，速度数据及操作细节如加速踩板及制动踩板的压力及方向盘的方向被连续提供给数据存档装置10，时间、位置及方向数据可由GPS接收机40提供的数据得到。数据存档装置也可获取这些车辆数据信号如：在6个自由度上的加速度，制动时间，场景视频信号，道路状态等。然后传感数据信号被存储，及将它们的相应电子签名(例如传感数据信号的加密散列函数值)被发送给TTP15，用于认证。当撞车时，传感器产生预定的传感数据信号(例如安全袋打开)，数据存档装置10将停止数据采集操作，对任何未定的传感数据加密及加标志。以此方式，在撞车后可访问数据存档装置以获取事故前的状态。数据存档装置中数据的完整性可通过对存储在数据存档装置中的数据运用散列函数及将其结果与本机存储或由TTP存储的数字签名相比较。
第一方法使用由密钥EKRt得到的签名Sig.1，该密钥被存储在数据存档装置10中。签名由等式(1)给出。
EKRt[H(Data)clockGPS]＝Sig.1            (1)
其中Data表示数据，clock表示时钟。
在该例中，施加给传感数据信号的散列函数的结果受到与参考时钟(如由参考时钟60提供的)及GPS信号的“异或”逻辑运算，及其结果被加密以得到数字认证签名。数据不被加密但与加密的签名一起存储，因此只要密钥保存安全任何窜改可被检测出来。
数据也可使用第二密钥EKS与签名(Sig.1)一起被加密，如等式(2)所示，并存储在数据存档装置10的存储器18中：
EKS[Data‖Sig.1]                                  (2)
其中数据被存储在数据存档装置10中，EKS被提供作为附加加密，例如由装置制造者提供。
在第二实施例中，被“散列”的传感数据可被发送到服务提供商13及使用属于服务提供商的密钥EKAUTH加密，以产生签名Sig.2，如等式(3)所示：
EKAUTH[H(Data)‖timestamp‖ID_user]＝Sig.2   (3)
签名Sig.2可被发送回数据存档装置10，与传感数据有效负荷链接及就地存储在数据存档装置10中，如等式(4)所示：
Data‖Sig.2                                           (4)
在上述一个实施例中，在服务提供商13及数据存档装置10之间需要预先授权，以防止数据的完整性被一个中间人(MIM)的攻击而被折衷。
第三方法使用一个共享密钥，例如使用Diffie-Hellman算法产生的。在该方法中，共享密钥Eki以时间间隔i(例如5秒钟)周期性地产生出来及用于根据等式(5)产生签名Sig.3：
Eki[H(Data)‖timestampi]＝Sig.3              (5)
如果散列的数据值被传送到TTP，可由TTP15或由数据存档装置10或被TTP及数据存档装置10两者来产生签名Sig.3。如上所述，该签名可被数据存档装置10或服务提供商13存储。
虽然该示范系统是以硬件实施的名义描述的，但可考虑，一些或所有硬件功能可完全用在汽车电系统的数据处理器上运行的软件来实现。该软件可设置在载体如磁盘或光盘中或设在无线电频率或音频载波中。
可以理解，在不偏离以下权利要求书中所述的本发明的原理及范围的情况下，以上所述及图示的用于解释本发明特征的细节，材料及部件布置可被本领域的熟练技术人员作出各种改变。

Claims (25)

1.车辆数据存档系统，包括：
一个传感数据接口，用于接收车辆的至少一个传感数据信号；
一个数据处理器，它使至少一个传感数据信号与数据签名相联系，该数据签名由数据处理器使用加密密钥由传感数据得到；
一个存储器，用于存储传感数据信号及相关的数据签名；及
一个操作接口，用于选择地从存储器中删除传感数据信号的至少一部分。
2.根据权利要求1的车辆数据存档系统，其中至少一个传感数据信号被加密及与数据签名一起存储在存储器中。
3.根据权利要求1的车辆数据存档系统，还包括一个服务提供商通信模块，用于对服务提供商发送数据及从服务提供商接收数据，其中该车辆数据存档系统使用从服务提供商接收的数据来产生加密密钥及产生数据签名，后者被发送到服务提供商。
4.根据权利要求1的车辆数据存档系统，还包括一个服务提供商通信模块，用于对服务提供商发送数据，其中该车辆数据存档系统将数据签名发送给服务提供商。
5.根据权利要求1的车辆数据存档系统，还包括一个GPS通信模块，它响应全球定位信号，用于提供识别车辆数据存档系统的位置。
6.根据权利要求1的车辆数据存档系统，其中存储器包括环形缓冲存储器，用于存储传感数据。
7.根据权利要求6的车辆数据存档系统，其中该至少一个传感数据信号包括多个传感数据信号，及数据处理器响应由多个传感数据信号中的一个预定信号指示的事件来产生用于预定数量的、存储在环形缓冲存储器中的传感数据的签名数据。
8.根据权利要求7的车辆数据存档系统，其中预定数量的传感数据由两个独立的时间常数来限定，这两个时间常数分别代表在事件前(TIME BEFORE)存储的数据量及在事件后(TIME AFTER)存储的数据量。
9.根据权利要求1的车辆数据存档系统，还包括一个紧急转发器，用于发送定位数据存档装置用的信号。
10.车辆数据存档系统，包括：
一个传感数据接口，用于接收车辆的至少一个传感数据信号；
一个数据处理器，它使用密钥对至少一个传感数据信号加密，以产生加密的传感数据信号；
一个存储器，用于存储加密的传感数据信号；及
一个通信模块，用于对服务提供商发送数据及从服务提供商接收数据，其中该车辆数据存档系统使用通过该通信模块接收的数据来产生加密密钥。
11.根据权利要求10的车辆数据存档系统，其中数据处理器还包括一个装置，该装置用于根据存储的加密传感数据信号产生数字签名及使用通信模块将数字签名值发送给服务提供商。
12.根据权利要求11的车辆数据存档系统，其中通过通信模块接收及用于产生加密密钥的数据由可信任的第三方提供。
13.根据权利要求12的车辆数据存档系统，其中通过通信模块接收及用于产生加密密钥的数据是从服务提供商接收的，其中服务提供商从可信任的第三方接收该数据。
14.根据权利要求10的车辆数据存档系统，还包括：
一个电源，用于当车辆电源中断时对数据存档装置供电；及
声音发生变换器，用于对操作人员发出警报：已使用本机电源及帮助定位该数据存档装置。
15.根据权利要求14的车辆数据存档系统，还包括：一个紧急转发器，用于提供定位数据存档装置的电子信号。
16.根据权利要求15的车辆数据存档系统，其中紧急转发器响应通过通信模块接收的信号来提供用于定位数据存档装置的电子信号。
17.一种汽车数据存档系统，包括：
一个测试接口，用于接收汽车的至少一个传感数据信号；
一个环形缓冲存储器，用于存储至少一个传感数据信号；
一个第一转发器，它响应一个服务提供商的周期性提供的信号，用于获得相应的周期性加密密钥及将加密的数据签名发送回服务提供商；及
一个数据处理器，用于由加密密钥来产生加密的数据签名，以认证该至少一个传感信号，
其中提供给服务提供商的签名用于认证至少一个传感数据信号的存档数据。
18.根据权利要求17的汽车数据存档系统，其中数据处理器对至少一个传感数据信号运用散列函数来产生一个散列函数值及使用加密密钥对该散列函数值加密以产生签名数据。
19.根据权利要求18的汽车数据存档系统，其中周期性的加密密钥是由服务提供商提供的。
20.根据权利要求18的汽车数据存档系统，其中周期性的加密密钥是从服务提供商接收的数据产生的共享加密密钥。
21.根据权利要求17的汽车数据存档系统，还包括一个全球定位系统(GPS)通信模块，它响应全球定位信号，用于识别模件式数据存档装置的地理位置。
22.根据权利要求21的汽车数据存档系统，其中数据存档系统接收来自GPS通信模块的时间参考数据及使用该时间参考数据来产生加密的数据签名。
23.根据权利要求17的汽车数据存档系统，其中该至少一个传感数据信号包括多个传感数据信号，及数据处理器响应由多个传感数据信号中的一个预定信号而从存储的至少一个传感数据信号产生加密的数据签名。
24.一种车辆数据存档系统，包括：
用于从车辆接收至少一个传感数据信号的装置；
用于存储至少一个传感数据信号的装置；
用于获得一个加密密钥的装置；及
用于由该加密密钥产生电子签名以认证存储的至少一个传感数据信号的装置。
25.一种认证车辆数据存档系统的至少一个传感数据信号的方法，包括：
从车辆接收至少一个传感数据信号；
存储至少一个传感数据信号；
获得一个加密密钥；及
由该加密密钥产生电子签名以认证存储的至少一个传感数据信号。
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