CZ2018162A3 - Způsob zabezpečení pasívních bezklíčových systémů, zejména pro dopravní prostředky, a zařízení k provádění způsobu - Google Patents

Abstract

Způsob zabezpečení pasívních bezklíčových systémů, zejména pro dopravní prostředky, sestávajících z vozového modulu zabudovaného uvnitř vozidla a z mobilního modulu, které jsou vzájemně bezdrátově nízkofrekvenčně i vysokofrekvenčně komunikačně propojeny. Pomocí pohybových senzorů se zaznamenávají pohybová data náležící mobilnímu modulu (2) do bloku (226) paměti a na základě předem definovaných tolerančních rozmezí se v bloku (225) vyhodnocování pohybových dat tato data vyhodnocují za účelem určení pravdivosti polohy mobilního modulu (2) vůči vozovému modulu (1), která je předpokládaná na základě prováděných interakcí s vozidlem. Je dohlíženo, aby bez předchozího vykonání funkce úspěšného ověření pravdivosti předpokládané polohy pro stav mobilního modulu (2) mimo vozový modul (1) nedocházelo k vykonání funkce úspěšného ověření pravdivosti předpokládané polohy pro stav mobilního modulu (2) uvnitř vozového modulu (1). Je-li předpokládaná poloha vyhodnocena jako nepravdivá, je dán pokyn k přerušení komunikace. V případě vyhodnocení polohy jako pravdivé je další komunikace mezi mobilním modulem (2) a vozovým modulem (1) povolena. Zařízení k provádění tohoto způsobu.

Description

Oblast techniky

Vynález spadá do oblasti konstrukce přístupových systémů, sloužících nejčastěji k odemykání a zamykání vozidel, a týká se nového provedení způsobu pro zabezpečení pasivních bezklíčových systémů, využívaných zejména pro dopravní prostředky, a zařízení k provádění tohoto způsobu, obsahujících externí dálkový ovladač a interní komunikační modul.

Dosavadní stav techniky

Automobilové přístupové systémy je možno rozdělit na aktivní, u nichž je nutno vložit klíč do zámku nebo zmáčknout tlačítko na ovladači, a pasivní, u nichž není nutno vložit klíč do zámku nebo zmáčknout tlačítko na ovladači. První z aktivních přístupových systémů je založen výhradně na mechanickém používání klíče, který je nutné vždy vložit do zámku jak k odemčení či zamčení dveří, tak pro nastartování vozidla. Druhý aktivní systém používá kombinaci fyzického klíče s RFID (Rádio Frequency Identification) imobilizérem zabudovaným ve vozidle, kdy je k odemčení či zamčení dveří nutno vložit klíč do zámku, stejně jako při startování vozidla, kde však je klíč ověřen pomocí technologie RFID. Výhodou tohoto systému je, že se zvyšuje zabezpečení nastartování vozidla neoprávněnou osobou a není nutné zabudovávat baterii do klíče. Třetí aktivní systém, označovaný jako RKE (Remonte Keyless Entry) je tvořen fyzickým klíčem doplněným dálkovým ovladačem a RFID imobilizérem zabudovaným ve vozidle, kde odemčení i zamčení dveří vozidla probíhá pomocí radiové frekvence. Signál o vysoké frekvenci (315 nebo 433 nebo 868 MHz) je vysílán z dálkového ovladače na základě stlačení příslušného tlačítka, takže si uživatel může odemknout nebo zamknout vozidlo na větší vzdálenost. Pro nastartování vozidla je nutné vložit klíč do startéru, kde je ověřen pomocí RFID technologie a teprve pak je umožněno spuštění motoru.

Pasivní bezklíčový a startovací přístupový systém označovaný jako PKES (Passive Keyless Entry and Start) již nevyžaduje vkládání fyzického klíče ani do zámku dveří ani do startéru a stačí, když uživatel disponující ovladačem zatáhne za kliku dveří nebo stiskne tlačítko na klice dveří, načež si dálkový ovladač a modul vozidla přes radiovou frekvenci vymění informace a odblokují zámek. Stejně probíhá i start vozidla, kdy po zmáčknutí startovacího tlačítka probíhá stejná komunikace ovladače s modulem a po ověření shody informací je umožněno spuštění motoru vozidla. Systém PKES díky soustavě antén dokáže vyhodnotit, kde se ovladač nachází, když pokud je uvnitř vozidla, umožňuje jeho nastartování, a když je vně vozidla do vzdálenosti 1 až 2 m, umožňuje otevření vozidla pouze po zatažení za kliku nebo stisknutí tlačítka na dveřích. V případě, že se ovladač nachází ve větší vzdálenosti vně vozidla (až do 100 m), je možno dveře odemknout nebo zamknout pomocí stisknutí příslušného tlačítka na ovladači. Daný systém představuje vysoký uživatelský komfort pro majitele vozidla, ale díky rychlému rozvoji komunikační techniky představuje i značnou bezpečností hrozbu v oblasti umožnění neoprávněného přístupu do automobilu (tzv. Relay Attack) a jeho zcizení. Jsou známy a popsány postupy, kdy je možno pomocí speciálních přenosných zařízení zachytit signál vysílaný mezi dálkovým ovladačem a modulem, tento signál přenést pomocí jiné frekvence bez porušení obsahu informací do druhého ovladače a následně pomocí tohoto ovladače komunikovat s modulem uvnitř automobilu a zajistit jeho otevření a nastartování. Proto je snahou vyvíjet nové bezpečnostní systémy, které by co nejvíce chránily pasivní bezklíčové přístupové systémy proti jejich narušení.

Je známo například řešení popsané ve spise US 6747545 (Passive Keyless Entry Systém), kde je zvýšení bezpečnosti řešeno zvýšením počtu anténních cívek pro kanály LF (Low Frequency) nebo zvýšením počtu UHF (Ultra High Frequency) přijímačů. Modul ve vozidle a elektronický

- 1 CZ 2018 - 162 A3 klíč spolu u tohoto řešení pasivně komunikují po zabezpečené lince pomocí nízké a vysoké frekvence. Tato ochrana již v současné době není efektivní a účinná vzhledem k úrovni sofistikovaných zařízení používaných při krádežích pro odblokování nebo překonání zajišťovacích systémů. Ve spise EP 3077254 (Vehicle Control Systém to Prevent Relay Attack) je popisována ochrana proti neoprávněnému otevření vozidla za pomoci metody Relay Unit Attack pomocí komunikace probíhající na vysoké i nízké frekvenci pomocí zabezpečené linky, když je prováděna analýza magnetových vektorů a úhlů vytvořených větším počtem antén namontovaných na vozidle. Toto řešení nemusí být v reálných podmínkách spolehlivé a může zapříčinit ztrátu komfortu tohoto typu systému vzhledem k okolním podmínkám prostředí a průchodnosti magnetického signálu materiálem. Imitace magnetické vlny, jev blízkosti klíče ze strany zloděje stejně reálná, jako natažení vysokofrekvenční vlny, tudíž toto řešení nemusí být proti uváděné metodě efektivní. V řešení dle spisu US 20070188301 (Keyless Entry Systém) je bezpečnost přístupového systému postavena na časově omezené délce komunikace a s ní související síle přijímaného signálu. Vozidlo v tomto případě vysílá periodicky signál, klíč tento signál přijme a odpoví. Pokud odpovídají data (tedy čas, intenzita přijímaného signálu a autorizační data) v odpovědi klíče do vozidla, je přístup povolen. Tento systém již není vůči současně používané metodě Relay Unit Attack odolný z důvodu precizního provedení zařízení používaného na odcizení vozidla. Tato zařízení jsou v dnešní době schopna přenést data v dostatečném časovém rozmezí tak, aby nebylo poznat, že se jedná o pokus o odcizení. Konečně je známo řešení dle CN 201611127194 (Method for Detecting Relay Attack to Wireless Authentication Based on Pressure Matching), kde je popisováno, jak zabránit útoku Relay Unit Attack na vozidlo. Způsob ochrany je založen na principu vyhodnocení neúměrného tahání za kliku vozidla s cílem vysílání budicího signálu z vozidla. Pokud je v určitém časovém intervalu zaznamenán neúměrný počet zatažení za kliku, je tento postup ze strany vozidla vyhodnocen jako pokus o použití metody Relay Unit Attack a přistup je zamítnut. Tato metoda rovněž nemusí být při použití vysoce kvalitního zařízení pro krádež vozidla efektivní.

V systému podle spisu US 2015302673 (Relay Attack Prevention for Passive Entry/for Passive Start Systems) se využívá primárně hodnoty RSSI (Received Signál Strength Indicator), což jsou hodnoty síly přijímaného signálu, čímž se dá do jisté míry zjistit vzdálenost od vozu a hodnoty naměřené pomocí akcelerometru. V momentě, kdy je klíč v potřebné vzdálenosti od vozu, zaznamená sílu signálu RSSI a hodnoty akcelerometru v čase tl po určitém časovém úseku naměří stejné hodnoty, a to v čase t2. Na základě rozdílu těchto dvou časů se určí, zdaje použita metoda Relay Unit Attack na odcizení vozu. Tento způsob je nespolehlivý vzhledem k množství různých signálu v okolí, tudíž může docházet k neočekávaným výkyvům zejména hodnot RSSI, kde systém nemusí fungovat podle očekávání, hodnoty mohou být nesmyslně velké nebo malé, a i oprávněnému majiteli nemusí vstup zpřístupnit. Tento systém je funkční spíše v laboratorních podmínkách, kde nejsou vysoce proměnlivé okolní vlivy.

Systém podle spisu US 2016075307 (Relay Attack Inhibiting) popisuje komunikaci mezi klíčem a vozem, přičemž komunikaci začíná klíč směrem k vozu, kdy se klíč poptává vozu o autorizační parametry k dané funkci. Pro tento typ systému je nezvyklé, že komunikaci začíná klíč. Klíč v závislosti na požadované funkci vozu, kterou získal ve zpětné komunikaci s vozem, odesílá požadovaná naměřená data pojící se s požadovaným autorizačním parametrem zpět vozu. Vozidlo si získaná data, jako směr a velikost pohybu klíče, směr přijímaného signálu ke klíči nebo zvukový signál porovná a určí, zda tato data souhlasí nebo nesouhlasí s požadovanou funkcí vozu. Pokud všechny tyto parametry po porovnání na straně vozu souhlasí, je přístup povolen, pokud ne, je přístup pro danou funkci zamítnut. Tento systém nemusí být úplně spolehlivý, protože oprávněná osoba může mít klíč v kapse, v batohu nebo jiném typu zavazadla, tudíž se směr, velikost a jiné parametry pohybu se nemusí podobat té, které si naměří nebo očekává auto a porovnání na tomto bodě může selhat. To samé platí o směru přijímaného signálu ze strany klíče, které také nemusí odpovídat očekávaným hodnotám. Pravděpodobnost, že budou všechny tyto parametry odpovídat a přístup bude povolen, je velice malá. Data naměřená klíčem se nejspíš podle uvedeného zapojení ukládají do externí paměti nepřetržitě, což vzhledem k nutnosti aktivity procesoru k zapisování těchto dat vede k velkému odběru elektrického proudu a

-2CZ 2018 - 162 A3 rychlému vyčerpání napájecí článku. Správná funkce tohoto systému je spíše v laboratorních podmínkách.

Ve spise WO 2016202592 je odcizení za pomoci metody Relay Attack Unit řešeno za pomoci určení přesné polohy klíče a jeho trajektorie při příchodu k vozu, které je získáváno přímým porovnáním výsledků z trilaterace vůči hodnotám z pohybových senzorů získaných v určitých časových momentech. Porovnávaná data musí splňovat určitou toleranci/odchylku. Toto řešení je nevýhodné, protože vyžaduje v přístupu do vozu alespoň jeden okamžik, ve kterém se klíč nepohybuje, což jez bezpečnostního hlediska riziko, protože např. klíč na skřínce za dveřmi se pohybovat nebude. Tím pádem bude vykazovat nulové hodnoty, které jsou v jejich řešení vyžadovány a při vhodném rozmístění vysílačů pro určení polohy pomocí trilaterace kolem domu může dojít ke shodě v porovnání polohy a tím pádem dojít k otevření, a také k nastartování vozu. Nejčastější řešení, které vozy v současné době až na pár výjimek využívají, je právě řešení, kdy je budicí signál vyslán až po např. zatažení za kliku vozu, tudíž by toto řešení mohlo vytvořit vysoké bezpečnostní riziko

V řešení dle spisu WO 2017207050 se odcizení vozu za využití metody Relay attack unit řeší za pomoci určení přesné polohy klíče a jeho trajektorie při příchodu k vozu, které získá porovnáním výsledků z triangulace vůči hodnotám z měření síly přijímaného signálu RSSI, magnetických vektorů, případně pohybových senzorů v určených časových oknech. Tato porovnání vůči sobě však musí splňovat určitou toleranci/odchylku, aby mohly být získané hodnoty považovány za platné a mohlo dojít k úspěšné autorizaci. Nevýhodou tohoto řešení je nespolehlivost. Vzhledem k velkému počtu ověřovacích faktorů, striktně daným časovým oknům a velkému počtu zařízení využívajících stejné komunikační pásmo (125 kHz a jim podobné), mimo jiné v hojném počtu také vozidla v okolí, je zde velká šance, že dojde ke špatnému vyhodnocení některé z výše uvedených podmínek nutných k oprávněné autorizaci a majitel vozu se do něj v případě potřeby nedostane. Například na parkovišti, kdy stojí pět a více vozů využívající stejný systém ve velké blízkosti

Úkolem předkládaného řešení je představit nové zařízení, které zvyšuje úroveň zabezpečení pasivních bezklíčových systémů proti vstupu a manipulaci neoprávněnými osobami oproti dosud známým a používaným metodám, kde jedna část zařízení je tvořena tzv. základnou, což může být např. vozidlo, dům apod., a kde druhou část tvoří přenosné zařízení, např. elektronický klíč. Tato zařízení spolu pak bezdrátově obousměrně komunikují na nízkých a vysokých frekvencích, dochází ke vzájemné výměně informací, jejichž výsledkem je umožnění přístupu a manipulaci pouze oprávněných osob. Tohoto účinku je docíleno za pomoci využití pohybových senzorů, tolerančního rozmezí, cyklické paměti/cyklické fronty a schopnosti klíče rozeznat svoji polohu (uvnitř, vně). Velkou výhodou tohoto způsobu je možnost zvolit si, na které straně se tento způsob vyhodnotí, ať už na straně klíče, nebo na straně vozu. Možnost využití cyklické paměti/cyklické fronty je klíčovým faktorem ve snížení odběru elektrického proudu z napájecího článku, což je v automobilovém průmyslu velice důležitý parametr. Důležitou součástí tohoto způsobu je nutnost toho, aby před funkcí uvnitř proběhla funkce venku, čímž je docíleno zvýšení bezpečnosti v případě, že by bylo do vozu vniknuto násilným způsobem nebo způsobem neobvyklým pro obvyklý průběh metody Relay Unit Attack.

Podstata vynálezu

Stanoveného cíle je do značné míry dosaženo vynálezem, kterým je způsob pro zabezpečení pasivních bezklíčových systémů, využívaných zejména pro dopravní prostředky a sestávajících z vozového modulu zabudovaného uvnitř vozidla a z mobilního modulu, které jsou vzájemně bezdrátově nízkofrekvenčně i vysokofrekvenčně komunikačně propojeny, kde podstata vynálezu spočívá v tom, že pomocí pohybových senzorů se zaznamenávají pohybová data náležící mobilnímu modulu do bloku paměti a na základě předem definovaných tolerančních rozmezí se v bloku vyhodnocování pohybových dat, tato data vyhodnocují za účelem určení pravdivosti

-3 CZ 2018 - 162 A3 polohy mobilního modulu vůči vozovému modulu, která je předpokládaná na základě prováděných interakcí s vozidlem, přičemž je dohlíženo, aby bez předchozího vykonání funkce, kterou je úspěšné ověření pravdivosti předpokládané polohy pro stav mobilního modulu mimo vozový modul, nedocházelo k vykonání funkce, kterou je úspěšné ověření pravdivosti předpokládané polohy pro stav mobilního modulu uvnitř vozového modulu, takže pokud je předpokládaná poloha vyhodnocena jako nepravdivá, je dán pokyn k přerušení komunikace, v případě vyhodnocení polohy jako pravdivé je další komunikace mezi mobilním modulem a vozovým modulem povolena.

Je výhodné, když se pohybová data zapisují do bloku paměti jako cyklická fronta a když v závislosti na poloze bloku vyhodnocování pohybových dat dochází k vyhodnocení pravdivosti pohybových dat buď na straně vozového modulu, nebo na straně mobilního modulu.

Další podstatou vynálezu je zařízení pro zabezpečení pasivních bezklíčových systémů, využívaných zejména pro dopravní prostředky a sestávajících z vozového modulu zabudovaného uvnitř vozidla a z mobilního modulu, které jsou vzájemně bezdrátově nízkofrekvenčně i vysokofrekvenčně komunikačně propojeny, když vozový modul obsahuje alespoň pevný komunikační blok propojený s ovládací a řídicí jednotkou vozidla a mobilní modul obsahuje napájecí zdroj a vyhodnocovací a řídicí blok vybavený alespoň hlavní řídicí jednotkou na níž jsou paralelně připojeny minimálně primární komunikační blok a blok paměti. Vyhodnocovací a řídicí blok je vybavený blokem pohybových senzorů, který je propojen s hlavní řídicí jednotkou přes blok paměti, přičemž jednak buď mezi hlavní řídicí jednotkou a blokem paměti, nebo ve vozovém modulu, je instalován blok vyhodnocování pohybových dat a jednak buď ve vyhodnocovacím a řídicím bloku při paralelním připojení k hlavní řídicí jednotce, nebo ve vozovém modulu, je zabudován blok posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku, když ve vozovém modulu jsou blok vyhodnocování pohybových dat i blok posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku propojeny s ovládací a řídicí jednotkou vozidla.

Je výhodné, když k hlavní řídicí jednotce je paralelně připojen blok RSSI a k hlavní řídicí jednotce je paralelně připojen ovládací člen, přičemž blok pohybových senzorů je tvořen akcelerometrem a/nebo gyroskopem.

Novým zařízením se dosahuje nového a vyššího účinku v tom, že nové zapojení využívá vlastnosti pohybových senzorů ve vztahu ke klíči a schopnosti klíče rozeznat svou polohu uvnitř nebo mimo vozidlo. Tyto prvky v kombinaci se speciálními rozhodovacími algoritmy, které jsou však uvedeny pouze jako příklad a mohou být výrobcem vytvořeny jinak, snižují pravděpodobnost odcizení vozidla za pomoci výše uvedené metody Relay Unit Attack. Toto řešení je poměrně snadno implementovatelné do stávající architektury, tedy zapojení, klíče. Jeho proveditelnost v průmyslu je reálná díky spolehlivosti funkce při běžných provozních podmínkách, velikosti a nepatrnému zvýšení odběru elektrického proudu z napájecího článku.

Objasnění výkresů

Konkrétní provedení vynálezu jsou schematicky znázorněna na připojených výkresech, kde obr. 1 je schéma základního zapojení zařízení s dvěma variantami umístění primárního komunikačního bloku obr. 2 je schéma alternativního zapojení zařízení z obr. 1 doplněného o ovládací člen, obr. 3 je schéma alternativního zapojení zařízení při přemístění některých prvků do vozu, obr. 4 je schéma alternativního zapojení zařízení z obr. 3 doplněného o ovládací člen,

-4CZ 2018 - 162 A3 obr. 5 je schéma algoritmu pro řízení činnosti zařízení v situaci, kdy je budicí signál na krátké frekvenci z vozidla vyslán po interakci uživatele vozidla a obr. 6 je schéma algoritmu pro řízení činnosti zařízení v situaci, kdy je budicí signál na krátké frekvenci z vozidla vysílán periodicky nezávisle na interakci uživatele.

Výkresy, které znázorňují předkládaný vynález, a následně popsané příklady konkrétního provedení, v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu vynálezu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Zařízení pro zabezpečení pasivních bezklíčových systémů sestává v základním provedení znázorněném na obr. 1 z vozového modulu 1 zabudovaného uvnitř vozidla a z mobilního modulu 2, tzv. klíče, které jsou vzájemně bezdrátově propojeny. Vozový modul 1 obsahuje vzájemně propojené pevný komunikační blok 11 a ovládací a řídicí jednotku 12 vozu, které jsou napojeny na neznázoměnou elektrickou vozovou soustavu, z níž jsou také napájeny. Mobilní modul 2 sestává z napájecího zdroje 21, tvořeného s výhodou bateriovým článkem, a z vyhodnocovacího a řídicího bloku 22. Vyhodnocovací a řídicí blok 2 obsahuje hlavní řídicí jednotku 221, tvořenou s výhodou procesorem nebo mikrokontrolerem, k níž jsou paralelně připojeny primární komunikační blok 222, blok 223 RSSI (vyhodnocování síly přijímaného signálu), blok 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku a blok 225 vyhodnocování pohybových dat. K bloku 225 vyhodnocování pohybových dat jsou pak v sérii připojeny blok 226 paměti a blok 227 pohybových senzorů, který je tvořený s výhodou gyroskopem a/nebo akcelerometrem. Vzájemná komunikace mezi vozovým modulem 1 a mobilním modulem 2 je realizována prostřednictvím bezdrátového propojení pevného komunikačního bloku 11 a primárního komunikačního bloku 222, když primární komunikační blok 222 je možno umístit i mimo vyhodnocovací a řídicí blok 22. jak je na obr. 1 znázorněno čárkovaně. Komunikační bloky 11 a 222 obsahují neznázoměné vysílací a přijímací členy umožňující komunikaci na frekvenci LF a/nebo UHF, jako jsou například nízkofrekvenční antény, vysokofrekvenční antény, nízkofrekvenční vysílače/přijímače vysokofrekvenční vysílače/přijímače nebo prvky pro komunikaci prostřednictvím bluetooth apod. Paměťovou jednotku v bloku 226 paměti, je vhodné realizovat jako cyklickou frontu/cyklickou paměť.

V alternativním provedení zařízení podle obr. 2 je pak vyhodnocovací a řídicí blok 22 vybaven ovládacím členem 228 napojeným na hlavní řídicí jednotku 221. Bez vlivu na celkovou funkci zařízení mohou být blok 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku a blok 225 vyhodnocování pohybových dat umístěny ve vozovém modulu 1 a propojeny s ovládací a řídicí jednotku 12 vozu, jak je znázorněno na obr. 3. V tomto provedení zařízení pak není nutno ve vyhodnocovacím a řídicím bloku 22 instalovat blok 223 RSSI. Alternativní provedení zařízení z obr. 3 doplněné o ovládací člen 228 je pak znázorněno na obr. 4.

Jednotlivé části popisovaného zařízení mají tyto funkce:

Blok 225 vyhodnocování pohybových dat má předem definovaná tzv. toleranční rozmezí, která mohou být rozdílná pro situaci, kdy se mobilní modul 2 nachází uvnitř vozidla nebo vně vozidla. Data zaznamenaná pomocí bloku 227 pohybových senzorů se vyhodnocují v bloku 225 vyhodnocování pohybových dat v okamžiku, který si určí uživatel/výrobce. Toleranční rozmezí jsou definována uživatelem či výrobcem zařízení pro jednotlivé stavy uvnitř/venku vozidla. Alternativou může být odesílání dat naměřených pomocí bloku 227 pohybových senzorů, popřípadě dat, která již byla vyhodnocena, vozovému modulu 1 po zabezpečené lince, která se postará o jejich zpracování a/nebo vyhodnocení. Tolerančním rozmezím může být chápáno jedno, nebo více tolerančních rozmezí a/nebo soubor metod/algoritmů pro porovnáváni a vyhodnocování dat naměřených pomocí bloku 227 pohybových senzorů.

-5 CZ 2018 - 162 A3

Blok 227 pohybových senzorů má za úkol zaznamenávat pohyb. Takto získaná data náleží mobilnímu modulu 2 a ukládají se v bloku 226 paměti. Zaznamenávání pohybu má vliv na odběr elektrického proudu z napájecího zdroje 21, proto je snaha získaná data zapisovat tak, aby došlo k co nejmenšímu odběru elektrického proudu. Nejvhodnějším řešením je tato data zaznamenávat do bloku 226 paměti, který je realizován jako cyklická paměť/cyklická fronta. Objem uložených dat závisí na četnosti měření a použitých datových typech pro uložení naměřených hodnot. V případě použití cyklické fronty jsou data ukládána tak, že po naplnění bloku 226 paměti naměřenými hodnotami, tj. po uplynutí určité doby, jsou nej starší naměřené hodnoty nahrazeny hodnotami nej aktuálnějšími. Velikost paměti a/nebo četnost měření si určí uživatel/výrobce tak, aby mohl přistupovat k veškerým naměřeným hodnotám v uplynulém časovém úseku (1, 2, 3...n posledních sekund, nebo v určitém časovém úseku, který uzná za vhodný). S daty uloženými v cyklické frontě a/nebo jiným způsobem v bloku 226 paměti, dále pracuje hlavní řídicí jednotka 221 a/nebo blok 225 vyhodnocování pohybových dat. Hlavní řídicí jednotka 221 a/nebo blok 225 vyhodnocování pohybových dat pracuje s daty naměřenými pomocí bloku 227 pohybových senzorů, která jsou uložena v bloku 226 paměti. Hlavní řídicí jednotka 221 zároveň využívá data, která určují polohu mobilního modulu 2, mohou být určena podle hodnot naměřených pomocí bloku 223 RSSI (Receive Signál Strenght Indicator) a/nebo podle dat přijatých z vozového modulu 1. Alternativou může být určení polohy mobilního modulu 2 na straně vozu a následné oznámení jeho polohy ve zpětné komunikaci. Hlavní řídicí jednotka 221 si na základě bloku 225 vyhodnocování pohybových dat, bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku a/nebo bloku 223 RSSI určí, jestli bude nadále pokračovat v komunikaci nebo komunikaci ukončí. Níže uvedené algoritmy nejsou nutnou podmínkou k fungování, a tudíž jsou uvedeny pouze jako příkladné provedení.

Při využití tohoto způsobu dojde k zabránění odcizení vozidla v případě, že dojde o pokus využití metody, která se nazývá Relay Unit Attack. Velkou výhodou tohoto způsobu je univerzálnost jeho využití, je možno jej v průběhu komunikace aplikovat jak na straně mobilního modulu 2, tedy klíče, tak na straně vozu.

Vhodné použití režimu spánku bloku pohybových senzorů může vést ke snížení odběru elektrického proudu a tím šetření napájecího zdroje. Pravidla pro uvádění bloku 227 pohybových senzorů do režimu spánku si vzhledem k velkému množství způsobů určí uživatel/výrobce zařízení a závisí na jeho požadavcích. Uvedení bloku 227 pohybových senzorů do režimu spánku nemá vliv na práci jiných části zařízení. Pohybové senzory nemusí mít vliv na buzení hlavní řídicí jednotky 221 a obvodu jako takového. Buzení obvodu může probíhat pomocí přijmutí dat na nízké frekvenci primárním komunikačním blokem 222 a/nebo jakýmkoli jiným způsobem, který má za důsledek probuzení obvodu a který si zvolí uživatel/výrobce, resp. zařízení může být probuzeno nezávisle na tom, jestli je mobilní modul 2 v pohybu nebo ne. Pohybové senzory mají v rámci řídicích algoritmů č. 1 a č. 2 vliv pouze na průběh komunikace

V příkladném použití algoritmu č. 1 znázorněném na obr. 5 může blok 227 pohybových senzorů zaznamenávat pohyb po celou dobu, co je aktivní, tedy v době, kdy se zrovna nenachází v režimu spánku. V režimu spánku může také docházet k zaznamenávání dat v omezeném množství, a/nebo k zaznamenávání dat nemusí docházet vůbec. V případě algoritmu č. 2 mohou být pohybové senzory v režimu spánku celou dobu z důvodů šetření elektrické energie a mohou být spuštěny až po uvedení obvodu do aktivního režimu, záleží však na uživateli/výrobci. V rámci algoritmu č. 2 podmínku pro uvedení obvodu do aktivního režimu vytváří vozidlo pomocí periodického vysílání autorizačních dat z pevného komunikačního bloku 11, která musí obvod mobilního modulu 2 přijmout.

Algoritmus č. 1 využívá určení polohy mobilního modulu 2 (klíče) ve vztahu k vozidlu, tj. vně/uvnitř, a dat naměřených pomocí bloku 227 pohybových senzorů. Tento algoritmus je určen pro situaci, že k budicímu impulzu na krátké frekvenci dojde v důsledku interakce uživatele/majitele vozidla. Podle příslušné části algoritmu se určí, zda se klíč nachází venku nebo

-6CZ 2018 - 162 A3 se nachází uvnitř vozidla. K tomuto rozdělení je potřeba využít data získaná z vozidla, kde tato data mohou být shodná a/nebo podobná těm, která představují dané úkony prováděné uživatelem mimo vozidlo/ve vnitřní části vozidla, a/nebo data, která polohu klíče určují (vně, uvnitř vozu), a/nebo hodnoty naměřené pomocí bloku 223 RSSI. V případě, že se jedná o stav mimo vozidlo, je potřeba se rozhodnout, zda data naměřená pomocí bloku 227 pohybových senzorů spadají do definovaného tolerančního rozmezí stanoveného uživatelem/výrobcem pro stav vně, když pro stav vně by se hodnoty, naměřené na pohybových senzorech, mohly podobat hodnotám, které člověk vykazuje při pohybu, tj. chůzi, běhu apod. Toto rozmezí je definováno v bloku 225 vyhodnocování pohybových dat. Blok 225 vyhodnocování pohybových dat si načte data naměřená blokem 227 pohybových senzorů z bloku 226 paměti, kde jsou uložena, a tato data jsou pak porovnávána s definovaným tolerančním rozmezím. Pokud alespoň jedna nebo více hodnot uložených v bloku 226 paměti za zvolený časový úsek, který si blok 225 vyhodnocování pohybových dat zvolil k porovnávání, spadá do definovaného tolerančního rozmezí, pak je tato podmínka vyhodnocena jako pravda a algoritmus pokračuje dál. Pokud ani jedna z hodnot vybraných na porovnání nespadá do definovaného tolerančního rozmezí, pak je tato podmínka vyhodnocena jako nepravda a proces se ukončí.

V algoritmu je nadále potřeba rozhodnout, zda je hodnota uložená v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku 0. Tato hodnota nemusí být nutně 0, kdy záleží na interpretaci uživatele/výrobce, protože se jedná o binární určení stavu, které je uloženo v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku a dále se využívá pro další funkce algoritmu. Pokud je hodnota uložená v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku rovna binárnímu stavu 0, pak je podmínka vyhodnocena jako pravda a tato hodnota jev bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku přepsána na hodnotu binárního stavu 1 a algoritmus pokračuje dále v komunikaci. Pokud hodnota uložená v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku není rovna binárnímu stavu 0, pak je tato podmínka vyhodnocena jako nepravda, protože je binární hodnota uložena v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku rovna 1, tento stav je následně v paměti přepsán na hodnotu 0 binárního stavu a algoritmus pokračuje dále.

Pokud je zjištěno, že se jedná o stav uvnitř vozidla, je potřeba vyhodnotit, zda jev bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku uložen binární stav s hodnotou 1. Pokud je podmínka vyhodnocena jako nepravda, proces se ukončí. Pokud je podmínka vyhodnocena jako pravda, je dále potřeba rozhodnout, zda data naměřená pomocí pohybových senzorů spadají do definovaného tolerančního rozmezí stanoveného uživatelem/výrobcem pro stav uvnitř, když pro stav uvnitř by se hodnoty, naměřené na pohybových senzorech, mohly podobat hodnotám, které člověk vykazuje při tom, když se nepohybuje, tj. při sezení apod. Toto rozmezí je definováno v bloku 225 vyhodnocování pohybových dat, který si načte pouze nej aktuálnější data naměřená blokem 227 pohybových senzorů z bloku 226 paměti, kde jsou data uložena. Tato data jsou pak porovnávána s definovaným tolerančním rozmezím, a pokud tato data, která si hlavní řídicí jednotka 221 načetla z bloku 226 paměti k porovnání, spadají do definovaného tolerančního rozmezí, pak je podmínka vyhodnocena jako pravda a proces pokračuje v komunikaci. Pokud je podmínka vyhodnocena jako nepravda, je proces ukončen.

Algoritmus č. 2 znázorněný na obr. 6 využívá určení polohy klíče ve vztahu k vozidlu, tj. vně/uvnitř, a dat naměřených pomocí bloku 227 pohybových senzorů. Tento algoritmus je určen pro situaci, že vozidlo vysílá budicí signál na nízké frekvenci nepřetržitě v uživatelem/výrobcem definovaných periodách. Podle příslušné části v algoritmu se určí, zda se klíč nachází vně nebo uvnitř vozidla. K tomuto rozdělení je potřeba využít data získaná z vozidla, když tato data mohou být shodná a/nebo podobná těm, která představují dané úkony prováděné uživatelem mimo vozidlo/ve vnitřní části vozidla, a/nebo data, která polohu klíče určují (vně/uvnitř vozu) a/nebo hodnoty naměřené pomocí bloku 223 RSSI. V případě, že se jedná o stav mimo vozidlo, je potřeba rozhodnout, zda je hodnota binárního stavu uložená v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku 1. Pokud je tato podmínka vyhodnocena jako pravda, znamená to, že se nejedná o prvotní komunikaci s vozidlem, ale o 2, 3, 4...n komunikační proces. Počet těchto

-7 CZ 2018 - 162 A3 procesů je závislý na periodičnosti vysílaného signálů na nízké frekvenci z vozidla, tudíž úkolem této části algoritmu je začít sledovat počet komunikačních procesů a/nebo přijímaný signál/data na nízké frekvenci. Pokud po uživatelem/výrobcem definované době dojde ke ztrátě komunikace mezi vozidlem a klíčem, tedy klíč se po definovaný časový úsek nebude nacházet uvnitř ani v okolí vozidla a nedostane žádná data, dojde k přepsání hodnoty binárního stavu v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku na hodnotu 0. Například uživatel přijde k vozidlu, a pokud budou splněny požadované podmínky zapíše se 1. Po dobu, co bude uživatel v definovaném okolí vozidla nebo uvnitř vozidla, zůstane hodnota 1. V okamžiku, kdy se uživatel od vozidla vzdálí, klíč nezaznamená žádnou komunikaci s vozidlem, tudíž si odvodí, že je mimo jeho dosah a hodnotu binárního stavu v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku přepíše na hodnotu 0 a proces pokračuje dál, když po dobu sledování je dovoleno pokračování procesu algoritmu. Pokud je tato podmínka vyhodnocena jako nepravda, je potřeba se rozhodnout, zda data naměřená pomocí bloku 227 pohybových senzorů spadají do definovaného tolerančního rozmezí stanoveného uživatelem/výrobcem pro stav vně. Pro stav vně by se hodnoty, naměřené na pohybových senzorech, mohly podobat hodnotám, které člověk vykazuje při pohybu, tedy chůzi, běhu apod. Toto rozmezí je definováno blokem 225 vyhodnocování pohybových dat. Blok 225 vyhodnocování pohybových dat si načte data naměřená blokem 227 pohybových senzorů z bloku 226 paměti, kde jsou data uložena. Tato data jsou pak porovnávána s definovaným tolerančním rozmezím, a pokud alespoň jedna nebo více hodnot uložených v bloku 226 paměti za zvolený časový úsek, který si blok 225 vyhodnocování pohybových dat zvolil k porovnávání, spadá do definovaného tolerančního rozmezí, pak je podmínka vyhodnocena jako pravda a algoritmus pokračuje dál. Pokud ani jedna z hodnot vybraných na porovnání nespadá do definovaného tolerančního rozmezí, pak je tato podmínka vyhodnocena jako nepravda a proces se ukončí.

V algoritmu je nadále potřeba rozhodnout, zda je hodnota uložená v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku 0. Tato hodnota nemusí být nutně 0, kdy záleží na interpretaci uživatele/výrobce, protože se jedná o binární určení stavu, které je uloženo v paměti a dále se využívá pro další funkce algoritmu. Pokud je hodnota uložená v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku rovna binárnímu stavu 0, pak je podmínka vyhodnocena jako pravda a tato hodnota je v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku přepsána na hodnotu binárního stavu 1 a algoritmus pokračuje dále v komunikaci. Pokud hodnota uložená v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku není rovna binárnímu stavu 0, pak je tato podmínka vyhodnocena jako nepravda, protože je binární hodnota uložena v bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku rovna 1, tento stav je následně v paměti přepsán na hodnotu 0 binárního stavu a algoritmus pokračuje dále.

Pokud je zjištěno, že se jedná o stav uvnitř vozidla, je potřeba vyhodnotit, zda jev bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku uložen binární stav s hodnotou 1. Pokud je podmínka vyhodnocena jako nepravda, proces se ukončí. Pokud je podmínka vyhodnocena jako pravda, je dále potřeba rozhodnout, zda data naměřená pomocí pohybových senzorů spadají do definovaného tolerančního rozmezí stanoveného uživatelem/výrobcem pro stav uvnitř, když pro stav uvnitř by se hodnoty, naměřené na pohybových senzorech, mohly podobat hodnotám, které člověk vykazuje při tom, když se nepohybuje, tj. při sezení apod. Toto rozmezí je definováno v bloku 225 vyhodnocování pohybových dat, který si načte pouze nej aktuálnější data naměřená blokem 227 pohybových senzorů z bloku 226 paměti, kde jsou data uložena. Tato data jsou pak porovnávána s definovaným tolerančním rozmezím a pokud tato data, která si blok 225 vyhodnocování pohybových dat načetl z bloku 226 paměti k porovnání, spadají do definovaného tolerančního rozmezí, pak je podmínka vyhodnocena jako pravda a proces pokračuje v komunikaci. Pokud je podmínka vyhodnocena jako nepravda, je proces ukončen.

Zapisováním hodnot, tedy dvou možných stavů, uvedených výše je docíleno ošetření situací vedoucí k neoprávněné manipulaci s vozidlem netypickou cestou, která se při metodě Relay Attack Unit neočekává. Libovolná kombinace jednotlivých částí těchto algoritmů závisí na užíváteli/výrobci. Jednotlivé části algoritmu je možno využít samostatně.

-8CZ 2018 - 162 A3

Pokud dojde k interakci s ovládacím členem 228, jehož funkcí je vozidlo otevřít (dveře, kufr apod.), je hodnota binárního stavu do bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku zapsána jako 1. Pokud dojde k interakci s ovládacím členem 228, jehož funkcí je vozidlo zamknout (dveře, kufr apod.), je hodnota binárního stavu do bloku 224 posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku zapsána jako 0. Tyto hodnoty nemusí být nutně 0 a/nebo 1, záleží na interpretaci uživatele/výrobce, když se jedná se o binární určení stavu, které je uloženo v paměti a dále se využívá pro další funkce algoritmu.

Průmyslová využitelnost

Způsob pro zabezpečení pasivních bezklíčových systémů a zařízení k provádění tohoto způsobu spadají do oblasti konstrukce přístupových systémů, sloužících nejčastěji k oprávněnému přístupu a manipulaci s vozem, a jsou určeny k využití zejména pro dopravní prostředky, mající ve své výbavě externí dálkový ovladač a interní komunikační modul.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (7)

1. Způsob zabezpečení pasivních bezklíčových systémů, zejména pro dopravní prostředky, sestávajících z vozového modulu zabudovaného uvnitř vozidla a z mobilního modulu, které jsou vzájemně bezdrátově nízkofrekvenčně i vysokofrekvenčně komunikačně propojeny, vyznačující se tím, že pomocí pohybových senzorů se zaznamenávají pohybová data náležící mobilnímu modulu (2) do bloku (226) paměti a na základě předem definovaných tolerančních rozmezí se v bloku (225) vyhodnocování pohybových dat tato data vyhodnocují za účelem určení pravdivosti polohy mobilního modulu (2) vůči vozovému modulu (1), která je předpokládaná na základě prováděných interakcí s vozidlem, přičemž je dohlíženo, aby bez předchozího vykonání funkce, kterou je úspěšné ověření pravdivosti předpokládané polohy pro stav mobilního modulu (2) mimo vozový modul (1), nedocházelo k vykonání funkce, kterou je úspěšné ověření pravdivosti předpokládané polohy pro stav mobilního modulu (2) uvnitř vozového modulu (1), takže pokud je předpokládaná poloha vyhodnocena jako nepravdivá, je dán pokyn k přerušení komunikace, v případě vyhodnocení polohy jako pravdivé je další komunikace mezi mobilním modulem (2) a vozovým modulem (1) povolena.

2. Způsob pro zabezpečení pasivních bezklíčových systémů podle nároku 1, vyznačující se tím, že pohybová data se zapisují do bloku (226) paměti jako cyklická fronta.

3. Způsob pro zabezpečení pasivních bezklíčových systémů podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že v závislosti na poloze bloku (225) vyhodnocování pohybových dat dochází k vyhodnocení pravdivosti pohybových dat buď na straně vozového modulu (1), nebo na straně mobilního modulu (2).

4. Zařízení pro zabezpečení pasivních bezklíčových systémů, zejména pro dopravní prostředky, sestávajících z vozového modulu (1) zabudovaného uvnitř vozidla a z mobilního modulu (2), které jsou vzájemně bezdrátově nízkofrekvenčně i vysokofrekvenčně komunikačně propojeny, když vozový modul obsahuje alespoň pevný komunikační blok (11) propojený s ovládací a řídicí jednotkou (12) vozidla a mobilní modul (2) obsahuje napájecí zdroj (21) a vyhodnocovací a řídicí blok (22) vybavený alespoň hlavní řídicí jednotkou (221), na níž jsou paralelně připojeny minimálně primární komunikační blok (222) a blok (226) paměti, vyznačující se tím, že vyhodnocovací a řídicí blok (22) je vybavený blokem (227) pohybových senzorů, který je propojen s hlavní řídicí jednotkou (221) přes blok (226) paměti, přičemž jednak buď mezi hlavní

-9CZ 2018 - 162 A3 řídicí jednotkou (221) a blokem (226) paměti, nebo ve vozovém modulu (1), je instalován blok (225) vyhodnocování pohybových dat a jednak buď ve vyhodnocovacím a řídicím bloku (22) při paralelním připojení k hlavní řídicí jednotce (221), nebo ve vozovém modulu (1), je zabudován blok (224) posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku, když ve vozovém modulu (1) jsou blok 5 (225) vyhodnocování pohybových dat i blok (224) posloupnosti prováděných akcí uvnitř/venku propojeny s ovládací a řídicí jednotkou (12) vozidla.

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že k hlavní řídicí jednotce (221) je paralelně připojen blok (223) RSSI.

6. Zařízení podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že k hlavní řídicí jednotce (221) je paralelně připojen ovládací člen (228).

7. Zařízení podle některého z nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že blok (227) pohybových

15 senzorů je tvořen akcelerometrem a/nebo gyroskopem.