DE102005039562A1 - Verfahren zur Vermeidung eines unberechtigten Zugriffs auf ein passives Zugangsberechtigungssystem eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Vermeidung eines unberechtigten Zugriffs auf ein passives Zugangsberechtigungssystem (10) eines Kraftfahrzeugs (12), wobei in einem ersten Frage-Antwort-Dialog ein erstes Abfragesignal (20) mit einer ersten Fragesendefeldstärke (FC1) von einer fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung (14) an einen Transponder (22) gesendet und anschließend ein erstes Antwortsignal (28) mit einer ersten Antwortsendefeldstärke (FR1) von dem Transponder (22) an die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung (14) zurückgesendet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Frage-Antwort-Dialog mit zumindest einer gegenüber der ersten Fragesendefeldstärke (FC1) veränderten, weiteren Fragesendefeldstärke (FC2) eines weiteren Abfragesignals (30) und/oder zumindest einer gegenüber der ersten Antwortsendefeldstärke (FR1) veränderten, weiteren Antwortsendefeldstärke (FR2) eines weiteren Antwortsignals (34) durchgeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung eines unberechtigten Zugriffs auf ein passives Zugangsberechtigungssystem eines Kraftfahrzeugs nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
  • Aus der DE 102 55 880 A1 sind ein passives Zugangsberechtigungssystem mit einer Basisstation und einem Transponder für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Erkennen und/oder Abwehren eines externen Angriffs auf das passive Zugangsberechtigungssystem, beispielsweise einer durch eine Relais-Attacke hervorgerufenen Funkstreckenverlängerung, bekannt. Zu diesem Zweck sind in der Basisstation und/oder dem Transponder mindestens ein erstes bzw. zweites Verzögerungsglied zum Einstellen einer definierten, insbesondere im wesentlichen konstanten Signallaufzeit angeordnet.
  • Aus der DE 102 02 330 A1 ist ein passives Zugangsberechtigungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer wenigstens zwei Zustände besitzenden, als Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs ausgebildeten, ersten Einrichtung und mit einer als elektronischen Schlüssel, ID-Geber, Chipkarte oder dergleichen dienenden, zweiten Einrichtung bekannt, wobei die zweite Einrichtung Mittel zur Messung der Feldstärke eines Signals besitzt, das von der ersten Einrichtung übertragen wird. Anhand der in der zweiten Einrichtung gemessenen Feldstärke des Signals wird dann der Standort der zweiten Einrichtung in Bezug auf die ersten Einrichtung ermittelt. Anschließend sendet die zweite Einrichtung ein die Information zum ermittelten Standort enthaltenes Signal zur ersten Einrichtung zurück.
  • Vorteile der Erfindung
  • Gegenüber dem Stand der Technik weist das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil auf, dass ein als Schlüssel dienender Transponder mindestens zweimal abgefragt wird, um die Zuverlässigkeit der Detektion eines unberechtigten Zugriffs auf ein passives Zugangsberechtigungssystem eines Kraftfahrzeugs zu erhöhen. Dabei kann mittels eines ersten Frage-Antwort-Dialogs sowohl die Berechtigung des Transponders als auch dessen Befinden innerhalb einer gültigen Reichweite um das Kraftfahrzeug festgestellt werden, während mittels eines zumindest weiteren Frage-Antwort-Dialogs ein unberechtigter Zugriff infolge einer beispielsweise durch eine Relais-Attacke hervorgerufenen Funkstreckenverlängerung detektierbar ist. Darüber hinaus ist es möglich, den zumindest weiteren Frage-Antwort-Dialog zur erneuten Feststellung der Berechtigung des Transponders zu nutzen. Zu diesem Zweck wird von einer fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung ein erstes Abfragesignal mit einer ersten Fragesendefeldstärke an den Transponder gesendet und anschließend ein erstes Antwortsignal mit einer ersten Antwortsendefeldstärke von dem Transponder an die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung zurück gesendet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Frage-Antwort-Dialog mit zumindest einer gegenüber der ersten Fragesendefeldstärke veränderten, weiteren Fragesendefeldstärke des weiteren Abfragesignals und/oder zumindest einer gegenüber der ersten Antwortsendefeldstärke veränderten, weiteren Antwortsendefeldstärke eines weiteren Antwortsignals durchgeführt wird.
  • In vorteilhafter Weise wird eine erste Frageempfangsfeldstärke des ersten Abfragesignals von einer in dem Transponder integrierten Messvorrichtung gemessen und mittels des ersten Antwortsignals von dem Transponder an die Sende-Empfangseinrichtung des Kraftfahrzeugs zurück gesendet. Nach dem Empfang des ersten Antwortsignals wird dann die zumindest eine weitere Fragesendefeldstärke von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung zufällig in Abhängigkeit von der mit dem ersten Antwortsignal gesendeten, ersten, gemessenen Frageempfangsfeldstärke generiert. Dabei bewirkt die zufällige Generierung der zumindest einen weiteren Fragesendefeldstärke insofern einen erhöhten Zugriffsschutz, als ein Angreifer eine zwischengeschaltete Relais-Station nicht bereits im vorhinein entsprechend der von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung gewählten Sendefeldstärke einstellen kann.
  • Wird innerhalb der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung ein vor einem äußeren Zugriff geschützter Algorithmus eingesetzt, so kann in einer alternativen Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die zumindest eine weitere Fragesendefeldstärke in Abhängigkeit von der mit dem ersten Antwortsignal gesendeten, ersten, gemessenen Frageempfangsfeldstärke berechnet wird. Auch dies bedeutet einen höheren Zugriffsschutz, da eine zwischengeschaltete Relais-Station in der Regel stets mit der gleichen Sendeleistung arbeitet und sich demzufolge die von der Messeinrichtung des Transponders gemessenen Frageempfangsfeldstärken des ersten und des zumindest einen weiteren Abfragesignals nicht wesentlich unterscheiden.
  • Eine wesentliche Bedingung für die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Kommunikation zwischen fahrzeugseitiger Sende-Empfangseinrichtung und Transponder auch mit einer gegenüber der ersten Fragesendefeldstärke geänderten weiteren Fragesendefeldstärke gewährleistet ist. Aus diesem Grund wird in besonders vorteilhafter Weise das zumindest eine weitere Abfragesignal von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung mit gegenüber der ersten Fragesendefeldstärke höherer, weiterer Fragesendefeldstärke gesendet wenn die in dem ersten Antwortsignal enthaltene, erste, gemessene Frageempfangsfeldstärke einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet. Überschreitet dagegen die in dem ersten Antwortsignal enthaltene, erste, gemessene Empfangsfeldstärke den vorgegebenen Schwellwert, so sendet die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung das zumindest eine weitere Abfragesignal mit gegenüber der ersten Fragesendefeldstärke geringerer, weiterer Fragesendefeldstärke, um ein Übersteuern im Transponder zu vermeiden.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass zumindest eine weitere Frageempfangsfeldstärke des zumindest einen weiteren Abfragesignals von der in dem Transponder integrierten Messvorrichtung gemessen und mittels des zumindest einen weiteren Antwortsignals von dem Transponder an die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung zurück gesendet wird. Dabei wird in vorteilhafter Weise der Zugriff auf das Kraftfahrzeug von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung gewährt, wenn das Verhältnis aus der ersten, gemessenen Frageempfangsfeldstärke und der ersten Fragesendefeldstärke in etwa dem Verhältnis aus der zumindest einen weiteren, gemessenen Frageempfangsfeldstärke und der zumindest einen weiteren Fragesendefeldstärke entspricht.
  • In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass von dem Transponder die erste Antwortsendefeldstärke mittels des ersten Antwortsignals und die zumindest eine weitere Antwortsendefeldstärke mittels des zumindest einen weiteren Antwortsignals an die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung gesendet wird. Da das zumindest eine weitere Antwortsignal von dem Transponder mit einer gegenüber der ersten Antwortsendefeldstärke veränderten, weiteren Antwortsendefeldstärke gesendet wurde, ergibt sich hieraus der Vorteil, dass ein Zugriff auf das Kraftfahrzeug von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung erst dann erfolgt, wenn sich die erste Antwortsendefeldstärke von der zumindest einen weiteren Antwortfeldstärke unterscheidet. Statt die Sendefeldstärken in der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung zu verändern, ermöglicht diese Ausgestaltung demnach eine Variierung der Sendefeldstärken im Transponder. Gleichfalls ist natürlich auch eine Kombination beider Möglichkeiten sowohl in Frage- als auch in Antwortrichtung möglich.
  • Um zu vermeiden, dass der Transponder zwischen dem Empfang des ersten und des zumindest einen weiteren Abfragesignals seinen Abstand zum Kraftfahrzeug signifikant verändern kann, ist zudem vorgesehen, dass das zumindest eine weitere Abfragesignal von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung unmittelbar nach dem Empfang des ersten Antwortsignals an den Transponder gesendet wird.
  • Damit nur Transponder auf die von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung gesendeten Abfragesignale antworten können, die sich innerhalb eines bestimmten Bereichs – in der Regel bis zu ca. 1,5 m – um das Kraftfahrzeug befinden, ist es weiterhin von Vorteil, wenn das erste und das zumindest eine weitere von der Sende-Empfangseinrichtung gesendete Abfragesignal Niederfrequenzsignale im kHz-Bereich sind. Zudem werden in vorteilhafter Weise das erste und das zumindest eine weitere Antwortsignal vom Transponder als Hochfrequenzsignale im MHz- oder GHz-Bereich an die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung zurück gesendet, da diese Übertragungsart oftmals ohnehin für eine Funkfernbedienung zum Einsatz kommt.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale sowie aus der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung.
    •
  • Zeichnung
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 bis 4 beispielhaft erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche Bestandteile mit einer gleichen Funktionsweise hindeuten. Es zeigen
  • 1: eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2: eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 3: eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 4: eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Beschreibung
  • In 1 ist eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vermeidung eines unberechtigten Zugriffs auf ein passives Zugangssystem 10 eines Kraftfahrzeugs 12 dargestellt.
  • Von einer fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung 14 wird beispielsweise nach einer Betätigung eines Türgriffs 16 einer Fahrzeugtür 18 des Kraftfahrzeugs 12 ein Auslösesignal (nicht gezeigt) an die Sende-Empfangseinrichtung 14 übertragen. Daraufhin sendet die Sende-Empfangseinrichtung 14 ein erstes Abfragesignal (Challenge) 20 als Niederfrequenzsignal 21 mit einer ersten Fragesendefeldstärke FC1 an einen sich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 12 befindenden Transponder 22 eines nicht näher gezeigten Schlüssels. Vorzugsweise sind das Abfragesignal 20 sowie alle im Folgenden erwähnten Signale codiert und verschlüsselt, um die Übertragungssicherheit des passiven Zugangsberechtigungssystems 10 zu erhöhen.
  • Die erste Fragesendefeldstärke FC1 des ersten Abfragesignals 20 bewirkt eine erste Reichweite 24 um das Kraftfahrzeug herum. Diese ist zwar als durchgezogenen Kreislinie dargestellt, aufgrund topografischer Gegebenheiten kann die Form des Sendebereichs aber durchaus mehr oder weniger stark von einem Kreis abweichen.
  • Der Transponder 22 empfängt nun das erste Abfragesignal 20 und misst mittels einer in dem Transponder 22 integrierten Messvorrichtung 26 eine erste Frageempfangsfeldstärke Fm,C1. Vom Transponder 22 wird aufgrund des Abfragesignals 20 und einer in dem Transponder abgelegten Codesequenz, die auch der fahrzeugseitigen Sende- Empfangseinrichtung 14 bekannt ist, ein Antwortsignal 28 (Response) erzeugt, das zur Authentifizierung des Transponders 22 dient. Das Antwortsignal 28 wird sodann zusammen mit dem Wert der gemessenen, ersten Frageempfangsfeldstärke Fm,C1 als ein Hochfrequenzsignal 29 an die Sende-Empfangseinrichtung 14 des Kraftfahrzeugs 12 mit einer ersten Antwortsendefeldstärke FR1 zurück gesendet. Daraufhin prüft die Sende-Empfangseinrichtung 14 zunächst die Zugangsberechtigung des Transponders 22, indem sie das im Transponder 22 erzeugte Antwortsignal 28 mit einem auf Grundlage des Abfragesignals 20 und des Codesignals intern erzeugten aber nicht gezeigten Referenzsignal vergleicht. Stimmen Antwortsignal 28 und Referenzsignal überein, ist die Authentifizierung gültig und somit die erste Bedingung für die Zugangsberechtigung erfüllt. Zusätzlich prüft die Sende-Empfangseinrichtung 14 mittels eines Vergleichs der ersten Fragesendefeldstärke FC1 mit der ersten, gemessenen Frageempfangsfeldstärke Fm,C1, ob sich der Transponder 22 innerhalb der gültigen ersten Reichweite 24 befindet. Dies ist dann der Fall, wenn das Verhältnis Fm,C1/FC1 einen vorgegebenen Wert, z.B. zwischen 40% und 95% der ersten Fragesendefeldstärke FC1, einnimmt.
  • Anschließend sendet die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung 14 ein zweites Abfragesignal 30 als Niederfrequenzsignal 21 mit einer gegenüber der ersten Fragesendefeldstärke FC1 veränderten, zweiten Fragesendefeldstärke FC2 an den Transponder 22, wobei die zweite Fragesendefeldstärke FC2 in Abhängigkeit von der gemessenen, ersten Frageempfangsfeldstärke Fm,C1 entweder innerhalb eines definierten Bereichs zufällig gewählt oder nach einem Algorithmus berechnet wird. Hat sich anhand der ersten, gemessenen Frageempfangsfeldstärke Fm,C1 ergeben, dass der Abstand A zwischen Transponder 22 und Kraftfahrzeug 12 relativ groß ist (beispielsweise ca. 1,5 Meter) und somit das Verhältnis aus der ersten Fragesendefeldstärke FC1 und der ersten, gemessenen Frageempfangsfeldstärke Fm,C1 unter einem definierten Schwellwert S von beispielsweise 0,7 liegt, so wird die zweite Fragesendefeldstärke FC2 des zweiten Abfragesignals 30 gegenüber der ersten Fragesendefeldstärke FC1 erhöht, so dass gilt FC2 > FC1. Demzufolge erhöht sich auch eine zweite Reichweite 32 (gestrichelt dargestellt) gegenüber der ersten Reichweite 24, wobei wiederum gilt, dass die Kreisform nur symbolisch ist und in der Realität abweichen kann.
  • Im Transponder 22 wird mittels der integrierten Messvorrichtung 26 eine zweite Frageempfangsfeldstärke Fm,C2 des zweiten Abfragesignals 30 gemessen und zusammen mit einem generierten, zweiten Antwortsignal 34 als Hochfrequenzsignal 29 wiederum mit der ersten Antwortsendefeldstärke FR1 an die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung 14 zurück gesendet. Wie schon beim ersten Abfragesignal 20, so kann auch nun wieder eine zusätzliche Authentifizierung erfolgen. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, so dass hierauf auch bei allen nachfolgenden Frage-Antwort-Dialogen im Sinne einer zügigeren Abarbeitung verzichtet werden kann.
  • In der Sende-Empfangseinrichtung 14 des Kraftfahrzeugs 12 kann mittels der zweiten, im Transponder 22 gemessenen Frageempfangsfeldstärke Fm,C2 eine eventuelle Funkstreckenverlängerung, beispielsweise durch eine Relais-Attacke, detektiert werden. Dazu wird zunächst entsprechend dem ersten Frage-Antwort-Dialog das Verhältnis Fm,C2/FC2 ermittelt und mit dem bereits während des ersten Frage-Antwort-Dialogs berechneten Verhältnis Fm,C1/FC1 verglichen. Sind beide Verhältnisse in etwas gleich groß, kann davon ausgegangen werden, dass keine Relais-Attacke erfolgte. Ergeben sich dagegen signifikante Unterschiede zwischen den Verhältnissen, so muss von einem Angriff auf das Zugangssystem ausgegangen werden, und ein Zugriff wird verweigert.
  • Damit es nicht zu allzu großen Abweichungen zwischen der ersten und der zweiten Abfrage, beispielsweise infolge einer Bewegung des Transponders 22, kommt, sollte das zweite Abfragesignal 30 in einem sehr kurzen Zeitabstand – beispielsweise wenige Millisekunden – nach dem Empfang des ersten Antwortsignals 28 durch die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung 14 an den Transponder 22 abgesendet werden.
  • Statt der oben erläuterten Bedingung Fm,C1/FC1 ≈ Fm,C2/FC2 können auch andere Bedingungen für eine Plausibilitätsprüfung der Funkreichweite zugrunde gelegt werden. So ist es beispielsweise auch möglich, definierte Bereiche festzulegen, innerhalb derer die erste und die zweite, gemessene Frageempfangsfeldstärke Fm,C1 bzw. Fm,C2 in Abhängigkeit von den Fragesendefeldstärken FC1 bzw. FC2 liegen dürfen.
  • Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 wird von einem relativ geringen Abstand A (z.B. 50 cm) zwischen Transponder 22 und Kraftfahrzeug 12 ausgegangen. Da das erfindungsgemäße Verfahren größtenteils mit dem in der 1 übereinstimmt, sollen hier nicht noch einmal sämtlich Schritte erläutert werden.
  • Wiederum wird das erste Abfragesignal 20 nach der Betätigung des Türgriffs 16 der Fahrzeugtür 18 von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung 14 mit der ersten Fragesendefeldstärke FC1 als Niederfrequenzsignal 21 an den Transponder 22 gesendet. Die von der in dem Transponder 22 integrierten Messvorrichtung 26 gemessene und mittels des Antwortsignals 28 als Hochfrequenzsignal 29 mit der ersten Antwortsendefeldstärke FR1 an die Sende-Empfangseinrichtung 14 zurück gesendete, erste Frageempfangsfeldstärke Fm,C1 wird dann mit der ersten Fragesendefeldstärke FC1 verglichen. Ergibt sich zum Beispiel ein Verhältnis Fm,C1/FC1 von 90%, so befindet sich der Transponder 22 deutlich innerhalb der gültigen, ersten Reichweite 24. Gleichzeitig liefert ein Vergleich des Verhältnisses Fm,C1/FC1 mit dem bereits für 1 angesetzten Schwellwert S = 0,7, dass der Abstand A zwischen Transponder 22 und Kraftfahrzeug 12 sehr gering ist, so dass gilt: Fm,C1/FC1 > S. Daraufhin wird zur Vermeidung einer Übersteuerung von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung 14 das zumindest eine weitere Abfragesignal 30 mit gegenüber der ersten Fragesendefeldstärke FC1 reduzierter, zweiter Sendefeldstärke FC2 (FC2 < FC1) als Niederfrequenzsignal 21 an den Transponder 22 gesendet, wobei die reduzierte, zweite Fragesendefeldstärke FC2 eine gegenüber der ersten Reichweite 24 verringerte, zweite Reichweite 32 bewirkt, und in Abhängigkeit von der gemessenen, ersten Frageempfangsfeldstärke Fm,C1 entweder innerhalb eines definierten Bereichs zufällig gewählt oder mittels eines entsprechenden Algorithmus berechnet wird.
  • In der Sende-Empfangseinrichtung 14 des Kraftfahrzeugs 12 ist es nun wiederum mittels der im Transponder 22 gemessenen und zusammen mit dem zweiten Antwortsignal 34 als Hochfrequenzsignal 29 mit der Antwortsendefeldstärke FR1 zurück gesendeten, zweiten Frageempfangsfeldstärke Fm,C2 möglich, eine eventuelle Funkstreckenverlängerung nach dem in 1 erläuterten Verfahren unter Berücksichtigung der Bedingung Fm,C1/FC1 ≈ Fm,C2/FC2 zu detektieren.
  • In 3 ist ein Angriff auf das passive Zugangsberechtigungssystem 10 durch ein Angriffsmittel 36, beispielsweise eine Relais-Station 38 oder dergleichen, dargestellt. Der Sende- und Empfangsvorgang der beiden Abfrage- und Antwortsignale 20 und 30 bzw. 28 und 34 entspricht dem in den 1 und 2, so dass hier nicht erneut detailliert darauf eingegangen werden soll.
  • Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 wird das als Niederfrequenzsignal 21 gesendete Abfragesignal 20 nun von der Relais-Station 38 empfangen und mit einer Relaissendefeldstärke F'C1 an den Transponder 22 weitergeleitet. Dieser misst mittels seiner integrierten Messvorrichtung 26 die erste Sendeempfangsfeldstärke Fm,C1 und sendet sie zusammen mit dem Antwortsignal 28 als Hochfrequenzsignal 29 entweder über die Relais-Station 38 oder direkt an die Sende-Empfangseinrichtung 14 des Kraftfahrzeugs 12, wo sie mit der ersten Fragesendefeldstärke FC1 gemäß den obigen Erläuterungen verglichen wird. Maßgebend für die erste Frageempfangsfeldstärke Fm,C1 ist demnach nun nicht mehr die erste Fragesendefeldstärke FC1 der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung 14, sondern die Relaissendefeldstärke F'C1 der zwischengeschalteten Relais-Station 38. Hat sich nun ergeben, dass das Verhältnis Fm,C1/FC1 kleiner ist als der vorgegebene Schwellwert S, so sendet die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung 14 das zweite Abfragesignal 30 mit gegenüber der ersten Fragesendefeldstärke FC1 erhöhter, weiterer Fragesendefeldstärke FC2. Gilt dagegen Fm,C1/FC1 > S, so wird die zweite Fragesendefeldstärke FC2 kleiner als die erste Fragesendefeldstärke FC1 gewählt (in 3 nicht gezeigt).
  • Auch das zweite Abfragesignal 30 wird von der Relais-Station 38 empfangen und wiederum mit unveränderter Relaissendefeldstärke F'C2 = F'C1 als Niederfrequenzsignal 21 an den Transponder 22 weitergeleitet, dessen Messvorrichtung 26 die zweite Frageempfangsfeldstärke Fm,C2 des zweiten Abfragesignals 30 misst. Wegen F'C2 = F'C1 gilt nun jedoch Fm,C2 ≈ Fm,C1.
  • Der Transponder 22 sendet die zweite, gemessene Frageempfangsfeldstärke Fm,C2 zusammen mit dem zweiten Antwortsignal 34 als Hochfrequenzsignal 29 mit der ersten Antwortsendefeldstärke FR1 entweder über die Relais-Station 38 oder direkt an die Sende-Empfangseinrichtung 14 des Kraftfahrzeugs 12, wo zunächst das Verhältnis Fm,C2/FC2 bestimmt und dann mit dem im ersten Frage-Antwort-Dialog berechneten Verhältnis Fm,C1/FC1 verglichen wird. Wegen FC2 ≠ FC1 und Fm,C2 ≈ Fm,C1 gilt jedoch nun Fm,C1/FC1 ≠ Fm,C2/FC2, so dass die Bedingung Fm,C1/FC1 ≈ Fm,C2/FC2 verletzt wird und man demzufolge von einer unberechtigten Funkstreckenverlängerung ausgehen kann. In diesem Fall wird also kein Zugriff auf das Kraftfahrzeug 12 gewährt.
  • Alternativ ist es natürlich auch möglich, die zweite, gemessene Frageempfangsfeldstärke Fm,C2 direkt mit der ersten, gemessenen Frageempfangsfeldstärke Fm,C1 zu vergleichen. In diesem Fall liegt eine Funkstreckenverlängerung vor, wenn die Beziehung Fm,C2 ≈ Fm,C1 erfüllt ist. Auch für die beiden Ausführungsbeispiele gemäß der 1 und 2 kann demnach die Detektion eines Angriffs auf das passive Zugangsberechtigungssystem 10 mittels der Bedingung Fm,C2 ≠ Fm,C1 erfolgen.
  • 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei nun jedoch nicht die Fragesendefeldstärken sondern die Antwortsendefeldstärken durch den Transponder 22 variiert werden. Als Vorteil ergibt sich hier, dass auf eine Messvorrichtung zur Messung der Frageempfangsfeldstärken im Transponder 22 verzichtet werden kann. Nichtsdestotrotz ist es aber auch möglich, die Messvorrichtung beizubehalten bzw. in die fahrzeugeigene Sende-Empfangseinrichtung 14 zu integrieren.
  • Innerhalb des ersten Frage-Antwort-Dialogs wird entsprechend der Ausführungen zu den 1 bis 3 das erste Abfragesignal 20 nach der Betätigung des Türgriffs 16 der Fahrzeugtür 18 von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung 14 mit der ersten Fragesendefeldstärke FC1 als Niederfrequenzsignal 21 an den Transponder 22 gesendet. Der Transponder 22 sendet sodann das erste Antwortsignals 28 als Hochfrequenzsignal 29 mit der ersten Antwortsendefeldstärke FR1 an die Sende-Empfangseinrichtung 14 zurück, wobei das ersten Antwortsignal 28 neben den für die Zugangsberechtigung erforderlichen Authentifizierungsdaten auch eine Information über die erste Antwortsendefeldstärke FR1 zur Abspeicherung in der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung 14 enthält.
  • Nach einer erfolgreichen Authentifizierung startet der zweite Frage-Antwort-Dialog, indem die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung 14 das zweite Fragesignal 30 als Niederfrequenzsignal 21 mit unveränderter Fragesendefeldstärke FC1 an den Transponder 22 sendet. Nach dem Empfang des zweiten Fragesignals 30 sendet der Transponder 22 das zweite Antwortsignal 34 als Hochfrequenzsignal 29 mit gegenüber der ersten Antwortsendefeldstärke FR1 veränderter, zweiter Antwortsendefeldstärke FR2 an die fahrzeugeigene Sende-Empfangseinrichtung 14. Dabei wird die zweite Antwortsendefeldstärke FR2 vom Transponder 22 zufällig gewählt und zusammen mit dem zweiten Antwortsignal 34 an die fahrzeugseitig Sende-Empfangseinrichtung gesendet, um einem Angreifer das Ausmessen der Feldstärken zu erschweren.
  • In der fahrzeugeigenen Sende-Empfangseinrichtung 14 wird dann das Verhältnis FR2/FR1 berechnet. Ist dieses ungefähr Eins, so kann von einer Relais-Attacke ausgegangen werden, da sich in diesem Fall die erste und die zweite Antwortsendefeldstärke FR1 bzw. FR2 entgegen den Vorgaben des Transponders 22 nicht wesentlich unterscheiden. In diesem Fall wird kein Zugriff auf das Kraftfahrzeug 12 gewährt. Für eine Zugangsberechtigung hätte demnach die Bedingung FR2/FR1 ≠ 1 erfüllt sein müssen.
  • Weiterhin ist es möglich, für das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel einen Transponder 12 mit einer Messvorrichtung gemäß der 1 bis 3 einzusetzen. In diesem Fall können die zuvor erläuterten Verfahren kombiniert werden, so dass eine Variation der Sendefeldstärken sowohl für die Frage- als auch für die Antwortsignale erfolgt. Eine weitere, nicht gezeigte Alternative ergibt sich durch den Einsatz einer Feldstärkemessvorrichtung in der fahrzeugeigenen Sende-Empfangseinrichtung 14. In diesem Fall kann der Transponder 22 dann die zweite Antwortsendefeldstärke FR2 in Abhängigkeit von einer ersten, gemessenen und mittels des zweiten Fragesignals 30 übertragenen Antwortempfangsfeldstärke innerhalb eines definierten Bereichs zufällig wählen oder anhand eines entsprechenden Algorithmus berechnen.
  • Es sei abschließend noch darauf hingewiesen, dass die gezeigten Ausführungsbeispiele weder auf die 1 bis 4 noch auf die genannten Werte für den Abstand A, die Anzahl der Abfrage- und Antwortsignale oder den Wert für den Schwellwert S beschränkt sind. So ist es zum Beispiel durchaus denkbar, auch drei oder mehr Abfragen durchzuführen, um die Sicherheit des Zugangsberechtigungssystems zu erhöhen. Weiterhin ist es nicht zwingend erforderlich, dass die beiden Abfragesignale 20 und 30 als Niederfrequenzsignale 21 im kHz-Bereich und die beiden Antwortsignale 28 und 34 als Hochfrequenzsignale 29 im MHz- oder GHz-Bereich gesendet werden. Ebenso ist es denkbar, dass die Übertragung sämtlicher Signale 20, 28, 30, 34 mit einer hohen oder niedrigen Trägerfrequenz erfolgt oder dass die erste Abfrage im Hochfrequenz- und die zumindest eine weitere Abfrage im Niederfrequenzbereich durchgeführt wird. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Vermeidung eines Angriff mit mehreren Angriffsmitteln geeignet, z.B. wenn sich ein erstes Angriffsmittel in der unmittelbaren Umgebung des Kraftfahrzeugs 12 und ein weiteres Angriffsmittel in der Nähe des Transponders 22 befindet. Das in der 3 gezeigte Angriffsmittel 36 ist daher lediglich als eine Art Black Box zu verstehen, die aus beliebig vielen Angriffsmitteln bestehen kann. Für das erfindungsgemäße Verfahren spielt die Anzahl der Angriffsmittel somit keine Rolle.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Vermeidung eines unberechtigten Zugriffs auf ein passives Zugangsberechtigungssystem (10) eines Kraftfahrzeugs (12), wobei in einem ersten Frage-Antwort-Dialog ein erstes Abfragesignal (20) mit einer ersten Fragesendefeldstärke (FC1) von einer fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung (14) an einen Transponder (22) gesendet und anschließend ein erstes Antwortsignal (28) mit einer ersten Antwortsendefeldstärke (FR1) von dem Transponder (22) an die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung (14) zurück gesendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Frage-Antwort-Dialog mit zumindest einer gegenüber der ersten Fragesendefeldstärke (FC1) veränderten, weiteren Fragesendefeldstärke (FC2) eines weiteren Abfragesignals (30) und/oder zumindest einer gegenüber der ersten Antwortsendefeldstärke (FR1) veränderten, weiteren Antwortsendefeldstärke (FR2) eines weiteren Antwortsignals (34) durchgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Frageempfangsfeldstärke (Fm,C1) des ersten Abfragesignals (20) von einer in dem Transponder (22) integrierten Messvorrichtung (26) gemessen und mittels des ersten Antwortsignals (28) von dem Transponder (22) an die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung (14) zurück gesendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine weitere Fragesendefeldstärke (FC2) von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung (14) zufällig in Abhängigkeit von der mit dem ersten Antwortsignal (28) gesendeten, ersten, gemessenen Frageempfangsfeldstärke (Fm,C1) generiert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine weitere Fragesendefeldstärke (FC2) von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung (14) in Abhängigkeit von der mit dem ersten Antwortsignal (28) gesendeten, ersten, gemessenen Frageempfangsfeldstärke (Fm,C1) berechnet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine weitere Abfragesignal (30) von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung (14) mit gegenüber der ersten Fragesendefeldstärke (FC1) höherer, weiterer Fragesendefeldstärke (FC2) gesendet wird, wenn die in dem ersten Antwortsignal (28) enthaltene, erste, gemessene Frageempfangsfeldstärke (Fm,C1) einen vorgebbaren Schwellwert (S) unterschreitet.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine weitere Abfragesignal (30) von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung (14) mit gegenüber der ersten Fragesendefeldstärke (FC1) geringerer, weiterer Fragesendefeldstärke (FC2) gesendet wird, wenn die in dem ersten Antwortsignal (28) enthaltene, erste, gemessene Frageempfangsfeldstärke (Fm,C1) einen vorgebbaren Schwellwert (S) überschreitet.
  7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine weitere Frageempfangsfeldstärke (Fm,C2) des zumindest einen weiteren Abfragesignals (30) von der in dem Transponder (22) integrierten Messvorrichtung (26) gemessen und mittels des zumindest einen weiteren Antwortsignals (34) von dem Transponder (22) an die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung (14) zurück gesendet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugriff auf das Kraftfahrzeug (12) von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung (14) gewährt wird, wenn das Verhältnis aus der ersten, gemessenen Frageempfangsfeldstärke (Fm,C1) und der ersten Fragesendefeldstärke (FC1) in etwa dem Verhältnis aus der zumindest einen weiteren, gemessenen Frageempfangsfeldstärke (Fm,C2) und der zumindest einen weiteren Fragesendefeldstärke (FC2) entspricht.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Transponder (22) die erste Antwortsendefeldstärke (FR1) mittels des ersten Antwortsignals (28) und die zumindest eine weitere Antwortsendefeldstärke (FR2) mittels des zumindest einen weiteren Antwortsignals (34) an die fahrzeugseitige Sende-Empfangseinrichtung (14) gesendet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugriff auf das Kraftfahrzeug (12) von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung (14) gewährt wird, wenn sich die erste Antwortsendefeldstärke (FR1) von der zumindest einen weiteren Antwortfeldstärke (FR2) unterscheidet.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine weitere Abfragesignal (30) von der fahrzeugseitigen Sende-Empfangseinrichtung (14) unmittelbar nach dem Empfang des ersten Antwortsignals (28) an den Transponder (22) gesendet wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (20) und das zumindest eine weitere Abfragesignal (30) Niederfrequenzsignale (21) und das erste (28) und das zumindest eine weitere Antwortsignal (34) Hochfrequenzsignale (29) sind.
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