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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Fahrzeug, um eine Vorrichtung (beispielsweise einen Motor) zu aktivieren sowie eine entsprechend ausgestaltete Anordnung, ein entsprechend ausgestaltetes Bauteil und ein entsprechend ausgestaltetes Fahrzeug.
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Beispielsweise aus der
DE 197 43 303 A1 ist bekannt aus Gründen des Diebstahlschutzes in Kraftfahrzeugen ein oder mehrere Komponenten derart zu kodieren, dass sie nur dann funktionieren, wenn ein in ihnen enthaltener Code mit einem anderen Code in vorbestimmter Beziehung steht. Solche Codes können allerdings nachgebildet werden, so dass es möglich ist, beispielsweise einen funktionierenden Wegfahrsperrenverbund (z. B. bestehend aus einem Wegfahrsperren-Master und einem Motorsteuergerät) aus einem Fahrzeug in ein anderes Fahrzeug zu verbauen und dadurch den Motor dieses Fahrzeugs zu starten und damit das Fahrzeug zu bewegen.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, dass ein solches Vorgehen bei einem Fahrzeugdiebstahl nicht mehr möglich ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Aktivierung einer Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, durch eine Anordnung zum Aktivieren einer Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 8, durch ein Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 15 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 17 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für ein Fahrzeug zur Aktivierung einer Vorrichtung, insbesondere eines Motors des Fahrzeugs, bereitgestellt. Dieses Verfahren umfasst folgende Schritte:
- • Vorgeben einer Sollinformation, welche einer physikalischen Eigenschaft der Vorrichtung entspricht oder von dieser physikalischen Eigenschaft abgeleitet wird oder mit Hilfe dieser physikalischen Eigenschaft erstellt wird.
- • Ermitteln einer Istinformation, welche der physikalischen Eigenschaft entspricht oder abhängig von der physikalischen Eigenschaft ist.
- • Automatisches Aktivieren der Vorrichtung nur unter der Bedingung, dass die jeweils ermittelte Istinformation der vorgegebenen Sollinformation entspricht.
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Die physikalische Eigenschaft der Vorrichtung entspricht dabei einem unveränderlichen, individuellen Verhalten der Vorrichtung, welches insbesondere kein zweites Mal bei einer anderen sonst baugleichen Vorrichtung auftritt. Dieses Verhalten oder diese physikalische Eigenschaft resultiert beispielsweise aus einer Kapazität, Induktivität oder einem elektrischen Widerstand der Vorrichtung. Beispielsweise kann das Verhalten darin bestehen, dass die Vorrichtung einen Wert ihrer Kapazität, Induktivität oder ihres elektrischen Widerstands ermittelt. Wenn das Verhalten darin besteht, dass die Vorrichtung einen Wert ihrer Kapazität, Induktivität oder ihres elektrischen Widerstands ermittelt, dann entspricht die Istinformation der Sollinformation insbesondere dann, wenn dieser aus der Istinformation extrahierte Wert innerhalb von Toleranzgrenzen dem vorher mittels der Sollinformation vorgegebenen Wert entspricht.
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Indem die Vorrichtung (z. B. der Motor) nur dann gestartet wird, wenn vorher mit Hilfe der physikalischen Eigenschaft der Vorrichtung die Istinformation ermittelt und als korrekt (durch Vergleich mit der vorgegebenen Sollinformation) erachtet wird, wird die Vorrichtung nur dann aktiviert (z. B. der Motor gestartet), wenn es sich tatsächlich um diejenige Vorrichtung handelt, für welche das Verfahren angelernt wurde. Sobald die Vorrichtung mit einer anderen baugleichen Vorrichtung vertauscht wird, ändert sich die physikalische Eigenschaft, so dass die ermittelte Istinformation nicht mehr der Sollinformation entspricht, so dass die vertauschte Vorrichtung vorteilhafterweise nicht aktiviert wird. Da die Nachbildung der physikalischen Eigenschaft nicht möglich ist, kann die Istinformation nach einem Austausch der Vorrichtung nicht derart erstellt werden, dass sie der Sollinformation entspricht.
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Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Istinformation als eine Ausgangsdatenfolge ermittelt, welche in Abhängigkeit von der physikalischen Eigenschaft und einer Eingangsdatenfolge gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform entspricht das Vorgeben der Sollinformation (d. h. das Anlernen des erfindungsgemäßen Verfahrens) dem Lernen eines Vorgehens, um ausgehend von einer bestimmten Eingangsdatenfolge die dieser bestimmten Eingangsdatenfolge entsprechende Ausgangsdatenfolge auch ohne die Vorrichtung und damit ohne die physikalische Eigenschaft oder ohne das Verhalten der Vorrichtung bestimmen zu können. Wenn das Verhalten darin besteht, dass die Vorrichtung einen Wert ihrer Kapazität, Induktivität oder ihres elektrischen Widerstands ermittelt, dann besteht das Lernen beispielsweise darin, dass dieser Wert gelernt oder bekannt gemacht wird. Dazu kann der Wert beispielsweise mit einem Analog-Digital-Wandler in eine Zahlenfolge gewandelt und abgespeichert werden.
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Indem die Istinformation als Ausgangsdatenfolge abhängig von der physikalischen Eigenschaft und der Eingangsdatenfolge ermittelt wird, ist das erfindungsgemäße Verfahren auch gegenüber einem Mithören sicher, da jeweils andere Eingangsdatenfolgen (beispielsweise Zufallsdatenfolgen) zur Ermittlung der Ausgangsdatenfolge oder Sollinformation eingesetzt werden.
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Das Vorgehen, um ausgehend von einer bestimmten Eingangsdatenfolge die dieser bestimmten Eingangsdatenfolge entsprechende Ausgangsdatenfolge auch ohne die physikalische Eigenschaft bestimmen zu können, kann dabei derart erlernt werden, dass eine oder mehrere Ausgangsdatenfolgen beim Anlernen abhängig von Eingangsdatenfolgen und jeweils der physikalischen Eigenschaft gebildet werden. Das Vorgehen kann dann von diesen Paaren, welche jeweils aus einer Eingangsdatenfolge und einer entsprechenden Ausgangsdatenfolge bestehen, erlernt werden. Wenn das Verhalten darin besteht, dass die Vorrichtung einen Wert ihrer Kapazität, Induktivität oder ihres elektrischen Widerstands ermittelt, dann ist es ausreichend ein Paar zu erlernen, da in der Ausgangsdatenfolge dieses Paares der Wert enthalten ist.
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Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren von einem Motorsteuergerät des Fahrzeugs ausgeführt, insbesondere bevor von dem Motorsteuergerät der Motor des Fahrzeugs gestartet wird. Mit anderen Worten startet das Motorsteuergerät gemäß dieser Ausführungsform den Motor nur dann, wenn vorher von dem Motorsteuergerät eine korrekte Istinformation oder Ausgangsdatenfolge, welche mit der individuellen physikalischen Eigenschaft insbesondere des Motors erstellt worden ist, erfasst wird. Diese Ausführungsform soll auch den Fall abdecken, dass die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens derart lange dauert, dass zu dem Zeitpunkt, zu welchem erfindungsgemäß erkannt wird, dass die Sollinformation nicht der Istinformation entspricht, der Motor bereits gestartet ist. In diesem Fall wird Motor sofort nach dem Erkennen, dass die Sollinformation nicht der Istinformation entspricht, automatisch abgeschaltet.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Anordnung zum Aktivieren einer Vorrichtung (insbesondere eines Motors) für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst die Anordnung ein Steuergerät, welches derart ausgestaltet ist, dass das Steuergerät jeweils eine Istinformation von der Vorrichtung erfasst, welche mit Hilfe der physikalischen Eigenschaft der Vorrichtung erstellt wird. Das Steuergerät aktiviert die Vorrichtung nur dann, wenn vorher eine Überprüfung innerhalb des Steuergeräts ergibt, dass die Istinformation der Sollinformation entspricht.
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Da das Steuergerät die Vorrichtung nur dann aktiviert, wenn die Istinformation der Sollinformation entspricht, und da die Istinformation nur mit Hilfe der physikalischen Eigenschaft der Vorrichtung erstellt werden kann, kann das Steuergerät vorteilhafterweise nur zur Aktivierung derjenigen Vorrichtung eingesetzt werden, für welche das Steuergerät angelernt worden ist. Ein Austausch der Vorrichtung würde die physikalische Eigenschaft der Vorrichtung verändern und daher bei einer entsprechenden Abfrage des Steuergeräts zu einer Istinformation führen, welche nicht der Sollinformation entspricht, so dass das Steuergerät diese Vorrichtung nicht aktivieren würde.
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Dabei kann die Anordnung auch die Vorrichtung, welche selbst ein Motor sein kann oder einen Motor umfasst, umfassen. Darüber hinaus ist das Steuergerät insbesondere ein Motorsteuergerät, welches zum Starten (Aktivieren) des Motors des Fahrzeugs ausgestaltet ist.
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Aufgrund der einzigartigen physikalischen Eigenschaft des Motors ist vorteilhafterweise gewährleistet, dass das Motorsteuergerät nur zum Starten desjenigen Motors ausgestaltet ist, an welchen das Motorsteuergerät angelernt ist.
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Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Bauteil (auch Sensor genannt). Dabei ist die physikalische Eigenschaft der Vorrichtung eine unveränderliche physikalische Eigenschaft der Kombination, welche aus dem Bauteil und dem Rest der Vorrichtung gebildet wird.
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Indem das Bauteil mit der Vorrichtung, beispielsweise einem Motor, gekoppelt wird, ist gewährleistet, dass ein Steuergerät, welches an diese Kombination aus Vorrichtung und Bauteil angelernt ist, aufgrund der einzigartigen physikalischen Eigenschaft der Vorrichtung (d. h. der Kombination aus Bauteil und Rest der Vorrichtung) nur zur Aktivierung dieser Kombination geeignet ist. Auch das Lösen des Bauteils von einer ersten Vorrichtung und das Anbringen an einer zweiten Vorrichtung würde die physikalische Eigenschaft ändern. Oder anders ausgedrückt, die physikalische Eigenschaft der Kombination aus demselben Bauteil und der ersten Vorrichtung ist ungleich der physikalischen Eigenschaft der Kombination aus demselben Bauteil und der zweiten Vorrichtung.
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Zur Erfassung der Istinformation überträgt das Steuergerät insbesondere eine Sendedatenfolge an die Vorrichtung. Die Vorrichtung bestimmt mittels der Sendedatenfolge und der physikalischen Eigenschaft eine Empfangsdatenfolge als die Istinformation und überträgt diese Istinformation an das Steuergerät.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform erfolgt das Anlernen des Steuergeräts an die Vorrichtung wie folgt: Das Steuergerät sendet eine oder mehrere Sendedatenfolgen an die Vorrichtung und empfängt für jede Sendedatenfolge eine Empfangsdatenfolge, welche die Vorrichtung mittels der jeweiligen Sendedatenfolge und der physikalischen Eigenschaften erzeugt hat. Mit Hilfe dieses einen Paares oder dieser mehreren Paare von jeweils einer Sendedatenfolge und einer Empfangsdatenfolge erlernt das Steuergerät ein Vorgehen, um abhängig von einer bestimmten Sendedatenfolge ohne Hilfe der Vorrichtung die dieser Sendedatenfolge entsprechende Empfangsdatenfolge (d. h. die Sollinformation) zu bestimmen.
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Die Kommunikation zwischen dem Steuergerät und der Vorrichtung kann dabei verschlüsselt ausgeführt werden.
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Indem die Kommunikation zwischen dem Steuergerät und der Vorrichtung verschlüsselt erfolgt, was sowohl für die Kommunikation beim Anlernen des Steuergeräts als auch für die Kommunikation zum Aktivieren der Vorrichtung gelten kann, tut sich ein potentieller Angreifer schwer, überhaupt erst einmal die Istinformation zu entschlüsseln.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Bauteil für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dieses Bauteil umfasst einen Sensor, mit welchem eine physikalische Eigenschaft des Bauteils, erfasst wird. Das Bauteil ist derart ausgestaltet, dass das Bauteil eine Eingangsdatenfolge bzw. Sendedatenfolge in eine Ausgangsdatenfolge bzw. Empfangsdatenfolge mittels und abhängig von der physikalischen Eigenschaft reproduzierbar umsetzt.
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Reproduzierbar bedeutet dabei insbesondere, dass die Auswertung der von dem Bauteil abhängig von der Eingangsdatenfolge und der physikalischen Eigenschaft erzeugten Ausgangsdatenfolge unabhängig von Umwelteinflüssen (wie z. B. Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt) ist. Anders ausgedrückt führt die Auswertung der Ausgangsdatenfolge von dem jeweiligen Bauteil unter jeder Umweltbedingung zu demselben Ergebnis (d. h. zum automatischen Aktivieren der Vorrichtung oder zur Verweigerung des Aktivierens der Vorrichtung). Die Unabhängigkeit von Umwelteinflüssen kann dabei mittels Toleranzgrenzen erzielt werden, in welchen eine aus der Ausgangsdatenfolge abgeleitete Information zu liegen hat, damit die Istinformation der Solliformation entspricht (und die Vorrichtung automatisch aktiviert wird).
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Dabei kann erfindungsgemäß auch eine Adaption an dauerhafte Veränderungen der physikalischen Eigenschaft (z. B. aufgrund von Alterung) erfolgen, indem die Toleranzgrenzen entsprechend verschoben werden, wenn erfasst wird, dass die aus der Ausgangsdatenfolge abgeleitete Information ständig in der Nähe einer der Toleranzgrenzen liegt.
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Da das Bauteil die Eingangsdatenfolge mit Hilfe der physikalischen Eigenschaft in die Ausgangsdatenfolge umsetzt und da die physikalische Eigenschaft für jedes Bauteil individuell ausgestaltet ist, d. h. es gibt nur ein Bauteil mit derselben physikalischen Eigenschaft, ist auch die Art und Weise, wie das individuelle Bauteil die Eingangsdatenfolge in die Ausgangsdatenfolge umsetzt, individuell einzigartig. Mit anderen Worten setzt jedes Bauteil vorbestimmte Eingangsdatenfolgen in andere Ausgangsdatenfolgen um als ein anderes Bauteil, da dieses andere Bauteil erfindungsgemäß eine andere physikalische Eigenschaft aufweist. Da das Steuergerät nur an ein individuelles Bauteil angelernt wird, weiß dieses Steuergerät auch nur, wie dieses individuelle Bauteil eine bestimmte Eingangsdatenfolge in eine Ausgangsdatenfolge umsetzt, und kann demnach nur die mit diesem Bauteil gekoppelte Vorrichtung aktivieren oder starten.
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Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine erfindungsgemäße Anordnung und/oder ein erfindungsgemäßes Bauteil umfasst.
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Die vorliegende Erfindung stellt vorteilhafterweise eine fahrzeugindividuelle Verbindung zwischen Motorblock bzw. Motor und Sensor sowie Anbindung an das angelernte Motorsteuergerät sicher.
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Die vorliegende Erfindung ist insbesondere dafür geeignet, einen Motor oder Motorblock eines Fahrzeugs mit einem zugehörigen Motorsteuergerät derart zu koppeln, dass dieser Motor nur von diesem Motorsteuergerät gestartet werden kann. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, da die vorliegende Erfindung auch zum Aktivieren anderer Vorrichtungen, beispielsweise zum Aktivieren einer Infotainmentvorrichtung, eines Navigationsgeräts oder eines Kombiinstruments über ein Steuergerät, eingesetzt werden kann. Darüber hinaus lässt sich die vorliegende Erfindung auch außerhalb des Fahrzeugbereichs zur Aktivierung einer beliebigen elektronischen Vorrichtung von einem mit dieser Vorrichtung gekoppelten Steuergerät einsetzen.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
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1 stellt schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung dar.
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In 2 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Bauteil mit einer einzigartigen physikalischen Eigenschaft dargestellt.
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In 3 ist ein Flussplan eines Produktions- und Anlernprozesses gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
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In 4 ist ein Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aktivierung eines Motors dargestellt.
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In 5 ist schematisch ein nach dem Stand der Technik bekanntes Challenge-Response-Verfahren dargestellt.
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6 stellt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Anordnung dar.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 12 dargestellt, welche ein Motorsteuergerät 13, eine Verbindungsleitung 11, einen Sensor 1 und einen Motor 9 umfasst. Dabei ist der Motor 9 mit dem Sensor 1 gekoppelt und der Sensor 1 ist über die Verbindungsleitung 11 mit dem Motorsteuergerät 13 verbunden. Die Verbindungsleitung 11 umfasst dabei sowohl Spannungsversorgungsleitungen als auch Datenleitungen. Erfindungsgemäß kann die Datenübertragung zwischen Motor 9 bzw. Sensor 1 und Motorsteuergerät 13 auch drahtlos (z. B. über Funk) erfolgen.
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In 2 ist der Sensor 1 im Detail dargestellt. Der Sensor 1 umfasst einen physikalischen Token 4 (d. h. ein bestimmtes Substratmaterial) mit elektrischen Teilchen 5, Sensorelemente 6, eine integrierte Schaltung 2 und Isolationsschichten 3, mit welchen die Sensorelemente 6 und die integrierte Schaltung 2 von dem Substratmaterial 4 isoliert werden. Die integrierte Schaltung 2 umfasst eine Kommunikations- und Signalverarbeitungseinheit 7 sowie einen Speicher 8. Mit den Sensorelementen 6 wird eine Kapazität des Sensors 1 sensiert, welche sich aus der zufällig generierten Anordnung der dielektrischen Teilchen 5 ergibt. Die Kommunikations- und Signalverarbeitungseinheit 7 führt zum einen die Kommunikation mit dem Motorsteuergerät 13 aus und setzt zum anderen eine Eingangsdatenfolge abhängig von der von den Sensorelementen 6 erfassten Kapazität in eine Ausgangsdatenfolge um. Auch eine Entschlüsselung und Verschlüsselung bei der Kommunikation mit dem Motorsteuergerät 13 erfolgt durch die Einheit 7.
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In 3 ist ein Ablaufplan eines Produktions- und Anlernprozesses einer Anordnung 12 bestehend aus einem Motor 9 mit Sensor 1 und einem Motorsteuergerät 13 dargestellt.
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Zu Beginn werden parallel im Schritt S1 ein Sensor 1 und eine Sensor-Kontaktfläche am Motorblock 9 im Schritt S2 hergestellt und im Schritt S3 physikalisch miteinander verbunden. Von einer Produktionsvorrichtung (nicht dargestellt) außerhalb des Fahrzeugs wird eine Challenge (Aufgabe) bestehend aus Challengebits C und einem Kommunikationsschlüssel sk im Schritt S4 erzeugt, mit einem Produktionsschlüssel pk verschlüsselt und an das Motorsteuergerät 13 heruntergeladen, welches diese Challenge im Schritt S5 an den Sensor 1 sendet. Da der Produktionsschlüssel pk den beteiligten Vorrichtungen (beispielsweise dem Sensor 1) bekannt ist, kann der Sensor 1 die Challenge und damit den Kommunikationsschlüssel sk in dem Schritt S6 entschlüsseln und in dem Speicher 8 abspeichern. Zur Bestätigung der erfolgreichen Entschlüsselung sendet der Sensor 1 in dem Schritt S7 ein OK an das Motorsteuergerät 13. In dem Schritt S8 überschreiben sowohl das Motorsteuergerät 13 als auch der Sensor 1 den Produktionsschlüssel pk mit dem Kommunikationsschlüssel sk. Die Challengebits sind dabei insbesondere konstant, d. h. sie ändern sich nicht.
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Nun erfolgt das Anlernen des Motorsteuergeräts 13 an das von der Kapazität des Sensors 1 beeinflusste Verhalten V des Sensors 1. Dazu generiert das Motorsteuergerät 13 in dem Schritt S9 eine Challenge, welche aus Challengebits C verknüpft mit einem Zufallswert Z gebildet wird, und sendet diese Challenge in dem Schritt S10 an den Sensor 1. In dem Schritt S11 erzeugt der Sensor 1 eine entsprechende Antwort (Response), welche neben den Challengebits C und dem Zufallswert Z von dem Verhalten V abhängt, und verschlüsselt diese Antwort mit dem Kommunikationsschlüssel sk und sendet diese Antwort an das Motorsteuergerät 13. Der Sensor kann die Antwort beispielsweise dadurch erzeugen, indem er den Wert der Kapazität misst, digital wandelt und mit dem Zufallswert Z in einer von den Challengebits C abhängigen Art und Weise verknüpft. Das Motorsteuergerät 13 entschlüsselt diese Antwort in dem Schritt S12 und legt das Challenge-Response-Paar CRP (d. h. das Paar bestehend aus der Challenge und der Response) in seinem Speicher 8 ab. Wenn die Antwort den Wert der Kapazität umfasst, kann das Motorsteuergerät 13 diesen Wert aus der Antwort extrahieren.
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Die Schritte S9 bis S12 können beliebig oft wiederholt werden (so dass das Motorsteuergerät 13 beliebig viele CRPs abspeichert), bis das Motorsteuergerät 13 das Verhalten V des Sensors 1, welches wiederum von der durch die dielektrischen Teilchen 5 verursachten Kapazität des Sensors 1 beeinflusst wird, ausreichend gut gelernt hat. Sobald der Anlernprozess des Motorsteuergeräts 13 an den Sensor 1 abgeschlossen ist, endet der Anlernprozess in dem Schritt S13. Für den Fall, dass das Verhalten in dem Messen der Kapazität besteht, wie es oben bereits beispielhaft beschrieben ist, dann ist es in der Regel ausreichend, die Schritte S9 bis S12 nur einmal durchzuführen.
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Insbesondere erstellt der Sensor 1 in dem Schritt S11 Responsebits R in Abhängigkeit von den Challengebits C und von dem Verhalten V, wobei die Challengebits jeweils konstant sind, so dass auch die Responsebits R für den jeweiligen Sensor 1 im dieselben sind. Anschließend verknüpft der Sensor diese Responsebits R mit dem Zufallswert Z und verschlüsselt diese Verknüpfung mit dem Kommunikationsschlüssel sk. Da das Motorsteuergerät 13 den Zufallswert Z und die Art und Weise, wie der Sensor 1 die Reponsebits R und den Zufallswert Z verknüpft kennt, kann das Motorsteuergerät aus der entschlüsselten Response die Responsebits R ableiten, um das Challenge-Response-Paar abzuspeichern.
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In 4 ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Starten des Motors 9 als Ablaufdiagramm dargestellt. Dieses Ablaufdiagramm wird bei jedem ”Klemme 15 ein”-Zyklus abgearbeitet.
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Sobald in dem Schritt S21 ”Zündung an” (Klemme 15 ein) erkannt wird, wird in dem Schritt S22 eine Challenge bestehend aus Challengebits C und einem Zufallswert Z erzeugt und in dem Schritt S23 an den Sensor 1 gesendet. Der Sensor 1 erzeugt im Schritt S24 abhängig von den Challengebits C, dem Zufallswert Z und vor allem abhängig von dem Verhalten V eine entsprechende Antwort und verschlüsselt diese mit dem Kommunikationsschlüssel sk. Wenn das Verhalten V des Sensors 1 darin besteht, dass der Sensor 1 seine Kapazität, welche auch von der Kopplung des Sensors 1 mit dem Motor 9 abhängig ist, misst und als Digitalwert darstellt, dann erstellt der Sensor 1 die Antwort insbesondere dadurch, dass er diesen Digitalwert in der durch die Challengebits C vorgegebenen Art und Weise mit dem Zufallswert Z verknüpft, bevor er sie mit dem Kommunikationsschlüssel sk verschlüsselt.
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Diese Antwort wird in dem Schritt S25 an das Motorsteuergerät 13 gesendet. Das Motorsteuergerät 13 entschlüsselt die Antwort mit dem Kommunikationsschlüssel sk und überprüft diese Antwort in dem Schritt S26. Wenn die Überprüfung erfolgreich war, d. h. die Antwort war gültig, wird in dem Schritt S29 der Motor 9 gestartet, und wenn die Abfrage in dem Schritt S27 nicht erfolgreich war, d. h. die Antwort war ungültig, wird der Motor 9 nicht gestartet (siehe Schritt S28). Wenn das Verhalten V des Sensors 1 darin besteht, dass der Sensor 1 seine Kapazität misst und als Digitalwert darstellt, dann besteht die Überprüfung insbesondere darin, dass das Motorsteuergerät 13 überprüft, ob dieser aus der Antwort extrahierte Digitalwert innerhalb von Toleranzgrenzen dem beim Anlernen abgespeicherten Digitalwert entspricht.
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Insbesondere erstellt der Sensor 1 in dem Schritt S24 Responsebits R in Abhängigkeit von den Challengebits C und von dem Verhalten V. Anschließend verknüpft der Sensor diese Responsebits R mit dem Zufallswert Z und verschlüsselt diese Verknüpfung mit dem Kommunikationsschlüssel sk. Da das Motorsteuergerät 13 den Zufallswert Z und die Art und Weise, wie der Sensor 1 die Reponsebits R und den Zufallswert Z verknüpft kennt, kann das Motorsteuergerät aus der entschlüsselten Response die Responsebits R ableiten und gegen die Response R aus dem entsprechenden Challenge-Response-Paar prüfen.
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In der 5 ist das Challenge-Response-Verfahren, welches hier eingesetzt wird, schematisch dargestellt. Im Schritt S31 wird eine Challenge bestehend aus Challengebits C und einem Zufallswert Z erzeugt und an den Sensor 1 geschickt. Der Sensor 1 erzeugt eine Antwort, welche zum einen abhängig von den Challengebits C und dem Zufallswert Z und vor allem abhängig von dem Verhalten V des Sensors 1 und des Motors 9 ist. Dieses Verhalten V wird bei der vorliegenden Erfindung insbesondere durch die Kapazität bestimmt, welche sich aus der individuellen Anordnung der dielektrischen Teilchen 5 innerhalb des Sensors 1 abhängig von dem Motor 9 ergibt. In dem Schritt S33 wird die Antwort (Response) mit Hilfe des Kommunikationsschlüssels sk verschlüsselt, welcher in dem Speicher 8 des Sensors 1 gespeichert ist.
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Indem das Motorsteuergerät 13 die Challenge mit einem Zufallswert (Zufallsdatenfolge) erzeugt, führen auch Replay-Attacken nicht zu dem Ziel, einen Motor mit einem nicht angelernten Motorsteuergerät erfolgreich zu koppeln.
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Der ”Klemme 15 ein”-Zyklus wird demnach von dem Motorsteuergerät 13 anhand eines feststehenden Protokolls (Challenge-Response-Verfahren (siehe 5)) durchgeführt, wobei sensorseitig die Kommunikationseinheit 7 die Anfragen des Motorsteuergeräts bearbeitet. Der in 4 skizzierte Ablauf stellt bei positivem Ergebnis die Zugehörigkeit von dem Motorsteuergerät 13 zu dem angelernten Sensor mit Motorblock 9 sicher.
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Ein Entfernen des Sensors 1 vom Motorblock oder Motor 9 ändert das Verhalten V des Sensor-Motor-Verbunds und bewirkt damit jeweils ein negatives Ergebnis bei der Durchführung des Challenge-Response-Verfahrens und führt somit zu einer Startverhinderung des Motors 9. Das Anlernen eines neuen Sensors 1 ist prinzipiell möglich. Dazu muss allerdings ein neuer Anlernvorgang (siehe 3) mit dem kompletten Wegfahrsperrenverbund (Motorsteuergerät 13, Motor 9 und Sensor 1) durchgeführt werden.
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In 6 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 dargestellt, welches eine erfindungsgemäße Anordnung 12 umfasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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