DE102012107000A1

DE102012107000A1 - Verfahren zur Authentifizierung eines Nutzers bei einem Fernzugriff auf mindestens ein Kraftfahrzeugsystem eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012107000A1
Application number: DE102012107000.8A
Authority: DE
Inventors: Matthias Zinser
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-06
Also published as: JP2014032667A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Authentifizierung eines Nutzers bei einem Fernzugriff auf mindestens ein Kraftfahrzeugsystem eines Kraftfahrzeugs (11, 21), bei dem nach einer über ein mobiles Endgerät (13, 23) via Mobilfunknetz übermittelten Zugriffsanforderung an das Kraftfahrzeug (11, 21) seitens des Kraftfahrzeugs (11, 21) Authentifizierungsdaten von einem dem Kraftfahrzeug (11, 21) zugeordneten, aber separat von diesem handhabbaren ID-Gebermodul (12, 22) angefordert und diese zusammen mit der Zugriffsanforderung an mindestens ein Kontrollmodul (16, 26) des Kraftfahrzeugs (11, 21) zur Prüfung und Verifizierung der Authentifizierungsdaten und bei Vorliegen verifizierter Authentifizierungsdaten zur Freigabe des Zugriffs weitergeleitet werden, wobei die Anforderung der Authentifizierungsdaten über das mobile Endgerät (13, 23) erfolgt, welches über eine Schnittstelle mit dem ID-Gebermodul (12, 22) kommunikativ gekoppelt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Authentifizierung eines Nutzers bei einem Fernzugriff auf mindestens ein Kraftfahrzeugsystem eines Kraftfahrzeugs.
Im Rahmen einer Vernetzung von Kraftfahrzeugen mit der IT-Welt werden Möglichkeiten zur Statusabfrage oder Fernsteuerung von Kraftfahrzeugen realisiert. Hierbei kann bspw. eine Informationsübertragung vom Kraftfahrzeug an ein mobiles Endgerät, wie bspw. ein Smartphone, ein Tablet-Computer oder einen PC erfolgen. Auf diesem Weg kann bspw. ein Verriegelungsstatus einer Zentralverriegelung des Kraftfahrzeugs, eine Reichweite oder ein Kraftfahrzeugstandort abgefragt werden. Ferner ist auch eine Art Fernsteuerung des Kraftfahrzeugs, insbesondere von einzelnen Kraftfahrzeugsystemen, durch das mobile Endgerät möglich. So kann bspw. eine Zentralverriegelung als ein beispielhaftes Kraftfahrzeugsystem durch das mobile Endgerät von fern entriegelt werden. Im erstgenannten Fall werden über das mobile Endgerät Informationen vom Kraftfahrzeug abgefragt und an das entsprechende mobile Endgerät übertragen. Im zweitgenannten Fall werden umgekehrt Informationen, insbesondere Steuerungsbefehle vom mobilen Endgerät an das Kraftfahrzeug übertragen und dort als Ausführungsbefehle umgesetzt.
In der Regel werden sogenannte GSM-Verbindungen (Global System for Mobile Communication) bei einer Datenübertragung zwischen mobilem Endgerät und Kraftfahrzeug verwendet, um so große Distanzen überwinden zu können. Auf diese Weise können Daten bzw. Informationen mit einer größeren Reichweite als mit einer zum Kraftfahrzeug gehörenden Funkfernbedienung, wie sie bspw. in Kraftfahrzeugschlüsseln vorgesehen ist, übertragen werden. GSM-Netze können somit zu einer Funkstreckenverlängerung verwendet werden. Ein Zugriff auf das Kraftfahrzeug, insbesondere auf in dem Kraftfahrzeug vorhandene verschiedene Kraftfahrzeugsysteme, erfolgt in der Regel mittels einer Software, insbesondere einer sogenannten App, die auf dem mobilen Endgerät, wie bspw. einem Smartphone, einem Tablet-PC oder auch einem PC, installiert ist. Die Informationsübertragung erfolgt dabei über das bereits voranstehend genannte GSM-Netz oder über das Internet. Derlei Zugriffe auf das Kraftfahrzeug, sei es zum Abrufen von Informationen oder umgekehrt zur Fernsteuerung, können zwar über Geheimnisse, sogenannte Secrets, oder über Passwörter geschützt werden, allerdings ist es schwer einzugrenzen, über welches Endgerät letztendlich tatsächlich der Zugriff auf das Kraftfahrzeug erfolgt. Das bedeutet, dass es bislang nicht möglich ist, zu überprüfen, ob das mobile Endgerät, welches letztlich den Zugriff auf das Kraftfahrzeug bzw. auf einzelne Kraftfahrzeugsysteme des Kraftfahrzeugs erlangt, tatsächlich autorisiert ist, diesen Zugriff zu erlangen. Durch erweiterte Zugriffsmöglichkeiten bieten sich auch weitere Möglichkeiten zur Manipulation oder gar zum Diebstahl von Kraftfahrzeugen. Bei einem Diebstahl des Kraftfahrzeugs ist es schwer nachzuweisen, mit welcher Fahrberechtigung, wie bspw. einer Manipulation einer Wegfahrsperre, dem Originalschlüssel oder einer auf einem Smartphone implementierten App, das Kraftfahrzeug entwendet wurde. Auch bei einem Diebstahl von Gegenständen oder Komponenten aus dem Kraftfahrzeug ist bei einem Fahrzeugfernzugriff schwer nachzuweisen, wie der Zugang bzw. Zugriff erfolgte bzw. ob der Verursacher in dem Moment tatsächlich berechtigt war, das Kraftfahrzeug zu öffnen.
Wie voranstehend erwähnt, bieten moderne Kraftfahrzeuge die Möglichkeit, wichtige Funktionen innerhalb des Kraftfahrzeugs bspw. per Smartphone fernzusteuern. Hier setzt für Unbefugte die Möglichkeit an, eine Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeug und einer Smartphone-App auszuspähen. Dabei kann durchaus ein kompletter Zugriff inklusive Entriegelung und Start des Kraftfahrzeugs gelingen. Um eine derartige Attacke auf das Kraftfahrzeug auszuführen, ist es lediglich notwendig, Nachrichten über eine Software vom Smartphone an das eingebaute Modul im Kraftfahrzeug abzufangen und auszuspähen. Die Kommunikation über das Mobilfunknetz ist in der Regel nicht verschlüsselt, so dass alle Befehle abgefangen und eine Fernsteuerung, bspw. mit einem Notebook, nachgestellt werden können, so dass ein kompletter Zugriff auf nahezu alle verfügbaren elektronischen Funktionen, d. h. Kraftfahrzeugsysteme des entsprechenden Kraftfahrzeugs ermöglicht wird.
Es war nunmehr eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit vorzusehen, einen wie oben beschriebenen unautorisierten Zugriff auf elektronische Funktionen in einem Kraftfahrzeug zu vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 bereitgestellt. Weitere Ausführungsformen sind den entsprechenden Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Authentifizierung eines Nutzers bei einem Fernzugriff auf mindestens ein Kraftfahrzeugsystem eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nach einer über ein mobiles Endgerät via Mobilfunknetz übermittelten Zugriffsanforderung an das Kraftfahrzeug seitens des Kraftfahrzeugs Authentifizierungsdaten von einem dem Kraftfahrzeug zugeordneten, aber separat von diesem handhabbaren ID-Gebermodul angefordert. Diese Authentifizierungsdaten werden sodann zusammen mit der Zugriffsanforderung an mindestens ein Kontrollmodul des Kraftfahrzeugs zur Prüfung und Verifizierung der Authentifizierungsdaten und bei Vorliegen verifizierter Authentifizierungsdaten zur Freigabe des Zugriffs weitergeleitet. Erfindungsgemäß erfolgt die Anforderung der Authentifizierungsdaten dabei über das mobile Endgerät, welches über eine Schnittstelle mit dem ID-Gebermodul kommunikativ gekoppelt ist.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die über das mobile Endgerät via Mobilfunknetz übermittelte Zugriffsanforderung für das mindestens eine Kraftfahrzeugsystem mittels einer auf dem mobilen Endgerät installierten und implementierten Software, insbesondere einer sogenannten App.
Unter einer App ist dabei ein Anwendungsprogramm zu verstehen, welches auf dem mobilen Endgerät installiert ist und es dem Nutzer erlaubt, über das mobile Endgerät auf mindestens ein Kraftfahrzeugsystem, d. h. auf eine in dem Kraftfahrzeug verfügbare elektronische Funktion zuzugreifen. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine App ausreicht, um auf eine Mehrzahl oder gar alle verfügbaren elektronischen Funktionen des Kraftfahrzeugs zuzugreifen. Über eine sogenannte App ist es dabei möglich, sowohl eine Art Fernsteuerung wie auch ein Abrufen von Informationen des Kraftfahrzeugs zu realisieren. Eine App kann dabei bspw. über ein herstellerspezifisches Onlineportal bezogen und installiert werden.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Mobilfunknetz ein GSM-Netz oder ein UMTS-Netz verwendet. Diese Mobilfunknetze erlauben einen Zugriff über eine vergleichsweise große Reichweite, was für bestimmte Funktionen, wie bspw. eine Standortabfrage, auf alle Fälle sehr anwenderfreundlich ist. Darüber hinaus ist eine Kommunikation über eines dieser Mobilfunknetze sehr zuverlässig und relativ störungsfrei.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als mobiles Endgerät ein Mobiltelefon verwendet, wobei das Mobiltelefon ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Smartphone und Tablet-PC. Ferner kann natürlich auch ein PC oder ein Notebook verwendet werden.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das mobile Endgerät über eine NFC-Schnittstelle mit dem ID-Gebermodul kommunikativ gekoppelt. Über eine NFC(Near Field Communication)-Schnittstelle ist eine Kommunikation bzw. ein kontaktloser Austausch von Daten über kurze Strecken von bis zu 4 cm möglich. NFC ermöglicht einen Austausch von Daten zwischen zwei kurzzeitig, ohne besondere Anmeldung gepaarten Geräten, wie hier dem mobilen Endgerät und dem ID-Gebermodul, wobei die gepaarten Geräte nah aneinandergehalten werden.
Das ID-Gebermodul wird in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Fahrzeugschlüssel realisiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die über das mobile Endgerät via Mobilfunknetz übermittelte Zugriffsanforderung für das Kraftfahrzeugsystem an ein System zur Verarbeitung mobiler Onlinedaten, ein sogenanntes MOD-System gesendet und dort verarbeitet, wobei das MOD-System die Authentifizierungsdaten vom ID-Gebermodul anfordert, und an das Kontrollmodul im Kraftfahrzeug weiterleitet.
Ferner ist es denkbar, dass neben Authentifizierungsdaten auch Autorisierungsdaten von dem ID-Gebermodul angefordert werden.
Vorteilhafterweise kann das mobile Endgerät über ein GSM- bzw. UMTS-Netz mit dem Kraftfahrzeug kommunizieren.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das ID-Gebermodul als Fahrzeugschlüssel realisiert.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine mittels einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems realisierbare Authentifizierung eines Nutzers bei einem Fernzugriff auf mindestens ein Kraftfahrzeugsystem eines Kraftfahrzeugs.
2 zeigt in schematischer Darstellung, wie bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Authentifizierung realisiert wird.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems zur Authentifizierung eines Nutzers bei einem Fernzugriff auf mindestens ein Kraftfahrzeugsystem eines Kraftfahrzeugs. Das System 10 umfasst ein ID-Gebermodul 12, das dem Kraftfahrzeug 11 zugeordnet, aber separat von diesem handhabbar ist. Das ID-Gebermodul 12 ist in der hier dargestellten Ausführungsform als Kraftfahrzeugschlüssel realisiert. In dem ID-Gebermodul 12 sind Authentifizierungsdaten und ggf. Autorisierungsdaten für den berechtigten Nutzer, in der Regel den Kraftfahrzeuginhaber, hinterlegt. Die Authentifizierungsdaten sowie auch die Autorisierungsdaten können auf Anforderung, insbesondere über ein mobiles Endgerät 13, abgerufen werden. Das mobile Endgerät 13 ist ebenfalls Teil des erfindungsgemäßen Systems 12 und dazu ausgelegt, via Mobilfunknetz über eine Verbindung 14 eine Zugriffsanforderung für das mindestens eine Kraftfahrzeugsystem an das Kraftfahrzeug 11 zu übermitteln. Bei dem Mobilfunknetz kann es sich um ein GSM-Netz oder ein UMTS-Netz handeln. Eine Kommunikation über eines dieser Mobilfunknetze erlaubt eine vergleichsweise große Reichweite, so dass das mobile Endgerät 13, was bspw. ein Smartphone oder ein Tablet-PC sein kann, nicht nahe bei dem Kraftfahrzeug 11 positioniert sein muss, um mit diesem kommunizieren zu können. Ferner umfasst das erfindungsgemäße System 10 ein Kontrollmodul 16, das in der Regel in dem Kraftfahrzeug 11 integriert ist und dazu ausgelegt ist, die Authentifizierungsdaten zu prüfen und zu verifizieren und bei vorliegenden verifizierten Daten den Zugriff auf das mindestens eine Kraftfahrzeugsystem 17 freizugeben. Das mindestens eine Kraftfahrzeugsystem 17 ist hier ebenfalls Teil des erfindungsgemäßen Systems 10 und dazu ausgelegt, dass auf es bzw. seine Funktion nach Übermittlung der Zugriffsanforderung zusammen mit den entsprechend abgerufenen und verifizierten Authentifizierungsdaten über das mobile Endgerät 13 zugegriffen werden kann. Das mobile Endgerät 13 verfügt über eine NFC-Schnittstelle und kann darüber mit dem ebenfalls eine entsprechende NFC-Schnittstelle umfassenen ID-Gebermodul 12 kommunizieren. Über diese Schnittstellen können sowohl Authentifizierungs- als auch Autorisierungsdaten ausgetauscht werden. Das bedeutet, dass dazu das mobile Endgerät 13 und das ID-Gebermodul 12 relativ nah beieinander lokalisiert sein müssen, da eine Übertragung von Daten über dererlei Schnittstellen nur über eine Reichweite von etwa bis zu 4 cm möglich ist. Demgegenüber ist eine Übertragung bzw. eine Übermittlung der Zugriffsanforderung von dem mobilen Endgerät 13 zu dem Kraftfahrzeug 11 über eine relativ große Reichweite möglich, da dazu in der Regel ein GSM- oder UMTS-Netz bzw. eine entsprechende Verbindung 14 genutzt wird.
2 zeigt in schematischer Blockdarstellung eine mögliche Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ist ein Fernzugriff auf mindestens ein Kraftfahrzeugsystem eines Kraftfahrzeugs 21 gewünscht, so wird seitens eines mobilen Endgeräts 23 über ein Mobilfunknetz, wie bspw. ein GSM-Netz über eine entsprechende, bspw. GSM-, Verbindung 24 eine Zugriffsanforderung an das Kraftfahrzeug 21 übermittelt. Zur Übermittlung dieser Zugriffsanforderung stellt das mobile Endgerät 23 eine geeignete GSM-Schnittstelle 23_2 bereit, und das Fahrzeug umfasst ebenfalls eine entsprechende GSM-Schnittstelle 21_1, die in der Regel Teil eines sogenannten Systems zur Verarbeitung mobiler Onlinedaten, d. h. eines MOD-Systems, ist. Das mobile Endgerät 23 verfügt des weiteren über eine NFC-Schnittstelle 23_1, über welche eine Kommunikation mit einem ID-Gebermodul 22 möglich wird, welches ebenfalls über eine entsprechende NFC-Schnittstelle 22_1 verfügt.
Erfolgt nunmehr also eine Zugriffsanforderung seitens des mobilen Endgeräts 23 an das Kraftfahrzeug 21, so werden seitens des Kraftfahrzeugs 21 von dem ID-Gebermodul 22 Authentifizierungsdaten und ggf. Autorisierungsdaten angefordert, wobei die Anforderung der Authentifizierungsdaten über das mobile Endgerät 23 erfolgt, welches, wie bereits voranstehend erwähnt, mit dem Fahrzeug 21 über ein Mobilfunknetz bzw. eine entsprechende Verbindung 24 und mit dem ID-Gebermodul 22 über eine NFC-Schnittstelle kommuniziert. Die Authentifizierungsdaten werden sodann von dem ID-Gebermodul 22 über die Schnittstelle 22_1 an die Schnittstelle 23_1 des Smartphones 23 gesendet, welches wiederum die Authentifizierungsdaten zusammen mit der Zugriffsanforderung über die GSM-Schnittstelle 23_2 via Mobilfunknetz 24 an die GSM-Schnittstelle 21_1 des MOD-Systems des Fahrzeugs 21 übermittelt. Von einem Kontrollmodul 26 werden die Daten, welche von dem MOD-System 21_1 übermittelt werden, geprüft und verifiziert, und erst nach Verifizierung der Authentifizierungsdaten wird ein Zugriff auf das entsprechende Kraftfahrzeugsystem durch das Smartphone 23 freigegeben. Der Zugriff selbst erfolgt dann ebenfalls über das Mobilfunknetz bzw. die entsprechende Verbindung 24 und die entsprechenden Schnittstellen 23_2 bzw. 21_1. Das ID-Gebermodul 22 verfügt neben der NFC-Schnittstelle 22_1 über einen Mikrocontroller 22_2, eine UHF-Schnittstelle 23_3 (Ultra high Frequency-Schnittstelle) und eine Transponder-Nachbildung 22_4.

Claims

Verfahren zur Authentifizierung eines Nutzers bei einem Fernzugriff auf mindestens ein Kraftfahrzeugsystem eines Kraftfahrzeugs (11, 21), bei dem nach einer über ein mobiles Endgerät (13, 23) via Mobilfunknetz übermittelten Zugriffsanforderung an das Kraftfahrzeug (11, 21) seitens des Kraftfahrzeugs (11, 21) Authentifizierungsdaten von einem dem Kraftfahrzeug (11, 21) zugeordneten, aber separat von diesem handhabbaren ID-Gebermodul (12, 22) angefordert und diese zusammen mit der Zugriffsanforderung an mindestens ein Kontrollmodul (16, 26) des Kraftfahrzeugs (11, 21) zur Prüfung und Verifizierung der Authentifizierungsdaten und bei Vorliegen verifizierter Authentifizierungsdaten zur Freigabe des Zugriffs weitergeleitet werden, wobei die Anforderung der Authentifizierungsdaten über das mobile Endgerät (13, 23) erfolgt, welches über eine Schnittstelle mit dem ID-Gebermodul (12, 22) kommunikativ gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die über das mobile Endgerät (13, 23) via Mobilfunknetz übermittelte Zugriffsanforderung für das mindestens eine Kraftfahrzeugsystem mittels einer auf dem mobilen Endgerät (13, 23) implementierten Software, insbesondere einer App erfolgt.
Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, bei dem als Mobilfunknetz ein GSM-Netz oder ein UMTS-Netz verwendet wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem als mobiles Endgerät (13, 23) ein Mobiltelefon verwendet wird, wobei das Mobiltelefon ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Smartphone und Tablet-PC.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem das mobile Endgerät (13, 23) über eine NFC-Schnittstelle mit dem ID-Gebermodul (12, 22) kommunikativ gekoppelt ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem das ID-Gebermodul (12, 22) als Fahrzeugschlüssel realisiert wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die über das mobile Endgerät (13, 23) via Mobilfunknetz übermittelte Zugriffsanforderung für das Kraftfahrzeugsystem an ein System zur Verarbeitung mobiler Online-Daten gesendet und dort verarbeitet wird, wobei das System zur Verarbeitung mobiler Online-Daten die Authentifizierungsdaten des ID-Gebermoduls (12, 22) anfordert und an das Kontrollmodul (16, 26) im Kraftfahrzeug (11, 21) weiterleitet.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem neben Authentifizierungsdaten auch Autorisierungsdaten von dem ID-Gebermodul (12, 22) angefordert werden.