DE102019000285A1

DE102019000285A1 - Verfahren zum Erteilen einer Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019000285A1
Application number: DE102019000285.7A
Authority: DE
Inventors: Oliver Pöllny; Bianca Mix
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2019-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erteilen einer Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung für ein Fahrzeug (Fzg), wobei die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung erteilt wird, wenn im Fahrzeug (Fzg) ein vorgegebenes Gesamtgeheimnis (GG) vorliegt.
Erfindungsgemäß wird in einer Initialisierungsphase das Gesamtgeheimnis (GG) vergeben und in eine Mehrzahl von Teilgeheimnissen (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) aufgeteilt, welche jeweils über eine zusätzliche Redundanz verfügen, mittels welcher fehlende Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) rekonstruiert werden können, wenn eine vorhandene Gesamtredundanz der zur Ermittlung des Gesamtgeheimnisses (GG) jeweils verfügbaren
Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) einen kritischen Wert überschreitet. Eine vorgegebene Anzahl dieser Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) verbleiben im Fahrzeug (Fzg) und die anderen
Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) werden auf
Mobilgeräte (MG1, MG2, MG3, MG4) verteilt, jeweils ein
Teilgeheimnis (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) pro
Mobilgerät (MG1, MG2, MG3, MG4). In einer Nutzungsphase übermitteln zur Erteilung der Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung eine ausreichende Anzahl der Mobilgeräte (MG1, MG2, MG3, MG4) ihr jeweiliges
Teilgeheimnis (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) an das Fahrzeug (Fzg) und das Fahrzeug (Fzg) rekonstruiert aus den von den Mobilgeräten (MG1, MG2, MG3, MG4) übermittelten Teilgeheimnissen (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) und den im Fahrzeug (Fzg) verbliebenen Teilgeheimnissen (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) und den in diesen Teilgeheimnissen (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) enthaltenen Redundanzen die jeweils fehlenden Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) und setzt die Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) zum Gesamtgeheimnis (GG) zusammen, wobei die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung erteilt wird, wenn dieses zusammengesetzte Gesamtgeheimnis (GG) dem in der Initialisierungsphase vergebenen Gesamtgeheimnis (GG) entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erteilen einer Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 10 2016 225 690 A1 beschrieben, ein Zubehörgerät und ein Zubehörsystem zum Bilden einer Fahrgemeinschaft bekannt. In einem Verfahren zum Autorisieren des Zugangs über ein Mobilgerät und zum Betrieb von Fahrgemeinschaften wird eine Reservierungsanfrage erstellt, um ein Fahrzeug über ein Mobilgerät, das durch einen Benutzer getragen wird, zu reservieren. Die Reservierung beinhaltet eine Mobilgerätekennung und Reservierungsdetails. Authentifizierungsschlüssel werden an das Mobilgerät und ein Plug-In-Gerät übertragen, die mit dem Fahrzeug als Reaktion auf eine erfolgreiche Autorisierung gekoppelt sind. Das Plug-In-Gerät wird verwendet, um den Fahrzeugzugang und den Fahrzeugbetrieb des Fahrzeugs auszuführen. Die Authentifizierungsschlüssel aktivieren das Mobilgerät und das Plug-In-Gerät, die zum Aktivieren des Fahrzeugzugangs und Betriebs verbunden werden. Eine Autorisierung wird zwischen dem Mobilgerät, das durch einen Benutzer getragen wird, und einem Plug-in-Gerät, das mit dem Fahrzeug gekoppelt ist, ausgeführt. Der Zugang zum Fahrzeugbetrieb wird bei erfolgreicher Autorisierung aktiviert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Erteilen einer Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung für ein Fahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Erteilen einer Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einem Verfahren zum Erteilen einer Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung für ein Fahrzeug wird die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung erteilt, wenn im Fahrzeug ein vorgegebenes Gesamtgeheimnis oder eine Gesamtsignatur vorliegt.
Erfindungsgemäß wird in einer Initialisierungsphase das Gesamtgeheimnis vergeben und in eine Mehrzahl von Teilgeheimnissen, auch als Teilsignaturen bezeichnet, aufgeteilt, welche jeweils über eine zusätzliche Redundanz verfügen, mittels welcher fehlende Teilgeheimnisse rekonstruiert werden können, wenn eine vorhandene Gesamtredundanz der zur Ermittlung des Gesamtgeheimnisses jeweils verfügbaren Teilgeheimnisse einen kritischen Wert überschreitet. Eine vorgegebene Anzahl dieser Teilgeheimnisse verbleiben im Fahrzeug und die anderen Teilgeheimnisse werden auf Mobilgeräte verteilt, jeweils ein Teilgeheimnis pro Mobilgerät. Diese Übertragung auf das jeweilige Mobilgerät erfolgt beispielsweise kabellos, zum Beispiel über Funk, beispielsweise mittels WLAN, NFC oder WiFi, oder beispielsweise kabelgebunden, zum Beispiel durch eine zeitweise Kabelverbindung zum Fahrzeug. In einer Nutzungsphase übermitteln zur Erteilung der Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung eine ausreichende Anzahl der Mobilgeräte ihr jeweiliges Teilgeheimnis an das Fahrzeug und das Fahrzeug rekonstruiert aus den von den Mobilgeräten übermittelten Teilgeheimnissen und den im Fahrzeug verbliebenen Teilgeheimnissen und den in diesen Teilgeheimnissen enthaltenden Redundanzen die jeweils fehlenden Teilgeheimnisse und setzt die Teilgeheimnisse zum Gesamtgeheimnis zusammen. Die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung wird erteilt, wenn dieses zusammengesetzte Gesamtgeheimnis dem in der Initialisierungsphase vergebenen Gesamtgeheimnis entspricht.
Die Mobilgeräte, auch als mobile device bezeichnet, sind beispielsweise persönliche Endgeräte eines jeweiligen Nutzers, zum Beispiel ein elektronischer Fahrzeugschlüssel, ein privates Mobiltelefon, insbesondere Smartphone, ein dienstliches Mobiltelefon, insbesondere Smartphone, eine so genannte Smartwatch, ein Tabletcomputer und/oder ein digitaler Hardwareschlüssel.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Teilgeheimnisse, beispielsweise von einem Nutzer, auf eine vorgegebene Anzahl von Mobilgeräten verteilt werden und anschließend kann eine beliebige Kombination einer ausreichenden Anzahl dieser Mobilgeräte verwendet werden, um die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu erhalten. Dabei stellt die Prüfung des Gesamtgeheimnisses sicher, dass die Verteilung der Teilgeheimnisse tatsächlich von diesem Fahrzeug aus erfolgt ist und somit die Mobilgeräte tatsächlich dazu berechtigen, die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu diesem Fahrzeug zu erhalten. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass zu dessen Durchführung kein fahrzeugexterner Server und somit auch keine Verbindung zu einem solchen fahrzeugexternen Server erforderlich ist, weder für die Vergabe der Teilgeheimnisse an die Mobilgeräte noch für die Übermittlung des Teilgeheimnisses vom jeweiligen Mobilgerät an das Fahrzeug. Dadurch wird diese Quelle möglicher Fehlfunktionen ausgeschlossen.
Durch das Verteilen der Teilgeheimnisse auf mehrere Mobilgeräte sind stets mehrere Mobilgeräte erforderlich, um die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu erhalten. Dadurch wird die Diebstahlsicherheit für das Fahrzeug erhöht, da ein Dieb mehrere Mobilgeräte angreifen oder stehlen muss, um die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu erhalten und somit das Fahrzeug entwenden zu können.
Die Rekonstruktion der jeweils fehlenden Teilgeheimnisse wird beispielsweise mittels eines RAID-Verfahrens durchgeführt, insbesondere mittels des RAID-6-Verfahrens. Mittels dieser Softwaretechnologie können verlorene Daten, hier fehlende Teilgeheimnisse, aus noch vorhandenen Daten, hier aus den im Fahrzeug verbliebenen und den zum Fahrzeug übermittelten Teilgeheimnissen, rekonstruiert werden.
Für die Rekonstruktion der jeweils fehlenden Teilgeheimnisse kann beispielsweise eine Zeitspanne vorgegeben sein, die nur dem Fahrzeug bekannt ist, welches die Teilgeheimnisse verteilt hat. Dadurch können Angriffe abgewehrt werden, die durch eine maschinelle Generierung einer großen Anzahl von Teilgeheimnissen versuchen, die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu erhalten.
Die ausreichende Anzahl der Mobilgeräte, die ihr jeweiliges Teilgeheimnis an das Fahrzeug übermitteln, entspricht beispielsweise einer Gesamtanzahl der Mobilgeräte, auf welche die Teilgeheimnisse verteilt wurden, abzüglich zwei Mobilgeräte. Beispielsweise wird das Gesamtgeheimnis in sechs Teilgeheimnisse aufgeteilt. Die nicht im Fahrzeug verbleibenden Teilgeheimnisse werden somit auf vier Mobilgeräte verteilt, so dass dann eine beliebige Kombination von zwei dieser vier Mobilgeräte ausreicht, um die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu erhalten. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Teilgeheimnisse auf mehr als vier Mobilgeräte verteilt werden. Beispielsweise wird das Gesamtgeheimnis in 10 Teilgeheimnisse aufgeteilt. Die nicht im Fahrzeug verbleibenden Teilgeheimnisse werden somit auf acht Mobilgeräte verteilt, so dass dann eine beliebige Kombination von sechs dieser acht Mobilgeräte erforderlich ist, um die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu erhalten. In einem anderen Beispiel wird das Gesamtgeheimnis in 12 Teilgeheimnisse aufgeteilt. Die nicht im Fahrzeug verbleibenden Teilgeheimnisse werden somit auf 10 Mobilgeräte verteilt, so dass dann eine beliebige Kombination von acht dieser 10 Mobilgeräte erforderlich ist, um die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu erhalten. Durch eine größere Anzahl erforderlicher Mobilgeräte wird insbesondere der Diebstahlschutz für das Fahrzeug weiter erhöht.
Die Übermittlung des Teilgeheimnisses vom jeweiligen Mobilgerät an das Fahrzeug erfolgt vorteilhafterweise verschlüsselt, insbesondere asymmetrisch verschlüsselt, beispielsweise mit einem mobilgeräteigenen öffentlichen Schlüssel (public key), der mit einem im Fahrzeug verbleibenden privaten Schlüssel (private key) erzeugt wurde. Auf dem Mobilgerät ist mithin der public key der zum Fahrzeug gespeichert. Dadurch können insbesondere auf mehreren Mobilgeräten die zum Fahrzeug passenden Public Keys gespeichert werden.
Mittels des Verfahrens kann somit ein Nutzer vom Fahrzeug aus Teilgeheimnisse auf mehrere Mobilgeräte verteilen lassen. Beispielsweise wird das Gesamtgeheimnis in sechs Teilgeheimnisse aufgeteilt. Jedes der Teilgeheimnisse verfügt über eine zusätzliche Redundanz, mit deren Hilfe sich fehlende Teilgeheimnisse rekonstruieren lassen, sofern die vorhandene Gesamtredundanz einen kritischen Wert überschreitet. Vier dieser Teilgeheimnisse werden auf jeweils ein Mobilgerät verteilt und zwei dieser Teilgeheimnisse verbleiben im Fahrzeug. Derart vorbereitet kann ein zukünftiger Fahrer, beispielsweise der Nutzer, das Fahrzeug bedienen, d. h. insbesondere Zugang zum Fahrzeug erlangen und/oder das Fahrzeug starten, wenn er über mindestens zwei dieser Mobilgeräte mit den zuvor verteilten Teilgeheimnissen verfügt.
Diese beiden Mobilgeräte übermitteln ihr jeweiliges Teilgeheimnis an das Fahrzeug. Damit sind dann im Fahrzeug vier der sechs Teilgeheimnisse und somit vier Anteile des Gesamtgeheimnisses bekannt. Für die Freigabe des Fahrzeuges, d. h. insbesondere für die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung, ist jedoch das Gesamtgeheimnis, das ursprünglich in die sechs Teilgeheimnisse aufgeteilt wurde, erforderlich. Das Fahrzeug rekonstruiert aus den vier Teilgeheimnissen und den darin enthaltenen Redundanzen mithilfe der RAID-Technik die beiden fehlenden Teilgeheimnisse, setzt die Teilgeheimnisse zum Gesamtgeheimnis zusammen und prüft, ob dieses rekonstruierte Gesamtgeheimnis dem ursprünglich vergebenen Gesamtgeheimnis entspricht.
Dies hat den Vorteil, dass ein Nutzer das Gesamtgeheimnis in diesem Beispiel auf vier Mobilgeräte verteilen kann und anschließend kann eine beliebige Kombination von zwei dieser vier Mobilgeräte zur Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung, also beispielsweise zum Starten des Fahrzeugs, verwendet werden.
Die Gesamtgeheimnisprüfung stellt sicher, dass die Verteilung der Teilgeheimnisse von dem zugehörigen Fahrzeug aus erfolgt ist und somit die Mobilgeräte tatsächlich berechtigt sind.
Für die Berechnung der ausstehenden Teilgeheimnisse kann, wie oben bereits erwähnt, beispielsweise eine Zeitspanne vorgegeben werden, die nur dem Fahrzeug bekannt ist, das die Teilgeheimnisse verteilt hat, um dadurch Angriffe abzuwehren, die per maschineller Generierung einer großen Anzahl von Teilgeheimnissen versuchen, sich Zugang zu verschaffen.
Die jeweiligen zu einem Gesamtgeheimnis gehörenden Teilgeheimnisse können beispielsweise einen jeweiligen Autorisierungspool bilden, wobei vorgesehen sein kann, dass jedem Fahrzeug mehrere solcher Autorisierungspools zugeordnet sind. Hierfür werden entsprechend mehrere Gesamtgeheimnisse vergeben und auf die oben beschriebene Weise verteilt. Dadurch kann das Fahrzeug beispielsweise von mehreren Personen mittels deren jeweiliger Mobilgeräte genutzt werden. Dabei kann die Menge der Teilgeheimnisse in den Autorisierungspools abweichen, so dass beispielsweise die Teilgeheimnisse in verschiedenen Autorisierungspools auf eine unterschiedliche Anzahl von Mobilgeräten verteilt werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch ein Fahrzeug, einen Nutzer des Fahrzeugs und vier Mobilgeräte, welche zur Erlangung einer Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung für das Fahrzeug verwendet werden sollen,
2 schematisch ein Verteilen von Teilgeheimnissen auf die vier Mobilgeräte,
3 schematisch ein Übermitteln von Teilgeheimnissen zweier Mobilgeräte an das Fahrzeug, Rekonstruieren der fehlenden Teilgeheimnisse und Zusammensetzen des Gesamtgeheimnisses,
4 schematisch eine weitere Darstellung des Verteilens der Teilgeheimnisse auf die vier Mobilgeräte, und
5 schematisch eine weitere Darstellung des Übermittelns der Teilgeheimnisse der Mobilgeräte an das Fahrzeug.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Anhand der 1 bis 5 wird im Folgenden ein Verfahren zum Erteilen einer Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung für ein Fahrzeug Fzg beschrieben. Die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung wird erteilt, wenn im Fahrzeug Fzg ein vorgegebenes Gesamtgeheimnis GG, auch als Gesamtsignatur bezeichnet, vorliegt.
1 zeigt das Fahrzeug Fzg, einen Nutzer FN des Fahrzeugs Fzg und eine vorgegebene Anzahl, in diesem Beispiel vier, Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4, welche der Nutzer FN für die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung verwenden möchte, wobei eine beliebige Kombination aus mehreren, in diesem Beispiel aus zwei, dieser Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4 für die Erteilung der Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung ausreichend sein sollen. Die Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4, auch als mobile device bezeichnet, sind beispielsweise persönliche Endgeräte des jeweiligen Nutzers FN. Das jeweilige Mobilgerät MG1, MG2, MG3, MG4 kann beispielsweise als ein elektronischer Fahrzeugschlüssel, als ein privates Mobiltelefon, insbesondere Smartphone, als ein dienstliches Mobiltelefon, insbesondere Smartphone, als eine so genannte Smartwatch, als ein Tabletcomputer oder als ein digitaler Hardwareschlüssel ausgebildet sein.
Wie in 2 gezeigt, wird in einer Initialisierungsphase das Gesamtgeheimnis GG vergeben und in eine Mehrzahl von Teilgeheimnissen TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6, auch als Teilsignaturen bezeichnet, aufgeteilt, welche jeweils über eine zusätzliche Redundanz verfügen, mittels welcher fehlende
Teilgeheimnisse TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6 rekonstruiert werden können, wenn eine vorhandene Gesamtredundanz der zur Ermittlung des Gesamtgeheimnisses GG jeweils verfügbaren Teilgeheimnisse TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6 einen kritischen Wert überschreitet. Eine vorgegebene Anzahl dieser
Teilgeheimnisse TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6, in diesem Beispiel zwei, nämlich das vierte und fünfte Teilgeheimnis TG4, TG5, verbleiben im Fahrzeug Fzg und die anderen Teilgeheimnisse TG1, TG2, TG3, TG6 werden auf die Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4 verteilt, jeweils ein Teilgeheimnis TG1, TG2, TG3, TG6 pro
Mobilgerät MG1, MG2, MG3, MG4.
In einer in 3 dargestellten Nutzungsphase übermitteln zur Erteilung der Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung eine ausreichende Anzahl der Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4, in diesem Beispiel das erste und das dritte Mobilgerät MG1, MG3, ihr jeweiliges Teilgeheimnis TG1, TG3 an das Fahrzeug Fzg und das Fahrzeug Fzg rekonstruiert aus den von diesen Mobilgeräten MG1, MG3 übermittelten Teilgeheimnissen TG1, TG3 und den im Fahrzeug Fzg verbliebenen Teilgeheimnissen TG4, TG5 und den in diesen Teilgeheimnissen TG1, TG3, TG4, TG5 enthaltenden Redundanzen die fehlenden Teilgeheimnisse TG2, TG6.
Diese Rekonstruktion wird beispielsweise mittels eines RAID-Verfahrens durchgeführt, insbesondere mittels des RAID-6-Verfahrens. Mittels dieser Softwaretechnologie können verlorene Daten, hier fehlende Teilgeheimnisse TG2, TG6, aus noch vorhandenen Daten, hier aus den im Fahrzeug Fzg verbliebenen und den zum Fahrzeug Fzg übermittelten Teilgeheimnissen TG1, TG3, TG4, TG5, rekonstruiert werden. Für diese Rekonstruktion kann beispielsweise eine Zeitspanne vorgegeben sein, die nur dem Fahrzeug Fzg bekannt ist, welches die Teilgeheimnisse TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6 verteilt hat.
In 3 ist das zweite Teilgeheimnis TG2 bereits rekonstruiert und das sechste Teilgeheimnis TG6 muss noch rekonstruiert werden. Anschließend werden die Teilgeheimnisse TG1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6 zum Gesamtgeheimnis GG zusammengesetzt. Die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung wird erteilt, wenn dieses zusammengesetzte Gesamtgeheimnis GG dem in der Initialisierungsphase vergebenen Gesamtgeheimnis GG entspricht.
Für dieses Verfahren ist kein fahrzeugexterner Server und somit auch keine Verbindung, beispielsweise Internetverbindung, zu einem solchen fahrzeugexternen Server erforderlich.
Die Übermittlung des Teilgeheimnisses TG1, TG2, TG3, TG6 vom jeweiligen Mobilgerät MG1, MG2, MG3, MG4 an das Fahrzeug Fzg erfolgt vorteilhafterweise verschlüsselt, insbesondere asymmetrisch verschlüsselt, beispielsweise mit einem mobilgeräteigenen öffentlichen Schlüssel oS1, oS2, oS3, oS4, auch als public key bezeichnet, der mit einem im Fahrzeug Fzg verbleibenden privaten Schlüssel pS, auch als private key bezeichnet, erzeugt wurde. In den 2 und 3 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur dieser private Schlüssel pS dargestellt.
In den 4 und 5 ist das Verfahren nochmals dargestellt, wobei 4 die Initialisierungsphase und 5 die Nutzungsphase zeigt. In der Initialisierungsphase gemäß 4 teilt das Fahrzeug Fzg das Gesamtgeheimnis GG in Teilgeheimnisse TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6 und teilt vier davon auf die vier Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4 auf. In der Nutzungsphase gemäß 5 übermitteln mindestens zwei dieser Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4 ihr jeweiliges Teilgeheimnis TG 1, TG2, TG3, TG6 an das Fahrzeug Fzg, verschlüsselt mit dem jeweiligen mobilgeräteigenen öffentlichen Schlüssel oS1, oS2, oS3, oS4, wobei die Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4 beispielsweise ihren Teil des öffentlichen Schlüssels oS1, oS2, oS3, oS4 selbst berechnen können. Das Fahrzeug Fzg kennt die öffentlichen Schlüssel oS1, oS2, oS3, oS4.
Die Teilgeheimnisse TG 1, TG2, TG3, TG6 der Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4 sind dem Fahrzeug Fzg nur nach dem Übermitteln durch das jeweilige Mobilgerät MG1, MG2, MG3, MG4 bekannt, werden jedoch zur Erteilung der Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung benötigt. Mittels der jeweiligen zwei Teilgeheimnisse TG 1, TG2, TG3, TG6, die von den jeweiligen zwei Mobilgeräten MG1, MG2, MG3, MG4 übermittelt werden, und den beiden im Fahrzeug Fzg verbliebenen Teilgeheimnissen TG4, TG5 werden die jeweiligen beiden nicht übermittelten Teilgeheimnisse TG6, TG3, TG2, TG1 rekonstruiert und das Gesamtgeheimnis GG zusammengesetzt, welches mit dem ursprünglich vergebenen Gesamtgeheimnis GG verglichen wird, um bei Übereinstimmung die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu erteilen.
Das Gesamtgeheimnis GG ist beispielsweise ein mathematisches Geheimnis. Beispielsweise wird als Gesamtgeheimnis GG eine elliptische Kurve sowie die Menge an Punkten, welche diese Kurve beschreiben, vom Fahrzeug Fzg gewählt. Jedes Teilgeheimnis TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6 erhält eine bestimmte Menge von Punkten auf dieser Kurve. Somit verbleibt der Teil der Punkte, welcher auf die im Fahrzeug Fzg verbleibenden Teilgeheimnisse TG4, TG5 aufgeteilt wurde, exklusiv im Fahrzeug Fzg. Der andere Teil der Punkte wird somit auf die
Teilgeheimnisse TG1, TG2, TG3, TG6 für die Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4 aufgeteilt. Dabei können einige Punkte auch doppelt vergeben werden, es muss aber sichergestellt sein, dass jede Teilmenge von Punkten, d. h. jedes Teilgeheimnis TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6 oder zumindest jedes auf die Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4 verteilte Teilgeheimnis TG1, TG2, TG3, TG6, durch mindestens einen Punkt exakt identifiziert werden kann. Um zu ermöglichen, dass die Teilgeheimnisse TG1, TG2, TG3, TG6 einer beliebigen Kombination einer vorgegebenen Anzahl der Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4, im hier beschriebenen Beispiel einer beliebigen Kombination von zwei der vier Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4, genügen, um die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu erhalten, müssen diese Punktmengen der Teilgeheimnisse TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6 oder zumindest der auf die Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4 verteilten
Teilgeheimnisse TG1, TG2, TG3, TG6 so gewählt sein, dass jede zulässige Kombination dieser auf die Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4 verteilten
Teilgeheimnisse TG1, TG2, TG3, TG6 und somit deren Punktmengen plus der Anteil, der nur im Fahrzeug Fzg existiert, d. h. der im Fahrzeug Fzg verbleibenden Teilgeheimnisse TG4, TG5, diese Kurve beschreibt.
Mit anderen Worten:
Beispielsweise ist das Gesamtgeheimnis GG ein öffentlicher Schlüssel, welcher beispielsweise auf elliptischen Kurven basiert. Jedes Teilgeheimnis enthält dann ein paar Byte dieses öffentlichen Schlüssels. Die Teilgeheimnisse TG1 - TG 6 sind dabei Datenblöcke, welche auf die Mobilgeräte MG1 bis MG4 verteilt werden.
Für die Erteilung der Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung übermittelt jedes Mobilgerät MG1, MG2, MG3, MG4 von sich heraus verschlüsselt, insbesondere asymmetrisch verschlüsselt, sein Teilgeheimnis TG1, TG2, TG3, TG6 an das Fahrzeug Fzg, d. h. seinen Teil der Punkte, welche die elliptische Kurve beschreiben. Das Fahrzeug Fzg führt eine Berechnung der durch diese Punkte vorgegebenen Kurve durch und kennt, insbesondere in einem sicheren Speicher, alle gültigen Kombinationen, d. h. alle Kurvenpunkte, welche auch auf dieser Kurve liegen müssen, d. h. das Gesamtgeheimnis GG. Um das Problem „2 Punkte sind eine Gerade“ zu umgehen, enthält jedes Teilgeheimnis TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6, insbesondere jedes auf ein Mobilgerät MG1, MG2, MG3, MG4 verteilte Teilgeheimnis TG1, TG2, TG3, TG6, nicht nur einen Punkt, sondern mehrere Punkte, aber zu wenige, um daraus mathematisch die exakte Kurve zu bestimmen. Zusätzliche Härtung wird darüber erreicht, dass einige Punkte, enthalten in den im Fahrzeug Fzg verbleibenden Teilgeheimnissen TG4, TG5, nur im sicheren Speicher des Fahrzeugs Fzg, beispielsweise einer Zündung, insbesondere eines Zündungssteuergeräts des Fahrzeugs Fzg, liegen und nie auf eines der Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4 übertragen werden.
Mit anderen Worten:
Das Fahrzeug setzt das GG wiederum zusammen und prüft ob der dabei wieder erstellte öffentliche Schlüssel zu einem im sicheren Speicher abgelegten privaten Schlüssel passt / gehört.
Das Fahrzeug setzt beispielsweise das Gesamtgeheimnis GG wiederum zusammen und prüft ob der dabei wieder erstellte öffentliche Schlüssel zu einem im sicheren Speicher abgelegten privaten Schlüssel passt / gehört. Und ob alle Teilgeheimnisse auf der Ellipse des Gesamtgeheimnisses liegen.
Es kann beispielsweise ein Ablaufdatum oder eine maximale Laufzeit für jedes Mobilgerät MG1, MG2, MG3, MG4 oder eine Option im Fahrzeug Fzg, ein Mobilgerät MG1, MG2, MG3, MG4 zu entfernen, vorgesehen sein. Das jeweilige Mobilgerät MG1, MG2, MG3, MG4 kann dann beispielsweise durch ein neues Mobilgerät ersetzt werden. Dies ist beispielsweise vorteilhaft bei einer Beschädigung oder einem Diebstahl von Mobilgeräten MG1, MG2, MG3, MG4 und/oder bei verschiedenen Nutzungszeiträumen von Mobilgeräten MG1, MG2, MG3, MG4 und Fahrzeugen Fzg.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jedem
Teilgeheimnis TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6, zumindest jedem auf das jeweilige Mobilgerät MG1, MG2, MG3, MG4 aufgeteilten Teilgeheimnis TG1, TG2, TG3, TG6, ein jeweiliges Gewichts zugeordnet wird. Dadurch kann beispielsweise eines der Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4, zum Beispiel der Fahrzeugschlüssel, zusätzlich zu einem Zertifikat von einem beispielsweise herstellerseitigen Backendserver, welches ein weiteres der Teilgeheimnisse TG1, TG2, TG3, TG6 bereitstellt, ausreichen, um die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu erhalten. Auf diese Weise muss beispielsweise einer Werkstatt zur Reparatur und/oder Wartung des Fahrzeugs Fzg nur der Fahrzeugschlüssel zur Verfügung gestellt werden. Die Werkstatt erhält dann vom Backendserver, beispielsweise des Fahrzeugherstellers, das Zertifikat und erlangt somit die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung. Alternativ kann beispielsweise ein Backendbefehl und/oder abgesicherter Diagnosebefehl vorgesehen sein, der für genau einen Motorstart das Verfahren derart zurückstuft, dass der Fahrzeugschlüssel allein ausreicht, um die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu erhalten. Im Falle eines Diebstahls könnte dies auch für einen längeren Zeitraum vorgesehen sein, so dass das Fahrzeug Fzg entsprechend für den Dieb nicht nutzbar ist.
In einer Ausführungsform des Verfahrens kann beispielsweise eines der auf die Mobilgeräte MG1, MG2, MG3, MG4 verteilten Teilgeheimnisse TG1, TG2, TG3, TG6 ein mandatorisches, d. h. für die Erteilung der Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zwingend erforderliches, Element sein, so dass dieses Mobilgerät MG1, MG2, MG3, MG4, beispielsweise der Fahrzeugschlüssel, zwingend erforderlich ist. Hierzu werden die Punktmengen so gebildet, dass mindestens ein zwingend charakteristischer Punkt nur in diesem mandatorischen Teilgeheimnis TG1, TG2, TG3, TG6 vorhanden ist und somit nur auf diesem mandatorischen Mobilgerät MG1, MG2, MG3, MG4, beispielsweise dem Fahrzeugschlüssel, vorhanden ist.
In einer Ausführungsform des Verfahrens können beispielsweise Einmalteilgeheimnisse und/oder Einmalgesamtgeheimnisse vorgesehen sein, um beispielsweise der Werkstatt einmalig eine Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung zu erteilen oder beispielsweise einem Postboten einmalig eine Zugangsberechtigung zum Beispiel zum Ablegen eines Pakets im Fahrzeug Fzg, zu erteilen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens kann beispielsweise eine Aufteilung mehrerer Teilgeheimnisse TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6 derart vorgesehen sein, dass stufenweise verschiedene Ausprägungen der Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung erlaubt werden. Zum Beispiel erlauben das Telefon und die Uhr des Kindes das Aufschließen des Fahrzeugs Fzg, d. h. die Zugangsberechtigung, jedoch nicht die Fahrberechtigung und somit nicht den Motorstart. Erst mit Fahrzeugschlüssel und Telefon der Eltern ist auch die Fahrberechtigung und somit der Motorstart möglich. Somit kann also vorgesehen sein, das Gesamtgeheimnis GG derart in Teilgeheimnisse TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6 aufzuteilen, dass unterschiedliche Kombinationen der Teilgeheimnisse TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6 unterschiedliche Berechtigungsstufen der Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung ermöglichen.
Bezugszeichenliste

FN: Nutzer
Fzg: Fahrzeug
GG: Gesamtgeheimnis
MG1, MG2, MG3, MG4: Mobilgerät
oS1, oS2, oS3, oS4: öffentlicher Schlüssel
pS: privater Schlüssel
TG1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6: Teilgeheimnis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016225690 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Erteilen einer Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung für ein Fahrzeug (Fzg), wobei die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung erteilt wird, wenn im Fahrzeug (Fzg) ein vorgegebenes Gesamtgeheimnis (GG) vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass - in einer Initialisierungsphase das Gesamtgeheimnis (GG) vergeben wird und in eine Mehrzahl von Teilgeheimnissen (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) aufgeteilt wird, welche jeweils über eine zusätzliche Redundanz verfügen, mittels welcher fehlende Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) rekonstruiert werden können, wenn eine vorhandene Gesamtredundanz der zur Ermittlung des Gesamtgeheimnisses (GG) jeweils verfügbaren Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) einen kritischen Wert überschreitet, und eine vorgegebene Anzahl dieser Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) im Fahrzeug (Fzg) verbleiben und die anderen Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) auf Mobilgeräte (MG1, MG2, MG3, MG4) verteilt werden, jeweils ein Teilgeheimnis (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) pro Mobilgerät (MG1, MG2, MG3, MG4), - in einer Nutzungsphase zur Erteilung der Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung eine ausreichende Anzahl der Mobilgeräte (MG1, MG2, MG3, MG4) ihr jeweiliges Teilgeheimnis (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) an das Fahrzeug (Fzg) übermitteln und das Fahrzeug (Fzg) aus den von den Mobilgeräten (MG1, MG2, MG3, MG4) übermittelten Teilgeheimnissen (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) und den im Fahrzeug (Fzg) verbliebenen Teilgeheimnissen (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) und den in diesen Teilgeheimnissen (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) enthaltenen Redundanzen die jeweils fehlenden Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) rekonstruiert und die Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) zum Gesamtgeheimnis (GG) zusammensetzt, wobei die Zugangsberechtigung und/oder Fahrberechtigung erteilt wird, wenn dieses zusammengesetzte Gesamtgeheimnis (GG) dem in der Initialisierungsphase vergebenen Gesamtgeheimnis (GG) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rekonstruktion der jeweils fehlenden Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) mittels eines RAID-Verfahrens durchgeführt wird, insbesondere mittels des RAID-6-Verfahrens.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Rekonstruktion der jeweils fehlenden Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) eine Zeitspanne vorgegeben wird, die nur dem Fahrzeug (Fzg) bekannt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ausreichende Anzahl der Mobilgeräte (MG1, MG2, MG3, MG4), die ihr jeweiliges Teilgeheimnis (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) an das Fahrzeug (Fzg) übermitteln, einer Gesamtanzahl der Mobilgeräte (MG1, MG2, MG3, MG4), auf welche die Teilgeheimnisse (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) verteilt wurden, abzüglich zwei Mobilgeräte (MG1, MG2, MG3, MG4) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung des Teilgeheimnisses (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) vom jeweiligen Mobilgerät (MG1, MG2, MG3, MG4) an das Fahrzeug (Fzg) verschlüsselt, insbesondere asymmetrisch verschlüsselt, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung des Teilgeheimnisses (TG 1, TG2, TG3, TG4, TG5, TG6) vom jeweiligen Mobilgerät (MG1, MG2, MG3, MG4) an das Fahrzeug (Fzg) mit einem mobilgeräteigenen öffentlichen Schlüssel (oS1, oS2, oS3, oS4) erfolgt, der mit einem im Fahrzeug (Fzg) verbleibenden privaten Schlüssel (pS) erzeugt wurde.