DE102019212533A1 - Portable user device and method for authorizing access to a means of transport - Google Patents
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Abstract
Es werden ein tragbares Anwenderendgerät (4) und ein Verfahren zur Autorisierung eines Zugriffs auf ein Fortbewegungsmittel (10) vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst:- automatisches Ermitteln eines Bewegungsprofils (2a,b; 3a,b) eines für einen Zugriff auf das Fortbewegungsmittel (10) berechtigten Anwenders (1),- Automatisches Abgleichen des Bewegungsprofils (2a,b; 3a,b) mit einer vordefinierten Referenz (17a, 17b) und im Ansprechen auf ein positives Ergebnis des Abgleiches- Automatisches Senden eines ersten Signals zur Vorbereitung eines Zugriffs auf das Fortbewegungsmittel (10).A portable user terminal (4) and a method for authorizing access to a means of transport (10) are proposed. The method comprises: - automatic determination of a movement profile (2a, b; 3a, b) of a user (1) authorized to access the means of transport (10), - automatic comparison of the movement profile (2a, b; 3a, b) with a predefined reference (17a, 17b) and in response to a positive result of the adjustment - automatic transmission of a first signal in preparation for access to the means of transport (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein tragbares Anwenderendgerät sowie ein Verfahren zur Autorisierung eines Zugriffs auf ein Fortbewegungsmittel. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Möglichkeit zur Abwehr sogenannter Relais-Attacken zur Erlangung eines unberechtigten Zugriffs auf ein Fortbewegungsmittel.The invention relates to a portable user terminal and a method for authorizing access to a means of transport. In particular, the present invention relates to a possibility of defending so-called relay attacks in order to obtain unauthorized access to a means of transport.
Im Stand der Technik sind Zugriffkontrollsysteme bekannt, bei welchen der Anwender den Fahrzeugschlüssel nicht aktiv anzuwenden hat, wenn er sich Zugriff auf ein Fortbewegungsmittel verschaffen möchte. Vielmehr kann die Kennung des Anwenders auf einem Funkschlüssel oder einem Smart Mobile Device (z. B. Smartphone o. ä.) mitgeführt werden, während erst ein mechanischer Zugriff auf das Fortbewegungsmittel (Auflegen der Hand auf einen Türgriff oder Betätigen eines Mikroschalters im Türgriff) einen Austausch der ID mit dem Fortbewegungsmittel veranlasst und den Anwender somit als für einen Zugriff berechtigt erkennbar macht. Wenn diese Aktoren betätigt werden, dann erfolgt eine Autorisierung des genannten funkbasierten Schlüssels/Smart Mobile Devices. Der Start des Autorisierungsvorgangs kann somit immer durch eine Relais-Attacke im Funkraum verlängert werden. Hierzu werden alle Funkaktivitäten, abhängig von einer Funkfrequenz oder einem Funkbereich, in der Reichweite verlängert. Im Bereich des Fortbewegungsmittels wird eine erste Station temporär aufgebaut, welche den vom Fahrzeug ausgesandten Trigger zu einer im Bereich des Funkschlüssels angeordneten zweiten Station sendet. Die zweite Station sendet das verlängerte Signal aus und erreicht hierbei den Funkschlüssel, welcher - in der Annahme, dass das Fahrzeug einen Autorisierungsvorgang anstößt - die Funkkennung aussendet. Diese wird von der zweiten Station aufgenommen und derart verlängert, dass die erste Station die Kennung empfängt und erneut ausstrahlt. Diese wird schließlich vom Fortbewegungsmittel empfangen und das Fahrzeug öffnet, obwohl der Funkschlüssel und der berechtigte Anwender ggf. viele Meter vom Fortbewegungsmittel entfernt ist.In the prior art, access control systems are known in which the user does not have to actively use the vehicle key if he wants to gain access to a means of transport. Rather, the identification of the user can be carried on a radio key or a smart mobile device (e.g. smartphone or similar), while only mechanical access to the means of transport (placing the hand on a door handle or pressing a microswitch in the door handle) initiates an exchange of the ID with the means of transport and thus makes the user recognizable as authorized for access. When these actuators are operated, the aforementioned radio-based key / smart mobile device is authorized. The start of the authorization process can therefore always be extended by a relay attack in the radio room. For this purpose, all radio activities, depending on a radio frequency or a radio range, are extended in range. In the area of the means of locomotion, a first station is temporarily set up, which sends the trigger sent by the vehicle to a second station arranged in the area of the radio key. The second station sends out the extended signal and reaches the radio key, which - assuming that the vehicle initiates an authorization process - sends out the radio identifier. This is recorded by the second station and extended in such a way that the first station receives the identifier and broadcasts it again. This is finally received by the means of transport and the vehicle opens, although the remote control key and the authorized user may be many meters away from the means of transport.
Ein Einfallstor der vorgenannten Technologie besteht also darin, dass mechanischer Zugriff (Trigger) auf das Fahrzeug den Autorisierungsvorgang auslöst.One gateway for the aforementioned technology is that mechanical access (trigger) to the vehicle triggers the authorization process.
Um die vorgenannte Verfahrensweise beim unberechtigten Zugriff zu vereiteln, werden heutzutage mitunter Laufzeitmessungen (time of flight, „tof“) der Funksignale ausgeführt, basierend auf welchen Autorisierungssignale für ungültig erklärt werden, wenn sie zu spät beim Empfänger eintreffen. Durch die mehrfache Wandlung bei den oben beschriebenen Relais-Attacken sind Verzögerungen bedingt, durch welche das schließlich am Fortbewegungsmittel empfangene Signal bereits ungültig ist. Das Fahrzeug wird in diesem Fall nicht mehr durch das empfangene Signal entriegelt.In order to thwart the aforementioned procedure in the event of unauthorized access, time of flight (“tof”) measurements of the radio signals are nowadays carried out, based on which authorization signals are declared invalid if they arrive too late at the recipient. Due to the multiple conversion in the relay attacks described above, delays are caused by which the signal finally received on the means of transport is already invalid. In this case, the vehicle is no longer unlocked by the received signal.
Heutige Funkzugangssysteme arbeiten beispielsweise mit 125 kHz, 433 MHz oder auch Bluetooth basiert. Auch UWB (Ultra wide band) - Technologie kommt zum Einsatz, die sämtlich eine Funksignalverlängerung zwischen Schlüssel/Smart Mobile Device ermöglichen. Doch selbst wenn die oben genannte Time-of-flight-Messung derzeit die wirksamste Methode darstellt, ist es nur eine Frage der Zeit, bis schnellere Repeater-Technologien diese Maßnahme unwirksam machen.Today's radio access systems work, for example, with 125 kHz, 433 MHz or also based on Bluetooth. UWB (Ultra Wide Band) technology is also used, all of which enable a radio signal to be extended between the key / smart mobile device. But even if the above-mentioned time-of-flight measurement is currently the most effective method, it is only a matter of time before faster repeater technologies render this measure ineffective.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Absicherung gegenüber Relais-Attacken zu erzielen.Based on the aforementioned prior art, it is an object of the present invention to achieve improved protection against relay attacks.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Autorisierung eines Zugriffs auf ein Fortbewegungsmittel gelöst. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Pkw, Transporter, Lkw, Motorrad, Luft- und/oder Wasserfahrzeug sein. Die Autorisierung des Zugriffs auf das Fortbewegungsmittel kann als Vorgang verstanden werden, durch welche einem zulässigen Anwender Zugriff auf das Fortbewegungsmittel gewährt wird. Hierbei wird die dem zulässigen Anwender zugeordnete Kennung durch das Fortbewegungsmittel oder eine ihm zugeordnete Instanz überprüft und das Fortbewegungsmittel entriegelt (z. B. eine Tür oder sämtliche Türen). In einem ersten Schritt wird ein Bewegungsprofil eines für einen Zugriff auf das Fortbewegungsmittel berechtigten Anwenders ermittelt. Hierzu können Sensoren verwendet werden, deren Informationen durch eine elektronische Auswerteeinheit verarbeitet werden. Für diesen Zeitpunkt muss noch nicht feststehen, dass der Anwender tatsächlich ein berechtigter Anwender ist. Vielmehr wird das Bewegungsprofil eines Anwenders bzw. eines von ihm beförderten Drahtloskommunikationsgerätes datentechnisch ermittelt. Das Bewegungsprofil kann hinsichtlich einer Beziehung zwischen Ort und Zeit, Geschwindigkeit und Zeit, Beschleunigung und Zeit oder anderen über der Zeit aufnehmbaren Sensordaten charakterisiert werden. Anschließend wird das Bewegungsprofil bzw. aus diesem abgeleitete Daten mit einer vordefinierten Referenz abgeglichen. Die vorliegende Referenz kann beispielsweise einem autorisierten Anwender zugeordnet sein, diesen also gegenüber anderen Anwendern kennzeichnen. Sofern das zuvor ermittelte Bewegungsprofil mit der vordefinierten Referenz hinreichend übereinstimmt, wird in einem nächsten Schritt ein erstes Signal zur Vorbereitung eines Zugriffs auf das Fortbewegungsmittel ausgegeben. Das erste Signal kann somit dafür stehen, dass das Bewegungsprofil zum Bewegungsprofil des berechtigten Anwenders steht. Es ist somit ein Zeichen dafür, dass das Fortbewegungsmittel dem das Bewegungsprofil aufweisenden Anwender den Zugriff gewähren kann. Das erste Signal kann beispielsweise von einem Smartphone oder einem Smart Wearable erstellt und drahtlos ausgesandt werden. Unerheblich ist es grundsätzlich, ob das erste Signal direkt an das Fortbewegungsmittel gesendet wird oder diesem lediglich mittelbar (z. B. vermittelt über das Internet und/oder einen separaten Funkschlüssel) zugeführt wird. Die Vorbereitung des Zugriffs muss nicht notwendigerweise der letztendliche Befehl zur Entriegelung einer Zugangskontrolleinrichtung sein, kann jedoch als eine Bedingung dafür verstanden werden, dass das Fortbewegungsmittel letztendlich (z. B. unter weiteren Voraussetzungen) entriegelt. Das erste Signal kann beispielsweise ab einem Abstand von neun Metern von dem Fortbewegungsmittel erstellt werden, sodass zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Anwender sich dem Fortbewegungsmittel (z. B. bis auf drei Meter oder zwei Meter) angenähert hat, die tatsächliche Entriegelung ausgeführt werden kann. Beispielsweise kann das erste Signal als „Ping“ oder Trigger verstanden werden, durch welchen geprüft wird, ob das Fortbewegungsmittel überhaupt in der Nähe des berechtigten Anwenders ist. Sofern dies der Fall ist, kann das erste Signal im Fortbewegungsmittel dazu führen, dass Antennen zum Empfang einer Kennung, mittels welcher die Autorisierung zum Zugriff auf das Fortbewegungsmittel erfolgt, auf Empfang geschaltet werden. Die Antennen können beispielsweise UWB-Antennen sein. Das erste Signal kann daher das Fahrzeug bzw. den Vorgang zur Zugangsberechtigungsprüfung anstoßen und hat selbst nicht so hohe Integritätsanforderungen zu erfüllen, wie es das tatsächlich für den Autorisierungsvorgang im weiteren Verlauf erforderliche zweite Signal zu erfüllen hat. Das erste Signal kann beispielsweise durch andere Fahrzeuge weitergereicht werden, welche in der Umgebung des betrachteten Fortbewegungsmittels stehen. Dies können beispielsweise Fortbewegungsmittel desselben Herstellers oder desselben Betreibers und/oder desselben Halters sein und somit ein Mindestmaß an Integrität aufweisen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird vermieden, dass ein vom Fortbewegungsmittel aufzuwendender Trigger in Verbindung mit einer Relais-Attacke dazu führt, dass einem unberechtigten Anwender der Zugriff auf das Fortbewegungsmittel gewährt wird.The aforementioned object is achieved according to the invention by a method for authorizing access to a means of transport. The means of transportation can be, for example, a car, van, truck, motorcycle, aircraft and / or watercraft. The authorization of access to the means of transport can be understood as a process by which a permitted user is granted access to the means of transport. Here, the identifier assigned to the permitted user is checked by the means of transport or an entity assigned to it and the means of transport is unlocked (e.g. a door or all doors). In a first step, a movement profile of a user authorized to access the means of transport is determined. For this purpose, sensors can be used whose information is processed by an electronic evaluation unit. At this point in time it does not have to be certain that the user is actually an authorized user. Rather, the movement profile of a user or of a wireless communication device transported by him is determined by data technology. The motion profile can be characterized in terms of a relationship between location and time, speed and time, acceleration and time or other sensor data that can be recorded over time. The movement profile or data derived from it is then compared with a predefined reference. The The present reference can, for example, be assigned to an authorized user, that is, it can be identified by other users. If the previously determined movement profile agrees sufficiently with the predefined reference, a first signal for preparing access to the means of locomotion is output in a next step. The first signal can thus indicate that the movement profile corresponds to the movement profile of the authorized user. It is thus a sign that the means of locomotion can grant access to the user having the movement profile. The first signal can be generated, for example, by a smartphone or a smart wearable and transmitted wirelessly. It is fundamentally unimportant whether the first signal is sent directly to the means of locomotion or is only fed to it indirectly (e.g. via the Internet and / or a separate radio key). The preparation of the access does not necessarily have to be the ultimate command for unlocking an access control device, but can be understood as a condition for the means of locomotion to finally unlock (e.g. under further conditions). The first signal can be generated, for example, from a distance of nine meters from the means of transport, so that the actual unlocking can be carried out at a later point in time when the user has approached the means of transport (e.g. up to three meters or two meters) can. For example, the first signal can be understood as a “ping” or trigger, which is used to check whether the means of transport is in the vicinity of the authorized user at all. If this is the case, the first signal in the means of locomotion can lead to antennas being switched to receive for receiving an identifier by means of which authorization to access the means of locomotion takes place. The antennas can be UWB antennas, for example. The first signal can therefore initiate the vehicle or the process for checking access authorization and does not itself have to meet such high integrity requirements as the second signal actually required for the authorization process in the further course. The first signal can, for example, be passed on by other vehicles which are in the vicinity of the means of transport under consideration. These can be means of transport from the same manufacturer or the same operator and / or the same holder, for example, and thus have a minimum level of integrity. The method according to the invention avoids a trigger to be used by the means of transport in connection with a relay attack leading to an unauthorized user being granted access to the means of transport.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.
Das Bewegungsprofil kann beispielsweise mittels eines Smartphones oder eines anderen Smart Wearables aufgenommen werden. Derartige Geräte weisen üblicherweise eine Vielzahl geeigneter Sensoren auf, um ein Bewegungsprofil zu kennzeichnen und wiedererkennbar zu charakterisieren. Beispielsweise können Beschleunigungssensoren verwendet werden, um das Bewegungsprofil über der Zeit durch Horizontal- und/oder Vertikalbeschleunigung zu charakterisieren. Bekanntermaßen können menschliche Bewegungsabläufe, ähnlich einem Fingerabdruck, zur Identifikation eines Individuums verwendet werden und daher erfindungsgemäß zur Autorisierung des berechtigten Anwenders für den Zugriff auf das Fortbewegungsmittel verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Gyroskop bzw. Drehsensor verwendet werden, um die Lage des verwendeten Gerätes zu messen und/oder das Bewegungsprofil aufzuzeichnen/zu charakterisieren. Ebenfalls können Mikrofone, Lichtsensoren, Magnetfeldsensoren, Luftdrucksensoren und Antennen für unterschiedlichste Drahtlossignale verwendet werden, um im Laufe einer Bewegung des Anwenders über der Zeit empfangene Sensorsignale zur Aufnahme des Bewegungsprofils bzw. Charakterisierung der Bewegung zu verwenden. Insbesondere in dicht besiedelten Gegenden kann die Abfolge, in welcher das verwendete Anwenderendgerät bestimmte Funkzugangsnetze (z. B. WLAN, Bluetooth o. ä.) empfängt, einen durchlaufenen Pfad als Bewegungsprofil kennzeichnen. Entsprechendes gilt für Mikrofone, Kameras/Lichtsensoren und Luftdrucksensoren etc. Mittels der vorgenannten Sensoren kann eine hinreichend detaillierte Aufnahme des Bewegungsprofiles erfolgen und das Bewegungsprofil mit einem Maximum möglicher Details zur vordefinierten Referenz in Beziehung gesetzt werden, bevor ein erfolgreicher Abgleich die Entriegelung des Fortbewegungsmittels vorbereitet.The movement profile can be recorded, for example, using a smartphone or another smart wearable. Such devices usually have a large number of suitable sensors in order to identify a movement profile and to characterize it in a recognizable manner. For example, acceleration sensors can be used to characterize the movement profile over time by means of horizontal and / or vertical acceleration. As is known, human movement sequences, similar to a fingerprint, can be used to identify an individual and, according to the invention, can therefore be used to authorize the authorized user to access the means of transport. Alternatively or additionally, a gyroscope or rotation sensor can be used to measure the position of the device used and / or to record / characterize the movement profile. Microphones, light sensors, magnetic field sensors, air pressure sensors and antennas can also be used for a wide variety of wireless signals in order to use sensor signals received over time during a movement of the user to record the movement profile or characterize the movement. Particularly in densely populated areas, the sequence in which the user terminal used receives certain radio access networks (e.g. WLAN, Bluetooth, etc.) can identify a path taken as a movement profile. The same applies to microphones, cameras / light sensors and air pressure sensors, etc. Using the aforementioned sensors, a sufficiently detailed recording of the movement profile can be made and the movement profile can be related to a maximum of possible details for the predefined reference before a successful comparison prepares the unlocking of the means of transport.
Das Bewegungsprofil kann beispielsweise durch Erreichen einer vordefinierten Geschwindigkeit gekennzeichnet sein. Beispielsweise kann zumindest eine zu Fuß üblicherweise erreichte Mindestgeschwindigkeit als Voraussetzung für das Bewegungsprofil herangezogen werden. Ein in Ruhe verharrender Fahrzeugschlüssel würde diese Bedingung beispielsweise nicht erfüllen, wodurch Relais-Attacken in vielen Situationen bereits erfolgreich vereitelt würden. Alternativ oder zusätzlich kann das Bewegungsprofil durch eine Bewegungsrichtung auf das Fortbewegungsmittel zu gekennzeichnet sein. Hierbei ist zu beachten, dass unter der Bewegungsrichtung nicht allein die Erkennung eines Unterschreitens einer vordefinierten Entfernung des Anwenders zum Fortbewegungsmittel hinreichend ist, sondern mindestens zwei, insbesondere drei Messungen vorzunehmen sind, deren Ergebnisse auf eine stetige bzw. streng monotone Annäherung an das Fortbewegungsmittel schließen lassen. Sollte der Fahrzeugschlüssel in Ruhe verharren oder sich der Anwender vom Fortbewegungsmittel entfernen, kann keine Relais-Attacke vorgenommen werden. Alternativ oder zusätzlich können Vertikalbeschleunigungen und/oder Horizontalbeschleunigungen des Anwenders bzw. des verwendeten tragbaren Anwenderendgerätes aufgenommen und mit der vordefinierten Referenz verglichen werden. Insbesondere können hierbei anwenderspezifische Beschleunigungen, welche Rückschlüsse auf die Art und Weise der Fortbewegung (z. B. der Gang) des Anwenders zulassen, ermittelt, charakterisiert und mit der vordefinierten Referenz verglichen werden. Hierdurch wird vermieden, dass dem unberechtigten Anwender, welcher einen Fahrzeugschlüssel bzw. das tragbare Anwenderendgerät zur Zugangsberechtigungsprüfung auf einem, üblicherweise vom berechtigten Anwender, zurückgelegten Weg der Zugriff auf das Fortbewegungsmittel gewährt wird, da der unberechtigte Anwender ein anderes, sensorisch erfasstes Beschleunigungsprofil bei der Annäherung auf das Fortbewegungsmittel zeigt. Das Bewegungsprofil kann auch durch eine zuvor abgespeicherte Laufweggeometrie charakterisiert sein. Mit anderen Worten werden die Orientierung zwischen Startpunkt und Ziel oder auch der Abschnitte des gelaufenen Weges zueinander oder absolut aufgenommen und daraufhin überprüft, ob der Laufweg mit der vorliegenden Referenz übereinstimmt. Die Laufweggeometrie kann auch dreidimensional erfasst bzw. in der vordefinierten Referenz repräsentiert sein, sodass auch Bewegungen in Treppenhäusern und/oder Aufzügen geeignete Merkmalskombinationen für die Identifikation des berechtigten Anwenders bereitstellen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine zeitliche Abfolge empfangener Sensorsignale das Bewegungsprofil kennzeichnen, sodass z.B. mittels Antennen, Mikrophonen oder Lichtsensoren empfangene Signale und insbesondere elektromagnetische Signaturen über der Zeit und über dem Ort das Bewegungsprofil kennzeichnen.The movement profile can be characterized, for example, by reaching a predefined speed. For example, at least one minimum speed usually reached on foot can be used as a prerequisite for the movement profile. A vehicle key left at rest would not meet this condition, for example, which would successfully prevent relay attacks in many situations. Alternatively or additionally, the movement profile can be characterized by a direction of movement towards the means of locomotion. It should be noted here that under the direction of movement not only the detection of the user falling below a predefined distance to the means of transport is sufficient, but at least two, in particular three measurements are to be carried out, the results of which are based on a constant or strict Let close monotonous approach to the means of transport. If the vehicle key remains idle or the user moves away from the vehicle, no relay attack can be carried out. Alternatively or additionally, vertical accelerations and / or horizontal accelerations of the user or of the portable user terminal used can be recorded and compared with the predefined reference. In particular, user-specific accelerations, which allow conclusions to be drawn about the type of locomotion (e.g. the gait) of the user, can be determined, characterized and compared with the predefined reference. This avoids that the unauthorized user who has a vehicle key or the portable user terminal for access authorization checking on a route usually covered by the authorized user is granted access to the means of transport, since the unauthorized user has a different, sensor-recorded acceleration profile when approaching points to the means of transport. The movement profile can also be characterized by a previously stored route geometry. In other words, the orientation between the starting point and the destination or also the sections of the path taken relative to one another or in absolute terms are recorded, and it is then checked whether the path corresponds to the present reference. The route geometry can also be recorded three-dimensionally or represented in the predefined reference, so that movements in stairwells and / or elevators also provide suitable combinations of features for the identification of the authorized user. Alternatively or additionally, a temporal sequence of received sensor signals can also characterize the movement profile, so that, for example, signals received by means of antennas, microphones or light sensors and in particular electromagnetic signatures over time and over location characterize the movement profile.
Da das Bewegungsprofil eine ausschließlich mit dem berechtigten Anwender verknüpfte Kennzeichnung darstellt, kann in einem Trainingsmodus, welcher beispielsweise initial, wiederkehrend oder fortlaufend zur Aufnahme einer vordefinierten Referenz angestoßen wird, die vordefinierte Referenz erlernt bzw. aufgezeichnet werden. Hierzu kann beispielsweise eine Situation geschaffen werden, in welcher sich der Anwender alternativ dem Fortbewegungsmittel gegenüber autorisiert. Dies kann beispielsweise mittels des Funkschlüssels erfolgen bzw. eine kontinuierliche bzw. wiederkehrende Anfrage zur Betätigung des Funkschlüssels umfassen. Der Anwender bewegt sich nun mit einem geeigneten tragbaren Drahtloskommunikationsendgerät (Fahrzeugschlüssel und/oder Smart Mobile Device) auf seinem üblichen Weg zum Fortbewegungsmittel, während das Bewegungsprofil durch die zu verwendenden Sensoren des Smart Mobile Devices und/oder des Funkschlüssels aufgenommen wird. Anschließend kann eine zulässige Unschärfe auf das Bewegungsprofil bzw. die ermittelten Daten aufgebracht werden, indem z. B. der vorgenannte Vorgang wiederholt wird oder mittels der ermittelten Daten mathematisch eine Unschärfe auferlegt wird. Anschließend kann der Trainingsmodus beendet und die vordefinierte Referenz verwendet werden. Die vordefinierte Referenz kann auf diese Weise bestmöglich an die ortsspezifischen Gegebenheiten und den individuellen, berechtigten Anwender angepasst werden.Since the movement profile is an identifier linked exclusively to the authorized user, the predefined reference can be learned or recorded in a training mode, which is initiated, for example, initially, repeatedly or continuously to record a predefined reference. For this purpose, a situation can be created, for example, in which the user authorizes himself as an alternative to the means of transport. This can take place, for example, by means of the radio key or comprise a continuous or recurring request for actuation of the radio key. The user now moves with a suitable portable wireless communication terminal (vehicle key and / or smart mobile device) on his usual route to the means of transport, while the movement profile is recorded by the sensors of the smart mobile device and / or the radio key to be used. Subsequently, a permissible uncertainty can be applied to the movement profile or the determined data by z. B. the aforementioned process is repeated or mathematically a blurring is imposed by means of the determined data. The training mode can then be ended and the predefined reference used. In this way, the predefined reference can be adapted as best as possible to the site-specific conditions and the individual, authorized user.
Anschließend kann eine Annäherung des berechtigten Anwenders auf eine vordefinierte Entfernung an das Fortbewegungsmittel ermittelt werden. Mit anderen Worten kann ermittelt werden, dass der Anwender sich bis auf einen Meter, zwei Meter oder drei Meter vom Fortbewegungsmittel angenähert hat. Mit noch anderen Worten wird eine unmittelbare Nähe des Anwenders zum Fortbewegungsmittel festgestellt, welche einen heimlichen Zugriff eines unberechtigten Anwenders auf das Fortbewegungsmittel zum gleichen Zeitpunkt äußerst unwahrscheinlich macht. Im Ansprechen darauf wird automatisch ein zweites Signal zur Vorbereitung eines Zugriffs an das Fortbewegungsmittel gesendet. Auch dieses Signal kann von einem, vom berechtigten Anwender mitgeführten, tragbaren Anwenderendgerät oder einem Funkschlüssel an das Fortbewegungsmittel gesendet werden. Hierbei wird die eigentliche Autorisierung des Schlüssels in Verbindung mit dem Fahrzeug ausgetauscht bzw. überprüft. Insbesondere können auch Berechtigungsklassen für den Zugriff auf das Fortbewegungsmittel ermittelt werden. Beispielsweise kann eine erste Kennung den folgenden Zugriff auf das Fortbewegungsmittel inkl. der Führung des Fortbewegungsmittels erlauben, während eine zweite Kennung lediglich den Zugriff auf eine zweite Sitzreihe der Fahrgastzelle erlaubt und insbesondere Fahrzeugführungsaufgaben nicht erlaubt. Eine entsprechende zweite Kennung kann beispielsweise an Kinder des berechtigten Anwenders vergeben werden, welche zwar selbstständig einsteigen, jedoch das Fortbewegungsmittel nicht führen können. In entsprechender Weise kann auch eine dritte Kennung vordefiniert sein, welche an Postboten oder Paketzusteller vergeben werden kann, welche lediglich Zugriff auf einen Kofferraum, jedoch nicht auf die Fahrgastzelle selbst erhalten sollen. Sofern die vorgenannten Kennungen und die mit ihnen verbundenen Zugriffsrechte nicht zum Stand der Technik gehören sollten, seien sie hiermit explizit auch als unabhängig von den vorgenannten Gegenständen zur Abwehr von Relais-Attacken offenbart verstanden und können somit einen eigenständigen Anmeldungsgegenstand darstellen.An approach of the authorized user at a predefined distance to the means of transport can then be determined. In other words, it can be determined that the user has come within one meter, two meters or three meters from the means of transport. In still other words, a direct proximity of the user to the means of transport is determined, which makes it extremely unlikely that an unauthorized user will gain access to the means of transport at the same time. In response to this, a second signal is automatically sent to the means of locomotion in preparation for access. This signal can also be sent to the means of transport by a portable user terminal carried by the authorized user or by a radio key. Here, the actual authorization of the key in connection with the vehicle is exchanged or checked. In particular, authorization classes for access to the means of transport can also be determined. For example, a first identifier can allow subsequent access to the means of locomotion including guidance of the means of locomotion, while a second identifier only allows access to a second row of seats in the passenger compartment and in particular does not allow vehicle guidance tasks. A corresponding second identifier can be assigned, for example, to children of the authorized user who, although they can get on independently, cannot use the means of transport. In a corresponding manner, a third identifier can also be predefined, which can be assigned to postmen or parcel deliverers who should only have access to a trunk but not to the passenger compartment itself. If the aforementioned identifiers and the access rights associated with them are not part of the state of the art, they are hereby explicitly understood to be disclosed as being independent of the aforementioned items for defense against relay attacks and can thus represent a separate subject matter for the application.
Um Energie zu sparen, während der Wunsch eines Zugriffs durch einen berechtigten Anwender auf das Fortbewegungsmittels unwahrscheinlich ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren im Ansprechen auf die folgenden Schritte angestoßen werden: Zunächst wird eine aktuelle Position des Fortbewegungsmittels ermittelt und erst im Ansprechen auf ein Unterschreiten einer vordefinierten Entfernung zwischen dem Anwender und dem Fortbewegungsmittel automatisch das Bewegungsprofil ermittelt, wie dies oben beschrieben ist. Hierzu kann die aktuelle Position des Fortbewegungsmittels in einem Speicher eines verwendeten Smart Mobile Devices und/oder des Funkschlüssels abgespeichert sein und beispielsweise durch eine satellitenbasierte Ortung des Smart Mobile Devices bzw. des Schlüssels die aktuelle Entfernung zum Fortbewegungsmittel (laufend oder ereignisbasiert) überwacht werden. Eine ereignisbasierte Überwachung kann beispielsweise durch beim Aufnehmen des Schlüssels ermittelbare Beschleunigungssignale und/oder akustische Ereignisse und/oder Lageänderungen angestoßen werden. Anschließend wird nach Art einer Geofence-Funktion das Erreichen eines maximalen Abstandes zum Fortbewegungsmittel ermittelt, im Ansprechen worauf das Ermitteln des Bewegungsprofils im Sinne der obigen Ausführungen angestoßen wird.In order to save energy, while the request for access by an authorized user to the means of transport is unlikely, the method according to the invention can be initiated in response to the following steps: First, a current position of the means of transport is determined and only in response to a fall below a predefined one Distance between the user and the means of transportation automatically determined the movement profile, as described above. For this purpose, the current position of the means of transport can be stored in a memory of a used smart mobile device and / or the radio key and, for example, the current distance to the means of transport (continuously or event-based) can be monitored by satellite-based location of the smart mobile device or the key. Event-based monitoring can be triggered, for example, by acceleration signals that can be determined when the key is picked up and / or acoustic events and / or changes in position. Then, in the manner of a geofence function, the attainment of a maximum distance to the means of transport is determined, in response to which the determination of the movement profile in the sense of the above statements is triggered.
In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Zugriffsabsicht des berechtigten Anwenders explizit zu ermitteln, während der Anwender noch außerhalb einer solchen Entfernung ist, dass die Entriegelung des Fortbewegungsmittels zum aktuellen Zeitpunkt sinnvoll erscheint.In some cases it can be advantageous to explicitly determine the access intention of the authorized user while the user is still outside such a distance that unlocking the means of transport appears sensible at the current point in time.
Jedoch kann der Anwender bereits zu diesem Zeitpunkt wissen, dass er keine Hand freihaben wird oder aus anderen Gründen eine freihändige Zugangsberechtigungsprüfung vorzieht. Hierzu kann an einem Smartphone und/oder einem Fahrzeugschlüssel die Absicht des Anwenders, in Kürze auf das Fortbewegungsmittel zugreifen zu wollen, entgegengenommen werden, im Ansprechen worauf das oben genannte Verfahren angestoßen wird. Mit anderen Worten betätigt der Anwender eine Schaltfläche und/oder einen Knopf auf einem tragbaren Anwenderendgerät, im Ansprechen worauf die Annäherung des Anwenders überwacht und zu geeignetem Zeitpunkt zudem die Ermittlung des Bewegungsprofils des berechtigten Anwenders veranlasst wird. Zu diesem Zeitpunkt kann der Schlüssel beziehungsweise das Smartphone des berechtigten Anwenders bereits in einer Tasche verstaut sein und der Anwender die Hände für den Transport von Taschen oder anderem Gepäck verwenden. Am Fahrzeug angekommen, entriegelt das Fahrzeug selbstständig, ohne dass ein Trigger nach Art eines kapazitiven Schalters oder Mikroschalters zu betätigen wäre. Auch das selbsttätige Aufschwenken der Tür kann dem Grunde nach durch die frühzeitige und explizite Äußerung des Zugriffswunsches durch den Anwender veranlasst werden. Auch auf diese Weise kann Energie gespart werden und das Risiko einer nicht erfolgreichen Erkennung des berechtigten Anwenders gesenkt werden.However, the user can already know at this point in time that he will not have a hand free or that he prefers a hands-free access authorization check for other reasons. For this purpose, the intention of the user to want to access the means of transport shortly can be received on a smartphone and / or a vehicle key, in response to which the above-mentioned method is triggered. In other words, the user actuates a button and / or a button on a portable user terminal, in response to which the approach of the user is monitored and, at a suitable time, the determination of the movement profile of the authorized user is also initiated. At this point, the key or the smartphone of the authorized user can already be stowed in a pocket and the user can use his hands to transport bags or other luggage. When you arrive at the vehicle, the vehicle unlocks automatically without having to operate a trigger like a capacitive switch or microswitch. The automatic pivoting of the door can also be initiated by the early and explicit expression of the access request by the user. In this way, too, energy can be saved and the risk of unsuccessful identification of the authorized user can be reduced.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein tragbares Anwenderendgerät vorgeschlagen, welches als Funkschlüssel und/oder Smart Mobile Device bzw. Smartphone oder Smart Wearable ausgestaltet sein kann. Das Anwenderendgerät umfasst einen Dateneingang, einen Datenausgang und eine Auswerteeinheit, welche informationstechnisch mit den vorgenannten Elementen verknüpft ist. Die Auswerteeinheit ist eingerichtet, um mittels des Dateneingangs automatisch ein Bewegungsprofil eines für einen Zugriff auf ein Fortbewegungsmittel berechtigten Anwenders zu ermitteln. Hierzu kann der Dateneingang mit einem oder mehreren oder sämtlichen Sensoren des Anwenderendgerätes verknüpft sein. Grundsätzlich sind auch außerhalb des Anwenderendgerätes befindliche Sensoren (z. B. stationäre Überwachungskameras und/oder Sensoren des Fortbewegungsmittels des berechtigten Anwenders) zur Aufnahme von Informationen mit dem Dateneingang verknüpfbar. Anschließend ist die Auswerteeinheit eingerichtet, das Bewegungsprofil mit einer vordefinierten Referenz abzugleichen und im Ansprechen auf ein positives Ergebnis des Abgleiches in Verbindung mit dem Datenausgang automatisch ein erstes Signal zur Vorbereitung eines Zugriffs auf das Fortbewegungsmittel auszusenden. Das erste Signal kann das Fortbewegungsmittel und/oder einen Funkschlüssel, welchen der berechtigte Anwender mit sich führt, adressieren und dem Fahrzeug zumindest die Absicht des Anwenders mitteilen, einen Zugangsberechtigungsvorgang zeitnah anzustoßen. Mit anderen Worten kann das Fortbewegungsmittel vorbereitet werden, kurz darauf eine empfangene Kennung (z. B. in Verbindung mit dem oben genannten zweiten Signal) zu empfangen und diese auf eine Berechtigung des Anwenders zum Zugriff auf das Fortbewegungsmittel zu überprüfen. Mit anderen Worten ist das erfindungsgemäße tragbare Anwenderendgerät eingerichtet, die Merkmale, Merkmalskombinationen und Vorteile des oben genannten erfindungsgemäßen Verfahrens derart ersichtlich in entsprechender Weise auszuführen, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.According to a second aspect of the present invention, a portable user terminal is proposed which can be configured as a radio key and / or smart mobile device or smartphone or smart wearable. The user terminal comprises a data input, a data output and an evaluation unit which is linked to the aforementioned elements in terms of information technology. The evaluation unit is set up to automatically determine, by means of the data input, a movement profile of a user authorized to access a means of transport. For this purpose, the data input can be linked to one or more or all of the sensors of the user terminal. In principle, sensors located outside of the user terminal (e.g. stationary surveillance cameras and / or sensors of the means of locomotion of the authorized user) can also be linked to the data input for recording information. The evaluation unit is then set up to compare the movement profile with a predefined reference and, in response to a positive result of the comparison in conjunction with the data output, automatically send a first signal to prepare for access to the means of transport. The first signal can address the means of locomotion and / or a radio key that the authorized user has with him and at least inform the vehicle of the user's intention to initiate an access authorization process promptly. In other words, the means of transport can be prepared to shortly thereafter receive a received identifier (for example in connection with the above-mentioned second signal) and to check this for authorization of the user to access the means of transport. In other words, the portable user terminal according to the invention is set up to execute the features, feature combinations and advantages of the above-mentioned method according to the invention in a corresponding manner in such a way that reference is made to the above statements to avoid repetition.
Insbesondere weist das tragbare Anwenderendgerät Speichermittel auf, welche eingerichtet sind, einen Datensatz repräsentierend eine aktuelle Position des Fortbewegungsmittels zu speichern. Die aktuelle Position kann das tragbare Anwenderendgerät beispielsweise selbstständig im Speichermittel ablegen, wenn es aus dem Fortbewegungsmittel entfernt oder informationstechnisch von diesem getrennt wird (z.B. Bluetooth-Verbindung beendet). Alternativ oder zusätzlich kann das tragbare Anwenderendgerät dynamisch über den aktuellen Aufenthaltsort des Fortbewegungsmittels informiert werden. Dies kann beispielsweise internetvermittelt erfolgen. Anhand der aktuellen Position kann das tragbare Anwenderendgerät eine aktuelle Entfernung zum Fortbewegungsmittel feststellen und beim Erreichen oder Unterschreiten der vordefinierten Entfernung die obigen Schritte in energiesparender Weise veranlassen bzw. ausführen.In particular, the portable user terminal has storage means which are set up to store a data record representing a current position of the means of locomotion. The portable user terminal can, for example, automatically store the current position in the storage means when it is removed from the means of transport or disconnected from it in terms of information technology (for example, the Bluetooth connection is terminated). Alternatively or additionally, the portable user terminal can be dynamically informed about the current location of the means of transport. This can be done via the internet, for example. On the basis of the current position, the portable user terminal can determine a current distance to the means of transport and, when the predefined distance is reached or undershot, initiate or carry out the above steps in an energy-saving manner.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:
-
1 eine schematische Übersicht über Nutzungsszenarien bei der Ausführung eines Verfahrens zur Autorisierung eines Zugriffs auf ein Fortbewegungsmittel; -
2 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens; -
3 eine schematische Detailansicht über Elemente eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen tragbaren Anwenderendgerätes; und -
4 eine schematische Darstellung eines Bewegungsprofils in Relation zu einer vordefinierten Referenz.
-
1 a schematic overview of usage scenarios when executing a method for authorizing access to a means of transport; -
2 a flow chart illustrating steps of an exemplary embodiment of a method according to the invention; -
3 a schematic detailed view of elements of an embodiment of a portable user terminal according to the invention; and -
4th a schematic representation of a movement profile in relation to a predefined reference.
Nachfolgend werden die Bewegungsprofile
Eine im Rahmen der vorliegenden Erfindung einfache Möglichkeit zur Erstellung eines Bewegungsprofils eines berechtigten Anwenders besteht darin, den Laufweg des Anwenders beim Verlassen des Fahrzeugs bis zum Verbleib an einem sicheren, festen Ort sensorisch aufzunehmen und bei der Rückkehr vom sicheren Ort zum Fahrzeug ermittelte, entsprechende Bewegungsdaten mit den vorgenannten Daten abzugleichen. Auch unmittelbar vor dem Fahrzeug und vor dem Platznehmen auf dem Fahrersitz entstehen hierbei Bewegungsdaten, welche für die Aufnahme und Wiedererkennung eines Bewegungsprofils geeignet sein können. Zudem können Bewegungsdaten an ortsrelevanten Punkten (z. B. im Büro, beim Sport oder im Einkaufszentrum, in Schulen, zu Hause, auf dem Parkplatz oder in der Garage) ermittelt und zur Autorisierung des Anwenders wiedererkannt werden.A simple possibility within the scope of the present invention for creating a movement profile of an authorized user is to use sensors to record the path taken by the user when leaving the vehicle until they remain in a safe, fixed location and to determine the corresponding movement data when they return from the safe location to the vehicle to be compared with the aforementioned data. Movement data is also generated immediately in front of the vehicle and before taking a seat in the driver's seat, which can be suitable for recording and recognizing a movement profile. In addition, movement data can be determined at location-relevant points (e.g. in the office, during sports or in a shopping center, in schools, at home, in the parking lot or in the garage) and recognized for authorization of the user.
Ein tragbares Anwenderendgerät, welches zur Drahtloskommunikation mit dem Fortbewegungsmittel eingerichtet ist, führt hierzu eine elektronische Kennzeichnung (ID) und meldet sich frühestens beim Eintritt in einen Umkreis von zehn Metern um das Fahrzeug. Das Erreichen dieses Bereiches um das Fahrzeug von zehn Metern wird ausschließlich aus Bewegungsdaten des tragbaren Anwenderendgerätes abgeleitet. Die sicheren Bereiche werden im tragbaren Anwenderendgerät abgespeichert, in ihnen ermittelte Bewegungsprofile beim autorisierten Zugriff auf das Fortbewegungsmittel dem Fortbewegungsmittel übergeben und ständig aktualisiert, um langsame Veränderungen und Alterungsprozesse z. B. im Gang des Anwenders erkennen und korrigieren zu können. Der Abgleich der Daten, welche bezüglich der Bewegungsprofile aufgenommen werden, umfasst eine Plausibilitätsprüfung. Stimmen die Positionsdaten bzw. Bewegungsprofile nicht überein, muss das Fahrzeug über ein biometrisches Merkmal am tragbaren Anwenderendgerät geöffnet werden. Dies kann beispielsweise einen Fingerabdruckscanner oder eine Gesichtserkennung involvieren. Optional können auch Bewegungsdaten des tragbaren Anwenderendgerätes hinsichtlich einer Bewegungsrichtung auf das Fortbewegungsmittel zu (z. B. satellitenbasiert) ermittelt werden, um eine tatsächliche Bewegung zum Fahrzeug zu erkennen.A portable user terminal, which is set up for wireless communication with the means of locomotion, carries an electronic identification (ID) for this purpose and reports at the earliest when entering a radius of ten meters around the vehicle. Reaching this area around the vehicle of ten meters is derived exclusively from movement data from the portable user terminal. The safe areas are stored in the portable user terminal, the movement profiles determined in them are transferred to the means of transport during authorized access to the means of transport and are constantly updated in order to avoid slow changes and aging processes e.g. B. to be able to recognize and correct in the course of the user. The comparison of the data recorded with regard to the movement profiles includes a plausibility check. If the position data or movement profiles do not match, the vehicle must be opened via a biometric feature on the portable user terminal. This can involve a fingerprint scanner or facial recognition, for example. Optionally, movement data of the portable user terminal can also be determined with regard to a direction of movement towards the means of locomotion (e.g. based on satellites) in order to detect an actual movement towards the vehicle.
Im Ergebnis verhindert die vorliegende Erfindung eine Relaisattacke bzw. sie vermeidet eine aufwendige Programmierung der Sicherheitsfunktionen in bekannten Systemen für die Abwehr von Relaisattacken und die Veruntreuung für die Zutrittsberechtigungsprüfung verwendete Smartphones und andere tragbare Anwenderendgeräte. Unterschiedliche Mechanismen werden erfindungsgemäß alternativ oder kumulativ vorgestellt, um die Kommunikation des tragbaren Anwenderendgerätes/des Fahrzeugschlüssels zum Fahrzeug zum Zwecke einer Zugangsberechtigungsprüfung aufzubauen.As a result, the present invention prevents a relay attack or it avoids complex programming of the security functions in known systems for the defense against relay attacks and the misappropriation of smartphones and other portable user terminals used for the access authorization check. According to the invention, different mechanisms are alternatively or cumulatively presented in order to establish communication between the portable user terminal / vehicle key and the vehicle for the purpose of an access authorization check.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Anwenderuser
- 2a, b2a, b
- BewegungsprofilMotion profile
- 3a, b3a, b
- BewegungsprofilMotion profile
- 44th
- SmartphoneSmartphone
- 55
- BeschleunigungssensorAccelerometer
- 66th
- Gyroskopgyroscope
- 77th
- MagnetfeldsensorMagnetic field sensor
- 88th
- LuftdrucksensorAir pressure sensor
- 99
- Antenneantenna
- 1010
- PkwCar
- 1111
- AuswerteeinheitEvaluation unit
- 1212
- Datenein- und -ausgängeData inputs and outputs
- 1313
- Bildschirmscreen
- 1414th
- DatenspeicherData storage
- 1515th
- Modulmodule
- 1616
- LichtsensorLight sensor
- 17 a17 a
- untere Grenzelower limit
- 17 b17 b
- obere Grenzeupper limit
- 1818th
- Vertikalbeschleunigung über der ZeitVertical acceleration over time
- 2020th
- HausHouse
- 3030th
- Bürogebäudeoffice building
- 100, 200100, 200
- VerfahrensschritteProcedural steps
- 291291
- Antenne HeimnetzwerkHome network antenna
- 300300
- VerfahrensschrittProcess step
- 301301
- AufzugElevator
- 302302
- Schreibtischwriting desk
- 303303
- intelligente Kaffeemaschineintelligent coffee maker
- 391-395391-395
- Antennen FunkzugangsnetzwerkeAntennas radio access networks
- 400-700400-700
- VerfahrensschritteProcedural steps
- az a z
- VertikalbeschleunigungVertical acceleration
- Di D i
- FahrzeugnahebereichVehicle proximity area
- Da D a
- UmgebungsbereichSurrounding area
- tt
- Zeittime
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102013217010 A1 [0006]DE 102013217010 A1 [0006]
- DE 202016105621 U1 [0006]DE 202016105621 U1 [0006]
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-
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