DE10203434A1

DE10203434A1 - Memory module for storage of an electronic authorization for operating an electronic actuator has a connection monitoring unit for monitoring the voltage in the connection between it and the actuator for an unauthorized state

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Publication number: DE10203434A1
Application number: DE2002103434
Authority: DE
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-07-31

Abstract

Memory module for storage of an electronic authorization for operating an electronic actuator (1), whereby the memory module (2) is electrically connected to the actuator and has a monitoring unit (5) for monitoring the connection (3) between it and the actuator. The memory module comprises an EEPROM (4) with an authentication valve and an independent power source (6). An Independent claim is made for a method for authentication of an electronic actuator using an authentication value stored in a non-volatile memory unit. According to the method the connection to the actuator is monitored and if the state of the connection is changed in an unauthorized manner, the authorization value in the memory value is changed or destroyed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Speichermodul zum Ablegen einer elektronischen Authentisierung zum Betreiben eines elektronischen Aktors, etwa eines elektronischen Zentralsteuergerätes eines Kraftfahrzeuges, wobei das Speichermodul mit dem zugehörigen elektronischen Aktor elektrisch verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Authentisieren eines elektronischen Aktors mit einer in einem Datenspeicher eines Speichermoduls hinterlegten Authentisierung. The invention relates to a memory module for storing a electronic authentication for operating an electronic actuator, for example an electronic central control device of a motor vehicle, wherein the memory module with the associated electronic actuator electrically connected is. The invention further relates to a method for Authenticate an electronic actuator with one in a data store Authentication stored in the memory module.

Elektronischen Aktoren, insbesondere wenn diese mit anderen Modulen zusammenwirken, ist oftmals ein Code als Authentisierung zugeordnet. Derartige Authentisierungen werden etwa bei solchen elektronischen Anwendungen eingesetzt, die sicherheitsrelevant sind. Beispielsweise sei hier auf den Automotive-Bereich verwiesen. In Kraftfahrzeugen werden in zunehmenden Maße elektronische Aktoren eingesetzt, die zur Steuerung und Überwachung des Kraftfahrzeuges dienen. Unter anderem werden Kraftfahrzeuge mit einem elektronischen Zentralsteuergerät ausgerüstet. Es hat sich gezeigt, daß Manipulationen etwa an solchen Steuergeräten nicht ausgeschlossen und diese in Betrieb gesetzt werden können, wenn andere Sicherungen dadurch überwunden werden, daß funktionstüchtige Module von Parallelmodellen eingesetzt werden, um einen solchen Aktor, etwa das elektronische Zentralsteuergerät zu überbrücken. Electronic actuators, especially if they are used with other modules interact, a code is often assigned as authentication. Such authentications are used for electronic ones Applications that are relevant to safety are used. For example referred here to the automotive sector. In motor vehicles are in Increasingly, electronic actuators are used to control and monitor the motor vehicle. Among other things Motor vehicles equipped with an electronic central control unit. It has been shown that tampering with such control devices not excluded and these can be put into operation if other safeguards can be overcome by working properly Modules of parallel models are used to create such an actuator, such as bridging the electronic central control unit.

Das Authentisierungsmodul und der jeweilige elektronische Aktor bilden eine gegenständliche Einheit. Um ein Überbrücken eines elektronischen Aktors, beispielsweise eines elektronischen Steuergerätes eines Kraftfahrzeuges zu verhindern, ist vorgeschlagen worden, dem elektronischen Aktor Ausbauschutzmittel zuzuordnen, die bei einem Ausbauversuch einen Speicher setzen - wie in DE 196 34 626 C1 beschrieben - oder die die in dem Authentisierungsmodul abgelegte Authentisierung ändern - wie in DE 100 18 252 A1 beschrieben. Bei einer Inbetriebnahme des elektronischen Aktors erfaßt dieser im Rahmen seines Steueralgorithmus entweder den gesetzten Speicher oder erhält eine falsche Authentisierung, so daß eine Inbetriebnahme verhindert ist. Das Generieren eines solchen Befehles zum Setzen oder Überschreiben eines Speichers erfolgt in Abhängigkeit von erfaßten, bei einem Ausbau auftretenden mechanischen Bewegungen, durch die beispielsweise ein Mikroschalter oder ein Magnetschalter betätigt wird. Um eine Deaktivierung des Aktors, etwa des elektronischen Zentralsteuergerätes bei einem Betrieb des Fahrzeuges wirksam zu verhindern, beispielsweise bei einem Unfall, ist vorgesehen, diese Einrichtung bei aktivierter Zündung zu deaktivieren. Folglich besteht grundsätzlich die Möglichkeit, daß im Falle eines Unfalles und eines damit einhergehenden Stromausfalles das dem elektrischen Aktor, beispielsweise dem elektrischen Zentralsteuergerät zugeordnete Authentisierungsmodul nicht mehr beschrieben werden kann und grundsätzlich dieses Modul in seiner Gesamtheit funktionstüchtig dem Fahrzeug entnommen werden kann. Überdies besteht bei solchen Systemen grundsätzlich die Möglichkeit, mit entsprechender Vorsicht einen solchen Aktor auch ohne Auslösung der Ausbauschutzmaßnahme zu entnehmen. Form the authentication module and the respective electronic actuator an objective unit. To bridge an electronic Actuator, for example an electronic control unit Preventing motor vehicle has been proposed to electronic Actuator to assign protective agents that are used during an attempted removal set a memory - as described in DE 196 34 626 C1 - or die change authentication stored in the authentication module - as in DE 100 18 252 A1. When the electronic actuator detects this as part of its control algorithm either the set memory or receives a wrong authentication, so that commissioning is prevented. Generating one Instructions for setting or overwriting a memory are made in Dependency on detected mechanical occurring during expansion Movements through, for example, a microswitch or a Magnetic switch is operated. To deactivate the actuator, such as the electronic central control device during operation of the vehicle to effectively prevent, for example in the event of an accident, deactivate this device when the ignition is activated. Hence there is basically the possibility that in the event of an accident and one with it associated power failure that the electrical actuator, for example authentication module assigned to the electrical central control device can no longer be described and basically this module in its entirety can be removed from the vehicle in working order can. Furthermore, there is basically such a system Possibility, with appropriate caution, of such an actuator without The triggering of the expansion protection measure can be found.

In DE 199 33 568 A1 ist ein ähnlicher Ausbauschutz beschrieben, bei dem jedoch das Steuergerät selbst unbrauchbar geschaltet wird, wenn ein versuchter Aus- oder Abbau detektiert wird. DE 199 33 568 A1 describes a similar expansion protection in which however, the control unit itself is switched unusable when a attempted removal or dismantling is detected.

Sämtlichen vorbekannten Einrichtungen gemein ist, daß eine erneute Inbetriebnahme des elektronischen Aktors durch autorisiertes Personal mit beispielsweise einem Master-Schlüssel möglich sein soll. Auch dies kann grundsätzlich eine Lücke im Sicherheitssystem darstellen, da auch aus autorisierten Werkstätten derartige Master-Schlüssel entwendet werden können, durch die das Authentisierungsmodul bzw. das Steuergerät wieder funktionstüchtig geschaltet werden kann. All previously known facilities have in common that a renewed Commissioning of the electronic actuator by authorized personnel for example, a master key should be possible. This can also basically represent a gap in the security system, as well Authorized workshops can use such master keys through which the authentication module or the control device can be switched to working again.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Speichermodul zum Ablegen einer elektronischen Authentisierung zum Betreiben eines elektronischen Aktors der eingangs genannten Art dergestalt weiterzubilden, daß die Manipulationssicherheit des elektronischen Aktors erhöht ist. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren in entsprechender Weise weiterzubilden. The object of the present invention is therefore to provide a memory module Filing an electronic authentication to operate a to further develop electronic actuator of the type mentioned at the outset, that the manipulation security of the electronic actuator is increased. Furthermore, the invention is based on the object, an initially mentioned To further develop methods in a corresponding manner.

Die Speichermodul bezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Speichermodul neben dem eigentlichen Datenspeicher eine elektronische Überwachungseinrichtung zum Überwachen der elektrischen Verbindung zwischen dem Speichermodul und dem elektronischen Aktor zugehörig ist und der Datenspeicher sowie die Überwachungseinrichtung ausgelegt sind, damit durch die Überwachungseinrichtung die in dem Datenspeicher abgelegte Authentisierung bei Feststellen vordefinierter Zustände im Rahmen der Überwachung änderbar ist, und daß das Speichermodul eine von der Spannungsversorgung des elektronischen Aktors unabhängige Spannungsquelle umfaßt. The task related to the memory module is thereby achieved according to the invention solved that the memory module in addition to the actual data storage an electronic monitoring device for monitoring the electrical connection between the memory module and the is associated with the electronic actuator and the data storage as well as the Monitoring device are designed so that by the Monitoring device with the authentication stored in the data memory Determining predefined states can be changed within the scope of the monitoring, and that the memory module one of the power supply of the electronic actuator includes independent voltage source.

Die verfahrensbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrische Verbindungsleitung zwischen dem Speichermodul und dem elektronischen Aktor auf Zustandsänderungen hin überwacht wird und daß bei Feststellen von unzulässigen Änderungen die in dem Datenspeicher des Speichermoduls abgelegte Authentisierung geändert oder zerstört wird. The process-related problem is solved according to the invention by that the electrical connection line between the memory module and the electronic actuator is monitored for changes in state and that in the event of detection of impermissible changes the in the Data storage of the storage module stored authentication changed or gets destroyed.

Bei dem erfindungsgemäßen Speichermodul erfolgt eine Überwachung der elektrischen Verbindung zwischen dem Speichermodul und dem elektronischen Aktor. Im Falle einer Manipulation, bei der der elektronische Aktor von dem Speichermodul gegenständlich getrennt wird und somit auch die elektrische Verbindung zwischen dem Speichermodul und dem elektronischen Aktor getrennt wird, wird durch die Überwachungseinrichtung auf den Datenspeicher, in dem die zur Authentisierung des elektronischen Aktors vorgesehene Kennung hinterlegt ist, zugegriffen und diese Kennung verändert oder vollständig zerstört. Als Datenspeicher kann beispielsweise ein EEPROM dienen. Eine Überwachung der elektrischen Verbindung zwischen dem Speichermodul und dem elektrischen Aktor kann beispielsweise durch eine Widerstandsüberwachung der elektrischen Verbindung erfolgen. Bei einer physikalischen Trennung der Verbindungsleitung zwischen dem Speichermodul und dem elektrischen Aktor ist dies durch eine solche Widerstandsüberwachung detektierbar, so daß systemseitig auf das Vorliegen eines Manipulationsversuches geschlossen wird. Zum Durchführen dieser Überwachung dient eine elektronische Überwachungseinrichtung, die ebenfalls dem Speichermodul zugeordnet ist. Bei Feststellen einer unzulässigen Zustandsänderung, bezogen auf einen Normalbetrieb, die auf einen Manipulationsversuch schließen läßt, wird durch die Überwachungseinrichtung der Datenspeicher entsprechend beeinflußt. Damit dies auch erfolgen kann, wenn der elektronische Aktor nicht an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, ist dem Speichermodul eine eigene Spannungsquelle, beispielsweise eine Batterie zugeordnet. Diese dient zur Stromversorgung der Überwachungseinrichtung in solchen Fällen, in denen der diesem Speichermodul zugeordnete elektronische Aktor von seiner Spannungsquelle getrennt ist und zum Ändern der in dem Datenspeicher hinterlegten Authentisierung. Monitoring takes place in the memory module according to the invention the electrical connection between the memory module and the electronic actuator. In the event of manipulation in which the electronic Actuator is objectively separated from the memory module and thus also the electrical connection between the memory module and the is separated by the electronic actuator Monitoring device on the data store in which the authentication of the Electronic actuator provided identifier is stored, accessed and this Identifier changed or completely destroyed. Can be used as data storage serve for example an EEPROM. Monitoring the electrical Connection between the memory module and the electrical actuator can for example by monitoring the resistance electrical connection. With a physical separation of the Connection line between the memory module and the electrical actuator this can be detected by such resistance monitoring, so that the system on the existence of a manipulation attempt is closed. An electronic is used to carry out this monitoring Monitoring device, which is also assigned to the memory module is. If an inadmissible change of state is detected, related to normal operation that suggests an attempt at manipulation, is the data storage device accordingly by the monitoring device affected. So that this can also be done when the electronic actuator is not connected to a voltage source is the memory module assigned its own voltage source, for example a battery. This is used to power the monitoring device in such Cases in which the electronic assigned to this memory module Actuator is disconnected from its voltage source and to change the in authentication stored in the data store.

Nach festgestelltem Manipulationsversuch ist die in dem Datenspeicher hinterlegte Authentisierung nicht mehr einsetzbar - auch nicht für elektrische Aktoren von parallelen Modellen. Daher kann auch bei einer Überbrückung des eigentlichen elektronischen Aktors oder bei einem Ersetzen desselben durch einen anderen mangels Vorhandensein der benötigten Authentisierung die gewünschte Aktion mit dem Aktor nicht durchgeführt werden. After the attempted manipulation has been made, it is in the data memory stored authentication can no longer be used - not even for electrical actuators of parallel models. Therefore, even with a Bridging the actual electronic actuator or when replacing by another due to the lack of the required Authentication did not perform the desired action with the actuator become.

Besonders zweckmäßig einsetzbar ist ein solches Speichermodul und auch das beschriebene Verfahren im Rahmen einer Kraftfahrzeugausrüstung, wobei der elektronische Aktor beispielsweise eün elektronisches Zentralsteuergerät sein kann. Such a memory module and is particularly useful also the described method in the context of motor vehicle equipment, the electronic actuator, for example, an electronic one Central control unit can be.

Zweckmäßig ist eine Ausgestaltung, bei der das Speichermodul räumlich getrennt von dem dem Speichermodul zugeordneten elektronischen Aktor angeordnet ist. Das Speichermodul kann dann für sich alleine durch zusätzliche, mechanisch wirksame Mittel ausbaugeschützt sein. Dies kann beispielsweise durch eine Kapselung oder durch das Speichermodul zerstörende Mittel bei einem Ausbauversuch realisiert sein. Bei einer solchen Ausgestaltung ist eine gleichzeitige Entnahme des Aktors und des die Authentisierung enthaltenden Speichermoduls wirksam verhindert, so daß davon auszugehen ist, daß niemals Aktor und Speichermodul gleichzeitig und gemeinsam, beispielsweise einem Kraftfahrzeug entnommen werden können. An embodiment is expedient in which the memory module is spatially separately from the electronic actuator assigned to the memory module is arranged. The memory module can then by itself additional, mechanically effective means to be protected against expansion. This can for example by an encapsulation or by the memory module destructive means can be realized in an attempt to expand. With one Design is a simultaneous removal of the actuator and the Authentication-containing memory module effectively prevented, so that It can be assumed that the actuator and the memory module are never at the same time and taken together, for example from a motor vehicle can.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Fig. 1 beschrieben. Fig. 1 zeigt nach Art eines Blockdiagrammes schematisiert ein elektronisches Zentralsteuergerät 1 als elektronischen Aktor, das zu seinem Betrieb und zur Kommunikation mit weiteren, von dem elektronischen Zentralsteuergerät 1 angesteuerten Modulen eine Authentisierung benötigt. Die Authentisierung ist als Code in einem insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichneten Speichermodul hinterlegt. Das Speichermodul 2 ist mit dem Zentralsteuergerät 1 elektrisch durch eine Verbindungsleitung 3 verbunden. Das Speichermodul 2 umfaßt als Datenspeicher ein EEPROM 4, eine elektronische Überwachungseinrichtung 5 sowie eine Batterie 6 als Spannungsquelle. In dem EEPROM abgelegt ist eine zur Identifizierung und Authentisierung des Zentralsteuergerätes 1 notwendige Codierung. Die Überwachungseinrichtung 5 dient zum Überwachen der Verbindungsleitung 3 zwischen dem Speichermodul 2 und dem Zentralsteuergerät 1. Die Überwachungseinrichtung 5 dieses Ausführungsbeispieles ist als Widerstandsüberwachungseinrichtung ausgelegt. Die Verbindungsleitung 3 wird von der Überwachungseinrichtung 5 entsprechend einem vorgegebenen Takt auf Widerstandsänderungen hin überwacht. Bei einer Manipulation der aus dem Zentralsteuergerät 1 und dem Speichermodul gebildeten Anordnung, etwa einem Trennen der Verbindungsleitung 3 ist dieses im Zuge der vorgesehenen Widerstandsmessung durch die Überwachungseinrichtung 5 detektierbar. Die mit einem Durchtrennen der Verbindungsleitung 3 einhergehende Erhöhung des von der Überwachungseinrichtung 5 erfassbaren Widerstandswertes wird systemseitig als Manipulationsversuch angesehen. Folglich wird von der Überwachungseinrichtung 5 auf das EEPROM 4 bzw. die darin abgelegten Daten zugegriffen und diese zerstört. Dies kann beispielsweise durch ein Löschen des EEPROMs erfolgen. Damit der Vorgang des Überwachens der Verbindungsleitung 3 sowie der Zugriff auf das EEPROM 4 unabhängig von anderen Spannungsquellen vorgenommen werden kann, ist dem Speichermodul 2 die Batterie 6 zugeordnet. The invention is described below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying FIG. 1. Fig. 1 shows in block-diagram schematically an electronic central control unit 1 as an electronic actuator, which requires for its operation and for communication with other, driven by the electronic central control unit 1, an authentication modules. The authentication is stored as a code in a memory module designated overall by reference number 2 . The memory module 2 is electrically connected to the central control device 1 by a connecting line 3 . The memory module 2 comprises an EEPROM 4 , an electronic monitoring device 5 and a battery 6 as a voltage source. A code necessary for the identification and authentication of the central control device 1 is stored in the EEPROM. The monitoring device 5 is used to monitor the connecting line 3 between the memory module 2 and the central control device 1 . The monitoring device 5 of this exemplary embodiment is designed as a resistance monitoring device. The connecting line 3 is monitored by the monitoring device 5 according to a predetermined clock for changes in resistance. If the arrangement formed by the central control device 1 and the memory module is manipulated, for example if the connecting line 3 is disconnected, this can be detected by the monitoring device 5 in the course of the intended resistance measurement. The increase in the resistance value which can be detected by the monitoring device 5, which is associated with a severing of the connecting line 3 , is regarded by the system as a manipulation attempt. Consequently, the monitoring device 5 accesses the EEPROM 4 or the data stored therein and destroys it. This can be done, for example, by deleting the EEPROM. So that the process of monitoring the connecting line 3 and the access to the EEPROM 4 can be carried out independently of other voltage sources, the battery module 6 is assigned to the memory module 2 .

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Speichermodul 2 räumlich getrennt von dem Zentralsteuergerät 1 angeordnet und - wie durch den gestrichelt dargestellten Kasten angedeutet - zusätzlich durch mechanisch wirksame Mittel ausbaugeschützt, beispielsweise gekapselt, etwa durch einen Wirbelsinterprozeß oder einen Verguß. Durch eine solche Kapselung ist ein Ausbau des Speichermoduls 2 zerstörungsfrei nicht möglich, so daß eine unbefugte weitere Verwendung des Speichermoduls 2 wirksam verhindert ist. Bezugszeichenliste 1 Elektronisches Zentralsteuergerät
2 Speichermodul
3 Verbindungsleitung
4 EEPROM
5 Überwachungseinrichtung
6 Batterie
In the illustrated embodiment, the memory module 2 is arranged spatially separate from the central control device 1 and - as indicated by the box shown in dashed lines - additionally protected against expansion by mechanically effective means, for example encapsulated, for example by a vortex sintering process or a potting. Such an encapsulation makes it impossible to remove the memory module 2 without destroying it, so that unauthorized further use of the memory module 2 is effectively prevented. LIST OF REFERENCE SIGNS 1 electronic central control unit
2 memory module
3 connecting line
4 EEPROM
5 monitoring device
6 battery

Claims

1. Memory module for storing electronic authentication for operating an electronic actuator ( 1 ), the memory module ( 2 ) being electrically connected to the associated electronic actuator ( 1 ), characterized in that the memory module ( 2 ) in addition to the actual data memory ( 4 ) an electronic monitoring device ( 5 ) for monitoring the electrical connection between the memory module ( 2 ) and the electronic actuator ( 1 ) is associated and the data memory ( 4 ) and the monitoring device ( 5 ) are designed so that the monitoring device ( 5 ) authentication stored in the data memory upon detection of predefined states within the scope of the monitoring can be changed, and that the memory module ( 2 ) comprises a voltage source ( 6 ) which is independent of the voltage supply of the electronic actuator ( 1 ).

2. Memory module according to claim 1, characterized in that the data memory of the memory module is designed as an EEPROM ( 4 ).

3. Memory module according to claim 1 or 2, characterized in that the monitoring device ( 5 ) for monitoring the electrical connection between the memory module ( 2 ) and the electronic actuator ( 1 ) is designed as a resistance monitoring device.

4. Memory module according to one of claims 1 to 3, characterized in that the memory module ( 2 ) is arranged spatially separate from the electronic actuator ( 1 ).

5. Memory module according to one of claims 1 to 4, characterized in that the memory module ( 2 ) is protected against expansion by additional, mechanically effective means.

6. Memory module according to one of claims 1 to 5, characterized in that the memory module ( 2 ) and the electronic actuator ( 1 ) are part of a safety-relevant device in a motor vehicle.

7. A method for authenticating an electronic actuator ( 1 ) with an authentication stored in a data memory ( 4 ) of a memory module ( 2 ), characterized in that the electrical connecting line ( 3 ) between the memory module ( 2 ) and the electronic actuator ( 1 ) is monitored for changes in state and that when unauthorized changes are found, the authentication stored in the data memory ( 4 ) of the memory module ( 2 ) is changed or destroyed.

8. The method according to claim 7, characterized in that a change in the authentication stored in the data memory ( 4 ) is carried out by changing individual bits.

9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that for monitoring the electrical connection between the memory module ( 2 ) and the electronic actuator ( 1 ) resistance monitoring is carried out.