DE10237698A1 - Data-transmission method for transferring data between control units in a motor vehicle, uses control units to prepare and exchange encoded data records for vehicle functions - Google Patents

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Abstract

A first control unit (SE1) prepares encoded data records (DV1,DV2) from parts of data to be transferred. A second control unit (SE2) for preparing encoded data records transmits codes (Sch1-Sch3) to the first control unit, which transmits the encoded data records to the second control unit. The first control unit transmits second data records (DU1,DU2) to the second control unit with a part of the data to be transmitted. The second control unit compares the data records. An Independent claim is also included for a device for transferring data between control units in a motor vehicle.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen mindestens zwei Steuereinheiten in einem Fahrzeug.The invention relates to a Method and device for transferring data between at least two control units in one vehicle.

Es ist bekannt, daß Daten zwischen Steuereinheiten in einem Fahrzeug durch ein nicht abgesichertes Übertragungsmedium übertragen werden. Dabei ist es aus Sicherheitsgründen jedoch zwingend, daß eine mögliche Verfälschung und/oder ein Verlust der Informationen erkannt wird.It is known that data transmitted between control units in a vehicle through an unsecured transmission medium become. For security reasons, however, it is imperative that a possible falsification and / or a loss of information is detected.

Aus der DE 197 28 841 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Datenübertragung in einem Kraftfahrzeug bekannt, wobei Daten zwischen einer ersten Steuereinheit und einer zweiten Steuereinheit derart übertragen werden, daß die erste Steuereinheit Daten an die zweite Steuereinheit sendet und die zweite Steuereinheit wenigstens einen Teil dieser Daten zurücksendet, die erste Steuereinheit die von ihr gesendeten und die von der zweiten Steuereinheit zurückgesendeten Daten vergleicht, wobei ein Fehler erkannt wird, wenn die Daten voneinander abweichen, und in wenigstens einer Steuereinheit die Daten vor dem Senden codiert werden. Ein auftretender Fehler wird dabei vom Sender nicht jedoch vom Empfänger erkannt. Sollen Daten am Empfänger weiter verarbeitet werden, so ist jedoch ein sofortiges Erkennen von Fehlern beim Empfänger zwingend. Sicherheitskritische Informationen, wie z.B. ein Bremsmoment, sind daher nicht übertragbar.From the DE 197 28 841 A1 A method and a device for monitoring data transmission in a motor vehicle is known, data being transmitted between a first control unit and a second control unit in such a way that the first control unit sends data to the second control unit and the second control unit sends back at least some of this data. the first control unit compares the data sent by it and the data sent back by the second control unit, an error being recognized if the data differ from one another and the data being encoded in at least one control unit before transmission. An error that occurs is not recognized by the transmitter, but by the receiver. If data are to be processed further at the receiver, however, it is imperative that the receiver immediately recognizes errors. Safety-critical information, such as braking torque, is therefore not transferable.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen mindestens zwei Steuereinheiten in einem Fahrzeug schaffen, durch das auch sicherheitskritische Funktionen über ein nicht abgesichertes Medium übertragbar sind.The invention therefore has the technical problem based, method and an apparatus for transmitting data between create at least two control units in a vehicle that also safety-critical functions over an unsecured Medium transferable are.

Die Lösung des Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 5. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the problem arises through the objects with the features of claims 1 and 5. Further advantageous embodiments of the invention result itself from the subclaims.

Eine erste Steuereinheit erstellt einen verschlüsselten Datensatz aus mindestens einen Teil der zu übertragenden Daten, wobei die zweite Steuereinheit mindestens einen Schlüssel für die Erstellung des verschlüsselten Datensatzes an die erste Steuereinheit sendet und die erste Steuereinheit mindestens den verschlüsselten Datensatz an die zweite Steuereinheit sendet. Die zweite Steuereinheit empfängt den verschlüsselten Datensatz und kann ihn mit Hilfe des vorliegenden Schlüssels dekodieren. Paßt der empfangene Datensatz nicht zu dem Schlüssel, so liegt ein Fehler vor. An der ersten Steuereinheit wird keine Dekodierung durchgeführt. Eine Kodierung mit dem vorgegeben Schlüssel ist durch eine Schaltung ohne eigene Intelligenz durchführbar.A first control unit is created an encrypted Record of at least part of the data to be transmitted, the second control unit at least one key for creating the encrypted Sends data record to the first control unit and the first control unit at least the encrypted one Sends data record to the second control unit. The second control unit receives the encrypted Record and can decode it using the given key. Does it fit received data record for the key, there is an error. No decoding is carried out on the first control unit. A Coding with the given key is through a circuit feasible without your own intelligence.

In einer bevorzugten Ausführungsform sendet die erste Steuereinheit den verschlüsselten Datensatz und einen zweiten unverschlüsselten Datensatz, umfassend mindestens einen Teil der zu übertragenden Daten, an die zweite Steuereinheit, und die zweite Steuereinheit vergleicht die Datensätze. Die empfangende Steuereinheit kennt und erkennt den zur Erstellung des verschlüsselten Datensatzes verwendeten Schlüssel und kann daher die empfangenen Daten einfach und schnell auf Unversehrtheit überprüfen. Andere Steuereinheiten sind in der Lage die Daten ebenfalls zu lesen und gegebenenfalls auch auszuwerten, wenn sie den verwendeten Schlüssel kennen. Eine Schlüsselvergabe erfolgt jedoch ausschließlich durch zweite Steuereinheit, so daß keine Manipulation möglich ist.In a preferred embodiment the first control unit sends the encrypted data record and one second unencrypted Data set comprising at least part of the data to be transmitted Data to the second control unit and the second control unit compares the records. The receiving control unit knows and recognizes that for the creation of the encrypted Record used key and can therefore easily and quickly check the received data for integrity. Other Control units are also able to read the data and If necessary, also evaluate if you know the key used. A key assignment however, is done exclusively by a second control unit so that no manipulation is possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform sendet die zweite Steuereinheit eine Vielzahl unterschiedlicher Schlüssel in einer definierten Reihenfolge. Der ersten Steuereinheit ist die Reihenfolge der vorgegebenen Schlüssel bekannt. Die erste Steuereinheit erkennt daher an einem zeitlichen Verzug, ob Daten verloren gingen oder verfälscht wurden.In a preferred embodiment the second control unit sends a multitude of different ones key in a defined order. The first control unit is the Order of the given keys is known. The first control unit therefore recognizes from a time delay whether data has been lost or falsified were.

In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eine Steuereinheit mit einer Geschwindigkeitsregelanlage (GRA) wirkverbunden ist. An der Übertragung eines GRA Schalterzustandes können eine Vielzahl an Steuereinheiten und Datenleitungen beteiligt sein. Die Auswertung des GRA Schalters ist daher sehr aufwendig. Durch den Vergleich der Datensätze kann die empfangende Steuereinheit eine aufgetretenen Fehler in der Kommunikation sofort erkennen und in einen sicheren Zustand übergehen.In another embodiment is at least one control unit with a cruise control system (GRA) is connected. At the transfer a GRA switch state can be a Numerous control units and data lines are involved. The Evaluation of the GRA switch is therefore very complex. By the Comparison of records the receiving control unit can report an error that has occurred recognize communication immediately and change to a safe state.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist der Gang-Wahlhebelschalter.Another preferred embodiment is the gear selector switch.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:The invention is described below of a preferred embodiment explained in more detail. The Figures show:

1 einen GRA-Schalter mit Schaltung, 1 a GRA switch with circuit,

2 eine Wahrheitstabelle und 2 a truth table and

3 ein Schema einer Informationsübertragung mittels Schlüsselvergabe 3 a diagram of an information transfer using key allocation

1 zeigt einen Schalter S einer Geschwindigkeitsregelanlage (GRA) mit einer Schaltung 1, umfassend Schaltelemente E1, E2, E3. Durch eine nicht dargestellte empfangende Steuereinheit soll der Zustand des Schalters S anhand gesendeter Ausgangssignale A1, A2 ausgewertet werden. Die empfangende Steuereinheit ist dabei beispielsweise das Motorsteuergerät des Fahrzeugs. Das Motorsteuergerät sendet einen 3 Bit Schlüssel an die Schaltung, wodurch Zustände der Schaltelemente E1, E2, E3 verändert werden. Die Kodiertiefe kann entsprechend der Anwendung beliebig gewählt werden. Die Übertragung erfolgt dabei über ein beliebiges Medium, beispielsweise einen CAN Bus. Die Ausgangssignale A1, A2 werden aufgrund des Zustandes der Schaltelemente E1, E2, E3 gesetzt. 1 shows a switch S of a cruise control system (GRA) with a circuit 1, comprising switching elements E1, E2, E3. The state of the switch S is to be evaluated by a receiving control unit (not shown) on the basis of transmitted output signals A1, A2. The receiving control unit is, for example, the engine control unit of the vehicle. The engine control unit sends a 3-bit key to the circuit, which changes the states of the switching elements E1, E2, E3. The coding depth can be chosen according to the application the. The transmission takes place via any medium, for example a CAN bus. The output signals A1, A2 are set on the basis of the state of the switching elements E1, E2, E3.

2 zeigt eine zu der in 1 dargestellten Schaltung 1 gehörende Wahrheitstabelle. Die ersten drei Spalten zeigen den Zustand der Schaltelemente E1, E2, E3 gemäß dem Schlüssel. Bei geschlossenem GRA-Schalter S ergeben sich die Ausgangssignale A1, A2 gemäß den Spalten vier und fünf. Die letzten beiden Spalten zeigen die Ausgangssignale A1, A2 bei offenem GRA-Schalter S. Kodierungen gemäß den grau hinterlegte Zeilen sind nicht für eine Aussage über den Zustand des GRA-Schalters S verwendbar. 2 shows one to that in 1 shown circuit 1 belonging truth table. The first three columns show the state of the switching elements E1, E2, E3 according to the key. When the GRA switch S is closed, the output signals A1, A2 result in accordance with columns four and five. The last two columns show the output signals A1, A2 when the GRA switch S is open. Codings according to the lines with a gray background cannot be used to make a statement about the state of the GRA switch S.

Sendet das Motorsteuergerät eine Vielzahl von Schlüsseln in einer ihm bekannten Reihenfolge, so müssen diese zu gleichen Aussagen über den Zustand des GRA-Schalters S führen, bzw. einen Zustandswechsel eindeutig durch eine Folge von entsprechenden Informationen signalisieren. Ist dies nicht der Fall, so liegt ein Fehler in der Übertragung vor und/oder die Daten wurden manipuliert.The engine control unit sends a variety of keys in a sequence known to him, they must make the same statements about the The state of the GRA switch S, or a change of state clearly through a sequence of corresponding ones Signal information. If this is not the case, then a Transmission errors before and / or the data has been manipulated.

3 zeigt eine Informationsübertragung zwischen zwei Steuereinheiten SE1, SE2 mittels einer Schlüsselvergabe. Die Steuereinheit SE2 ist der Empfänger der Daten, die Steuereinheit SE1 Sender der Daten. SE2 sendet eine definierte Reihenfolge von Schlüsseln Sch1, Sch2, Sch3 an die Steuereinheit SE1. Die Steuereinheit SE1 verschlüsselt die zu sendenden Daten entsprechend und sendet die Daten sowohl als unverschlüsselten Datensatz DU1, DU2 als auch als verschlüsselten Datensatz DV1, DV2 an die Steuereinheit SE2. Die Steuereinheit SE2 entschlüsselt die Daten und vergleicht die beiden empfangenen Datensätze. Bei einer Gleichheit war die Botschaft gültig. Anhand einer Phasenverschiebung des verschlüsselten Datensatzes zum gesendeten Schlüssel ist ein zeitliches Fehlverhalten detektierbar. Alle Mithörer, welche den Algorithmus der Verschlüsselung kennen, können die gesendeten Daten auswerten. Jedoch nur die Steuereinheit SE2 ist zur Schlüsselvergabe berechtigt, andere Steuereinheiten können in die Schlüsselvergabe nicht eingreifen. 3 shows an information transmission between two control units SE1, SE2 by means of a key assignment. The control unit SE2 is the receiver of the data, the control unit SE1 sender of the data. SE2 sends a defined sequence of keys Sch1, Sch2, Sch3 to the control unit SE1. The control unit SE1 encrypts the data to be sent accordingly and sends the data both to the control unit SE2 as an unencrypted data record DU1, DU2 and as an encrypted data record DV1, DV2. The control unit SE2 decrypts the data and compares the two received data records. If there was a tie, the message was valid. A time error can be detected on the basis of a phase shift of the encrypted data record relative to the transmitted key. All listeners who know the encryption algorithm can evaluate the data sent. However, only the control unit SE2 is authorized to issue keys, other control units cannot intervene in the key allocation.

Claims (8)

Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen mindestens zwei Steuereinheiten (SE1, SE2) in einem Fahrzeug, wobei die erste Steuereinheit (SE1) einen verschlüsselten Datensatz (DV1, DV2) aus mindestens einen Teil der zu übertragenden Daten erstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinheit (SE2) mindestens einen Schlüssel (Sch1, Sch2, Sch3) für die Erstellung des verschlüsselten Datensatzes (DV1, DV2) an die erste Steuereinheit (SE1) sendet und die erste Steuereinheit (SE1) mindestens den verschlüsselten Datensatz (DV1, DV2) an die zweite Steuereinheit (SE2) sendet.Method for transmitting data between at least two control units (SE1, SE2) in a vehicle, the first control unit (SE1) creating an encrypted data record (DV1, DV2) from at least part of the data to be transmitted, characterized in that the second control unit (SE2) sends at least one key (Sch1, Sch2, Sch3) for creating the encrypted data record (DV1, DV2) to the first control unit (SE1) and the first control unit (SE1) sends at least the encrypted data record (DV1, DV2) to the second control unit (SE2) sends. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinheit (SE1) einen zweiten Datensatz (DU1, DU2), umfassend mindestens einen Teil der zu übertragenden Daten, an die zweite Steuereinheit (SE2) sendet, und die zweite Steuereinheit (SE2) die Datensätze vergleicht.A method according to claim 1, characterized in that the first Control unit (SE1) comprising a second data record (DU1, DU2) at least part of the data to be transferred Data sent to the second control unit (SE2) and the second control unit (SE2) the records compares. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinheit (SE2) eine Vielzahl an Schlüsseln (Sch1, Sch2, Sch3) in einer definierten Reihenfolge sendet.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the second Control unit (SE2) a variety of keys (Sch1, Sch2, Sch3) in sends in a defined order. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Steuereinheit (SE1, SE2) mit einer Geschwindigkeitsregelanlage wirkverbunden ist.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that at least a control unit (SE1, SE2) with a cruise control system is connected. Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen mindestens zwei Steuereinheiten (SE1, SE2) in einem Fahrzeug, wobei durch die erste Steuereinheit (SE1) einen verschlüsselten Datensatz (DV1, DV2) aus mindestens einen Teil der zu übertragenden Daten erstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zweite Steuereinheit (SE2) mindestens ein Schlüssel (Sch1, Sch2, Sch3) für die Erstellung des verschlüsselten Datensatzes (DV1, DV2) an die erste Steuereinheit (SE1) sendbar ist und durch die erste Steuereinheit (SE1) mindestens der verschlüsselte Datensatz (DV1, DV2) an die zweite Steuereinheit (SE2) sendbar ist.Transmission device of data between at least two control units (SE1, SE2) in a vehicle, the first control unit (SE1) providing a encrypted Data record (DV1, DV2) from at least part of the data to be transmitted Data can be generated, characterized in that by the second control unit (SE2) at least one key (Sch1, Sch2, Sch3) for the creation of the encrypted Record (DV1, DV2) can be sent to the first control unit (SE1) and by the first control unit (SE1) at least the encrypted data record (DV1, DV2) can be sent to the second control unit (SE2). Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die erste Steuereinheit (SE1) ein zweiter Datensatz (DU1, DU2), umfassend mindestens einen Teil der zu übertragenden Daten, an die zweite Steuereinheit (SE2) sendbar ist, und die Datensätze durch die zweite Steuereinheit (SE2) vergleichbar sind.Apparatus according to claim 5, characterized in that the first control unit (SE1) a second data record (DU1, DU2), comprising at least part of the data to be transferred to which second control unit (SE2) can be sent, and the data records the second control unit (SE2) are comparable. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zweite Steuereinheit (SE2) eine Vielzahl an Schlüsseln (Sch1, Sch2, Sch3) in einer definierten Reihenfolge sendbar ist.Device according to claim 5 or 6, characterized in that that by the second control unit (SE2) has a plurality of keys (Sch1, Sch2, Sch3) can be sent in a defined order. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Steuereinheit (SE1, SE2) mit einer Geschwindigkeitsregelanlage wirkverbunden ist.Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that that at least a control unit (SE1, SE2) with a cruise control system is connected.
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