DE19607017A1 - Fernbedienungseinrichtung und Betriebsverfahren hierfür, insbesondere zur Ansteuerung von kraftfahrzeugbezogenen Einrichtungen - Google Patents

Fernbedienungseinrichtung und Betriebsverfahren hierfür, insbesondere zur Ansteuerung von kraftfahrzeugbezogenen Einrichtungen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernbedienungseinrichtung mit einer tragbaren Fernbedieneinheit, wenigstens einer über die Fernbedieneinheit ansteuerbaren Funktionseinheit und einer bidi­ rektionalen Datenkommunikationsstrecke, über welche mittels ei­ nes symmetrischen Verschlüsselungsverfahrens codierte Daten zwi­ schen der Fernbedieneinheit und der Funktionseinheit übertragbar sind, sowie auf ein Betriebsverfahren für eine solche Einrich­ tung.
Fernbedienungseinrichtungen dieser Art dienen beispielsweise da­ zu, den Zugang oder die Nutzungsberechtigung eines Kraftfahrzeu­ ges oder die Steuerung externer kraftfahrzeugbezogener Vorrich­ tungen, wie eines Garagentoröffners, codegeschützt nur einem ausgewählten Kreis von berechtigten Nutzern zu erlauben. Die be­ rechtigten Nutzer weisen der jeweiligen ansteuerbaren Funktions­ einheit ihre Nutzungsberechtigung dadurch nach, daß sie im Be­ sitz einer berechtigenden Fernbedieneinheit sind und über diese einen bidirektionalen Codedatenaustausch mit der Funktionsein­ heit auslösen, innerhalb welchem der zugehörige Berechtigungs­ code verschlüsselt zwischen den beiden Einheiten übertragen und anschließend auf Übereinstimmung und damit Nutzungsberechtigung geprüft wird. Die Verwendung eines symmetrischen Verschlüsse­ lungsverfahrens, welches das Vorhandensein eines identischen Verschlüsselungsgeheimnisses in beiden Einheiten voraussetzt, bietet einen hohen Schutz vor Versuchen durch Unberechtigte, mittels Abhören eines derartigen Codedatenaustauschs anschlie­ ßend selbst erfolgreich die Funktionseinheit ansteuern zu kön­ nen.
In der Offenlegungsschrift DE 32 25 754 A1 sind eine Fernbedie­ nungseinrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Betriebs­ verfahren hierfür offenbart, bei dem das Verschlüsselungsgeheim­ nis des verwendeten symmetrischen Verschlüsselungsverfahrens ei­ ne mathematische Funktion ist, die identisch und unveränderbar einerseits in einem Schlüsselteil und andererseits in einem Schloßteil abgelegt ist.
In der Kryptographie ist unter anderem der sogenannte DES(Data Encription Standard)-Algorithmus als ein hochsicherer Algorith­ mus für symmetrische Verschlüsselungsverfahren bekannt, der bei­ spielsweise in einer in der Patentschrift DE 44 11 450 C1 be­ schriebenen Fahrzeugsicherungseinrichtung mit elektronischer Nutzungsberechtigungscodierung zur Ersatzschlüsselimplementie­ rung anstelle eines dort ansonsten für einen geschützten Codeda­ tenaustausch verwendeten asymmetrischen Verschlüsselungsverfah­ rens, bei dem nur einer der beiden miteinander kommunizierenden Einheiten ein Verschlüsselungsgeheimnis zu enthalten braucht, vorgeschlagen wird.
Es ist verschiedentlich bekannt, eine tragbare Fernbedieneinheit in Form eines elektronischen Fahrzeugschlüssels, der zum Zugang und/oder zur Nutzung eines Kraftfahrzeuges berechtigt, zusätz­ lich zur Ansteuerung weiterer Fahrzeugfunktionseinheiten oder sonstiger Funktionseinheiten, wie eines Garagentoröffners, zu verwenden, wozu stellvertretend auf die Patentschriften DE 30 43 627 C2, DE 40 18 261 C1 und DE 42 15 221 C2 sowie die Offenle­ gungsschrift DE 40 03 280 A1 hingewiesen sei.
In der Offenlegungsschrift DE 41 02 020 A1 ist eine Fernbedie­ nungseinrichtung mit einem Fahrzeugschlüssel beschrieben, der für bidirektionalen Informationsaustausch mit dem Fahrzeug zwecks Ansteuerung von Verriegelungs- und Entriegelungsorganen desselben eingerichtet ist und außerdem eine optische Anzeige­ einheit aufweist, auf der vom Fahrzeug übertragene Informationen bezüglich Fahrzustandsparameter, wie Zustand der Fahrzeugtüren, gefahrene Kilometerstrecke, Füllstand im Kraftstofftank, sowie ggf. bezüglich weiterer Parameter, wie Uhrzeit und Zustand der Batterie des Schlüssels, optisch angezeigt werden können.
Aus der Offenlegungsschrift EP 0 617 183 A2 ist eine Fernbedie­ nungseinrichtung mit einem Schlüssel für ein Kraftfahrzeug be­ kannt, der einen Sprachspeicher, ein Mikrofon und eine Sprachwiedergabeeinheit enthält. In den so ausgelegten Schlüssel können Informationen, wie beispielsweise die Nummer eines Parkplatzes, auf dem sich das Fahrzeug befindet, in Sprachform eingegeben und dort abgespeichert werden, wonach diese Informationen auf Anfor­ derung durch den Benutzer wieder aus dem Schlüssel in Sprachform ausgegeben werden können.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Fernbedienungseinrichtung der eingangs genannten Art sowie eines hierfür geeigneten Betriebsverfahrens zugrunde, bei denen mit relativ geringem Aufwand dafür gesorgt ist, daß das für das verwendete symmetrische Verschlüsselungsverfahren benutzte Ver­ schlüsselungsgeheimnis in einfacher und manipulationsgeschützter Weise verändert werden kann.
Dieses Problem wird durch eine Fernbedienungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Der von dieser Einrichtung bzw. diesem Verfahren realisierbare Lernvorgang zur Ersetzung eines bisheri­ gen Verschlüsselungsgeheimnisses durch ein neues zeichnet sich sowohl durch hohe Manipulationssicherheit als auch durch gleich­ zeitig einfache Handhabbarkeit aus. Die Fernbedieneinheit be­ rechnet bei Aktivierung des Lernmodus selbsttätig ein neues Ver­ schlüsselungsgeheimnis, vorzugsweise nach einem Pseudozufalls­ verfahren. Da das Verschlüsselungsgeheimnis selbst für den rechtmäßigen Besitzer der Fernbedieneinheit verborgen bleibt, wird dieser nicht mit der Eingabe eines Verschlüsselungsgeheim­ nisses belastet. Aufgrund der Generierung eines jeweils neuen Verschlüsselungsgeheimnisses auf Anforderung ist der Lernmodus zwecks Wahl eines neuen Verschlüsselungsgeheimnisses beliebig oft wiederholbar. Mit den Maßnahmen des Bestätigens einer Lern­ aktivierung und des Quittierens einer Verschlüsselungsgeheimnis­ änderung durch die Funktionseinheit an die Fernbedieneinheit und der erst daraufhin in der Funktionseinheit erfolgenden Ver­ schlüsselungsgeheimnisersetzung ist sichergestellt, daß ein von einem Unberechtigten ausgelöstes Erzeugen eines neuen Geheimnis­ ses zum einen für diesen wertlos bleibt, da die Funktionseinheit weiterhin mit dem alten Verschlüsselungsgeheimnis anzusteuern ist, und zum anderen der berechtigte Benutzer die Funktionsein­ heit weiterhin mit der Fernbedieneinheit auf der Basis des wei­ ter geltenden Verschlüsselungsgeheimnisses anzusteuern vermag. Alternativ dazu ist es möglich, die Erzeugung eines neuen Ver­ schlüsselungsgeheimnisses in der Fernbedieneinheit bei nicht ak­ tivierter Funktionseinheit erst gar nicht zuzulassen. Die Funk­ tionseinheit sollte zweckmäßigerweise vor dem Zugriff Unberech­ tigter bewahrt und die Aktivierung des Lernmodus bei der Funkti­ onseinheit durch eine geeignete Verriegelung, wie beispielsweise einen Schlüsselschalter, geschützt werden.
Mit einer nach Anspruch 2 weitergebildeten Fernbedienungsein­ richtung können über die Fernbedieneinheit sowohl mindestens ei­ ne fahrzeugseitige Funktionseinheit, z. B. eine Standheizung, als auch mindestens eine fahrzeugexterne Funktionseinheit, z. B. ein Garagentoröffner, angesteuert werden. Darüber hinaus können in umgekehrter Datenübertragungsrichtung Zustandsinformationen, insbesondere bezüglich der jeweiligen Funktionseinheit, an die Fernbedieneinheit übermittelt und dort optisch und/oder aku­ stisch zur Anzeige gebracht werden.
Bei einer nach Anspruch 3 weitergebildeten Einrichtung ist jeder der von der Fernbedieneinheit ansteuerbaren Funktionseinheiten ein eigenes Verschlüsselungsgeheimnis für den Verschlüsselungs­ algorithmus in der Fernbedieneinheit zugeordnet, so daß die Ver­ schlüsselungsgeheimnisse für verschiedene ansteuerbare Funkti­ onseinheiten unabhängig voneinander geändert werden können.
Bei einer nach Anspruch 4 weitergebildeten Einrichtung beinhal­ tet die ansteuerbare Funktionseinheit eine Auswahlmöglichkeit zwischen mehreren Lernmodus-Kanälen, von denen jeder zum Setzen eines Verschlüsselungsgeheimnisses zur Datenkommunikation mit einer bestimmten Fernbedieneinheit dient. Auf diese Weise kann die Funktionseinheit von mehreren berechtigenden Fernbedienein­ heiten mit jeweils spezifischem Verschlüsselungsgeheimnis ange­ steuert werden.
Eine besonders sichere Datenkommunikation zwischen Fernbedien­ einheit und ansteuerbarer Funktionseinheit bei vertretbar gerin­ gem Aufwand ermöglicht eine nach Anspruch 5 weitergebildete Ein­ richtung, in welcher der sogenannte DES(Data Enscription Stan­ dard)-Algorithmus für das symmetrische Verschlüsselungsverfahren verwendet wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnun­ gen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zei­ gen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Fernbedienungseinrichtung zur Steuerung von kraftfahrzeuginternen und kraftfahrzeug­ externen Einrichtungen über eine tragbare Fernbedienein­ heit in Form eines Schlüsselanhängers,
Fig. 2 eine schematische Rückansicht des Schlüsselanhängers von Fig. 1,
Fig. 3 eine Darstellung eines Authentikationskommunikationsvor­ gangs mit der Einrichtung von Fig. 1 zwischen Schlüssel­ anhänger und einem Garagentoröffner,
Fig. 4 eine Darstellung der Bedienschritte eines Verschlüsse­ lungsgeheimnis-Lernvorgangs zwischen einem modifizierten Schlüsselanhänger als tragbarer Fernbedieneinheit und dem Garagentoröffner der Einrichtung von Fig. 1 und
Fig. 5 eine Darstellung des Kommunikationsablaufs während des Lernvorgangs gemäß Fig. 4.
Fig. 1 zeigt im Überblick als Blockdiagramm eine Fernbedienungs­ einrichtung, bei der eine tragbare Fernbedieneinheit in Form ei­ nes Schlüsselanhängers (1) vorgesehen ist, der über eine bidi­ rektionale Datenkommunikationsstrecke (17), speziell einer Funk­ strecke mit drei Funkkanälen (Fu1, Fu2, Fu3), je nach Betätigung zugehöriger Funktionstasten mit einer Sende-/Empfangseinrichtung (2a) eines einer Fahrzeuggarage zugeordneten Garagentoröffners (2), mit einer Sende-/Empfangseinrichtung (3a) eines Wohnhauses (3) oder mit einer Sende-/Empfangseinrichtung (4a) eines Fahr­ zeuges (4) in Datenaustauschverbindung treten kann, und zwar je­ weils über einen zugehörigen der drei Funkkanäle (Fu1, Fu2, Fu3). Der Schlüsselanhänger (1) vermag die fahrzeugexternen Ein­ richtungen auch dann über die zugehörigen Funkkanäle (Fu1, Fu2) anzusteuern, wenn er sich im Fahrzeuginnenraum befindet, wie durch die gezeigte Position (1a) angedeutet. Dabei erfolgt die zugehörige Datenkommunikation vollständig unabhängig vom Fahr­ zeug (4) und dessen Sende-/Empfangseinrichtung (4a). Zur Verbes­ serung der Übertragungseigenschaften ist es optional dazu auch möglich, eine Umsetzung der Signale des Schlüsselanhängers (1a) auf die Sende-/Empfangseinrichtung (4a) des Fahrzeuges vorzuneh­ men. Diese wickelt dann die Kommunikation mit der dem Garagen­ toröffner zugeordneten Sende-/Empfangseinrichtung über einen in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten, optionalen Funkkanal (Fu1opt) ab. Selbstverständlich kann bei Bedarf auch eine andere drahtlose Datenkommunikationsstrecke, z. B. auf der Basis von In­ frarotwellen, verwendet werden.
Die Sende-/Empfangseinrichtung (2a) des Garagentoröffners (2) besitzt einen Schaltausgang, der parallel zu einem hier nicht weiter gezeigten Bedienelement im Innenraum der Garage einen Ga­ ragentorstellantrieb (2b) ansteuert, so daß das Garagentor wahl­ weise über den Schlüsselanhänger (1) oder das Bedienelement im Garageninnenraum motorisch geöffnet und geschlossen werden kann. Die Sende-/Empfangseinrichtung (3a) im Wohnhaus (3) steuert mit einem Schaltausgang einen elektromechanischen Türöffner (3b) an, welcher der Haustüre des Wohnhauses (3) zugeordnet ist. Damit kann über den Schlüsselanhänger (1) das Öffnen der Haustür frei­ gegeben oder gesperrt werden. Es versteht sich, daß die beiden Sende-/Empfangseinrichtungen (2a, 3a) von Garagentoröffner (2) und Wohnhaus (3) bei Bedarf auch zu einer einteiligen, mehrkana­ ligen Sende-/Empfangseinrichtung vereint sein können. Die Sende- /Empfangseinrichtung (4a) im Fahrzeug (4) ist mit den anderen Komponenten der fahrzeugelektrischen Anlage über ein nicht ge­ zeigtes Datenbussystem verbunden.
Der als tragbare Fernbedieneinheit fungierende Schlüsselanhänger (1) besitzt, wie aus der Vorderansicht von Fig. 1 und der Rück­ ansicht von Fig. 2 hervorgeht, mehrere Funktionalitäten. Über eine Funktionstaste (5) an der Vorderseite erfolgt die Auslösung eines Datenkommunikationsvorgangs zur Ansteuerung des Garagen­ toröffners (2) und über eine weitere Funktionstaste (6) die An­ steuerung des Haustüröffners (3b). Einer dritten Funktionstaste (7) kann eine frei wählbare Funkfernbedienfunktion hinterlegt werden, wozu vorher ein geeignetes Datenprotokoll eingegeben wird. Eine mögliche Funktion ist diejenige des Einschaltens ei­ nes Hoflichtes. In einer Alternativlösung kann ein solches Hof­ licht auch über einen weiteren, zugeordneten Kommunikationskanal in der Sende-/Empfangseinrichtung (2a) des Garagentoröffners (2) erfolgen. Bei dieser Variante braucht dann kein eigenes Funkda­ tenprotokoll eingespeist werden.
Der Schlüsselanhänger (1) besitzt des weiteren ein Display (8), das über eine Beleuchtungstaste (9) beleuchtet werden kann. Auf dem Display (8) ist bei Betätigen einer Menütaste (10) ein Menü mit zuvor abgelegten, fahrzeuginternen Funktionalitäten dar­ stellbar, aus dem durch Betätigen einer Setztaste (11) eine je­ weils gewünschte Funktionalität ausgewählt werden kann. Im ge­ zeigten Beispiel von Fig. 1 ist als eine solche Funktionalität die Ansteuerung der Standheizung durch ein entsprechendes Symbol (16), das auf dem Display (8) erscheint, repräsentiert. Die An­ steuerung der aus dem Menü ausgewählten fahrzeuginternen Funk­ tionalitäten erfolgt über den Funkkanal (Fu3) zwischen Schlüs­ selanhänger (1) und Fahrzeug (4), wobei die fahrzeugseitige Sen­ de-/Empfangseinrichtung (4a) die entsprechenden Steuerbefehle über das Datenbussystem an die jeweilige Fahrzeugzielkomponente weiterleitet.
An seiner Rückseite weist der Schlüsselanhänger (1), wie aus Fig. 2 ersichtlich, eine Funktionstaste (12), die der Auswahl eines Lernmodus dient und weiter unten näher erläutert wird, so­ wie eine Funktionstaste (13), die als sogenannter Paniktaster dient, auf, wobei beide Funktionstasten (12, 13) vor unabsicht­ licher Betätigung dadurch geschützt sind, daß sie versenkt ange­ ordnet sind oder alternativ einen vergleichsweise harten Druck­ punkt besitzen. Durch Betätigen des Paniktasters (13) kann eine im Fahrzeug vorhandene Alarmanlage ausgelöst werden. Gegebenen­ falls ist es des weiteren im Zusammenwirken der Fahrzeugdieb­ stahlwarnanlage mit einem Autotelefon und einem Ortungssystem, wie dem GPS (Global Positioning System), möglich, einen Notruf abzusetzen. Des weiteren sind an der Rückseite des Schlüsselan­ hängers (1) ein Lautsprecher (14) und ein Mikrofon (15) angeord­ net, mit denen eine Sprachaufzeichnung und -wiedergabe möglich ist. Speziell können beispielsweise Informationen über den Fahr­ zeugstandort in Sprachform eingegeben und später wieder abgeru­ fen werden. Diese Funktion eignet sich insbesondere bei Mehr­ fachnutzung des zugehörigen Fahrzeuges (4) in einem Fuhrpark. Zusätzlich kann vorgesehen sein, Zustandsinformationen der vom Schlüsselanhänger (1) angesteuerten Funktionselemente, wie des Garagentoröffners (2), des Haustüröffners (3b) und der Fahrzeug- Standheizung oder auch andere Informationen, die dem Schlüsse­ lanhänger (1) über die mit ihm verbundenen Sende-/Empfangsein­ richtungen (2a, 3a, 4a) und die bidirektionale Datenkommunikati­ onsstrecke (17) übermittelt werden, auf dessen Display (8) op­ tisch anzuzeigen. So können beispielsweise auch Fahrzeugdaten wie Kilometerstand und Tankinhalt auf dem Display (8) angezeigt werden, was wiederum insbesondere bei Mehrfachnutzung des Fahr­ zeugs durch mehrere Fahrzeugführer, wie bei Autovermietungen und sogenannten Car-Sharing-Pools, von besonderem Nutzen ist. Ebenso kann auf diese Weise bei Bedarf der Verriegelungszustand der Fahrzeugtüren über die fahrzeugseitige Sende-/Empfangsein­ richtung (4a) und den zugehörigen Funkkanal (Fu3) an den Schlüs­ selanhänger (1) übermittelt und dort auf dem Display (8) ange­ zeigt werden.
Als weitere vorteilhafte Funktionalität der Fernbedienungs­ einrichtung kann vorgesehen sein, daß bei Auslösung der Fahr­ zeugdiebstahlwarnanlage aufgrund eines Diebstahlversuchs ein entsprechendes Informationssignal von der Sende-/Empfangsein­ richtung (4a) des Fahrzeugs (4) über den zugehörigen Funkkanal (Fu3) zum Schlüsselanhänger (1) übermittelt wird und dieser dar­ aufhin eine entsprechende Meldung über den Diebstahlversuch auf seinem Display (8) optisch und/oder über seinen Lautsprecher (14) akustisch abgibt.
Um einen Mißbrauch der Fernbedienungseinrichtung durch Unberech­ tigte zu verhindern, ist die Datenkommunikation zwischen dem Schlüsselanhänger (1) einerseits und den mit ihr in Verbindung stehenden Sende-/Empfangseinrichtungen (2a, 3a, 4a) durch eine Nutzungsberechtigungsprüfung geschützt, deren erfolgreicher Ab­ lauf Voraussetzung dafür ist, daß ein gesendetes Datensignal, insbesondere ein jeweiliges Ansteuersignal für den Garagentür­ öffner (2), den Haustüröffner (3b) oder die Fahrzeugstandhei­ zung, nach Aussenden ordnungsgemäß empfangen bzw. weiterverar­ beitet wird. Für einen solchen Authentikationsvorgang, mit dem die Berechtigung des jeweils betätigten Schlüsselanhängers (1) zur Ansteuerung der gewünschten Funktionseinheit geprüft wird, kommt in der Fernbedienungseinrichtung von Fig. 1 ein symmetri­ sches Verschlüsselungsverfahren zum Einsatz, das den sogenannten DES(Data Encription Standard)-Algorithmus benutzt. Die Sicher­ heit des DES-Algorithmus beruht nicht auf der Geheimhaltung des Algorithmus an sich, sondern auf derjenigen eines im Verschlüs­ selungsalgorithmus verwendeten Verschlüsselungsgeheimnisses (g), das einerseits im Schlüsselanhänger (1) und andererseits in den Sende-/Empfangseinrichtungen (2a, 3a, 4a) der angesteuerten Funktionseinheiten abgelegt ist. Dabei erzeugt der Verschlüsse­ lungsalgorithmus in Abhängigkeit dieses Verschlüsselungsgeheim­ nisses (g) und ggf. weiterer, nicht geheimer Parameter eine Zu­ fallszahl (z).
Beispielhaft ist in Fig. 3 ein typischer Authentikationsvorgang zwischen dem Schlüsselanhänger (1) und dem Garagentoröffner (2) veranschaulicht. Als Startschritt wird die zugehörige Funkti­ onstaste (5) des Schlüsselanhängers (1) betätigt, wodurch der Schlüsselanhänger (1) einen Funktionscode (F₁) in Verbindung mit einem Schlüsselidentitätscode (ID) aussendet, auf dessen Empfang hin sich die Sende-/Empfangseinrichtung (2a) des Garagentoröff­ ners (2) aktiviert. Diese berechnet daraufhin eine Zufallszahl (RND) mittels des DES-Algorithmus in Abhängigkeit von dem abge­ legten aktuellen Verschlüsselungsgeheimnis (g), zusätzlich XOR-ver­ knüpft mit einer Konstante (k) von 8 Byte Länge, und einer bisher geltenden Zufallszahl (RNDalt). Aufgrund seiner Zufallsei­ genschaften eignet sich der DES-Algorithmus besonders gut als Pseudozufallsgenerator. Die XOR-Verknüpfung des Verschlüsse­ lungsgeheimnisses (g) mit der Konstanten (k) wirkt sich zusätz­ lich sicherheitserhöhend aus, so daß mit dem gewählten Algorith­ mus ein Optimum an Sicherheit, einfacher Logistik und Handhab­ barkeit erreicht wird.
Nach Berechnung sendet die Sende-/Empfangseinheit des Garagen­ toröffners (2) die Zufallszahl (RND) unter optionaler Voraussen­ dung eines zugehörigen Funktionscodes (F₂) als Antwortsignal an den Schlüsselanhänger (1) zurück. Der Schlüsselanhänger (1) chiffriert nach Empfang der Zufallszahl (RND) selbige mit dem DES-Algorithmus unter Verwendung des Verschlüsselungsgeheimnis­ ses (g). Der auf diese Weise ermittelte Chiffretext (x) wird un­ ter optionaler Voranstellung eines zugehörigen Funktionscodes (F₃) zum Garagentoröffner (2) zurückgesendet. Die Sende-/Emp­ fangseinrichtung des Garagentoröffners (2) bestimmt aus dem Chiffretext (x) unter Verwendung des Verschlüsselungsgeheimnis­ ses (g) durch Anwendung des inversen DES-Algorithmus die enthal­ tene Klartextinformation und prüft, ob diese der zuvor erzeugten und ausgesendeten Zufallszahl (RND) entspricht. Nur wenn eine Übereinstimmung festgestellt wird, wird auf eine berechtigte An­ steuerung des Garagentoröffners (2) geschlossen, und die Sende-/Empfangs­ einrichtung (2a) gibt einen zugehörigen Schaltkontakt zur Ansteuerung des Garagentorstellantriebs (2b) frei.
Ein besonderer Vorteil der Fernbedienungseinrichtung liegt dar­ in, daß das für das symmetrische Verschlüsselungsverfahren ver­ wendete Verschlüsselungsgeheimnis (g) in einfacher Weise belie­ big oft neu gesetzt werden kann, um eine der ansteuerbaren Funk­ tionseinheiten einem jeweiligen Schlüsselanhänger nutzungs­ berechtigend zuzuordnen. Hierzu wird ein Verschlüsselungsgeheim­ nis-Lernvorgang durchgeführt, der nachfolgend anhand der Fig. 4 und 5 näher erläutert wird. Die Fig. 4 und 5 illustrieren beispielhaft einen solchen Lernvorgang zwischen einem Schlüssel­ anhänger (1′), der gegenüber demjenigen der Fig. 1 und 2 ge­ ringfügig modifiziert ist, und dem Garagentoröffner entsprechend Fig. 1, von dem in Fig. 4 stellvertretend nur ein zugehöriger Wahlschalter (2c) gezeigt ist. Der Wahlschalter (2c) besitzt ei­ ne Stellung "Aus", in welcher der Garagentoröffner abgeschaltet ist, eine Stellung "Betrieb", bei der sich der Garagentoröffner im Normalbetrieb zum gesteuerten Öffnen und Schließen des Gara­ gentors befindet, sowie drei Lernmodus-Stellungen "Lernen 1", "Lernen 2" und "Lernen 3", die drei parallelen Lernkanälen ent­ sprechen, über die dem Garagentoröffner drei verschiedene Ver­ schlüsselungsgeheimnisse von drei verschiedenen Schlüsselanhän­ gern zugewiesen werden können, wonach der Garagentoröffner über diese drei Schlüsselanhänger angesteuert werden kann.
Die modifizierten Schlüsselanhänger (1′) beinhalten wiederum rückwärtig eine Lernmodus-Funktionstaste (12′), einen Panikta­ ster (13′), einen Lautsprecher (14′) und ein Mikrofon (15′) so­ wie an der Vorderseite ein Display (8′), eine Funktionstaste (5′) zur Ansteuerung des Garagentoröffners, eine Funktionstaste (6′) zur Ansteuerung des Haustüröffners und eine frei belegbare Funktionstaste (7′), die beispielsweise zum Ein- und Ausschalten eines Hoflichts programmiert werden kann. Bei den modifizierten, als tragbare Fernbedieneinheiten dienenden Schlüsselanhängern (1′) ist eine weitere Funktionstaste (16′) zur direkten Ansteue­ rung der Fahrzeugstandheizung anstelle der bei den Schlüsselan­ hängern (1) gemäß den Fig. 1 und 2 vorgesehenen Auswahl über ein Menü angeordnet.
Der in Fig. 4 mit seinen Bedienschritten und in Fig. 5 im Kommu­ nikationsablauf veranschaulichte Verschlüsselungsgeheimnis- Lernvorgang, mit welchem der Garagentoröffner (2) ein neues Ver­ schlüsselungsgeheimnis (gneu) von einem Schlüsselanhänger (1′) lernt, wird wie folgt durchgeführt. Zunächst wird der Lernmodus bei der Sende-/Empfangseinrichtung des Garagentoröffners (2) für den betreffenden Schlüsselanhänger (1′) dadurch aktiviert, daß der Wahlschalter (2c) in den zugehörigen Lernkanal, z. B. die Stellung "Lernen 1", gebracht wird. Analog wird der Lernmodus beim betreffenden Schlüsselanhänger (1′) durch Drücken der Lern­ modus-Funktionstaste (12′) aktiviert. Anschließend wird die Funktionstaste (5′), die zu der das neue Verschlüsselungsgeheim­ nis lernenden Funktionseinheit, hier dem Garagentoröffner (2), gehört, betätigt, woraufhin der Schlüsselanhänger (1′) einen entsprechenden Funktionscode (F₄) als Lernmodus-Meldesignal aus­ sendet. Wenn sich die Gegenstelle, d. h. der Garagentoröffner (2), ordnungsgemäß im Lernmodus befindet, bestätigt sie dies auf den Erhalt des vom Schlüsselanhänger (1′) ausgesendeten Funkti­ onscodes (F₄) hin durch Absenden eines Lernmodus-Bestätigungs­ signals in Form eines Antwortfunktionscodes (F₅). Erst auf den Erhalt dieses Bestätigungssignals (F₅) hin erzeugt der Schlüssel­ anhänger (1′) aus einem in ihm anfänglich bei der Produktion im­ plementierten Verschlüsselungsbasisgeheimnis (gBasis) und dem bis­ her geltenden Verschlüsselungsgeheimnis (g) mittels des DES- Algorithmus ein neues Verschlüsselungsgeheimnis (gneu) als Pseu­ dozufallszahl mit guten Zufallseigenschaften. Bei der erstmali­ gen Zuweisung eines Verschlüsselungsgeheimnisses wird das an­ fänglich implementierte Verschlüsselungsbasisgeheimnis (gBasis) als bisheriges Verschlüsselungsgeheimnis verwendet. Durch die Notwendigkeit dieser Bestätigungsmeldung wird ein Entlocken des Verschlüsselungsgeheimnisses aus dem Schlüsselanhänger (1′) ohne Gegenstelle unmöglich gemacht. Das Verschlüsselungsgeheimnis wä­ re in diesem Fall zwar für den betreffenden Angreifer wertlos, da der Garagentoröffner (2) weiterhin nur mit dem bisherigen Verschlüsselungsgeheimnis (g) geöffnet werden könnte, jedoch wä­ re es bei einer alleinigen Änderung des Verschlüsselungsgeheim­ nisses im Schlüsselanhänger (1′) auch dem berechtigten Benutzer anschließend nicht mehr möglich, den Garagentoröffner (2) mit­ tels des Schlüsselanhängers (1′) anzusteuern.
Anschließend wird das neu erzeugte Verschlüsselungsgeheimnis (gneu) zum Garagentoröffner (2) übertragen. Nach Empfang und Ab­ speicherung des neuen Verschlüsselungsgeheimnisses (gneu), ggf. unter Ersetzung eines bisher zugewiesenen Verschlüsselungsge­ heimnisses (g), quittiert die Sende-/Empfangseinrichtung des Ga­ ragentoröffners (2) diese ordnungsgemäße Abwicklung durch Aus­ senden eines entsprechenden Quittierungs-Funktionscodes (F₆). Erst auf Empfang dieses Quittierungssignals (F₆) hin löscht der Schlüsselanhänger (1′) das bisher geltende Verschlüsselungsge­ heimnis (g), ersetzt es durch das neue Verschlüsselungsgeheimnis (gneu) und gibt dem Benutzer darüber eine optische und/oder aku­ stische Bestätigung über das Display (8′) bzw. den Lautsprecher (14′). Es versteht sich, daß bei Bedarf auch alle übrigen, zuvor genannten Bedienhandlungen und Bestätigungen auf dem Display (8′) des Schlüsselanhängers (1′) dargestellt werden können. Am Wahlschalter (2b) des Garagentoröffners (2) wird dann wieder auf normalen Betrieb umgestellt und der Lernmodus damit deaktiviert, wonach der Garagentoröffner (2) vom Schlüsselanhänger (1′) mit­ tels Datenkommunikationsvorgängen angesteuert werden kann, die eine Verschlüsselung basierend auf dem neuen Verschlüsselungsge­ heimnis (gneu) beinhalten. Im Schlüsselanhänger (1′) wird der Lernbetrieb nach Empfang des Quittierungssignals (F₆) des Gara­ gentoröffners (2) selbsttätig deaktiviert.
Wie ersichtlich, ist es mit dem beschriebenen Verschlüsselungs­ geheimnis-Lernverfahren in komfortabler Weise möglich, eine tragbare Fernbedieneinheit einerseits und eine über sie ansteu­ erbare Funktionseinheit andererseits einander nutzungsberechti­ gend unter beliebig oft wiederholbarer Änderung des Verschlüsse­ lungsgeheimnisses zuzuordnen, wobei die Ansteuerung der Funkti­ onseinheit durch die Fernbedieneinheit einen hochsicheren Au­ thentikationsvorgang durch ein symmetrisches Verschlüsselungs­ verfahren beinhaltet, welches dieses Verschlüsselungsgeheimnis verwendet. Dabei können je nach Anwendungsfall einer Funktions­ einheit mehrere nutzungsberechtigende Fernbedieneinheiten und umgekehrt einer Fernbedieneinheit mehrere von ihr ansteuerbare Funktionseinheiten zugewiesen werden.

Claims (7)

1. Fernbedienungseinrichtung, insbesondere zur Steuerung von kraftfahrzeugbezogenen Einrichtungen, mit
  • - einer tragbaren Fernbedieneinheit (1),
  • - wenigstens einer über die Fernbedieneinheit ansteuerbaren Funktionseinheit (2) und
  • - einer bidirektionalen Datenkommunikationsstrecke (17), über die mittels eines symmetrischen Verschlüsselungsverfahrens co­ dierte Daten zwischen der Fernbedieneinheit und der Funktions­ einheit übertragbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Fernbedieneinheit (1) bei Aktivierung eines Verschlüsse­ lungsgeheimnis-Lernmodus ein Lernmodus-Meldesignal (F₄) ab­ gibt,
  • - die Funktionseinheit (2) im Lernmodus auf den Empfang des Lernmodus-Meldesignals (F₄) hin ein Lernmodus-Bestätigungs­ signal (F₅) abgibt,
  • - die Fernbedieneinheit auf Empfang des Lernmodus-Bestätigungs­ signals hin mittels des Verschlüsselungsalgorithmus des symme­ trischen Verschlüsselungsverfahrens in Abhängigkeit eines bis­ herigen Verschlüsselungsgeheimnisses (g) ein neues Verschlüs­ selungsgeheimnis (gneu) ermittelt und an die Funktionseinheit sendet,
  • - die Funktionseinheit nach Empfang des neuen Verschlüsselungs­ geheimnisses (gneu) das bisherige Verschlüsselungsgeheimnis (g) durch das neue ersetzt und ein Quittierungssignal (F₆) an die Fernbedieneinheit sendet und
  • - die Fernbedieneinheit auf Empfang des Quittierungssignals hin das bisherige Verschlüsselungsgeheimnis (g) durch das neue Verschlüsselungsgeheimnis (gneu) ersetzt.
2. Fernbedienungseinrichtung nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß mit der Fernbedieneinheit (1) wenigstens eine fahrzeugseitige Funktionseinheit und wenigstens eine fahrzeugexterne Funktions­ einheit (2, 3b) ansteuerbar sind und die Fernbedieneinheit eine optische (8) und/oder eine akustische Anzeigevorrichtung (14) zum Anzeigen von über die bidirektionale Datenkommunikations­ strecke (17) übermittelbaren Informationen aufweist.
3. Fernbedienungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Fernbedieneinheit (1) für jede der über sie ansteuerbaren Funktionseinheiten (2, 3b) ein eigenes Verschlüsselungsgeheimnis zur Datenverschlüsselung mittels des Verschlüsselungsalgorithmus verwendet.
4. Fernbedienungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Funktionseinheit (2) mehrere Lernmodus- Kanäle (Lernen 1, Lernen 2, Lernen 3) zum Lernen jeweils unter­ schiedlicher Verschlüsselungsgeheimnisse aufweist, die spezi­ fisch jeweils einer von mehreren tragbaren Fernbedieneinheiten (1) zugeordnet sind.
5. Fernbedienungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß als Verschüsselungsalgorithmus der DES-Algorithmus verwendet wird.
6. Verfahren zum Betrieb einer Fernbedienungseinrichtung nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Schritte zur nutzungsberechtigenden, fremdnutzungsge­ schützten Zuordnung einer tragbaren Fernbedieneinheit zu einer über sie ansteuerbaren Funktionseinheit mittels Zuweisung eines gemeinsamen, neuen Verschlüsselungsgeheimnisses (gneu) eines zur Authentikation verwendeten symmetrischen Verschlüsselungsverfah­ rens:
  • - Aktivieren eines Lernmodus an der Funktionseinheit (2) und der Fernbedieneinheit (1′) und Senden eines Lernmodus-Meldesignals (F₄) von der Fernbedieneinheit zur Funktionseinheit,
  • - Senden eines Lernmodus-Bestätigungssignals (F₅) von der Funk­ tionseinheit zur Fernbedieneinheit auf den Empfang des Lernmo­ dus-Meldesignals (F₄) hin,
  • - Berechnen des neuen Verschlüsselungsgeheimnisses (gneu) mittels des Verschlüsselungsalgorithmus des symmetrischen Verschlüsse­ lungsverfahrens in Abhängigkeit von einem Verschlüsselungs­ basisgeheimnis (gBasis) und des bisherigen Verschlüsselungs­ geheimnisses (g) und Übertragung desselben an die Funktions­ einheit durch die Fernbedieneinheit auf den Empfang des Lern­ modus-Bestätigungsignals (F₅) hin,
  • - Ersetzen des bisherigen Verschlüsselungsgeheimnisses (g) durch das empfangene, neue Verschlüsselungsgeheimnis (gneu) in der Funktionseinheit und Absenden eines Quittierungssignals (F₆) durch die Funktionseinheit und
  • - Ersetzen des bisherigen Verschlüsselungsgeheimnisses (g) durch das neue Verschlüsselungsgeheimnis (gneu) in der Fernbedienein­ heit auf den Empfang des Quittierungssignals (F₆) hin.
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