DE19955545A1 - System for controlling a motor vehicle uses control devices fitted with a cryptocontroller storing a program for encrypting and/or a secret code in memory and keeping it safe from manipulation - Google Patents
System for controlling a motor vehicle uses control devices fitted with a cryptocontroller storing a program for encrypting and/or a secret code in memory and keeping it safe from manipulationInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Steuersystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a control system for a motor vehicle according to the Preamble of claim 1.
In einem Kraftfahrzeug ist es in zunehmenden Maße bekannt, eine Vielzahl von elektronischen Steuergeräten für bestimmte Bauteile und Funktionen innerhalb des Kraftfahrzeugs vorzusehen. Das sind zum Beispiel die Motorsteuerung, die Steuerung der Türen und Fenster, die Steuerung einer Kindersicherung, die Messung oder Überwachung einer Vielzahl von für die Sicherheit relevanten Funktionen und Funktionen zur Verhinderung, Erschwerung oder Erkennung von Einbrüchen und Diebstählen.In a motor vehicle, it is increasingly known to have a large number of electronic control units for certain components and functions within the To provide motor vehicle. These are, for example, the engine control, the control the doors and windows, the control of a child lock, the measurement or Monitoring a variety of functions and functions relevant to security to prevent, aggravate or detect burglaries and thefts.
Diese Steuergeräte kommunizieren im allgemeinen miteinander und/oder mit einer Zentrale über einen Datenbus, der bestimmte Codes für Steuerbefehle oder Meßwerte überträgt. Um einen unerwünschten Zugriff zu einem Steuergerät zu erschweren, zum Beispiel zur Diebstahlsicherung, ist es bekannt, derartige Kodes zusätzlich zu verschlüsseln oder zu vercrypten. Ein unberechtigter Benutzer muß dann zusätzlich diese Vercryptung herausfinden und aufheben. Die Vercryptung der Kodes erfolgt dabei jeweils in einem Steuergerät durch eine zusätzliche Software. Diese Lösung hat den Nachteil, daß die Auswertung relativ viel Zeit in Anspruch nimmt und zum Beispiel ein Startvorgang, der die Auswertung eines Kodes und die Aufhebung einer Vercryptung benötigt, relativ lange dauert. Außerdem ist es für einen Unberechtigten wie einen Dieb auch bei einer solchen Vercryptung noch möglich, mit machbarem Aufwand an Material und Zeit das Vercryptungsprogramm bzw. einen geheimen Schlüssel zu erkennen und damit die Vercryptung zu umgehen, zu manipulieren oder in einem eigenen Steuergerät nachzubilden.These control devices generally communicate with one another and / or with one Control center via a data bus, the specific codes for control commands or measured values transmits. To make undesired access to a control unit more difficult, for Example of theft protection, it is known to add such codes encrypt or encrypt. An unauthorized user must then additionally find out and remove this encryption. The codes are encrypted each in a control unit using additional software. This solution has the Disadvantage that the evaluation takes a relatively long time and for example a Start-up process, the evaluation of a code and the removal of encryption needed, takes a relatively long time. It is also like a thief to an unauthorized person even possible with such encryption, with a manageable amount of material and time to recognize the encryption program or a secret key and thus circumventing the encryption, manipulating it or in its own control unit replicate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Steuersystem mit einer Verschlüsselung oder Vercryptung der zwischen den Steuergeräten übertragenen Codes dahingehend abzuwandeln, daß das Vercryptungsverfahren gegen externe Angriffe sicherer wird. Diese Erhöhung der Sicherheit erfordert auch einen besseren Vercryptungsalgorithmus, dessen Berechnung entsprechend mehr Zeit benötigt. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention has for its object such a control system with a Encryption or encryption of the codes transmitted between the control units to be modified so that the encryption process against external attacks becomes safer. This increase in security also requires a better one Encryption algorithm, which takes longer to calculate. This The object is achieved by the invention specified in claim 1. Beneficial Developments of the invention are specified in the subclaims.
Bei der Erfindung erfolgt also die Verschlüsselung oder die Vercryptung im Gegensatz zu bekannten Lösungen nicht durch eine Software innerhalb des Steuergerätes, zum Beispiel eines µP, sondern mit einem funktionell getrennten Cryptocontroller, einem sogenannten Cryptochip. Dabei unterscheidet man zwischen zwei Arten von Cryptochips. In dem einen Typ ist das Programm für die Vercryptung nicht als Software, sondern hardwaremäßig, also durch Verdrahtung, gespeichert, während der andere Typ programmierbar ist, aber durch ein entsprechend ausgelegtes Langzahlen-Rechenwerk die benötigte Rechengeschwindigkeit bereitgestellt. Weiterhin sind diese Cryptochips vom Layout und der Schaltung so aufgebaut, daß Angriffe verschiedenster Art und mit sehr hohem Aufwand nach heutigem Stand der Technik ohne Erfolg bleiben. Diese Lösung mit einem Cryptocontroller oder Cryptochip ist somit wesentlich sicherer als die Vercryptung durch eine Software innerhalb des Mikroprozessors innerhalb des Steuergerätes selbst. Auch erfolgt die Auswertung wesentlich schneller, so daß mögliche Wartezeiten bei der Auswertung der Kodes für Befehle oder Steuerfunktionen beträchtlich verringert werden.In the case of the invention, the encryption or encryption takes place in contrast to known solutions not by software within the control unit to Example of a µP, but with a functionally separate crypto controller, one so-called crypto chip. A distinction is made between two types of crypto chips. In one type, the program for encryption is not software, but rather stored in terms of hardware, i.e. by wiring, while the other type is programmable, but with an appropriately designed long number arithmetic unit the required computing speed is provided. Furthermore, these are crypto chips of the layout and the circuit so that attacks of all kinds and with very high effort according to the current state of technology remain unsuccessful. This Solution with a crypto controller or cryptochip is therefore much safer than that Encryption by software within the microprocessor within the Control unit itself. The evaluation is also carried out much faster, so that possible Waiting times when evaluating the codes for commands or control functions be significantly reduced.
Der genannte Cryptocontroller, der als handelsübliches Bauteil verfügbar ist, kann abhängig vom Systemaufbau als getrenntes Bauteil vor und/oder hinter dem Mikroprozessor, in einem zentralen Sicherheitsmodul oder Mikroprozessor angeordnet sein. Der Cryptocontroller kann als von einem als Steuergerät arbeitenden Mikroprozessor getrenntes Bauteil, jedoch auch als Teil eines Mikroprozessors ausgebildet sein.The aforementioned crypto controller, which is available as a commercially available component, can depending on the system structure as a separate component in front of and / or behind the Microprocessor, arranged in a central security module or microprocessor his. The cryptocontroller can be operated by a controller Microprocessor separate component, but also as part of a microprocessor be trained.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained below with reference to the drawing. In the drawing demonstrate:
Fig. 1 ein Steuergerät gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1, a control device according to a first embodiment of the invention,
Fig. 2 ein Steuergerät gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2, a control device according to a second embodiment of the invention,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für die Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit jeweils von dem Mikroprozessor getrenntem Cryptocontroller, Fig. 3 shows an embodiment for the embodiment shown in FIG. 1, each separate from the microprocessor controller Crypto,
Fig. 4 eine Abwandlung der Anordnung von Fig. 3, Fig. 4 shows a modification of the arrangement of Fig. 3,
Fig. 5 eine weitere Abwandlung der Anordnung von Fig. 3 und Fig. 5 shows a further modification of the arrangement of Fig. 3 and
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel für die Ausführungsform gemäß Fig. 2 mit jeweils in den Mikroprozessor eingebautem Cryptocontroller. FIG. 6 shows an exemplary embodiment for the embodiment according to FIG. 2, each with a cryptocontroller installed in the microprocessor.
Fig. 1 zeigt ein Steuergerät 1, das zur Datenkommunikation an einen Datenbus 2 angeschlossen ist. Das Steuergerät 1 enthält einen Mikroprozessor 3, der Daten von dem Bus 2 empfängt, Daten dem Bus 2 zuführt und Daten verarbeitet. Das Steuergerät 1 enthält zusätzlich einen Cryptocontroller 4, der über eine eine Schnittstelle bildende sogenannte SPI-Verbindung an den Mikroprozessor 3 angeschlossen ist. In dem Cryptocontroller 4 sind in der beschriebenen Weise das Programm für die Vercryptung der ausgetauschten Daten und/oder ein geheimer Schlüssel manipulationssicher und nicht einsehbar abgelegt. Fig. 1 shows a control device 1 which is connected for data communication to a data bus 2. The control unit 1 contains a microprocessor 3 which receives data from the bus 2, feeds data to the bus 2 and processes data. The control unit 1 additionally contains a cryptocontroller 4 , which is connected to the microprocessor 3 via a so-called SPI connection. The program for encrypting the exchanged data and / or a secret key are stored in the cryptocontroller 4 in the manner described and are tamper-proof and invisible.
In Fig. 2 sind der Mikroprozessor 3 und der Cryptocontroller 4 von Fig. 1 zu einem Baustein 5 zusammengefaßt. Der Cryptocontroller ist also jeweils in den Mikroprozessor eingebaut. Die Wirkungsweise der Anordnung ist indessen dieselbe oder ähnlich wie in Fig. 1.In FIG. 2, the microprocessor 3 and the controller 4 of FIG Crypto are. Summarized 1 to a block. 5 The crypto controller is therefore built into the microprocessor. The mode of operation of the arrangement is, however, the same or similar to that in FIG. 1.
Fig. 3 zeigt einen Datenbus 2, der zum Austausch von Daten für Steuerungs-, Meß-, Sensor- und Überwachungszwecke in einem Kraftfahrzeug dient. Dargestellt sind exemplarisch vier Steuergeräte in Form von Mikroprozessoren 3a-3d, die alle an den Datenbus 2 angeschlossen sind. Die Mikroprozessoren 3a-3d arbeiten mit einem Datenaustausch untereinander und/oder mit einer Zentraleinheit 6. Die Mikroprozessoren 3a und 3c dienen zur Steuerung von Geräten G1, G2, zum Beispiel für die Motorfunktion oder die Türsicherung. Die Mikroprozessoren 3b und 3d sind mit Sensoren S1, S2 verbunden. Diese liefern Meß- oder Sensorsignale, zum Beispiel über Funktionsparameter des Motors, Geschwindigkeit, Ölstand oder auch Diebstahlversuche. Jedem Mikroprozessor 3a-3d sowie der Zentraleinheit 6 ist ein Cryptocontroller 4a-4e in Form eines Cryptochip zugeordnet. Diese Cryptocontroller bewirken eine Vercryptung oder Verschlüsselung der über das Bussystem 2 übertragenen Kodes. In dem Cryptocontroller ist jeweils das Programm für die Vercryptung und/oder der geheime Schlüssel manipulationssicher und nicht einsehbar abgelegt. Außerdem wird durch diese Ausführung der Zeitaufwand für die Vercryptung oder die Entcryptung gegenüber einer Softwarelösung innerhalb des Mikroprozessors beträchtlich verkürzt und somit Wartezeiten für andere Funktionen verringert. Fig. 3 shows a data bus 2 , which is used to exchange data for control, measurement, sensor and monitoring purposes in a motor vehicle. Four control units in the form of microprocessors 3 a - 3 d are shown as examples, all of which are connected to data bus 2 . The microprocessors 3 a - 3 d work with data exchange with one another and / or with a central unit 6 . The microprocessors 3 a and 3 c serve to control devices G1, G2, for example for the motor function or the door lock. The microprocessors 3 b and 3 d are connected to sensors S1, S2. These provide measurement or sensor signals, for example about the engine's functional parameters, speed, oil level or even theft attempts. A crypto controller 4 a - 4 e in the form of a crypto chip is assigned to each microprocessor 3 a - 3 d and the central unit 6 . These cryptocontrollers effect encryption or encryption of the codes transmitted via the bus system 2 . In the cryptocontroller, the program for the encryption and / or the secret key is stored tamper-proof and cannot be viewed. In addition, this implementation considerably reduces the time required for encryption or decryption compared to a software solution within the microprocessor and thus reduces waiting times for other functions.
Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der Anordnung von Fig. 3, die ohne die Zentraleinheit 6 von Fig. 3 arbeitet. Der Datenaustausch erfolgt zwischen den Mikroprozessoren 3a-3d über den Bus 2, gegebenenfalls mit weiteren an den Bus 2 angeschlossenen Steuergeräten. Fig. 4 shows a modification of the arrangement of Fig. 3, which works without the central unit 6 of Fig. 3. The data exchange takes place between the microprocessors 3 a - 3 d via the bus 2 , possibly with further control devices connected to the bus 2 .
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Anordnung von Fig. 3, bei der nur an die Zentraleinheit 6 ein Cryptocontroller 4e angeschlossen ist, während den Mikroprozessoren 3a-3d kein Cryptocontroller zugeordnet ist. FIG. 5 shows a modification of the arrangement of FIG. 3, in which a cryptocontroller 4 e is only connected to the central unit 6 , while no cryptocontroller is assigned to the microprocessors 3 a - 3 d.
Fig. 6 zeigt eine Anordnung, die gemäß der Ausführungsform von Fig. 2 arbeitet. Im Gegensatz zu den Anordnungen von Fig. 3, 4, 5 sind jeweils der Mikroprozessor und der Cryptocontroller zu einem Baustein 5a-5d zusammengefaßt, d. h. der Cryptocontroller ist jeweils in den Mikroprozessor eingebaut. FIG. 6 shows an arrangement that operates in accordance with the embodiment of FIG. 2. In contrast to the arrangements of Figs. 3, 4, 5, the microprocessor and the crypto controller are each combined to form a module 5 a- d 5, ie, the crypto controller is respectively installed in the microprocessor.
11
Steuergerät
Control unit
22nd
Datenbus
Data bus
33rd
Mikroprozessor
microprocessor
33rd
a Mikroprozessor
a microprocessor
33rd
b Mikroprozessor
b microprocessor
33rd
c Mikroprozessor
c microprocessor
33rd
d Mikroprozessor
d microprocessor
44th
Cryptocontroller
Cryptocontroller
44th
a Cryptocontroller
a cryptocontroller
44th
b Cryptocontroller
b Crypto controller
44th
c Cryptocontroller
c Crypto controller
44th
d Cryptocontroller
d Cryptocontroller
44th
e Cryptocontroller
e Crypto controller
55
Baustein
Building block
55
a Baustein
a building block
55
b Baustein
b building block
55
c Baustein
c building block
55
d Baustein
d building block
66
Zentraleinheit
G1 Gerät
G2 Gerät
S1 Sensor
S2 Sensor
Central unit
G1 device
G2 device
S1 sensor
S2 sensor
Claims (7)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE1999155545 DE19955545A1 (en) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | System for controlling a motor vehicle uses control devices fitted with a cryptocontroller storing a program for encrypting and/or a secret code in memory and keeping it safe from manipulation |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE1999155545 DE19955545A1 (en) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | System for controlling a motor vehicle uses control devices fitted with a cryptocontroller storing a program for encrypting and/or a secret code in memory and keeping it safe from manipulation |
Publications (1)
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|---|---|
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Family
ID=7929515
Family Applications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R071 | Expiry of right | ||
| R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |