DE4430315C2 - Verfahren zum Betrieb eines Schließsystems für verschließbare Gegenstände - Google Patents

Verfahren zum Betrieb eines Schließsystems für verschließbare Gegenstände

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1, wie es aus der EP 0 215 291 A1 bekannt ist.
Zur Übermittlung verschlüsselter elektronischer Daten sind Datenübertra­ gungssysteme aus einer batteriebetriebenen (IR-/HF-) Fernbedienung als Sen­ demodul und einem geeigneten Empfängermodul gebräuchlich. Derartige Datenübertragungssysteme werden oftmals in Schließsystemen zur Durch­ führung des Schließvorgangs bei verschließbaren Gegenständen eingesetzt und sind hierzu als Kombination aus elektronischem Schlüsselmodul und elektronischem Schloßmodul ausgebildet - solche elektronischen Schließsy­ steme kommen insbesondere im Kfz-Bereich zur Bedienung der Fahrzeugtü­ ren und Diebstahlsicherungen von Kraftfahrzeugen in zunehmendem Maße auf den Markt.
Die Datenübertragung der Schlüssel-Nachricht zwischen dem Schlüsselmodul und dem Schloßmodul kann auf zweierlei Weise erfolgen: entweder mittels eines Festcodes, indem bei jeder Datenübertragung ein gleichbleibender Code zur Durchführung des Schließvorgangs übertragen wird oder mittels eines Wechselcodes, indem bei jeder Datenübertragung ein variabler, je­ weils nur ein einziges Mal zur Durchführung des Schließvorgangs verwend­ barer Code übertragen wird.
Nachteilig bei diesen Datenübertragungsverfahren ist der Mangel an Miß­ brauchsicherheit: bei der Festcode-Datenübertragung ist durch Abhören und Nachahmen des übertragenen gleichbleibenden Codes ein Mißbrauch durch Unbefugte leicht möglich (beispielsweise kann ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechend nachprogrammierten Schlüsselmodul beliebig oft ge­ öffnet und gestartet werden); bei der Wechselcode-Datenübertragung kön­ nen mehrere aufeinanderfolgende Codes durch Unbefugte mittels einer selbstlernenden Fernbedienung ausgelesen werden, wodurch ein Mißbrauch in begrenztem Umfang möglich ist.
Bei der gattungsbildenden EP 0 215 291 A1 ist daher ein zusätzliches Kriteri­ um zur Auswertung der Schlüssel-Nachricht vorgesehen: sowohl im Schlüs­ selmodul als auch im Schloßmodul wird eine zeitlich veränderliche Größe (ein Zeitzähler) mittels eines übereinstimmenden zeitgenauen Oszillators und der gleichen Zahlenfolge generiert; der Zählstand dieser beiden zeitlich veränderlichen Größen (die zeitlich veränderliche Schlüssel-Zahl und die zeit­ lich veränderliche Schloß-Zahl) wird bei jeder Datenübertragung zwischen dem Schlüsselmodul und dem Schloßmodul verglichen, wobei eine tolerier­ te Abweichung als "Fangbereich" zwischen dem Zählstand im Schlüsselmo­ dul (der Schlüssel-Zahl) und dem Zählstand im Schloßmodul (der Schloß-Zahl) vorgegeben wird, innerhalb dessen die Auswertung als erfolgreich bewertet wird. Gegebenenfalls kann eine Synchronisation des Zählstands der Schloß- Zahl auf den Zählstand der Schlüssel-Zahl vorgenommen und mittels eines "Repetierglieds" die Auswertung im Schloßmodul wiederholt werden.
Aus der EP 0 042 886 A1 ist ein elektronisches Schließsystem bekannt, bei dem eine digitale Uhr (ein Zeitzähler) zur Generierung zeitabhängiger Codes verwendet wird. Dieses (einem elektronischen Tresorverschluß ähnliche) Schließsystem weist jedoch nur im Schloßmodul elektronische Komponen­ ten auf, so daß das Schlüsselmodul auch keine elektronische Uhr enthält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, mit dem auf einfache Weise eine weitere Erhöhung der Mißbrauchsicherheit erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Beim vorgestellten Verfahren wird bei jeder Datenübertragung zwischen dem Schlüsselmodul und dem Schloßmodul eine Auswertung unter Verwen­ dung einer von einer elektronischen Uhr des Schlüsselmoduls generierten Schlüssel-Uhrzeit als Schlüssel-Zahl und einer von einer elektronischen Uhr des Schloßmoduls generierten Schloß-Uhrzeit als Schloß-Zahl durchgeführt.
Wie in der Figur dargestellt, wird nach der Aktivierung des Schlüsselmoduls 1 (beispielsweise durch Betätigung eines Druckknopfes) vom Schlüsselmodul 1 eine Schlüssel-Nachricht SN als verschlüsselter Schlüssel-Geheimtext GTS (generiert mit Hilfe einer Schlüssel-Nummer NS, einer Pseudo-Zufallszahl ZS und der Schlüssel-Uhrzeit SU) auf der Übertragungsstrecke 3 ausgesendet, die Schlüssel-Nachricht SN vom Schloßmodul 2 empfangen, von einer Aus­ werteeinheit AE entschlüsselt und mit einer Schloß-Nummer NE, einer Pseu­ do-Zufallszahl ZE und der Schloß-Uhrzeit EU verglichen; auf der Grundlage dieses Vergleichs - insbesondere wird die Schlüssel-Uhrzeit SU mit der Schloß-Uhrzeit EU verglichen und eine eventuell auftretende Zeitdifferenz ausgewertet - wird ein Verifizierungsvorgang durchgeführt.
Hierbei können folgende unterschiedliche Fälle auftreten:
  • - bei einer Übereinstimmung von Schlüssel-Code Sc (dieser wird im Schlüsselmodul 1 aus der Schlüssel-Nummer NS und der Pseudo-Zu­ fallszahl ZS gebildet) und Schloß-Code EC (dieser wird im Schloßmodul 2 aus der Schloß-Nummer NE und der Pseudo-Zufallszahl ZE gebildet) und wenn gleichzeitig die Zeitdifferenz zwischen Schlüssel-Uhrzeit SU und Schloß-Uhrzeit EU einen vorgegebenen Schwellwert nicht über­ schreitet, wird die Auswertung als erfolgreich bewertet; daraufhin wird vom Schloßmodul 2 ein codierbares Ausgangssignal AS ausgege­ ben, durch das bestimmte Reaktionen initiiert werden (beispielswei­ se dient das Ausgangssignal AS als Steuersignal zum Öffnen der Türen oder zur Entriegelung der Wegfahrsperre eines Kraftfahrzeugs). Zu­ sätzlich können die Uhren von Schlüsselmodul 1 und Schloßmodul 2 synchronisiert werden, indem die Schloß-Uhrzeit EU auf die Schlüssel- Uhrzeit SU nachgestellt wird.
  • - stimmen Schlüssel-Code SC und Schloß-Code EC überein, ist die Zeit­ differenz zwischen Schlüssel-Uhrzeit SU und Schloß-Uhrzeit EU jedoch größer als der vorgegebene Schwellwert (entweder infolge eines un­ terschiedlichen Gangs der beiden Uhren oder infolge unbefugten Auslesens), muß die Datenübertragung wiederholt werden; anhand dieser zweiten (Kontroll-) Datenübertragung wird überprüft, ob das korrekte Schlüsselmodul 1 verwendet wurde. Hierzu kann durch Ver­ gleich des Zeitabstands zwischen der Uhrzeit der ersten Datenüber­ tragung und der Uhrzeit der zweiten Datenübertragung sowohl beim Schlüsselmodul 1 als auch beim Schloßmodul 2 festgestellt werden, ob das Schlüsselmodul 1 eine fortlaufende Uhr enthält:
    Ist der Zeitabstand beim Schlüsselmodul 1 und beim Schloßmodul 2 gleich groß, war die Zeitdifferenz bei der ersten Datenübertragung durch den unterschiedlichen Gang der beiden Uhren bedingt; in die­ sem Fall wird eine Synchronisation der Schloß-Uhrzeit EU auf die Schlüssel-Uhrzeit SU vorgenommen und die Verifizierung als erfolg­ reich bewertet.
    Ist der Zeitabstand beim Schlüsselmodul 1 gleich Null bzw. weicht die­ ser signifikant vom Zeitabstand beim Schloßmodul 2 ab, kann auf ein einmaliges bzw. mehrmaliges unbefugtes Auslesen der Schlüssel- Nachricht SN geschlossen werden, da alle unbefugt ausgelesenen Schlüssel-Nachrichten SN die Schlüssel-Uhrzeit SU des Auslesevorgangs enthalten; diese feste(n) Schlüssel-Uhrzeit(en) SU differiert(en) von den im Schloßmodul 2 generierten variablen Schloß-Uhrzeiten EU, so daß sich bei der Bildung des Zeitabstands im Schlüsselmodul 1 der Wert Null (einmaliges unbefugtes Auslesen) oder ein falscher Wert (mehrmaliges unbefugtes Auslesen oder unbefugtes Auslesen mehre­ rer aufeinanderfolgender Schlüssel-Nachrichten SN) ergibt. Die Aus­ wertung wird somit als nicht-erfolgreich bewertet und eine Sperrung des Ausgangssignals AS vorgenommen.
  • - bei einer Abweichung von Schlüssel-Code SC und Schloß-Code EC - bei­ spielsweise durch Betätigung eines nicht-zulässigen Schlüsselmoduls 1 - wird die Auswertung als nicht-erfolgreich bewertet und das Aus­ gangssignal AS des Schloßmoduls 2 gesperrt.
Da bei jeder Datenübertragung zwischen Schlüsselmodul und Schloßmodul eine derartige Auswertung der Schlüssel-Nachricht durchgeführt wird, ist ein öffnen des verschließbaren Gegenstands durch Unbefugte auf keinen Fall - auch nicht in begrenztem Umfang - möglich; demnach ist eine sehr ho­ he Sicherheit vor Mißbrauch (vor unbefugtem Auslesen) gegeben. Der Schwellwert für die zulässige Zeitdifferenz zwischen der Schlüssel-Uhrzeit und der Schloß-Uhrzeit bei der ersten Datenübertragung wird so vorgege­ ben, daß auch ein unmittelbar nach dem unbefugten Auslesen vorgenom­ mener Mißbrauchsversuch erkannt wird; beispielsweise kann der Schwell­ wert im Bereich von einigen Sekunden (ca. 20-30 s) bis zu wenigen Minuten (beispielsweise max. 2 min) gewählt werden. Dagegen wird bei der zweiten Datenübertragung für die zulässige Differenz des Zeitabstands beim Schlüs­ selmodul und Schloßmodul ein minimaler Wert gewählt (beispielsweise 1 s), da die beiden Datenübertragungen relativ rasch aufeinanderfolgen und sich in dieser Zeitspanne noch keine Gangabweichung der beiden Uhren be­ merkbar machen kann.
Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme vor einem unbefugten Auslesen meh­ rerer aufeinanderfolgender Codes kann der Zeitabstand zwischen der er­ sten und der zweiten Datenübertragung als Bedingung vorgeschrieben wer­ den; dieser erforderliche Zeitabstand (beispielsweise 30 s) kann darüber hin­ aus variiert bzw. variabel vorgegeben werden und wird vorzugsweise mit­ tels einer im Schloßmodul gespeicherten Zufallszahl erzeugt, so daß er beim Auslesevorgang nicht nachempfunden werden kann. Der Zeitpunkt der zweiten Datenübertragung kann auch vom Schloßmodul durch ein optisches oder akustisches Signal angezeigt oder angefordert werden.

Claims (8)

1. Verfahren zum Betrieb eines Schließsystems für verschließbare Gegenstän­ de aus einem Schlüsselmodul (1) und einem Schloßmodul (2), wobei:
  • - bei einer Betätigung des Schlüsselmoduls (1) vom Schlüsselmodul (1) eine zeitabhängige Schlüssel-Nachricht (SN) aus einem Schlüssel-Code (SC) und einer zeitlich veränderlichen Schlüssel-Zahl gebildet und zum Schloßmodul (2) übertragen wird,
  • - die Schlüssel-Nachricht (SN) vom Schloßmodul (2) empfangen und ent­ schlüsselt wird und eine Auswertung durch Vergleich mit einem vom Schloßmodul (2) gebildeten Schloß-Code (EC) und einer zeitlich verän­ derlichen Schloß-Zahl unter Verwendung eines Schwellwerts für die zulässige Differenz zwischen der Schlüssel-Zahl und der Schloß-Zahl vorgenommen wird,
  • - bei einer Übereinstimmung von Schlüssel-Code (SC) und Schloß-Code (EC) und beim Unterschreiten des Schwellwerts für die zulässige Diffe­ renz zwischen der Schlüssel-Zahl und der Schloß-Zahl die Auswertung als erfolgreich bewertet und ein codierbares Ausgangssignal (AS) aus­ gegeben wird,
    dadurch gekennzeichnet:
  • - der Schlüssel-Code (SC) wird aus einer Schlüssel-Nummer (NS) und ei­ ner Zufallszahl (ZS) und die Schlüssel-Zahl als Schlüssel-Uhrzeit (SU) von einer elektronischen Uhr im Schlüsselmodul (1) generiert, der Schloß­ code (EC) wird aus einer Schloß-Nummer (NE) und einer Zufallszahl (ZE) und die Schloß-Zahl als Schloß-Uhrzeit (EU) von einer elektronischen Uhr im Schloßmodul (2) generiert,
  • - bei der Auswertung der Schlüssel-Nachricht (SN) wird ein Schwellwert für die zulässige Zeitdifferenz zwischen der Schlüssel-Uhrzeit (SU) und der Schloß-Uhrzeit (EU) vorgegeben,
  • - bei einer Übereinstimmung von Schlüssel-Code (SC) und Schloß-Code (EC) und beim Überschreiten des Schwellwerts für die zulässige Zeit­ differenz zwischen der Schlüssel-Uhrzeit (SU) und der Schloß-Uhrzeit (EU) muß eine zweite Datenübertragung vom Schlüsselmodul (1) vor­ genommen werden,
  • - anhand der Schlüssel-Nachricht (SN) der zweiten Datenübertragung wird überprüft, ob das korrekte Schlüsselmodul (1) verwendet wurde.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitab­ stand zwischen der ersten Datenübertragung und der zweiten Daten Über­ tragung sowohl im Schlüsselmodul (1) als auch im Schloßmodul (2) bestimmt wird, daß der Zeitabstand des Schlüsselmoduls (1) mit dem Zeitabstand des Schloßmoduls (2) verglichen wird, und daß bei einer Übereinstimmung der beiden Zeitabstände die Auswertung als erfolgreich bewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Datenübertragung in einem bestimmten vorgebbaren Zeitabstand nach der ersten Datenübertragung vorgenommen werden muß.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitab­ stand variabel vorgegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeit­ abstand vom Schloßmodul (2) vorgegeben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitab­ stand mit Hilfe einer im Schloßmodul (2) gespeicherten Zufallszahl generiert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Datenübertragung vom Schloßmodul (2) durch ein akusti­ sches oder optisches Signal angefordert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer erfolgreichen Auswertung die Schloß-Uhrzeit (EU) auf die Schlüssel-Uhrzeit (SU) synchronisiert wird.
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