EP0698706A1 - Method for operating a locking system for lockable objects - Google Patents

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EP0698706A1
EP0698706A1 EP95112137A EP95112137A EP0698706A1 EP 0698706 A1 EP0698706 A1 EP 0698706A1 EP 95112137 A EP95112137 A EP 95112137A EP 95112137 A EP95112137 A EP 95112137A EP 0698706 A1 EP0698706 A1 EP 0698706A1
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Gerhard Dr. Hettich
Reiner Dr. Doerfler
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Conti Temic Microelectronic GmbH
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Temic Telefunken Microelectronic GmbH
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Abstract

The lock operating procedure involves a key module (1) which transmits a key message (SN) to a lock module (2) when the lock is to be opened. The key message comprises a key code (SC), made up of a key number (NS) and a randomly generated number (ZS), and the key time (SU), generated electronically in the key module. The key message is decoded by the lock module which itself generates a lock code (EC) comprising a lock number (NE), a randomly generated number (ZE) and the lock time (EU), generated electronically in the lock module. A verification procedure for codes and times is then undertaken, and generates a codable output signal (AS) if successful.

Description

Zur Übermittlung verschlüsselter elektronischer Daten sind Datenübertragungssysteme aus einer batteriebetriebenen (IR-/HF-) Fernbedienung als Sendemodul und einem geeigneten Empfängermodul gebräuchlich. Derartige Datenübertragungssysteme werden oftmals in Schließsystemen zur Durchführung des Schließvorgangs bei verschließbaren Gegenständen eingesetzt und sind hierzu als Kombination aus elektronischem Schlüsselmodul und elektronischem Schloßmodul ausgebildet - solche elektronischen Schließsysteme kommen insbesondere im Kfz-Bereich zur Bedienung der Fahrzeugtüren und Diebstahlsicherungen von Kraftfahrzeugen in zunehmendem Maße auf den Markt.
Die Datenübertragung 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, jeweils nur ein einziges Mal zur Durchführung des Schließvorgangs verwendbarer Code übertragen wird. Nachteilig bei diesen Datenübertragungsverfahren ist der Mangel an Mißbrauchsicherheit: bei der Festcode-Datenübertragung ist durch Abhören und Nachahmen des gleichbleibenden übertragenen Codes ein Mißbrauch durch Unbefugte leicht möglich (beispielsweise kann ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechend nachprogrammierten Schlüsselmodul beliebig oft geöffnet und gestartet werden); bei der Wechselcode-Datenübertragung können mehrere aufeinanderfolgende Codes durch Unbefugte mittels einer selbstlernenden Fernbedienung ausgelesen werden, wodurch ein Mißbrauch in begrenztem Umfang möglich ist.To transmit encrypted electronic data, data transmission systems consisting of a battery-operated (IR / HF) remote control are used as the transmitter module and a suitable receiver module. Such data transmission systems are often used in locking systems to carry out the locking process for lockable objects and are designed for this purpose as a combination of an electronic key module and an electronic lock module - such electronic locking systems are increasingly coming onto the market, particularly in the motor vehicle sector, for operating the vehicle doors and theft protection of motor vehicles .
The data transfer between the key module and the lock module can take place in two ways: either by means of a fixed code, in that a constant code for carrying out the locking process is transmitted with each data transfer, or by means of an alternating code, by using a variable, only once for each data transfer Execution of the closing process usable code is transmitted. A disadvantage of these data transmission methods is the lack of security against misuse: in fixed code data transmission, misuse by unauthorized persons is easily possible by listening to and copying the constant transmitted code (for example, a Motor vehicle with an appropriately reprogrammed key module can be opened and started as often as required); in the case of the alternating code data transmission, a plurality of successive codes can be read out by unauthorized persons by means of a self-learning remote control, as a result of which misuse is possible to a limited extent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, bei dem eine hohe Mißbrauchsicherheit gegeben ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention has for its object to provide a method according to the preamble of claim 1, in which a high level of abuse is given. This object is achieved by the features in the characterizing part of patent claim 1. Advantageous further developments and refinements of the method result from the subclaims.

Beim vorgestellten Verfahren wird bei jeder Datenübertragung zwischen Schlüsselmodul und Schloßmodul ein Verifizierungsvorgang unter Verwendung der von einer elektronischen Uhr des Schlüsselmoduls generierten Uhrzeit und der von einer elektronischen Uhr des Schloßmoduls generierten Uhrzeit 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 bestehend aus einem verschlüsselten 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 Auswerteeinheit AE entschlüsselt und mit einer Schloß-Nummer NE, einer Pseudo-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.In the method presented, a verification process is carried out for each data transmission between the key module and the lock module using the time generated by an electronic clock of the key module and the time generated by an electronic clock of the lock module. As shown in the figure, after activation of the key module 1 (for example by pressing a push button), the key module 1 generates a key message SN consisting of an encrypted key secret text GTS (generated with the aid of a key number NS, a pseudo-random number ZS and the key time SU) transmitted on the transmission link 3, the key message SN received by the lock module 2, decrypted by an evaluation unit AE and compared with a lock number NE, a pseudo-random number ZE and the lock time EU; On the basis of this comparison - in particular the key time SU is compared with the lock time EU and a possible time difference is evaluated - a verification process is carried out.

Hierbei können folgende unterschiedliche Fälle auftreten:

  • bei einer Übereinstimmung von Schlüssel-Code SC (dieser wird aus der Schlüssel-Nummer NS und der Pseudo-Zufallszahl ZS gebildet) und Schloß-Code EC (dieser wird 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 überschreitet, wird die Verifizierung als erfolgreich bewertet; daraufhin wird vom Schloßmodul 2 ein codierbares Ausgangssignal AS ausgegeben, durch das bestimmte Reaktionen initiiert werden (beispielsweise dient das Ausgangssignal AS als Steuersignal zum Öffnen der Türen oder zur Entriegelung der Wegfahrsperre eines Kraftfahrzeugs). Zusätzlich 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 Zeitdifferenz zwischen Schlüssel-Uhrzeit SU und Schloß-Uhrzeit EU jedoch größer als der vorgegebene Schwellwert (entweder infolge eines unterschiedlichen 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 Vergleich des Zeitabstands zwischen der Uhrzeit der ersten Datenübertragung 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 diesem Fall wird eine Synchronisation der Schloß-Uhrzeit EU auf die Schlüssel-Uhrzeit SU vorgenommen und die Verifizierung als erfolgreich bewertet.
    Ist der Zeitabstand beim Schlüsselmodul 1 gleich Null bzw. weicht dieser 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 mehrerer aufeinanderfolgender Codes) ergibt. Die Verifizierung wird somit als nicht-erfolgreich bewertet und eine Sperrung des Ausgangssignals AS vorgenommen.
  • bei einer Abweichung von Schlüssel-Code SC und Schloß-Code EC - beispielsweise durch Betätigung eines nicht-zulässigen Schlüsselmoduls 1 - wird die Verifizierung als nicht-erfolgreich bewertet und das Ausgangssignal AS des Schloßmoduls 2 gesperrt.
The following different cases can occur:
  • with a match of key code SC (this is formed from the key number NS and the pseudo-random number ZS) and lock code EC (this is formed from the lock number NE and the pseudo-random number ZE) and if at the same time If the time difference between the key time SU and the lock time EU does not exceed a predetermined threshold value, the verification is rated as successful; thereupon, a lockable output signal AS is output by the lock module 2, through which certain reactions are initiated (for example, the output signal AS serves as a control signal for opening the doors or for unlocking the immobilizer of a motor vehicle). In addition, the clocks of key module 1 and lock module 2 can be synchronized by adjusting the lock time EU to the key time SU.
  • If the key code SC and the lock code EC match, however, if the time difference between the key time SU and the lock time EU is greater than the specified threshold value (either as a result of different gears in the two clocks or as a result of unauthorized reading), the data transmission must be repeated become; This second (control) data transmission is used to check whether the correct key module 1 was used. For this purpose, by comparing the time interval between the time of the first data transmission and the time of the second data transmission, both in the key module 1 and in the lock module 2 determine whether the key module 1 contains a continuous clock: If the time interval for the key module 1 and for the lock module 2 is the same, the time difference in the first data transmission was due to the different gear of the two clocks; in this case the lock time EU is synchronized with the key time SU and the verification is assessed as successful.
    If the time interval for the key module 1 is zero or if this differs significantly from the time interval for the lock module 2, it can be concluded that the key message SN has been read out once or several times, since all key messages SN read out without authorization are the key time SU of the readout process included; this fixed key time (s) SU differs from the variable lock times EU generated in the lock module 2, so that when the time interval is formed in the key module 1, the value zero (one-time unauthorized reading) or an incorrect value Value (repeated unauthorized reading or unauthorized reading of several successive codes) results. The verification is thus assessed as unsuccessful and the output signal AS is blocked.
  • in the event of a discrepancy between the key code SC and the lock code EC - for example, by actuating a non-permitted key module 1 - the verification is assessed as unsuccessful and the output signal AS of the lock module 2 is blocked.

Da bei jeder Datenübertragung zwischen Schlüsselmodul und Schloßmodul ein derartiger Verifizierungsvorgang 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 hohe Sicherheit vor Mißbrauch (unbefugtes Auslesen) gegeben. Der Schwellwert für die zulässige Zeitdifferenz zwischen der Schlüssel-Uhrzeit und der Schloß-Uhrzeit bei der ersten Datenübertragung wird so vorgegeben, daß auch ein unmittelbar nach dem unbefugten Auslesen vorgenommener Mißbrauchsversuch erkannt wird; beispielsweise kann der Schwellwert 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 Schlüsselmodul 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 bemerkbar machen kann.
Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme vor einem unbefugten Aus lesen mehrerer aufeinanderfolgender Codes kann der Zeitabstand zwischen der ersten und der zweiten Datenübertragung als Bedingung vorgeschrieben werden; dieser erforderliche Zeitabstand (beispielsweise 30 s) kann darüber hinaus variiert bzw. variabel vorgegeben werden und wird vorzugsweise mittels 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.Since such a verification process of the key message is carried out with each data transmission between the key module and the lock module, opening of the lockable object by unauthorized persons is in no way possible - not even to a limited extent; therefore there is a high level of security against misuse (unauthorized reading). The threshold value for the permissible time difference between the key time and the lock time during the first data transmission is specified in such a way that an attempted misuse made immediately after the unauthorized reading is recognized; for example, the threshold value can be selected in the range from a few seconds (approx. 20-30 s) to a few minutes (for example max. 2 min). On the other hand, a minimum value is selected for the second data transmission for the permissible difference in the time interval for the key module and lock module (for example 1 s), since the two data transmissions follow one another relatively quickly and during this period no gait deviation of the two clocks can be noticed.
As an additional security measure against unauthorized reading out of several successive codes, the time interval between the first and the second data transmission can be prescribed as a condition; this required time interval (for example 30 s) can also be varied or variably specified and is preferably generated by means of a random number stored in the lock module, so that it cannot be reproduced during the readout process. The lock module can also indicate or request the time of the second data transmission by means of an optical or acoustic signal.

Claims (12)

Verfahren zum Betrieb eines Schließsystems für verschließbare Gegenstände, bestehend aus einem Schlüsselmodul (1) und einem Schloßmodul (2), dadurch gekennzeichnet: - bei einer Betätigung des Schlüsselmoduls (1) wird vom Schlüsselmodul (1) eine Schlüssel-Nachricht (SN) aus einem Schlüssel-Code (SC) und einer Schlüssel-Uhrzeit (SU) gebildet und zum Schloßmodul (2) übertragen, - die Schlüssel-Nachricht (SN) wird vom Schloßmodul (2) empfangen, entschlüsselt und durch Vergleich mit einem vom Schloßmodul (2) gebildeten Schloß-Code (EC) und einer Schloß-Uhrzeit (EU) ausgewertet, - anhand dieser Auswertung wird ein Verifizierungsvorgang durchgeführt und bei erfolgreicher Verifizierung ein codierbares Ausgangssignal (AS) ausgegeben. Method for operating a locking system for lockable objects, consisting of a key module (1) and a lock module (2), characterized in: - When the key module (1) is actuated, the key module (1) forms a key message (SN) from a key code (SC) and a key time (SU) and transmits it to the lock module (2), the key message (SN) is received by the lock module (2), decrypted and evaluated by comparison with a lock code (EC) formed by the lock module (2) and a lock time (EU), - On the basis of this evaluation, a verification process is carried out and, upon successful verification, an encodable output signal (AS) is output. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlüssel-Code (SC) aus einer Schlüssel-Nummer (NS) und einer Zufallszahl (ZS) und die Schlüssel-Uhrzeit (SU) von einer elektronischen Uhr im Schlüsselmodul (1) generiert wird, und daß der Schloß-Code (EC) aus einer Schloß-Nummer (NE) und einer Zufallszahl (ZE) und die Schloß-Uhrzeit (EU) von einer elektronischen Uhr im Schloßmodul (2) generiert wird.Method according to Claim 1, characterized in that the key code (SC) is generated from a key number (NS) and a random number (ZS) and the key time (SU) is generated by an electronic clock in the key module (1), and that the lock code (EC) from a lock number (NE) and a random number (ZE) and the lock time (EU) is generated by an electronic clock in the lock module (2). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auswertung der Schlüssel-Nachricht (SN) ein Schwellwert für die zulässige Zeitdifferenz zwischen der Schlüssel-Uhrzeit (SU) und der Schloß-Uhrzeit (EU) vorgegeben wird.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that a threshold value for the permissible time difference between the key time (SU) and the lock time (EU) is specified when evaluating the key message (SN). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Übereinstimmung von Schlüssel-Code (SC) und Schloß-Code (EC) und beim Unterschreiten des Schwellwerts für die zulässige Zeitdifferenz der Verifizierungsvorgang als erfolgreich bewertet wird.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that if the key code (SC) and lock code (EC) match and the threshold value for the permissible time difference is undershot, the verification process is assessed as successful. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Übereinstimmung von Schlüssel-Code (SC) und Schloß-Code (EC) und beim Überschreiten des Schwellwerts für die zulässige Zeitdifferenz eine zweite Datenübertragung vom Schlüsselmodul (1) vorgenommen werden muß, und daß anhand der Schlüssel-Nachricht (SN) der zweiten Datenübertragung überprüft wird, ob das korrekte Schlüsselmodul (1) verwendet wurde.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that if the key code (SC) and lock code (EC) match and the threshold value for the permissible time difference is exceeded, a second data transmission must be carried out by the key module (1) , and that the key message (SN) of the second data transmission is used to check whether the correct key module (1) was used. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitabstand zwischen der ersten Datenübertragung und der zweiten Datenübertragung im Schlüsselmodul (1) und im Schloßmodul (2) bestimmt wird, daß die Zeitabstände des Schlüsselmoduls (1) und des Schloßmoduls (2) miteinander verglichen werden, und daß bei einer Übereinstimmung der Zeitabstände die Verifizierung als erfolgreich bewertet wird.Method according to Claim 5, characterized in that the time interval between the first data transmission and the second data transmission is determined in the key module (1) and in the lock module (2), that the time intervals between the key module (1) and the lock module (2) are compared with one another , and that if the time intervals match, the verification is assessed as successful. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Datenübertragung in einem bestimmten vorgebbaren Zeitabstand nach der ersten Datenübertragung vorgenommen werden muß.Method according to Claim 5 or 6, characterized in that the second data transmission must be carried out at a specific predeterminable time interval after the first data transmission. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitabstand variabel vorgegeben wird.Method according to claim 7, characterized in that the time interval is predetermined variably. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitabstand vom Schloßmodul (2) vorgegeben wird.Method according to claim 7 or 8, characterized in that the time interval is predetermined by the lock module (2). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitabstand mit Hilfe einer Zufallszahl (ZE) des Schloßmoduls (2) generiert wird.Method according to claim 9, characterized in that the time interval is generated with the aid of a random number (ZE) of the lock module (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Datenübertragung vom Schloßmodul (2) durch ein akustisches oder optisches Signal angefordert wird.Method according to one of claims 5 to 10, characterized in that the second data transmission from the lock module (2) is requested by an acoustic or optical signal. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer erfolgreichen Verifizierung die Schloß-Uhrzeit (EU) auf die Schlüssel-Uhrzeit (SU) synchronisiert wird.Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that upon successful verification the lock time (EU) is synchronized with the key time (SU).
EP95112137A 1994-08-26 1995-08-02 Method for operating a locking system for lockable objects Ceased EP0698706A1 (en)

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DE4430315 1994-08-26
DE19944430315 DE4430315C2 (en) 1994-08-26 1994-08-26 Method for operating a locking system for lockable objects

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