EP1897269A1 - Codierverfahren und codiereinrichtung zum sichern eines zählerstands eines zählwerks vor einer nachträglichen manipulation, sowie prüfverfahren und prüfeinrichtung zum prüfen einer authentizität eines zählerstands eines zählwerks - Google Patents

Codierverfahren und codiereinrichtung zum sichern eines zählerstands eines zählwerks vor einer nachträglichen manipulation, sowie prüfverfahren und prüfeinrichtung zum prüfen einer authentizität eines zählerstands eines zählwerks

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Publication number
EP1897269A1
EP1897269A1 EP06763839A EP06763839A EP1897269A1 EP 1897269 A1 EP1897269 A1 EP 1897269A1 EP 06763839 A EP06763839 A EP 06763839A EP 06763839 A EP06763839 A EP 06763839A EP 1897269 A1 EP1897269 A1 EP 1897269A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coded
count
counter reading
test
counter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06763839A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Dichtl
Erwin Hess
Bernd Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Aumovio Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Technologies GmbH, Aumovio Germany GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Publication of EP1897269A1 publication Critical patent/EP1897269A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00—Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • G01C22/02—Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers by conversion into electric waveforms and subsequent integration, e.g. using tachometer generator
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/32—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials
    • H04L9/3236—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials using cryptographic hash functions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L2209/00—Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
    • H04L2209/84—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/50—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols using hash chains, e.g. blockchains or hash trees

Definitions

  • Coding method and coding device for saving a counter reading of a counter before a subsequent manipulation, as well as test method and test device for checking an authenticity of a counter reading of a counter
  • the invention relates to a coding method according to the preamble of claim 1 and a checking method for checking authenticity according to the preamble of claim 10.
  • the invention further relates to a coding device according to the preamble of claim 17 and a checking device according to the preamble of claim 25.
  • manipulation protection is known in which manipulation is made more difficult by storing the current mileage at various memory locations and / or in a plurality of electronic control units of a passenger car. Because to manipulate all memory locations must be known.
  • a further approach to the protection against manipulation can be achieved by the fact that in a write access to a memory area in which the current mileage is to be stored, this is protected by an authentication method.
  • a secret information such as a password or a key is stored within the vehicle.
  • this approach fails because there is currently no physically secure storage area in a passenger car for the secure storage of secret information.
  • Document DE 101 13 317 A1 describes a method for detecting errors when reading out data from a memory area. For this purpose, when saving the data by a summation of individual data words of the data is a checksum and from this checksum by means of a predetermined algebraic operation generates a check word. When reading the stored data, a checksum is formed by summing the read data words and a check word is likewise generated from this check sum by means of the predetermined algebraic function. This test word generated during reading is compared with the associated test word generated during storage, whereby an error in the stored data is recognized if the two test words deviate.
  • the invention has for its object to provide a method for securing a fault of a counter prior to subsequent manipulation, which is to be implemented in a simple and cost-effective manner.
  • This object is achieved on the basis of the coding method according to the preamble of claim 1 by its characterizing features and starting from the test method according to the preamble of claim 10 by its characterizing features. Furthermore, this object is based on the coding device according to the preamble of claim 17 by its characterizing features and starting from the Test device according to claim 25 solved by its characterizing features.
  • the invention relates to a coding method for saving a counter reading of a counter before a subsequent manipulation, in which a count of a new coded counter reading is activated when increasing or decreasing the count to a counter, the new coded counter reading by applying a forward link one-way function to one encoded counter reading is determined, wherein an image area of the forward link one-way function in the pre-image area of the forward link one-way function is included.
  • the coding method according to the invention prevents a subsequent manipulation of the meter reading while at the same time being easy to handle.
  • the forward link one-way function is selected from a set of available one-way forward link functions.
  • the manipulation of the meter reading is made more difficult and thus increases security.
  • the random selection of the forward-chained one-way function further complicates the manipulation.
  • the counter reading is pre-assigned with a start count and / or the coded counter reading is pre-assigned with a coded start counter reading, the coded start count being selected from the original picture area of the forward-linked one-way function. secured against manipulation. Because by the particular random selection of the coded starting counter reading a transfer of counter readings and coded counter readings of a combined odometer from another combined odometer can be seen as manipulation.
  • the encoded start counter reading is generated as a function of personalized information. This makes it difficult, for example, to manipulate data, since, for example, the personalized information must be known in order to determine the coded start counter reading.
  • an encoded final counter reading for checking authenticity of the counter reading is generated using the forward link one-way function c times.
  • the coded final counter reading can advantageously be stored unencrypted. This can be both expenses for managing the coded final count reduced as well as costs for a secure memory module for storing the coded final count can be avoided.
  • authentication information is additionally generated for the encoded final counter reading and / or the coded start counter reading using a first cryptographic key, a transfer of counter readings and coded counter readings from a combined odometer to another combined odometer is performed recognizable as manipulation. Thereby increases the security of the coding method according to the invention.
  • personalized information is additionally preferably used in the cryptographic authentication method, in particular as personalized information, a chassis number which can be unambiguously assigned to the counter, or a device number of the counter, then a further increase in the security of the invention Coding achieved.
  • the encoded start counter reading and / or the encoded final counter reading are encrypted using a cryptographic encryption method using a second cryptographic key. This makes it difficult in a simple manner manipulation or excluded due to complexity of the cryptographic encryption method.
  • the present invention also relates to a test method for checking an authenticity of a counter reading of a counter, wherein a coded counter reading based on a forward link one-way function is generated, wherein a test count is determined based on the count, the test count being a frequency for the increase or decrease represents the count of the counter, the coded count is analyzed using the test count, a positive status signal is output if the analysis indicates that the coded count has been generated based on the count, or a negative status signal is output if the analysis shows that the coded counter reading was not generated on the basis of the meter reading.
  • the authenticity of the coded meter reading or of the meter reading can be determined in a simple and reliable manner.
  • the test method has a low complexity, since only the counter reading and the coded counter reading must be taken into account in the test.
  • the test counter reading is preferably generated by the counter reading or by subtracting the start counter reading from the counter reading or by an amount formation of the subtraction of the start counter reading from the counter reading.
  • the test method according to the invention can be used for increasing and decreasing the meter reading.
  • the coded count and the coded final count are generated based on a forward link one-way function
  • a test number is generated by applying the forward-linked one-way function to the coded count Test count generated using the forward link one-way function with the test number t times, and the coded test counter reading compared to the coded end count, wherein in the event that the coded test count is not equal to the coded final count, a negative status signal is output, or in case the coded test count equals the coded final count, a positive status signal is output.
  • This test method ensures checking of the authenticity of the meter reading in a simple and tamper-proof manner. By using the encoded final count, it is almost impossible for an attacker to lock back to the encoded start count so that the test result of this test method has high reliability. Furthermore, this test method is less complex and can be easily implemented and performed on a computer unit.
  • a coded test counter reading is generated, wherein the forward-linked one-way function is generated with the value of the test Counter Xt times is applied, the coded test counter reading compared to the coded count, wherein in the event that the coded test count is not equal to the coded count, a negative status signal output, or in the case that the coded count is equal to the coded final count positive status signal output.
  • an authenticity of the encoded final counter reading and / or of the encoded start counter reading is preferably checked with a cryptographic authentication check method using a first cryptographic check key and an authentication information item. With the aid of the authentication information, a manipulation of the coded final counter reading or of the coded
  • Start counter reading can be detected in a simple and reliable manner.
  • manipulation is readily apparent since it is only intended for a person and / or a device, such as a personal computer. an odometer, can be assigned. This further increases the reliability of the test method.
  • personalized information in particular as personalized information, a chassis number which can be uniquely assigned to the counter, or a device number of the counter, is used in the cryptographic authentication test method, a further increase in the security of the test method according to the invention is achieved.
  • an encrypted coded start counter reading and / or an encrypted coded decrypted final count using a second cryptographic sketchschlai decrypted in the coded start counter reading or the coded final count before performing the test procedure is only encrypted. This further complicates manipulation and thus significantly increases the safety of the test method according to the invention.
  • the invention further relates to an encoding device for carrying out a coding method for saving a counter reading of a counter prior to a subsequent manipulation, comprising a cryptographic counter for calculating a new coded counter reading when increasing or decreasing the counter reading by a counting unit by applying a forward-linked one-way function to one coded count, wherein an image area of the forward link one-way function is included in the pre-image area of the forward link one-way function.
  • a processing module with a memory element for storing the coded counter reading and an activation element for activating the calculation of the new coded counter reading, and a function module with a forward link function for calculating the new coded counter reading from the coded counter reading are used with a small number
  • the coding method according to the invention can be realized cost-effectively on elements. Furthermore, costs can be reduced if standard elements for the memory element and the forward link one-way function are used.
  • the processing module converts the coded counter reading into an encoded counter reading
  • the coding device comprises a determination module for generating an encoded final counter reading by applying the forward-linked one-way function to a coded start counter reading, wherein the forward-linked one-way function is applied a number of times c times.
  • the coding device comprises an authentication module for generating authentication information for the encoded end counter reading and / or the coded one
  • the authentication module is configured such that in the cryptographic authentication method additionally personalized information, in particular as personalized information, a chassis number which can be unambiguously assigned to the counter, or a device number of the counter, is used. This further complicates manipulation and thus additionally increases the reliability of the coding device.
  • this comprises an encryption module for encrypting the encoded final counter reading and / or the encoded start counter reading with a second cryptographic key into an encoded encoded final counter reading or an encoded encoded start counter reading.
  • the code device is used in an odometer, in particular in a passenger car, and / or in a consumer meter, in particular for detecting a consumption of electricity, gas or water. This will prevents manipulation in areas where manipulation can cause significant economic damage.
  • the invention further relates to a test device for carrying out a test method for checking an authenticity of a counter reading of a counter comprising a test module for analyzing the coded counter reading on the basis of a test counter reading and for outputting a positive status signal if the analysis shows that the coded counter reading is due to of the meter reading, or to output a negative status signal if the analysis indicates that the coded meter reading has not been generated based on the meter reading, the meter count representing a frequency for increasing or decreasing the count of the meter.
  • the checking means comprises a subtraction module for generating a number of tests by subtracting the test count from a number, a generation module for generating a coded test count by applying the forward link one-way function to the coded count, wherein the one-way forward-chained function applies t times the test number is, a comparison module for comparing the coded test count with the coded final count, wherein in the event that the coded test count is not equal to the coded final count, a negative status signal, otherwise a positive status signal is issued.
  • the test method according to the invention can be realized in such a way that a high degree of reliability is achieved when checking the authenticity of the meter reading.
  • the testing device comprises a generation module for generating a coded
  • Test count by applying the forward link one-way function to the encoded start count, with the one-way, forward-chain linked function using the value of the test count. Lerstands Xt times is applied, a comparison module (VM) for comparing the coded test count with the coded count, wherein in the event that the coded test count is not equal to the coded count, a negative status signal, otherwise a positive status signal is output.
  • VM comparison module
  • the checking device comprises an authentication testing module MAD for checking an authenticity of the encoded final counter reading and / or the encoded start counter reading using a first cryptographic check key and an authentication message. This reduces a risk of tampering, whereby a cost-effective implementation can be achieved by using a standardized authentication test module.
  • the Authentactusprüfmodul MAD is configured such that in the cryptographic authenti z istsprüfvon additional personalized information, in particular as personalized information a VIN, which is the counter clearly assignable, or a device number of the counter, is used. In order for a manipulation further difficult and thus reliability of the test device can be further increased.
  • the test apparatus comprises a decryption module for decrypting an encrypted coded start counter reading and / or an encrypted coded end counter reading using a second cryptographic check code in the coded start counter reading or the coded final counter reading prior to carrying out the test method Authenticity of the meter reading at the same time low complexity and in a cost-effective manner further increased.
  • Remote is the test device according to the invention, in a Wegumblencommunvoriques, in particular in a passenger car, and / or in a consumption meter, in particular for detecting a power, gas or water consumption, used. This prevents manipulation in areas where manipulation can cause significant economic damage.
  • FIGS 1 to 5 Details and advantages of the invention will be explained in more detail with reference to FIGS 1 to 5. In detail show:
  • FIG. 1 shows a flow diagram of the coding method according to the invention
  • FIG. 2 shows an exemplary construction of the code device according to the invention
  • FIG. 3 shows an exemplary structure of the invention
  • FIG. 4 shows a flow chart of the testing device according to the invention
  • FIG. 5 shows a flow diagram of the testing device according to the invention with verification of the authenticity.
  • the odometer WEG shows, for example, next to the current
  • the counter reading X of the odometer WEG and a coded counter reading of the cryptographic odometer KWG can each be pre-assigned with a specific starting value.
  • the encoded start count Yo must be selected from the original picture area of a forward link one-way function F. This encoded picture area and the forward link one-way function F will be discussed in more detail later
  • FIG. 1 shows the pre-assignment of the coded counter reading Y in step S11 and the presetting of the counter reading X in step S16.
  • the cryptographic odometer KWG is activated, eg by means of a pulse signal IP, to calculate a new coded counter reading Yn.
  • This activation can be performed by an activation element AM, which is located, for example, in the processing module VM.
  • the new coded counter reading Yn is written in
  • step S15 this step is shown in step S15.
  • One-way functions are known, for example, from [1] page 8-9. In general, these one-way functions have the property that computing a new value from an old value can be done computationally simply, whereas finding an old value from a new value is very complex, and this complexity depends on the word width of the value strongly increases. With a word width of 128 bits or higher, the determination of an old value from a new value is computationally almost impracticable.
  • the one-way functions also have the property that the image area of the one-way function is included in the pre-image function image area.
  • a well-known field of application of one-way functions are payment protocols, whereby these only employ the use of backward-linked one-way functions. This is explained in more detail in document [1] on pages 396-397.
  • the forward link one-way function F is used.
  • a test module PRM is used according to FIG.
  • a memory element S of a processing module VM is pre-assigned with the coded start counter Yo.
  • a test counter reading Xt is formed, for example, by copying the value of the counter reading X.
  • This pulse IP is received by an activating element AM of the processing module VM, wherein the activating element AM generates a coded test counter reading Yt by applying Xt times the forward-linked one-way function F to the coded start counter Yo.
  • the forward-linked one-way function F is located in a function module FM and is executed by this. This relationship can be represented by the following equation:
  • the coded start count Yo When using the coded start count Yo, the coded start count Yo must remain secret. Otherwise, a subsequent manipulation can be carried out in such a way that a counter reading X is selected as desired and a manipulated coded counter reading Y is generated by applying the forward link function F to the coded start counter reading Yo a number of times. It is safer to assign a separate, in particular randomly generated, encoded start counter value Yo to each combined odometer KOW. This variant also requires that the respective co- diert starting counter values Yo be safely managed against unauthorized access.
  • the further procedure for the test method is analogous to the case in which the counter reading X of the counter is increased.
  • a random coded start count Yo is generated.
  • This encoded start counter Yo is written in the memory element S.
  • a coded final count Ye is prepared so that the forward link one-way function F having a number c, that is, c times, is applied to the coded start count Yo.
  • This encoded final counter reading Ye is stored, for example, in the memory element S of the cryptographic odometer KWG.
  • each time the counter reading X is increased or decreased the new coded counter reading Yn is calculated by applying the forward-linked one-way function F to the coded counter reading Y.
  • This can be represented mathematically as follows:
  • This extension of the method according to the invention is characterized in particular by the fact that neither the encoded final counter reading Ye nor the number c has to be kept secret. Since it is almost impossible to determine the encoded start count Yo from the encoded final count Ye because of the eigenstates of the forward chained one-way function F, privacy is not necessary.
  • the encoded final counter reading Ye and / or the encoded start counter reading Yo can be encrypted by a cryptographic mechanism.
  • an encrypted coded end count Y * e or an encrypted coded start count Y * o is generated with the aid of a second cryptographic key ES2, see steps S17 and S18 from FIG. 1.
  • a second cryptographic test key DS2 is used for decrypting the encrypted coded end count Y * e and / or the encrypted coded. This can be seen in FIG. 4 in step S48. This encryption makes manipulation more difficult.
  • the encoded final counter reading Ye or the encoded start counter reading Yo can be protected against manipulation by a cyto-graphic mechanism for message authentication, wherein additionally personalized information PI can be taken into account.
  • a cyto-graphic mechanism for message authentication wherein additionally personalized information PI can be taken into account.
  • both symmetric mechanisms for the calculation of a message authentication code MAC (English: Message Authentication Code, MAC) and asymmetric mechanisms for calculating electronic signatures can be used.
  • a secret first cryptographic key ES1 associated with the respective cryptographic mechanism for determining the message authentication is known only to the manufacturer of the cryptographic odometer KWG.
  • a serial number of the cryptographic distance counter KWG and / or the chassis number of a passenger car comprising the cryptographic odometer KWG can be used as personalized information PI.
  • an authentication information AI is generated, taking into account an authentication method with a first cryptographic key ES1, the coded end count Ye and the personalized information PI, for example, as follows:
  • AI MAU (Ye, ESl, PI)
  • the reference symbol MAU here describes an authentication module MAU for creating the authentication information AI. This step can be seen in S13 of FIG.
  • steps S46 and S47 are retrieved by means of an authentication check method from the encoded final counter reading Ye, the authentication information AI, a first cryptographic check key DS1 and the personalized information PI. This check information indicates whether the encoded end counter Ye is authentic.
  • steps S46 and S47 are implemented in the authentication test module MAD.
  • step S44 follows, indicating that the count X or the encoded final count Ye has been manipulated. In this case, the negative status signal NO can be output. Otherwise, proceed to step S41.
  • This step is identified in FIG. 5 by the reference symbol AJA.
  • the use of personalized information PI ensures that a simple transmission of a counter reading, a coded counter reading and a coded final counter reading Ye from a first to a second combined odometer is not possible without being detected.
  • the authenticity check carried out for the coded final count Ye can also be carried out for the coded start counter Yo.
  • a selection of the coded start count Yo can be effected as a function of personalized information PI.
  • a separate, in particular randomly selected, forward variable counter can be used for each combined odometer KOW.
  • chained disposable function F can be used. In this case, it must be taken into account that when carrying out the test method for checking the authenticity of the meter reading X, the respective forward link function F associated with the combined odometer KOW is used.
  • the combined odometer KOW comprises only the cryptographic odometer KWG (this is not shown graphically).
  • the odometer WEG is not required here because the count X can be determined from the coded counter Y.
  • the forward link one-way function F is applied to the coded counter reading Y until the coded counter reading Y corresponds to the coded final counter reading Ye. In this case, it is counted by a repetition number W how often the forward-linked one-way function F was used.
  • the coding method according to the invention, the test method and the coding device and test device according to the invention have been illustrated by means of an odometer for a passenger car.
  • the invention is not limited only to this field of application, but each counter can be protected by the invention from manipulation. Further areas of application are, for example, consumption metering devices, such as for electricity, gas, or gambling machines. bibliography

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Codierverfahren zum Erkennen einer nachträglichen Manipulation eines Zählerstands eines Zählwerks, bei dem bei Erhöhung oder Verminderung des Zählerstands eine Berechnung eines neuen codierten Zählerstands aktiviert wird und der neue codierte Zählerstand durch Anwenden einer vorwärts verketteten Einwegfunktion auf den codierten Zählerstand berechnet wird, wobei ein Bildbereich der vorwärts verketteten Einwegfunktion im Urbildbereich der vorwärts verketteten Einwegfunktion enthalten ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Prüfverfahren zum Prüfen einer Authentizität eines Zählerstands eines Zählwerks, bei dem durch Subtraktion eines Testzählerstands, basierend auf dem Zählerstand, von einer Anzahl eine Testanzahl erzeugt wird, durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion auf den codierten Zählerstand ein codierter Testzählerstand generiert wird, wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion mit der Testanzahl angewandt wird, und der codierte Testzählerstand mit dem codierten Endzählerstand verglichen wird, wobei im Falle, dass der codierte Testzählerstand ungleich dem codierten Endzählerstand, ein negatives Statussignal ausgegeben wird. Des Weiteren umfasst die Erfindung eine Codiereinrichtung zum Durchführen des Codierverfahrens und eine Prüfeinrichtung zum Durchführen des Prüfverfahrens.

Description

Beschreibung
Codierverfahren und Codiereinrichtung zum Sichern eines Zählerstands eines Zählwerks vor einer nachträglichen Manipula- tion, sowie Prüfverfahren und Prüfeinrichtung zum Prüfen einer Authentizität eines Zählerstands eines Zählwerks
Die Erfindung betrifft ein Codierverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Prüfverfahren zum Prüfen einer Authentizität gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10. Ferner betrifft die Erfindung eine Codiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 17 und eine Prüfeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 25.
Heutige Zähleinrichtungen, wie z.B. Wegstreckenzähler im Personenkraftwagen oder Energieverbrauchszähler, sind anfällig gegen Manipulationen des Zählerstands . Diese Problematik betrifft mechanische und elektronische Zählwerke gleichermaßen.
Bei einem Wegstreckenzähler im Personenkraftwagen wird durch eine nachträgliche Reduktion des Kilometerstands der Wert des Personenkraftwagens gesteigert. Bei Leasingverträgen werden durch diese Manipulation die Leasingkosten reduziert. Obwohl in manchen modernen Personenkraftwagen der Oberklasse Mecha- nismen zum Erkennen einer Manipulation des Kilometerstands verwendet werden, scheint es momentan jedoch bei den meisten Personenkraftwagen möglich zu sein, den Kilometerstand derart zu verändern, dass eine Fachwerkstatt dies nicht erkennen kann .
So ist beispielsweise ein Manipulationsschutz bekannt, bei dem durch Speicherung des aktuellen Kilometerstands an verschiedenen Speicherstellen und/oder in mehreren elektronischen Steuergeräten eines Personenkraftwagens eine Manipula- tion erschwert wird. Denn zum Manipulieren müssen alle Speicherstellen bekannt sein. Ein weiterer Ansatz zum Schutz vor Manipulationen kann dadurch erreicht werden, dass bei einem schreibenden Zugriff auf einen Speicherbereich, in dem der aktuelle Kilometerstand gespeichert werden soll, dieser durch ein Authentifizierungs- verfahren geschützt wird. Hierbei wird innerhalb des Fahrzeugs eine Geheiminformation, z.B. ein Passwort oder ein Schlüssel, gespeichert. Dieser Ansatz scheitert unter anderem daran, dass in einem Personenkraftwagen derzeit kein physikalisch gesicherter Speicherbereich zur sicheren Hinterlegung von Geheiminformationen vorhanden ist.
Das Dokument DE 101 13 317 Al beschreibt ein Verfahren zum Erkennen von Fehlern beim Auslesen von Daten aus einem Speicherbereich. Hierzu wird beim Speichern der Daten durch eine Summation von einzelnen Datenwörtern der Daten eine Prüfsumme und aus dieser Prüfsumme mittels einer vorgegebenen algebraischen Operation ein Prüfwort generiert. Beim Lesen der gespeicherten Daten wird durch Summation der gelesenen Datenwörter eine Prüfsumme gebildet und aus dieser Prüfsumme mit- tels der vorgegebenen algebraischen Funktion ebenfalls ein Prüfwort generiert. Dieses beim Lesen generierte Prüfwort wird mit dem zugehörigen und beim Speichern generierten Prüfwort verglichen, wobei bei einer Abweichung der beiden Prüfwörter ein Fehler in den gespeicherten Daten erkannt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Sichern eines Fehlerstandes eines Zählwerkes vor einer nachträglichen Manipulation anzugeben, welches in einfacher und kostengünstiger Weise zu realisieren ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Codierverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale sowie ausgehend von dem Prüfverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Ferner wird diese Aufgabe ausgehend von der Codiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 17 durch dessen kennzeichnende Merkmale sowie ausgehend von der Prüfeinrichtung gemäß dem Anspruch 25 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Die Erfindung betrifft ein Codierverfahren zum Sichern eines Zählerstandes eines Zählwerkes vor einer nachträglichen Manipulation, bei dem bei Erhöhung oder Verminderung des Zählerstands um eine Zähleinheit eine Berechnung eines neuen codierten Zählerstands aktiviert wird, der neue codierte Zählerstand durch Anwenden einer vorwärts verketteten Einweg- funktion auf einen codierten Zählerstand ermittelt wird, wobei ein Bildbereich der vorwärts verketteten Einwegfunktion im Urbildbereich der vorwärts verketteten Einwegfunktion enthalten ist.
Durch das erfindungsgemäße Codierverfahren kann nahezu jede nachträgliche Manipulation auf einen früheren Wert erkannt werden, da gleichzeitig der zu dem früheren Zählerstand dazugehörige codierte Zählerstand eingestellt werden muss. Aufgrund der vorwärts verketteten Einwegfunktion ist die Erzeu- gung des neuen codierten Zählerstands in einfacher Weise durchführbar, jedoch eine Umkehr dieses Verarbeitungsschritts praktisch nicht realisierbar. Somit verhindert das erfindungsgemäße Codierverfahren ein nachträgliches Manipulieren des Zählerstands bei gleichzeitig einfacher Handhabung.
Vorzugsweise wird die vorwärts verkettete Einwegfunktion aus einer Menge an verfügbaren vorwärts verketteten Einwegfunktionen ausgewählt. Dadurch wird die Manipulation des Zählerstands erschwert und somit die Sicherheit erhöht. Ferner wird durch das zufällige Auswählen der vorwärts verketteten Einwegfunktion die Manipulation zusätzlich erschwert.
Wird vorzugsweise vor einer erstmaligen Erhöhung oder Verminderung des Zählerstands der Zählerstand mit einem Startzäh- lerstand und/oder der codierte Zählerstand mit einem codierten Startzählerstand vorbelegt, wobei der codierte Startzählerstand aus dem Urbildbereich der vorwärts verketteten Einwegfunktion ausgewählt wird, so wird der Zählerstand zusätz- lieh gegen Manipulation gesichert. Denn durch die insbesondere zufällige Auswahl des codierten Startzählerstands ist ein Übertragen von Zählerständen und codierten Zählerständen eines kombinierten Wegstreckenzählers aus einem anderen kombi- nierten Wegstreckenzählers als Manipulation erkennbar.
In einer Erweiterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der codierte Startzählerstand in Abhängigkeit von einer personalisierten Information erzeugt. Damit wird bspw. die Mani- pulation erschwert, da zur Ermittlung des codierten Startzählerstands bspw. die personalisierte Information bekannt sein muss .
In einer Variante des erfindungsgemäßen Codierverfahrens wird durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion auf den codierten Startzählerstand ein codierter Endzählerstand zum Prüfen einer Authentizität des Zählerstands generiert, wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion mit einer Anzahl c-mal angewandt wird. Hierdurch wird eine weitere Erschwerung der Manipulation des Zählerstands erreicht, da es nahezu unmöglich ist, aus dem codierten Endzählerstand den codierten Startzählerstand zu ermitteln und damit einen neuen codierten Zählerstand zu generieren. Ferner kann der codierte Endzählerstand in vorteilhafter Weise unverschlüsselt abgelegt wer- den. Damit kann sowohl Aufwand zum Verwalten des codierten Endzählerstands reduziert als auch Kosten für ein sicheres Speichermodul zum Ablegen des codierten Endzählerstands vermieden werden.
Wird nach einer weiteren Ausführungsvariante zusätzlich für den codierten Endzählerstand und/oder den codierten Startzählerstand mit einem kryptographischen Authentifizierungsver- fahren unter Benutzung eines ersten kryptographischen Schlüssels eine Authentifizierungsinformation erzeugt, so ist ein Übertragen von Zählerständen und codierten Zählerständen aus einem kombinierten Wegstreckenzähler auf einen anderen kombinierten Wegstreckenzähler als Manipulation erkennbar. Dadurch nimmt die Sicherheit des erfindungsgemäßen Codierverfahrens zu.
Wird nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung vorzugs- weise bei dem kryptographischen Authentifizierungsverfahren zusätzlich eine personalisierte Information, insbesondere als personalisierte Information eine Fahrgestellnummer, welche dem Zählwerk eindeutig zuordenbar ist, oder eine Gerätenummer des Zählwerks, verwendet, so wird eine weitere Steigerung der Sicherheit des erfindungsgemäßen Codierverfahrens erzielt.
Vorzugsweise werden der codierte Startzählerstand und/oder der codierte Endzählerstand mit einem kryptographischen Verschlüsselungsverfahren unter Benutzung eines zweiten kryp- tographischen Schlüssels verschlüsselt. Hiermit kann in einfacher Weise eine Manipulation erschwert bzw. aufgrund einer Komplexität des kryptographischen Verschlüsselungsverfahrens ausgeschlossen werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Prüfverfahren zum Prüfen einer Authentizität eines Zählerstands eines Zählwerks, wobei ein codierter Zählerstand auf Basis einer vorwärts verketteten Einwegfunktion erzeugt wird, bei dem auf Basis des Zählerstands ein Testzählerstand ermittelt wird, wobei der Testzählerstand eine Häufigkeit für die Erhöhung oder Verminderung des Zählerstands des Zählwerks repräsentiert, der codierte Zählerstand unter Verwendung des Testzählerstands analysiert wird, ein positives Statussignal ausgegeben wird, falls die Analyse ergibt, dass der codierte Zäh- lerstand aufgrund des Zählerstands erzeugt worden ist, oder ein negatives Statussignal ausgegeben wird, falls die Analyse ergibt, dass der codierte Zählerstand nicht aufgrund des Zählerstands erzeugt worden ist. Mit Hilfe des Prüfverfahrens kann in einfacher und zuverlässiger Weise die Authentizität des codierten Zählerstands bzw. des Zählerstands ermittelt werden. Das Prüfverfahren weist eine geringe Komplexität auf, da lediglich der Zählerstand und der codierte Zählerstand in der Prüfung berücksichtigt werden müssen. Vorzugsweise wird der Testzählerstand durch den Zählerstand oder durch Subtraktion des Startzählerstands von dem Zählerstand oder durch eine Betragsbildung der Subtraktion des Startzählerstands von dem Zählerstand erzeugt. Somit kann das erfindungsgemäße Prüfverfahren bei Erhöhung und bei Verminderung des Zählerstands eingesetzt werden.
In einer Erweiterung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens, wobei der codierte Zählerstand und der codierte Endzählerstand auf Basis einer vorwärts verketteten Einwegfunktion erzeugt werden, wird durch Subtraktion des Testzählerstands von der Anzahl eine Testanzahl erzeugt, durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion auf den codierten Zähler- stand ein codierter Testzählerstand generiert, wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion mit der Testanzahl t-mal angewandt wird, und der codierte Testzählerstand mit dem codierten Endzählerstand verglichen, wobei im Falle, dass der codierte Testzählerstand ungleich dem codierten Endzähler- stand ist, ein negatives Statussignal ausgegeben wird, oder im Falle, dass der codierte Testzählerstand gleich dem codierten Endzählerstand ist, ein positives Statussignal ausgegeben wird.
Durch dieses Prüfverfahren wird ein Prüfen der Authentizität des Zählerstands in einfacher und gegen Manipulation robuster Weise gewährleistet. Durch Benutzung des codierten Endzählerstands ist es einem Angreifer nahezu unmöglich auf den codierten Startzählerstand zurück zuschließen, so dass das Prüfergebnis dieses Prüfverfahrens eine hohe Zuverlässigkeit aufweist. Ferner ist dieses Prüfungsverfahren wenig komplex und kann in einfacher Weise auf einer Rechnereinheit implementiert und durchgeführt werden.
In einer alternativen Variante wird vorzugsweise durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion auf den codierten Startzählerstand ein codierter Testzählerstand generiert, wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion mit Wert des Test- Zählerstands Xt-mal angewandt wird, der codierte Testzählerstand mit dem codierten Zählerstand verglichen, wobei im Falle, dass der codierte Testzählerstand ungleich dem codierten Zählerstand ist, ein negatives Statussignal ausgegeben, oder im Falle, dass der codierte Zählerstand gleich dem codierten Endzählerstand ist, ein positives Statussignal ausgegeben. Diese Variante des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens zeichnet sich durch eine geringe Komplexität und hohe Zuverlässigkeit gegen Manipulation aus . Lediglich der codierte Startzähler- stand muss hierbei geheim gehalten werden, damit ein Angreifer einen neuen codierten Zählerstand nicht auf Basis des codierten Startzählerstands erzeugen kann.
In einer Erweiterung wird vorzugsweise eine Authentizität des codierten Endzählerstands und/oder des codierten Startzählerstands mit einem kryptographischen Authentifizierungsprüfver- fahren unter Verwendung eines ersten kryptographischen Prüfschlüssels und einer Authentifizierungsinformation geprüft. Mit Hilfe der Authentifizierungsinformation kann eine Manipu- lation des codierten Endzählerstands oder des codierten
Startzählerstands in einfacher und zuverlässiger Weise erkannt werden. Insbesondere durch den Einsatz einer personalisierten Information ist eine Manipulation leicht erkennbar, da diese lediglich einer Person und/oder einem Gerät, wie z.B. einem Wegstreckenzähler, zugeordnet werden kann. Damit wird die Zuverlässigkeit des Prüfverfahrens weiter gesteigert .
Wird ferner bei dem kryptographischen Authentifizierungsprüf- verfahren zusätzlich eine personalisierte Information, insbesondere als personalisierte Information eine Fahrgestellnummer, welche dem Zählwerk eindeutig zuordenbar ist, oder eine Gerätenummer des Zählwerks, verwendet, so wird eine weitere Steigerung der Sicherheit des erfindungsgemäßen Prüfverfah- rens erzielt.
In einer alternativen Erweiterung werden ein verschlüsselter codierter Startzählerstand und/oder ein verschlüsselter co- dierter Endzählerstand unter Verwendung eines zweiten kryp- tographischen Prüfschlüsseis in den codierten Startzählerstand bzw. den codierte Endzählerstand vor Durchführung des Prüfverfahrens entschlüsselt. Damit liegen einem Angreifer relevante Zählerstände nur verschlüsselt vor. Damit wird eine Manipulation weiter erschwert und somit die Sicherheit des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens deutlich erhöht.
Die Erfindung betrifft weiterhin Codiereinrichtung zum Durch- führen eines Codierverfahrens zum Sichern eines Zählerstands eines Zählwerks vor einer nachträglichen Manipulation umfassend ein kryptographisches Zählwerk zum Berechnen eines neuen codierten Zählerstands bei Erhöhung oder Verminderung des Zählerstands um eine Zähleinheit durch Anwenden einer vor- wärts verketteten Einwegfunktion auf einen codierten Zählerstand, wobei ein Bildbereich der vorwärts verketteten Einwegfunktion im Urbildbereich der vorwärts verketteten Einwegfunktion enthalten ist. Hierdurch ist in einfacher und kostengünstiger Weise das erfindungsgemäße Codierverfahren durchführbar.
Wird vorzugsweise ein Verarbeitungsmodul mit einem Speicherelement zum Speichern des codierten Zählerstands und einem Aktivierungselement zum Aktivieren der Berechnung des neuen codierten Zählerstands, und ein Funktionsmodul mit einer vorwärts verketteten Einwegfunktion zum Berechnen des neuen codierten Zählerstands aus dem codierten Zählerstand verwendet, so kann mit einer geringen Anzahl an Elementen das erfindungsgemäße Codierverfahren kostengünstig realisiert werden. Ferner können Kosten reduziert werden, falls Standardelemente für das Speicherelement und die vorwärts verketteten Einwegfunktion eingesetzt werden.
In einer alternativen Erweiterung wird durch das Verarbei- tungsmodul der codierte Zählerstand mit einem codierten
Startzählerstand vorbelegt, so dass eine Manipulation des codierten Zählers leichter erkannt werden kann. Ferner umfasst die Codiereinrichtung ein Ermittlungsmodul zum Generieren eines codierten Endzählerstands durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion auf einen codierten Startzählerstand, wobei die vorwärts verkettete Einwegfunkti- on mit einer Anzahl c-mal angewandt wird. Hierdurch kann der codierte Endzählerstand in einfacher Weise erstellt werden.
Vorzugsweise umfasst die Codiereinrichtung ein Authentifizie- rungsmodul zum Erstellen einer Authentifizierungsinformation für den codierten Endzählerstand und/oder den codierten
Startzählerstand unter Verwendung eines ersten kryptographi- schen Schlüssels. Mit Hilfe der Authentifizierungsinformation kann eine Manipulation leichter erkannt werden.
Vorzugsweise ist das Authentifizierungsmodul derart ausgestaltet, dass bei dem kryptographischen Authentifizierungsver- fahren zusätzlich eine personalisierte Information, insbesondere als personalisierte Information eine Fahrgestellnummer, welche dem Zählwerk eindeutig zuordenbar ist, oder eine Gerä- tenummer des Zählwerks, verwendet wird. Damit kann eine Manipulation weiter erschwert und somit eine Zuverlässigkeit der Codiereinrichtung zusätzlich erhöht werden.
In einer Erweiterung der erfindungsgemäßen Codiereinrichtung umfasst dieses ein Verschlüsselungsmodul zum Verschlüsseln des codierten Endzählerstands und/oder des codierten Startzählerstands mit einem zweiten kryptographischen Schlüssel in einen verschlüsselten codierten Endzählerstand bzw. einen verschlüsselten codierten Startzählerstand. Somit kann das Manipulationsrisiko des Zählerstands zusätzlich reduziert werden, wobei das Verschlüsselungsmodul insbesondere durch ein kostengünstiges Standardmodul realisiert werden kann.
In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird die Co- diereinrichtung in einer Wegstreckenzählvorrichtung, insbesondere in einem Personenkraftwagen, und/oder in einer Verbrauchszählereinrichtung, insbesondere zum Erfassen eines Strom-, Gas- oder Wasserverbrauchs, eingesetzt. Dadurch wer- den Manipulationen in Bereichen verhindert, bei denen eine Manipulation erhebliche wirtschaftliche Schäden herbeiführen kann .
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Prüfeinrichtung zum Durchführen eines Prüfverfahrens zum Prüfen einer Authentizität eines Zählerstands eines Zählwerks umfassend ein Prüfmodul zum Analysieren des codierten Zählerstands auf Basis eines Testzählerstands und zum Ausgeben eines positiven Status- Signals, falls die Analyse ergibt, dass der codierte Zählerstand aufgrund des Zählerstands erzeugt worden ist, oder zum Ausgeben eines negativen Statussignals, falls die Analyse ergibt, dass der codierte Zählerstand nicht aufgrund des Zählerstands erzeugt worden ist, wobei der Testzählerstand eine Häufigkeit für die Erhöhung oder Verminderung des Zählerstands des Zählwerks repräsentiert. Hiermit ist das erfindun- gemäße Prüfverfahren in einfacher Weise realisierbar.
Vorzugsweise umfasst die Prüfeinrichtung ein Subtraktionsmo- dul zum Erzeugen einer Testanzahl durch Subtraktion des Testzählerstands von einer Anzahl, ein Generierungsmodul zum Generieren eines codierten Testzählerstands durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion auf den codierten Zählerstand, wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion mit der Testanzahl t-mal angewandt wird, ein Vergleichsmodul zum Vergleichen des codierten Testzählerstands mit dem codierten Endzählerstand, wobei im Falle, dass der codierte Testzählerstand ungleich dem codierten Endzählerstand ist, ein negatives Statussignal, ansonsten ein positives Statussignal ausge- geben wird. Hierdurch ist das erfindungsgemäße Prüfverfahren derart realisierbar, dass eine hohe Zuverlässigkeit bei der Prüfung der Authentizität des Zählerstands erreicht wird.
In einer alternativen Weiterbildung umfasst die Prüfeinrich- tung ein Generierungsmodul zum Generieren eines codierten
Testzählerstands durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion auf den codierten Startzählerstand, wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion mit dem Wert des Testzäh- lerstands Xt-mal angewandt wird, ein Vergleichsmodul (VM) zum Vergleichen des codierten Testzählerstands mit dem codierten Zählerstand, wobei im Falle, dass der codierte Testzählerstand ungleich dem codierten Zählerstand ist, ein negatives Statussignal, ansonsten ein positives Statussignal ausgegeben wird. Diese alternative Weiterbildung zeichnet sich durch eine kostengünstige Realisierung aus, da nur eine geringe Anzahl von Modulen eingesetzt werden muss. Ferner wird eine hohe Zuverlässigkeit gegenüber Manipulationsangriffen erreicht.
In einer Erweiterung umfasst die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung ein Authentifizierungsprüfmodul MAD zum Prüfen einer Authentizität des codierten Endzählerstands und/oder des codierten Startzählerstands unter Verwendung eines ersten kryp- tographischen Prüfschlüsseis und einer Authentifizierungsin- formation. Hierdurch wird ein Manipulationsrisiko reduziert, wobei durch Verwendung standardisierter Authentifizierungsprüfmodul eine kostengünstige Realisierung erzielt werden kann .
Vorzugsweise ist das Authentifizierungsprüfmodul MAD derart ausgestaltet ist, dass bei dem kryptographischen Authentifi- zierungsprüfverfahren zusätzlich eine personalisierte Information, insbesondere als personalisierte Information eine Fahrgestellnummer, welche dem Zählwerk eindeutig zuordenbar ist, oder eine Gerätenummer des Zählwerks, verwendet wird. Damit kann eine Manipulation weiter erschwert und somit eine Zuverlässigkeit der Prüfeinrichtung zusätzlich erhöht werden.
Umfasst die Prüfvorrichtung in einer weiteren Weiterbildung ein Entschlüsselungsmodul zum Entschlüsseln eines verschlüsselten codierten Startzählerstandes und/oder eines verschlüsselten codierten Endzählerstandes unter Verwendung eines zweiten kryptographischen Prüfschlüsseis in den codierten Startzählerstand bzw. den codierten Endzählerstand vor Durchführung des Prüfverfahrens, so kann die Zuverlässigkeit bei der Prüfung der Authentizität des Zählerstands bei gleichzei- tig geringer Komplexität und in kostengünstiger Weise weiter erhöht werden.
Fern ist die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung, die in einer Wegstreckenzählvorrichtung, insbesondere in einem Personenkraftwagen, und/oder in einer Verbrauchszähleinrichtung, insbesondere zum Erfassen eines Strom-, Gas- oder Wasserverbrauchs, eingesetzt. Dadurch werden Manipulationen in Bereichen verhindert, bei denen eine Manipulation erhebliche wirtschaftliche Schäden herbeiführen kann.
Weitere Einzelheiten sowie Vorteile der Erfindung werden anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
Figur 1 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Codierverfahrens;
Figur 2 ein beispielhafter Aufbau der erfindungsgemäßen Co- diereinrichtung;
Figur 3 ein beispielhafter Aufbau des erfindungsgemäßen
Prüfverfahrens zum Prüfen einer Authentizität eines Zählerstands ;
Figur 4 ein Ablaufdiagramm der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung;
Figur 5 ein Ablaufdiagramm der erfindungsgemäßen Prüfein- richtung mit Überprüfung der Authentizität.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren 1 mit 5 mit denselben Bezugszeichen versehen.
Anhand der Figuren 1 und 2 wird im Folgenden das erfindungsgemäße Codierverfahren näher erläutert, wobei ein Wegstreckenzähler WEG, d.h. ein Zählwerk, bspw. eines Personenkraftwagens vor nachträglicher Manipulation geschützt wird. Hierzu wird der Wegstreckzähler WEG um einen kryptographischen Wegstreckenzähler KWG (=kryptographisches Zählwerk KZW) ergänzt. Der Wegstreckenzähler WEG und der kryptographische Wegstreckenzähler KWG sind bspw. in einem kombinierten Wegstrecken- zähler KOW integriert. Das erfindungsgemäße Codierverfahren samt einigen Erweiterungen ist in Figur 1 in Form eines Ablaufdiagramms und in Figur 2 in Form eines beispielhaften kombinierten Wegstreckenzählers KOW abgebildet.
Der Wegstreckenzähler WEG zeigt bspw. neben der aktuellen
Fahrgeschwindigkeit einen Zählerstand X in Kilometer an. Bei der Auslieferung des kombinierten Wegstreckenzählers KOW können der Zählerstand X des Wegstreckenzählers WEG und ein codierter Zählerstand des kryptographischen Wegstreckenzählers KWG mit jeweils einem spezifischen Startwert vorbelegt werden. Der Startzählerstand Xo beträgt Xo="0000000", d.h. X=XO=1OOOOOO", und der codierte Zählerstand Y ist gleich einem codierten Startzählerstand Yo, d.h. Y=Yo. Bei der Vorbelegung mit dem codierten Startzählerstand Yo kann nicht jeder beliebige Wert verwendet werden, sondern der codierte Startzählerstand Yo muss aus dem Urbildbereich einer vorwärts verketteten Einwegfunktion F ausgewählt werden. Auf diesen Urbildbereich und die vorwärts verkettete Einwegfunktion F wird später ausführlicher eingegangen. Der codierte Zählerstand Y kann in einem Speicherelement S eines Verarbeitungsmoduls VM abgelegt werden. In Figur 1 ist die Vorbelegung des codierten Zählerstands Y im Schritt Sil und das Vorbelegen des Zählerstands X im Schritt S16 wiedergegeben.
Erhöht sich der Zählerstand X des Wegstreckenzählers WEG um eine Zähleinheit, zum Beispiel von X="0000000" nach X="0000001", siehe Abfrage in Schritt S14 in Figur 1, so wird der kryptographische Wegstreckenzähler KWG aktiviert, z.B. mittels eines Impulssignals IP, um einen neuen codierten Zäh- lerstand Yn zu berechnen. Diese Aktivierung kann durch ein Aktivierungselement AM, welches sich bspw. in dem Verarbeitungsmodul VM befindet, ausgeführt werden. Hierzu wird der codierte Zählerstand Y aus dem Speicherelement S ausgelesen und einem Funktionsmodul FM, welches die vorwärts verkettete Einwegsfunktion F ausführt, zugeführt, wobei auf Grundlage des codierten Zählerstands Y der neue codierte Zählerstand Yn ermittelt wird. Somit ergibt sich der neue codierte Zähler- stand Yn = F(Y) . Der neue codierte Zählerstand Yn wird im
Speicherelement S abgelegt und überschreibt damit den vorhergehenden codierten Zählerstand Y. Somit steht wieder der codierte Zählerstand Y im Speicherelement S. In Figur 1 ist dieser Verfahrensschritt in Schritt S15 dargestellt.
Einwegfunktionen sind bspw. aus [1] Seite 8-9 bekannt. Im Allgemeinen weisen diese Einwegfunktionen die Eigenschaft auf, dass eine Berechnung eines neuen Werts aus einem alten Wert rechentechnisch einfach durchgeführt werden kann, wohin- gegen die Ermittlung eines alten Werts aus einem neuen Wert sehr komplex ist und diese Komplexität in Abhängigkeit von der Wortbreite des Werts stark zunimmt. Bei einer Wortbreite von 128 Bit oder höher ist die Ermittlung eines alten Werts aus einem neuen Wert rechentechnisch fast undurchführbar. Die Einwegfunktionen haben ferner die Eigenschaft, dass der Bildbereich der Einwegfunktion in dem Urbildbereich der Einwegfunktion enthalten ist. Ein bekanntes Anwendungsgebiet von Einwegfunktionen sind Bezahlprotokolle, wobei diese nur den Einsatz von rückwärts verketteten Einwegfunktionen einsetz- ten. Dies ist im Dokument [1] auf den Seiten 396-397 näher ausgeführt. Hingegen wird in der vorliegenden Erfindung die vorwärts verkettete Einwegfunktion F verwendet.
Zur Überprüfung der Authentizität des Zählerstands X des Weg- Streckenzählers WEG wird gemäß Figur 3 ein Prüfmodul PRM eingesetzt. Dabei wird ein Speicherelement S eines Verarbeitungsmoduls VM mit dem codierten Startzählerstand Yo vorbelegt. Ferner wird ein Testzählerstand Xt z.B. durch Kopieren des Wertes des Zählerstands X gebildet. Der Testzählerstand Xt zeigt an, wie oft der Zählerstand X des Zählwerks erhöht oder vermindert worden ist. Betrug der Zählerstand X vor der erstmaligen Erhöhung bzw. Verminderung nicht Null, so kann der Testzählerstand Xt durch Xt=X-Xo erzeugt werden. Anschließend wird entsprechend dem Testzählerstand Xt der Impuls IP Xt-mal angeregt. Dieser Impuls IP wird von einem Aktivierungselement AM des Verarbeitungsmoduls VM empfangen, wobei das Aktivierungselement AM durch Xt-maliges Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion F auf den codierten Startzählerstand Yo ein codierter Testzählerstand Yt generiert. Die vorwärts verkettete Einwegfunktion F befindet sich in einem Funktionsmodul FM und wird durch dieses ausgeführt. Dieser Zusammenhang kann durch folgende Gleichung dargestellt werden:
Y1=F(F(^F(Yo))) (1)
Xt-mal
Die vorwärts verkette Einwegfunktion F und das Speicherele- ment S sind bspw. in einem Generatormodul GXE untergebracht. Danach wird der codierte Testzählerstand Yt mit dem codierten Zählerstand Y des kryptographischen Wegstreckenzählers KWG aus Figur 1 bzw. 2 in einem Vergleichsmodul VM verglichen. Sind der codierte Zählerstand Y und der codierte Testzähler- stand Yt nicht identisch, also Y ≠ Yt, so ist der kombinierte Wegstreckenzähler KOW bzw. dessen Zählerstand X oder Y manipuliert worden. In diesem Fall kann ein negatives Statussignal NEIN ausgegeben werden. Ergibt die Prüfung, dass keine Manipulation vorliegt, d.h. Y=Yt, so kann ein positives Sta- tussignal JA aktiviert werden.
Bei der Verwendung des codierten Startzählerstands Yo muss der codierte Startzählerstand Yo geheim bleiben. Ansonsten kann eine nachträgliche Manipulation derart durchgeführt wer- den, dass ein Zählerstand X beliebig gewählt und durch X- maliges Anwenden der vorwärts verketteten Einwegsfunktion F auf den codierten Startzählerstand Yo ein manipulierter codierter Zählerstand Y generiert wird. Es ist sicherer, jedem kombinierten Wegstreckenzähler KOW einen eigenen, insbesonde- re zufällig generierten, codierten Startzählerwert Yo zuzuweisen. Auch diese Variante bedingt, dass die jeweiligen co- dierten Startzählerwerte Yo vor unbefugtem Zugriff sicher verwaltet werden.
Das erfindungsgemäße Codier- und Prüfverfahren kann auch bei Verminderung des Zählerstands X eingesetzt werden. Beträgt der Startzählerstand Xo=IOO und der Zählerstand X=80, so kann der Testzählerstand Xt mittels folgender Gleichung erzeugt werden:
χ< = X-Xo|=|80-100| = 20 (2)
Die weitere Vorgehensweise für das Prüfverfahren ist analog zu dem Fall, in dem der Zählerstand X des Zählwerks erhöht wird.
Im Folgenden wird eine Erweiterung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgestellt, die keine sichere Verwahrung des codierten Startzählerstands Yo erfordert. Zunächst wird vor der erstmaligen Erhöhung oder Verminderung des Zählerstands X ein zufälliger codierter Startzählerstand Yo erzeugt. Dieser codierte Startzählerstand Yo wird in das Speicherelement S geschrieben. Ferner wird im Schritt S12 der Figur 1 ein codierter Endzählerstand Ye derart erstellt, dass die vorwärts verkettete Einwegfunktion F mit einer Anzahl c, das heißt c-mal, auf den codierten Startzählerstand Yo angewandt wird. Dieser codierte Endzählerstand Ye wird bspw. im Speicherelement S des kryptographischen Wegstreckenzähler KWG abgelegt. Im Folgenden wird bei jeder Erhöhung oder Verminderung des Zählerstands X der neue codierte Zählerstand Yn durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegsfunktion F auf den codierten Zählerstand Y errechnet.
Zur Überprüfung der Authentizität des Zählerstands X wird das erfindungsgemäße Prüfverfahren eingesetzt, welches in Figur 4 näher dargestellt ist. Dabei wird im Schritt S41 durch Subtraktion des aktuellen Zählerstands X von der Anzahl c eine Testanzahl t = c - X erzeugt. Dies erfolgt beispielsweise im Subtraktionsmodul MSU. Danach wird im Schritt S42 durch An- wenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion F auf den codierten Zählerstand Y ein codierter Testzählerstand Yt generiert, wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion F mit der Testanzahl t t-mal angewandt wird. Dies kann mathematisch folgendermaßen dargestellt werden:
Y1=F(F(^F(Y))) = F'(Y) (3) t—mal
Abschließend wird im Schritt S43 der codierte Testzählerstand Yt mit dem codierten Endzählerstand Ye verglichen wird, siehe Vergleichsmodul VM. Zeigt sich hierbei, dass der codierte Testzählerstand Yt ungleich dem codierten Endzählerstand Ye ist, also Ye ≠ Yt, so ist der Zählerstand X manipuliert worden, siehe Schritt S44. Hierbei kann das negative Statussig- nal NEIN ausgegeben werden. Ansonsten wird im Schritt S45 angezeigt, dass der Zählerstand X nicht manipuliert worden ist, d.h. Ye=Yt. Dies kann durch Ausgabe des positiven Statussignals JA angezeigt werden.
Diese Erweiterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass weder der codierte Endzählerstand Ye noch die Anzahl c geheimgehalten werden müssen. Da es so gut wie unmöglich ist, den codierten Startzählwert Yo aus dem codierten Endzählerstand Ye wegen der Eigen- Schäften der vorwärts verketteten Einwegsfunktion F zu ermitteln, ist eine Geheimhaltung nicht notwendig.
Die beschriebene Erweiterung setzt voraus, dass der Zählerstand X die Anzahl c nicht überschreitet. Daher sollte bei Auswahl der Anzahl c eine Lebensdauer des Wegstreckenzählers WEG berücksichtigt werden. Heutige Personenkraftwagen zeigen eine durchschnittliche Lebensdauer von bspw. 150000 km bis 300000 km. Somit sollte ein maximaler Wert für den Zählerstand X von 500000 km und damit die Anzahl c="500000" ausrei- chen. Bei Lastkraftwagen muss jedoch ein deutlich höherer Wert für die Anzahl c angesetzt werden. In einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Codierverfahrens kann der codierte Endzählerstand Ye und/oder der codierte Startzählerstand Yo durch einen kryptographischen Mechanismus verschlüsselt werden. Dazu wird mit Hilfe eines zweiten kryptographischen Schlüssels ES2 ein verschlüsselter codierter Endzählerstand Y*e oder ein verschlüsselter codierter Startzählerstand Y*o erzeugt, siehe Schritte S17 und S18 aus Figur 1. Zum Entschlüsseln des verschlüsselten codierten Endzählerstandes Y*e und/oder des verschlüsselten codierten Startzählerstandes Y*o wird ein zweiter kryptographischer PrüfSchlüssel DS2 eingesetzt. Dies ist in Figur 4 in dem Schritt S48 zu sehen. Durch diese Verschlüsselung wird die Manipulation erschwert.
In einer weiteren Variante kann gemäß Figur 1 bzw. 2 der codierte Endzählerstand Ye bzw. der codierte Startzählerstand Yo durch einen kyptographischen Mechanismus zur Nachrichten- authentisierung gegen Manipulation geschützt werden, wobei zusätzlich personalisierte Informationen PI berücksichtigt werden können. Hierzu können sowohl symmetrische Mechanismen zur Berechnung eines Nachrichten-Authentifizierungs-Codes MAC (Englisch: Message Authentication Code, MAC) als auch asymmetrische Mechanismen zur Berechnung elektronischer Signaturen verwendet werden. Ein zu dem jeweiligen kryptographischen Mechanismus dazugehöriger geheimer erster kryptographischer Schlüssel ESl zur Ermittlung der Nachrichtenauthentisierung ist nur dem Hersteller des kryptographischen Wegstreckenzählers KWG bekannt. Als personalisierte Information PI wird bspw. eine Seriennummer des kryptographischen Wegstreckenzäh- lers KWG und/oder die Fahrgestellnummer eines den kryptographischen Wegstreckenzählers KWG umfassenden Personenkraftwagens herangezogen werden. Dabei wird eine Authentifi- zierungsinformation AI unter Berücksichtigung eines Authenti- fizierungsverfahrens mit einem ersten kryptographischen Schlüssel ESl, dem codierten Endzählerstands Ye und der personalisierten Information PI bspw. folgendermaßen generiert:
AI = MAU(Ye, ESl, PI) Das Bezugszeichen MAU beschreibt hierbei ein Authentifizie- rungsmodul MAU zum Erstellen der Authentifizierungsinformati- on AI. Dieser Schritt ist in S13 der Figur 1 zu sehen.
Zum Prüfen der Authentizität des Zählerstands X wird bspw. bei dieser erfindungsgemäßen Variante gemäß Figur 4 Schritte S46 und S47 mittels eines Authentifizierungsprüfverfahrens aus dem codierten Endzählerstand Ye, der Authentifizierung- sinformation AI, einem ersten kryptographischen PrüfSchlüssel DSl und der personalisierten Information PI eine Prüfinformation gewonnen. Diese Prüfinformation zeigt an, ob der codierte Endzähler Ye authentisch ist. In Figur 5 werden diese Schritte S46 und S47 im Authentifizierungsprüfmodul MAD verwirklicht .
Im Falle des Scheiterns der Authentizitätsprüfung folgt Schritt S44, der anzeigt, dass der Zählerstand X bzw. der codierte Endzählerstand Ye manipuliert worden ist. Hierbei kann das negative Statussignal NEIN ausgegeben werden. Ansonsten wird mit Schritt S41 fortgefahren. Dieser Schritt ist in Figur 5 mit dem Bezugszeichen AJA gekennzeichnet. Durch den Einsatz von personalisierter Information PI wird gewährleistet, dass ein einfaches Übertragen eines Zählerstands, eines codierten Zählerstands und eines codierten Endzählerstands Ye von einem ersten zu einem zweiten kombinierten Wegstreckenzähler nicht unerkannt möglich ist.
Die für den codierten Endzählerstand Ye durchgeführte Authentizitätsprüfung kann auch für den codierten Startzählerstand Yo ausgeführt werden.
In einer weiteren Variante der Erfindung kann eine Auswahl des codierten Startzählerstands Yo in Abhängigkeit von personalisierter Information PI erfolgen.
In einer Erweiterung des erfindungsgemäßen Codier- bzw. Prüfverfahrens kann für jeden kombinierten Wegstreckenzähler KOW eine eigene, insbesondere zufällig ausgewählte, vorwärts ver- kettete Einwegfunktion F eingesetzt werden. Hierbei muss berücksichtigt werden, dass bei dem Durchführen des Prüfverfahrens zum Prüfen der Authentizität des Zählerstands X die jeweilige zu dem kombinierten Wegstreckenzähler KOW dazugehöri- ge, vorwärts verkettete Einwegfunktion F benutzt wird.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der kombinierte Wegstreckenzähler KOW lediglich den kryp- tographischen Wegstreckenzähler KWG (dies ist nicht grafisch dargestellt) . Der Wegstreckenzähler WEG wird hierbei nicht benötigt, da der Zählerstand X aus dem codierten Zählerstand Y ermittelt werden kann. Um den aktuell gültigen Zählerstand X zu erhalten, wird die vorwärts verkette Einwegfunktion F so oft auf den codierten Zählerstand Y angewandt, bis der co- dierte Zählerstand Y dem codierten Endzählerstand Ye entspricht. Dabei wird durch eine Wiederholanzahl W mitgezählt, wie oft hierbei die vorwärts verkettete Einwegfunktion F angewandt wurde. Der aktuelle Zählerstand X ergibt sich durch Subtraktion der Wiederholanzahl W von der Anzahl c, d.h. X = C - W. Bei dieser Variante muss jedoch gewährleistet werden, dass der vor der Ermittlung des aktuellen Zählerstands X gültige codierte Zählerstand Y erhalten bleibt. Ansonsten entspricht der codierte Zählerstand Y dem Endzählerstand Ye, und somit würde diese Variante eine fehlerhafte Funktionswei- se des kombinierten Wegstreckenzählers KOW nach sich ziehen.
Das erfindungsgemäße Codierverfahren, Prüfverfahren und die erfindungsgemäße Codiereinrichtung und Prüfeinrichtung sind anhand eines Wegstreckenzählers für einen Personenkraftwagen dargestellt worden. Jedoch ist die Erfindung nicht nur auf dieses Anwendungsgebiet beschränkt, sondern jedes Zählwerk kann durch die Erfindung vor Manipulation geschützt werden. Weitere Anwendungsgebiete sind bspw. Verbrauchsmesseinrichtungen, wie z.B. für Strom, Gas, oder Glücksspielautomaten. Literaturverzeichnis
[1] A. Menezes, P. van Oorschot, S. Vanstone, "Handbook of applied crypthography, CRC-Press, 1996

Claims

Patentansprüche
1. Codierverfahren zum Sichern eines Zählerstands (X) eines Zählwerks vor einer nachträglichen Manipulation, gekennzeichnet dadurch, dass
- bei Erhöhung oder Verminderung des Zählerstands (X) um eine Zähleinheit eine Berechnung eines neuen codierten Zählerstands (Yn) aktiviert wird,
- der neue codierte Zählerstand (Yn) durch Anwenden einer vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) auf einen codierten Zählerstand (Y) ermittelt wird, wobei ein Bildbereich der vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) im Urbildbereich der vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) enthalten ist.
2. Codierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorwärts verkettete Einwegfunktion (F) aus einer Menge an verfügbaren vorwärts verketteten Einwegfunktionen ausgewählt wird.
3. Codierverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer erstmaligen Erhöhung oder Verminderung des Zählerstands (X) der Zählerstand (X) mit einem Startzählerstand (Xo) vorbelegt wird.
4. Codierverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer erstmaligen Erhöhung oder Verminderung des Zähler- Stands (X) der codierte Zählerstand (Y) mit einem codierten Startzählerstand (Yo) vorbelegt wird, wobei der codierte Startzählerstand (Yo) aus dem Urbildbereich der vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) ausgewählt wird.
5. Codierverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der codierte Startzählerstand (Yo) in Abhängigkeit von einer personalisierten Information (PI) erzeugt wird.
6 . Codierverfahren nach Anspruch 4 oder 5 , da du r c h g e k e n n z e i c h n e t , das s durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) auf den codierten Startzählerstand (Yo) ein codierter Endzäh- lerstand (Ye) zum Prüfen einer Authentizität des Zählerstands (X) generiert wird, wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion (F) mit einer Anzahl (c) c-mal angewandt wird.
7. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für den codierten Endzählerstand (Ye) und/oder den codierten Startzählerstand (Yo) mit einem kryptographischen Authentifi- zierungsverfahren unter Benutzung eines ersten kryptographischen Schlüssels (ESl) eine Authentifizierungsinformation (AI) erzeugt wird.
8. Codierverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem kryptographischen Authentifizierungsverfahren zusätz- lieh eine personalisierte Information (PI) , insbesondere als personalisierte Information (PI) eine Fahrgestellnummer, welche dem Zählwerk eindeutig zuordenbar ist, oder eine Gerätenummer des Zählwerks, verwendet wird.
9. Codierverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der codierte Startzählerstand (Yo) und/oder der codierte Endzählerstand (Ye) mit einem kryptographischen Verschlüsselungsverfahren unter Benutzung eines zweiten kryptographi- sehen Schlüssels (ES2) verschlüsselt werden.
10. Prüfverfahren zum Prüfen einer Authentizität eines Zählerstands (X) eines Zählwerks, wobei ein codierter Zählerstand (Y) auf Basis einer vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche erzeugt wird, gekennzeichnet dadurch, dass
- auf Basis des Zählerstands (X) ein Testzählerstand (Xt) ermittelt wird, wobei der Testzählerstand (Xt) eine Häufig- keit für die Erhöhung oder Verminderung des Zählerstands (X) des Zählwerks repräsentiert,
- der codierte Zählerstand (Y) unter Verwendung des Testzählerstands (Xt) analysiert wird, - ein positives Statussignal (JA) ausgegeben wird, falls die Analyse ergibt, dass der codierte Zählerstand (Y) aufgrund des Zählerstands (X) erzeugt worden ist, oder ein negatives Statussignal (NEIN) ausgegeben wird, falls die Analyse ergibt, dass der codierte Zählerstand (Y) nicht aufgrund des Zählerstands (X) erzeugt worden ist.
11. Prüfverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Testzählerstand (Xt) durch den Zählerstand (X) oder durch Subtraktion des Startzählerstands (Xo) von dem Zählerstand
(X) oder durch eine Betragsbildung der Subtraktion des Startzählerstands (Xo) von dem Zählerstand erzeugt wird.
12. Prüfverfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der codierte Zählerstand (Y) und der codierte Endzählerstand (Ye) auf Basis einer vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9 erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass - durch Subtraktion des Testzählerstands (Xt) von der Anzahl (c) eine Testanzahl (t) erzeugt wird,
- durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) auf den codierten Zählerstand (Y) ein codierter Testzählerstand (Yt) generiert wird, wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion (F) mit der Testanzahl (t) t-mal angewandt wird,
- der codierte Testzählerstand (Yt) mit dem codierten Endzählerstand (Ye) verglichen wird, wobei im Falle, dass der codierte Testzählerstand (Yt) ungleich dem codierten Endzäh- lerstand (Ye) ist, ein negatives Statussignal (NEIN) ausgegeben wird, oder im Falle, dass der codierte Testzählerstand (Yt) gleich dem codierten Endzählerstand (Ye) ist, ein positives Statussignal (JA) ausgegeben wird.
13 . Prüfverfahren nach Anspruch 10 oder 11 , da du r c h g e k e n n z e i c h n e t , das s
- durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) auf den codierten Startzählerstand (Yo) ein codierter Test- Zählerstand (Yt) generiert wird, wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion (F) mit Wert des Testzählerstands (Xt) Xt-mal angewandt wird,
- der codierte Testzählerstand (Yt) mit dem codierten Zählerstand (Y) verglichen wird, wobei im Falle, dass der codier- te Testzählerstand (Yt) ungleich dem codierten Zählerstand (Y) ist, ein negatives Statussignal (NEIN) ausgegeben wird, oder im Falle, dass der codierte Zählerstand (Y) gleich dem codierten Endzählerstand (Ye) ist, ein positives Statussignal (JA) ausgegeben wird.
14. Prüfverfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei eine Authentifizierungsinformation (AI) gemäß Anspruch
7 oder 8 erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Authentizität des codierten Endzählerstands (Ye) und/oder des codierten Startzählerstands (Yo) mit einem kryp- tographischen Authentifizierungsprüfverfahren unter Verwendung eines ersten kryptographischen Prüfschlüsseis (DSl) und einer Authentifizierungsinformation (AI) geprüft wird.
15. Prüfverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem kryptographischen Authentifizierungsprüfverfahren zusätzlich eine personalisierte Information (PI), insbesondere als personalisierte Information (PI) eine Fahrgestellnummer, welche dem Zählwerk eindeutig zuordenbar ist, oder eine Gerätenummer des Zählwerks, verwendet wird.
16. Prüfverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein verschlüsselter codierter Startzählerstand (Y*o) und/oder ein verschlüsselter codierter Endzählerstand (Y*e) unter Verwendung eines zweiten kryptographischen Prüfschlüsseis (DS2) in den codierten Startzählerstand (Yo) bzw. den codierte Endzählerstand (Ye) vor Durchführung des Prüfverfahrens entschlüsselt werden.
17. Codiereinrichtung zum Durchführen eines Codierverfahrens zum Sichern eines Zählerstands (X) eines Zählwerks vor einer nachträglichen Manipulation, gekennzeichnet durch ein kryptographisches Zählwerk (KZW) zum Berechnen eines neu- en codierten Zählerstands (Yn) bei Erhöhung oder Verminderung des Zählerstands (X) um eine Zähleinheit durch Anwenden einer vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) auf einen codierten Zählerstand (Y) , wobei ein Bildbereich der vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) im Urbildbereich der vorwärts verket- teten Einwegfunktion (F) enthalten ist.
18. Codiereinrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch
- ein Verarbeitungsmodul (VM) mit einem Speicherelement (S) zum Speichern des codierten Zählerstands (Y) und einem Aktivierungselement (AM) zum Aktivieren der Berechnung des neuen codierten Zählerstands (Yn) ,
- einem Funktionsmodul (FM) mit einer vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) zum Berechnen des neuen codierten Zäh- lerstands (Yn) aus dem codierten Zählerstand (Y) .
19. Codiereinrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch das Verarbeitungsmodul (VM) zum Vorbelegen des codierten Zäh- lerstands (Y) mit einem codierten Startzählerstand (Yo) .
20. Codiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 19, gekennzeichnet durch ein Ermittlungsmodul (ME) zum Generieren eines codierten Endzählerstands (Ye) durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) auf einen codierten Startzählerstand (Yo) , wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion (F) mit einer Anzahl (c) c-mal angewandt wird.
21. Codiereinrichtung nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch ein Authentifizierungsmodul (MAU) zum Erstellen einer Authen- tifizierungsinformation (AI) für den codierten Endzählerstand (Ye) und/oder den codierten Startzählerstand (Yo) unter Verwendung eines ersten kryptographischen Schlüssels (ESl) .
22. Codiereinrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch das Authentifizierungsmodul (MAU) , das derart ausgestaltet ist, dass bei dem kryptographischen Authentifizierungsverfah- ren zusätzlich eine personalisierte Information (PI), insbesondere als personalisierte Information (PI) eine Fahrgestellnummer, welche dem Zählwerk eindeutig zuordenbar ist, oder eine Gerätenummer des Zählwerks, verwendet wird.
23 . Codiereinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22 , ge k e nn z e i c hn e t du r c h ein Verschlüsselungsmodul (MV) zum Verschlüsseln des codierten Endzählerstands (Ye) oder des codierten Startzählerstands (Yo) mit einem zweiten kryptographischen Schlüssel (ES2) in einen verschlüsselten codierten Endzählerstand (Y*e) bzw. einen verschlüsselten codierten Startzählerstand (Y*o) .
24. Codiereinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, gekennzeichnet durch die Codiereinrichtung, die in einer Wegstreckenzählvorrich- tung, insbesondere in einem Personenkraftwagen, und/oder in einer Verbrauchszähleinrichtung, insbesondere zum Erfassen eines Strom-, Gas- oder Wasserverbrauchs, einsetzbar ist.
25. Prüfeinrichtung zum Durchführen eines Prüfverfahrens zum Prüfen einer Authentizität eines Zählerstands (X) eines Zählwerks, insbesondere nach einem der Ansprüche 10 bis 16, gekennzeichnet durch ein Prüfmodul (PRM) zum Analysieren des codierten Zählerstands (Y) auf Basis eines Testzählerstands (Xt) und zum Ausgeben eines positiven Statussignals (JA) , falls die Analyse ergibt, dass der codierte Zählerstand (Y) aufgrund des Zäh- lerstands (X) erzeugt worden ist, oder zu Ausgeben eines negativen Statussignals (NEIN) , falls die Analyse ergibt, dass der codierte Zählerstand (Y) nicht aufgrund des Zählerstands (X) erzeugt worden ist, wobei der Testzählerstand (Xt) eine Häufigkeit für die Erhöhung oder Verminderung des Zähler- Stands (X) des Zählwerks repräsentiert.
26. Prüfeinrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch
- ein Substraktionsmodul (MSU) zum Erzeugen einer Testanzahl (t) durch Subtraktion des Testzählerstands (Xt) von einer
Anzahl (c) ,
- ein Generierungsmodul (GXE) zum Generieren eines codierten Testzählerstands (Yt) durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) auf den codierten Zählerstand (Y) , wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion (F) mit der Testanzahl (t) t-mal angewandt wird,
- ein Vergleichsmodul (VM) zum Vergleichen des codierten Testzählerstands (Yt) mit dem codierten Endzählerstand (Ye) , wobei im Falle, dass der codierte Testzählerstand (Yt) ungleich dem codierten Endzählerstand (Ye) ist, ein negatives Statussignal (NEIN) , ansonsten ein positives Statussignal (JA) ausgegeben wird.
27 . Prüf einrichtung nach Anspruch 25 , g e k e n n z e i c h n e t du r c h
- ein Generierungsmodul (GXE) zum Generieren eines codierten Testzählerstands (Yt) durch Anwenden der vorwärts verketteten Einwegfunktion (F) auf den codierten Startzählerstand (Yo) , wobei die vorwärts verkettete Einwegfunktion (F) mit dem Wert des Testzählerstands (Xt) Xt-mal angewandt wird,
- ein Vergleichsmodul (VM) zum Vergleichen des codierten Testzählerstands (Yt) mit dem codierten Zählerstand (Y) , wobei im Falle, dass der codierte Testzählerstand (Yt) un- gleich dem codierten Zählerstand (Y) ist ein negatives Statussignal (NEIN) , ansonsten ein positives Statussignal (JA) ausgegeben wird.
28. Prüf einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, gekennzeichnet durch ein Authentifizierungsprüfmodul MAD zum Prüfen einer Authentizität des codierten Endzählerstands (Ye) und/oder des codierten Startzählerstands (Yo) mit einem kryptographischen Authentifizierungsprüfverfahren unter Verwendung eines ersten kryptographischen Prüfschlüsseis (DSl) und einer Authentifi- zierungsinformation (AI) .
29. Prüf einrichtung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch das Authentifizierungsprüfmodul MAD, das derart ausgestaltet ist, dass bei dem kryptographischen Authentifizierungsprüfverfahren zusätzlich eine personalisierte Information (PI) , insbesondere als personalisierte Information (PI) eine Fahr- gestellnummer, welche dem Zählwerk eindeutig zuordenbar ist, oder eine Gerätenummer des Zählwerks, verwendet wird.
30. Prüf einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 29, gekennzeichnet durch ein Entschlüsselungsmodul (MD) zum Entschlüsseln eines verschlüsselten codierten Startzählerstandes (Y*o) und/oder eines verschlüsselten codierten Endzählerstandes (Y*e) unter Verwendung eines zweiten kryptographischen Prüfschlüsseis (DS2) in den codierten Startzählerstand (Yo) bzw. den codier- te Endzählerstand (Ye) vor Durchführung des Prüfverfahrens.
31. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, gekennzeichnet durch die Prüfeinrichtung, die in einer Wegstreckenzählvorrichtung, insbesondere in einem Personenkraftwagen, und/oder in einer Verbrauchszähleinrichtung, insbesondere zum Erfassen eines Strom-, Gas- oder Wasserverbrauchs, einsetzbar ist.
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