EP4414239A1 - Schnittstelleneinrichtung - Google Patents

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EP4414239A1
EP4414239A1 EP24154656.3A EP24154656A EP4414239A1 EP 4414239 A1 EP4414239 A1 EP 4414239A1 EP 24154656 A EP24154656 A EP 24154656A EP 4414239 A1 EP4414239 A1 EP 4414239A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
interface device
vehicle component
communication system
public key
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.)
Granted
Application number
EP24154656.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4414239B1 (de
EP4414239C0 (de
Inventor
Felix Haase
Björn-Marten Kienapfel
Carsten Richter
Christof Schubert
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.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility 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 Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4414239A1 publication Critical patent/EP4414239A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4414239B1 publication Critical patent/EP4414239B1/de
Publication of EP4414239C0 publication Critical patent/EP4414239C0/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0018—Communication with or on the vehicle or train
    • B61L15/0036—Conductor-based, e.g. using CAN-Bus, train-line or optical fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0072—On-board train data handling

Definitions

  • the invention relates to a method for integrating a vehicle component into a communication system of a vehicle by means of an interface device, to interface devices for carrying out such methods and to vehicles equipped with such interface devices.
  • Modern rail vehicles and trains usually have an internal train data bus to which a large number of vehicle components are connected.
  • the invention is based on the object of specifying a vehicle in which the integration of vehicle components into a vehicle-side communication system, for example during assembly of the vehicle or later as part of repair work, is particularly easy, even if the communication system is an encrypted communication system.
  • the interface device is arranged on board the vehicle and allows an authorized operator on board the vehicle access to an encrypted communication system and the interface device is designed to allow the authorized operator to enter a public key of an encryption key pair, the private key of which is implemented in a vehicle component of the vehicle, and after entering such a public key, the to integrate the corresponding vehicle component into the vehicle's communication system, whereby its public key is stored in the communication system.
  • a significant advantage of the vehicle according to the invention is that the interface device provided according to the invention allows maintenance personnel to integrate vehicle components into the encrypted communication system on site or on board, without the involvement of external trackside servers or a data connection between the vehicle and external trackside servers being necessary. This makes it particularly easy to replace vehicle components, for example during maintenance work, and to integrate the new vehicle components with their new public keys into the vehicle's own communication system, because there is no need to establish secure data connections to the outside world.
  • the interface device enables the authorized operator to enter a certificate assigned to the vehicle component, which contains the public key and other data.
  • the interface device After entering such a certificate, the interface device integrates the vehicle component into the vehicle's communication system, preferably including the additional data.
  • the certificate preferably contains all the data required for automated integration of the respective vehicle component; in such a design, the manual effort required by the operating personnel can be minimal.
  • the interface device comprises a camera which enables the reading of a one-dimensional or two-dimensional code containing a certificate containing the public key of the vehicle component or at least the public key of the vehicle component.
  • the interface device preferably extracts the certificate or at least the public key from the code read by the camera.
  • the public keys or certificates of the vehicle components integrated or to be integrated into the communication system are preferably free of expiration dates or have no expiration date; alternatively, the expiration dates of the keys or certificates can be virtually expiration-free because they are so far in the future that the theoretically conceivable or planned service life of the vehicle components ends before the expiration date is reached. Keys and certificates that are free of expiration dates or virtually expiration-free keys avoid additional maintenance work that would be necessary if expiration dates were reached or exceeded.
  • the private key of the encryption key pair is stored in the vehicle component in a non-rewritable manner.
  • the vehicle component preferably prevents deletion or overwriting of the private key or addition of other private keys via its communication interface connected to the communication system.
  • the certificate containing the public key preferably includes identification information describing and/or identifying the vehicle component.
  • the interface device preferably integrates the vehicle component into the vehicle's communication system by including the identification information.
  • the certificate alone enables an automated integration of the vehicle component into the communication system and the interface device automatically integrates the vehicle component into the vehicle's communication system after reading in the certificate, including the identification information.
  • the certificate is preferably stored permanently in the vehicle component and cannot be changed.
  • the interface device also enables the input of public keys or the input of certificates from outside the vehicle; in this embodiment, the operator can therefore decide whether certificates or public keys should be made available in the vehicle or from outside the vehicle.
  • the interface device preferably comprises a computing device which is programmed by means of a software program product such that the computing device forms a so-called PK (public key) infrastructure, in particular a PKI server, or provides the functionality of a PK (public key) infrastructure.
  • PK public key
  • the interface device preferably has an input device that enables the operator to enter authorization data, for example in the form of a keyboard or a smart card reader.
  • the invention also relates to a method for integrating a vehicle component into a vehicle.
  • a method for integrating a vehicle component into a vehicle provides that, before or after the vehicle component is installed in the vehicle, an interface device of an encrypted communication system located on board the vehicle is activated in response to an attempt to access the communication system by an operator on board.
  • the interface device carries out an authorization check on an input device of the interface device, the interface device, if authorization exists, allows the authorized operator to enter a public key of an encryption key pair that is implemented in the vehicle component of the vehicle that has already been installed or is still to be installed, and the interface device integrates the corresponding vehicle component into the vehicle's communication system in terms of communication after the public key has been entered.
  • the interface device preferably has a camera and detects the public key preferably by reading and evaluating the image data of the camera.
  • the camera can not only serve as an input device for key capture, but can also be used, for example, as an input device for detecting an access attempt or for authorization checks.
  • An access attempt can be detected, for example, using the camera's image data when an operator performs predefined movements, such as waving.
  • the authorization check can, for example, include facial recognition.
  • the code defines a certificate stored in the vehicle component in a way that cannot be overwritten or at least a public key stored in the vehicle component in a way that cannot be overwritten, and the interface device reads and evaluates the certificate or the public key of image data showing the code depicted on the vehicle component.
  • the vehicle component when delivered, contains a removable sticker on which a one-dimensional or two-dimensional code is shown.
  • the code applied to the sticker preferably defines the certificate stored in the vehicle component in a non-rewritable manner or at least the public key stored in the vehicle component in a non-rewritable manner.
  • the interface device preferably receives the certificate or the public key by reading in and evaluating image data that show the sticker removed from the vehicle component and presented in front of the camera.
  • the invention also relates to an interface device for a vehicle that is equipped with a communication system.
  • the interface device on board the vehicle is connectable to the communication system and allows an authorized operator on board the vehicle access to the communication system, and the interface device is designed to enable the authorized operator to enter a public key of an encryption key pair, the private key of which is implemented in a vehicle component of the vehicle, and to integrate the corresponding vehicle component into the communication system of the vehicle after entering such a public key, the public key of which is stored in the communication system.
  • the interface device is designed to carry out a method as described above.
  • the Figure 1 shows components of an embodiment of a rail vehicle 10 according to the invention, which is equipped with an encrypted communication system 20.
  • the communication system 20 comprises a data bus 30 to which a large number of vehicle components are connected; for reasons of clarity, Figure 1 in the rail vehicle 10 only a first vehicle component 41 is shown as an example.
  • the vehicle components can communicate in an encrypted manner with a vehicle control unit 50 connected to the data bus 30 by means of the communication system 20.
  • the vehicle control unit 50 is preferably an ATO (Automatic Train Operation) vehicle control unit 50, i.e. one that enables the rail vehicle to travel autonomously.
  • ATO Automatic Train Operation
  • a private key of a key pair is stored in each vehicle component connected to the data bus 30, which key pair includes a public key in addition to the private key.
  • the public keys are preferably stored in the vehicle control unit 50 and/or in a central PKI server of the communication system 20, which can communicate the stored public keys to the vehicle control unit 50 upon request.
  • a central PKI server can be integrated in an interface device 60 of the communication system 20.
  • the key pairs can be formed, for example, using an asymmetric cryptographic method such as the RSA (Rivest-Shamir-Adleman) method.
  • RSA Rivest-Shamir-Adleman
  • the public key of the first vehicle component 41 is in the Figure 1 marked with the reference symbol 01.
  • the Figure 1 also shows the interface device 60 of the communication system 20 connected to the data bus 30 in more detail.
  • the interface device 60 is arranged on board the rail vehicle 10 and allows an authorized operator 70 to access the communication system 20 and to enter public keys, in particular public keys of vehicle components that are already mounted in the rail vehicle 10 or are still to be mounted in the rail vehicle 10.
  • the interface device 60 is equipped with a camera 61 that can record images and thus, for example, convert one- or two-dimensional codes into digital image data BD.
  • a computing device 62 of the interface device 60 is connected to the camera 61 and evaluates its image data BD; in this way, the computing device 62 can recognize and further process codes located in front of the camera 61.
  • the computing device 62 can form the central PKI server already mentioned.
  • the interface device 60 is in the embodiment according to Figure 1 also equipped with a keyboard 63 which enables manual input of data D.
  • the keyboard 63 and the camera 61 form input devices of the interface device 60, which together or individually enable interaction with an operator, for example, detecting access attempts and enabling input of public keys or certificates.
  • the Figure 1 also shows a second vehicle component 42, which is held by an operator 70 and is to be mounted in the rail vehicle 10. It can be seen that a two-dimensional code 82, for example in the form of a QR code, is shown on the surface of the second vehicle component 42.
  • the Figure 2 shows the operator 70 on board the rail vehicle 10 in front of the interface device 60 after an authorization check has already taken place by the interface device 60 as to whether the operator 70 is authorized to register vehicle components and to enter public keys of vehicle components.
  • an authorization check can include the entry of passwords on the keyboard 63 and/or an evaluation of biometric data of the face of the operator 70.
  • the biometric data can be generated by evaluating the image data BD of the camera 61.
  • the operator 70 is shown holding the code 82 of the second vehicle component 42 in front of the camera 61 so that the latter can capture the code 82 and forward image data BD reproducing the code 82 to the computing device 62.
  • the computing device 62 recognizes the code 82 and evaluates it by determining the public key O2 that is assigned to the second vehicle component 42. It then stores the public key O2 in a key memory 80 of the communication system 20.
  • the key memory 80 can be integrated, for example, in the interface device 60 if this is to form the PKI server or to take over the function of a PKI server. Alternatively or additionally, the key memory 80 can be integrated in the vehicle control unit 50; such an embodiment is shown by way of example in the Figure 2 .
  • the interface device 60 transmits the public key O2 to the key memory 80 as soon as it has determined this on the basis of the read code 82.
  • the complete integration of the second vehicle component 42 into the rail vehicle 10 or into the communication system 20 of the rail vehicle 10 will require the input of further data D, for example a designation of the second vehicle component 42 and/or a description of the function of the second vehicle component 42 and/or a description of the installation location of the second vehicle component 42.
  • the input of such further data D can, for example, be carried out by the operator 70 on the keyboard 63 or by reading out a data memory which the operator 70 connects to a corresponding connection of the interface device 60.
  • the Figure 3 shows the rail vehicle 10 after the input of the public key O2 and the further data D of the second vehicle component 42 has been completed and the operator 70 or another assembly person has installed the second vehicle component 42 in the rail vehicle 10.
  • the second vehicle component 42 can be, for example, an axle speed sensor that is installed in the area of one of the axles of the rail vehicle 10.
  • the further data D that the operator 70 enters into the interface device 60 preferably include the installation location of the second vehicle component 42, in particular when several vehicle components of the same type or with the same function are already installed in the rail vehicle 10 or are still to be installed.
  • the Figure 4 shows a third vehicle component 43, on the surface of which a two-dimensional code 83 is shown.
  • the two-dimensional code 83 according to Figure 4 defines a certificate.
  • the certificate according to Figure 4 In addition to the public key O3 of the third vehicle component 43 further data, preferably all those further data D that enable a complete integration of the third vehicle component 43 into the communication system 20.
  • the third vehicle component 43 can therefore - unlike the second vehicle component 42 - be automatically integrated into the communication system 20 simply by presenting the code 83 in front of the camera 61, so that manual input of the further data D on the keyboard 63 or in any other way by the operator 70 is not necessary.
  • the advantage of a code that defines a certificate with the additional data D over a code that only defines a public key is that the operator 70 can bring about the fully automated integration of the respective vehicle component simply by presenting the code that reproduces the certificate.
  • the Figure 5 shows the rail vehicle 10 after the interface device 60 has integrated the public key O3 of the third vehicle component 43 in the communication system 20 and the operator 70 or another assembly person has installed the third vehicle component 43 in the rail vehicle 10.
  • the third vehicle component 43 can also be an axle speed sensor.
  • the Figure 6 shows a fourth vehicle component 44 which has already been mounted in the rail vehicle 10 before the recording of its public key O4 or certificate.
  • the fourth vehicle component 44 not only has a two-dimensional code 84 on its surface which defines a certificate, but also a removable sticker 90 which shows the same code 84.
  • the sticker 90 can be removed and the operator 70 can for the purpose of integrating the fourth vehicle component 44 into the communication system 20, hold the removed sticker 90 in front of the camera 61 to enable the computing device 62 to capture the certificate and integrate the fourth vehicle component 44, as explained in connection with Figure 3; presenting the removed sticker 90 in front of the camera 61 shows the Figure 7 .
  • the Figure 8 shows a flow chart of a preferred mode of operation of the interface device 60 in the case of reading in a code which only defines a public key, as described in the Figure 2 shown, or a certificate with further data, as described in the Figures 3 to 7 is shown.
  • the interface device 60 After the interface device 60 has detected an access attempt ZV, it carries out an authorization step 810 to check the authorization of the accessing operator 70.
  • the authorization step 810 can include the evaluation 811 of inputs E of the operator 70 on the keyboard 63 and the evaluation 812 of image data BD of the operator 70.
  • the authorization step 810 shows that the operator 70 is authorized to access the interface device 60, he or she carries out a reading step 820 in which he or she reads in a code C presented in front of the camera 61, which is assigned to a vehicle component to be integrated.
  • the interface device 60 checks whether the code only includes a public key. If this is the case, it may request an input of the additional data D that are necessary for a complete integration of the vehicle component 41 or at least simplify this. It then carries out an integration step 840 in which it integrates the vehicle component into the communication system by embedding of the public key in the keystore is completed.
  • the interface device 60 jumps directly to the integration step 840.
  • Figure 9 shows, by way of example, components of a railway train 100 which is equipped with an interface device 60 (for example one as described above) and with vehicle components integrated into a communication system 20 (for example such as the vehicle components 41-44 described above).
  • the data bus 30 preferably extends through all the carriages of the railway train 100.
  • the interface device 60 enables an input of public keys or an input of certificates from outside the vehicle, for example by radio using radio signals FF; this is shown by way of example in the Figure 10 using the example of train 100 according to Figure 9 .
  • the Figure 11 shows an embodiment of a computing device 62 which is used in the interface device 60 according to the Figures 1 to 7 and the Figures 9 to 10 can be used.
  • the computing device 62 comprises a computing unit 62a and a memory 62b.
  • a software program product SPM is stored in the memory 62b, which, when executed by the computing unit 62a, leads to the operation described above.
  • the software program product SPM according to Figure 11 comprises an authorization software module SW810 which, when executed by the computing unit 62a, causes the latter to carry out the authorization step 810 in accordance with Figure 8 to execute.
  • the authorization software module SW810 preferably has an evaluation software module SW811 which, when executed by the computing unit 62a, causes the latter to carry out the evaluation 811 according to Figure 8 of inputs E by the operator 70 on the keyboard 63.
  • the authorization software module SW810 preferably has, alternatively or in addition to the evaluation software module SW811, an evaluation software module SW812 which, when executed by the computing unit 62a, causes the latter to carry out the evaluation 812 in accordance with Figure 8 of image data BD of the operator 70 for the purpose of authorization verification.
  • the software program product also includes a reading software module SW820 which, when executed by the computing unit 62a, causes the computing unit 62a to carry out the reading step 820 according to Figure 8 to execute.
  • SW820 which, when executed by the computing unit 62a, causes the computing unit 62a to carry out the reading step 820 according to Figure 8 to execute.
  • the software program product further comprises an evaluation software module SW830 which, when executed by the computing unit 62a, causes the computing unit 62a to carry out the evaluation step 830 according to Figure 8 to execute.
  • the software program product SPM also comprises an integration software module SW840 which, when executed by the computing unit 62a, causes the computing unit 62a to carry out the integration step 840 according to Figure 8 to execute.
  • the software program product SPM is preferably designed such that the computing device 62 or its computing unit 62a has a so-called PK (public key) infrastructure, in particular a PKI server, or provides the functionality of a PK (public key) infrastructure.
  • PK public key
  • the key memory 80 which in the figures is arranged in the vehicle control unit 50, can in such a case - alternatively or additionally - be integrated in the memory 62b of the computing device 60.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein Fahrzeug mit einem eine Schnittstelleneinrichtung (60) umfassenden Kommunikationssystem (20). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Kommunikationssystem (20) ein verschlüsselt arbeitendes Kommunikationssystem (20) ist, die Schnittstelleneinrichtung (60) an Bord des Fahrzeugs angeordnet ist und einer an Bord des Fahrzeugs befindlichen, autorisierten Bedienperson (70) einen Zugriff auf das Kommunikationssystem (20) erlaubt und die Schnittstelleneinrichtung (60) dazu ausgestaltet ist, eine Eingabe eines öffentlichen Schlüssels (01-04) eines Verschlüsselungsschlüsselpaares, dessen privater Schlüssel in einer Fahrzeugkomponente (41-44) des Fahrzeugs implementiert ist, durch die autorisierte Bedienperson (70) zu ermöglichen und nach Eingabe eines solchen öffentlichen Schlüssels (01-04) die entsprechende Fahrzeugkomponente (41-44) in das Kommunikationssystem (20) des Fahrzeugs einzubinden, wobei dessen öffentlicher Schlüssel (01-04) in dem Kommunikationssystem (20) hinterlegt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Integration einer Fahrzeugkomponente in ein Kommunikationssystem eines Fahrzeugs mittels einer Schnittstelleneinrichtung, auf Schnittstelleneinrichtungen für die Durchführung solcher Verfahren sowie auf Fahrzeuge, die mit solchen Schnittstelleneinrichtungen ausgestattet sind.
  • Bei modernen Schienenfahrzeugen und Eisenbahnzügen ist in der Regel ein zuginterner Datenbus vorhanden, an den eine Vielzahl an Fahrzeugkomponenten angeschlossen ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug anzugeben, bei dem ein Einbinden von Fahrzeugkomponenten in ein fahrzeugseitiges Kommunikationssystem, beispielsweise bei der Montage des Fahrzeugs oder später im Rahmen von Reparaturarbeiten, besonders einfach möglich ist, auch wenn das Kommunikationssystem ein verschlüsselt arbeitendes Kommunikationssystem ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schnittstelleneinrichtung an Bord des Fahrzeugs angeordnet ist und einer an Bord des Fahrzeugs befindlichen, autorisierten Bedienperson einen Zugriff auf ein verschlüsselt arbeitendes Kommunikationssystem erlaubt und die Schnittstelleneinrichtung dazu ausgestaltet ist, eine Eingabe eines öffentlichen Schlüssels eines Verschlüsselungsschlüsselpaares, dessen privater Schlüssel in einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs implementiert ist, durch die autorisierte Bedienperson zu ermöglichen und nach Eingabe eines solchen öffentlichen Schlüssels die entsprechende Fahrzeugkomponente in das Kommunikationssystem des Fahrzeugs einzubinden, wobei dessen öffentlicher Schlüssel in dem Kommunikationssystem hinterlegt wird.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist darin zu sehen, dass es die erfindungsgemäß vorgesehene Schnittstelleneinrichtung Wartungspersonal erlaubt, vor Ort bzw. an Bord Fahrzeugkomponenten in das verschlüsselt arbeitende Kommunikationssystem einzubinden, und zwar ohne dass ein Mitwirken von externen streckenseitigen Servern oder eine Datenverbindung des Fahrzeugs mit externen streckenseitigen Servern erforderlich ist. Somit ist es in besonders einfacher Weise möglich, beispielsweise im Rahmen von Wartungsarbeiten Fahrzeugkomponenten zu ersetzen und die neuen Fahrzeugkomponenten mit deren neuen öffentlichen Schlüsseln in das fahrzeugeigene Kommunikationssystem einzubinden, weil nämlich auf die Herstellung sicherer Datenverbindungen zur Außenwelt verzichtet werden kann.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Schnittstelleneinrichtung eine Eingabe eines der Fahrzeugkomponente zugeordneten Zertifikats, das den öffentlichen Schlüssel sowie weitere Daten enthält, durch die autorisierte Bedienperson ermöglicht.
  • Die Schnittstelleneinrichtung bindet nach Eingabe eines solchen Zertifikats die Fahrzeugkomponente vorzugsweise unter Einbezug auch der weiteren Daten in das Kommunikationssystem des Fahrzeugs ein.
  • Das Zertifikat enthält vorzugsweise alle diejenigen Daten, die für ein automatisiertes Einbinden der jeweiligen Fahrzeugkomponente nötig sind; im Falle einer solchen Ausgestaltung kann der manuelle Aufwand des Bedienpersonals minimal werden.
  • Bei einer als besonders vorteilhaft angesehenen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Schnittstelleneinrichtung eine Kamera umfasst, die ein Einlesen eines eindimensionalen oder zweidimensionalen Codes, der ein den öffentlichen Schlüssel der Fahrzeugkomponente enthaltendes Zertifikat oder zumindest den öffentlichen Schlüssel der Fahrzeugkomponente enthält, ermöglicht.
  • Die Schnittstelleneinrichtung entnimmt vorzugsweise aus dem mittels der Kamera eingelesenen Code das Zertifikat oder zumindest den öffentlichen Schlüssel.
  • Die öffentlichen Schlüssel bzw. die Zertifikate der in das Kommunikationssystem eingebundenen oder einzubindenden Fahrzeugkomponenten sind vorzugsweise ablaufdatenfrei bzw. ohne Ablaufdatum versehen; alternativ kann vorgesehen sein, dass die Ablaufdaten der Schlüssel bzw. der Zertifikate quasi ablauffrei sind, weil sie so weit in der Zukunft liegen, dass die theoretisch denkbare oder geplante Lebensdauer der Fahrzeugkomponenten vor Erreichen des Ablaufdatums endet. Ablauffreie oder quasi ablauffreie Schlüssel und Zertifikate vermeiden zusätzliche Wartungsarbeiten, die bei Erreichen oder Überschreiten von Ablaufdaten nötig werden würden.
  • Um zu vermeiden, dass Schlüssel missbräuchlich verändert werden können, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der private Schlüssel des Verschlüsselungsschlüsselpaares in der Fahrzeugkomponente unüberschreibbar fest abgespeichert ist.
  • Die Fahrzeugkomponente unterbindet vorzugsweise ein Löschen oder Überschreiben des privaten Schlüssels oder Hinzufügen anderer privater Schlüssel über ihre mit dem Kommunikationssystem in Verbindung stehende Kommunikationsschnittstelle.
  • Das den öffentlichen Schlüssel enthaltende Zertifikat umfasst vorzugsweise eine die Fahrzeugkomponente beschreibende und/oder identifizierende Identifikationsangabe. Die Schnittstelleneinrichtung bindet die Fahrzeugkomponente vorzugsweise unter Einbezug der Identifikationsangabe in das Kommunikationssystem des Fahrzeugs ein.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn allein das Zertifikat eine automatisierte Einbindung der Fahrzeugkomponente in das Kommunikationssystem ermöglicht und die Schnittstelleneinrichtung die Fahrzeugkomponente nach Einlesen das Zertifikats selbsttätig unter Einbezug der Identifikationsangabe in das Kommunikationssystem des Fahrzeugs einbindet.
  • Das Zertifikat ist in der Fahrzeugkomponente vorzugsweise unveränderlich fest abgespeichert.
  • Auch kann vorgesehen sein, dass die Schnittstelleneinrichtung außerdem eine Eingabe öffentlicher Schlüssel oder eine Eingabe von Zertifikaten zusätzlich auch von außerhalb des Fahrzeugs ermöglicht; bei dieser Ausführungsform kann also bedienerseitig entschieden werden, ob Zertifikate oder öffentliche Schlüssel im Fahrzeug oder von außerhalb des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden sollen.
  • Die Schnittstelleneinrichtung umfasst vorzugsweise eine Recheneinrichtung, die mittels eines Softwareprogrammprodukts derart programmiert ist, dass die Recheneinrichtung eine sogenannte PK (Public-Key)-Infrastruktur, insbesondere einen PKI-Server, bildet bzw. die Funktionalität einer PK (Public-Key)-Infrastruktur bereitstellt.
  • Die Schnittstelleneinrichtung weist vorzugsweise ein Eingabegerät auf, das eine bedienerseitige Eingabe von Autorisationsdaten ermöglicht, beispielsweise in Form einer Tastatur oder eines Smartcard-Lesegeräts.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Integration einer Fahrzeugkomponente in ein Fahrzeug. Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Verfahrens vorgesehen, dass vor oder nach der Montage der Fahrzeugkomponente im Fahrzeug eine an Bord des Fahrzeugs befindliche Schnittstelleneinrichtung eines verschlüsselt arbeitenden Kommunikationssystems in Reaktion auf einen Zugriffsversuch auf das Kommunikationssystem seitens einer an Bord befindlichen Bedienperson an einem Eingabegerät der Schnittstelleneinrichtung die Schnittstelleneinrichtung eine Autorisationsprüfung durchführt, die Schnittstelleneinrichtung bei bestehender Autorisation eine Eingabe eines öffentlichen Schlüssels eines Verschlüsselungsschlüsselpaares, das in der bereits montierten oder noch zu montierenden Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs implementiert ist, durch die autorisierte Bedienperson erlaubt und die Schnittstelleneinrichtung die entsprechende Fahrzeugkomponente nach Eingabe des öffentlichen Schlüssels kommunikationsmäßig in das Kommunikationssystem des Fahrzeugs einbindet.
  • Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
  • Die Schnittstelleneinrichtung weist vorzugsweise eine Kamera auf und erfasst den öffentlichen Schlüssel vorzugsweise durch Einlesen und Auswerten der Bilddaten der Kamera.
  • Die Kamera kann nicht nur als Eingabegerät für die Schlüsselerfassung dienen, sondern beispielsweise auch als Eingabegerät für das Erkennen eines Zugriffsversuchs oder für die Autorisationsprüfung herangezogen werden. Ein Zugriffsversuch kann beispielsweise anhand der Bilddaten der Kamera erkannt werden, wenn eine Bedienperson vordefinierte Bewegungen, zum Beispiel ein Winken, ausführt. Die Autorisationsprüfung kann beispielsweise eine Gesichtserkennung einbeziehen.
  • Vorteilhaft ist es, wenn auf der Fahrzeugkomponente ein eindimensionaler oder zweidimensionaler Code abgebildet ist, der Code ein in der Fahrzeugkomponente unüberschreibbar abgespeichertes Zertifikat oder zumindest einen in der Fahrzeugkomponente unüberschreibbar abgespeicherten öffentlichen Schlüssel definiert, und die Schnittstelleneinrichtung das Zertifikat oder den öffentlichen Schlüssel durch Einlesen und Auswerten von Bilddaten erhält, die den auf der Fahrzeugkomponente abgebildeten Code zeigen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Fahrzeugkomponente im Auslieferungszustand einen abziehbaren Aufkleber enthält, auf dem ein eindimensionaler oder zweidimensionaler Code abgebildet ist. Der auf dem Aufkleber aufgebrachte Code definiert vorzugsweise das in der Fahrzeugkomponente unüberschreibbar abgespeicherte Zertifikat oder zumindest den in der Fahrzeugkomponente unüberschreibbar abgespeicherten öffentlichen Schlüssel. Die Schnittstelleneinrichtung erhält das Zertifikat oder den öffentlichen Schlüssel vorzugsweise durch Einlesen und Auswerten von Bilddaten, die den von der Fahrzeugkomponente abgezogenen und vor der Kamera präsentierten Aufkleber zeigen.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Schnittstelleneinrichtung für ein Fahrzeug, das mit einem Kommunikationssystem ausgestattet ist. Erfindungsgemäß ist bezüglich der Schnittstelleneinrichtung vorgesehen, dass die Schnittstelleneinrichtung an Bord des Fahrzeugs an das Kommunikationssystem anschließbar ist und einer an Bord des Fahrzeugs befindlichen, autorisierten Bedienperson einen Zugriff auf das Kommunikationssystem erlaubt und die Schnittstelleneinrichtung dazu ausgestaltet ist, eine Eingabe eines öffentlichen Schlüssels eines Verschlüsselungsschlüsselpaares, dessen privater Schlüssel in einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs implementiert ist, durch die autorisierte Bedienperson zu ermöglichen und nach Eingabe eines solchen öffentlichen Schlüssels die entsprechende Fahrzeugkomponente in das Kommunikationssystem des Fahrzeugs einzubinden, wobei dessen öffentlicher Schlüssel in dem Kommunikationssystem hinterlegt wird.
  • Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Schnittstelleneinrichtung sowie vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schnittstelleneinrichtung sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Schnittstelleneinrichtung dazu ausgestaltet ist, ein Verfahren wie oben beschreiben auszuführen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, dabei zeigen beispielhaft:
    • Figur 1
    in einer schematischen Darstellung Bestandteile eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, das mit einem Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Schnittstelleneinrichtung ausgestattet ist und anhand dessen ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert wird,
    Figur 2
    das Schienenfahrzeug gemäß Figur 1 während eines Einbindens einer Fahrzeugkomponente in ein verschlüsselt arbeitendes Kommunikationssystem des Schienenfahrzeugs,
    Figur 3
    das Schienenfahrzeug gemäß den Figuren 1 und 2 nach dem Einbinden der Fahrzeugkomponente,
    Fig. 4-7
    das Einbinden weiterer Fahrzeugkomponenten in das Kommunikationssystem des Schienenfahrzeugs gemäß Figur 3,
    Figur 8
    eine bevorzugte Arbeitsweise der Schnittstelleneinrichtung gemäß den Figuren 1 bis 7,
    Figur 9
    in einer schematischen Darstellung Bestandteile eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug,
    Figur 10
    eine Ausführungsvariante des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 9, und
    Figur 11
    eine bevorzugte Ausführungsvariante der Schnittstelleneinrichtung gemäß den Figuren 1 bis 9 näher im Detail.
  • In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Die Figur 1 zeigt Bestandteile eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug 10, das mit einem verschlüsselt arbeitenden Kommunikationssystem 20 ausgestattet ist.
  • Das Kommunikationssystem 20 umfasst einen Datenbus 30, an den eine Vielzahl an Fahrzeugkomponenten angeschlossen ist; aus Gründen der Übersicht ist in der Figur 1 im Schienenfahrzeug 10 nur eine erste Fahrzeugkomponente 41 beispielhaft dargestellt. Die Fahrzeugkomponenten können mittels des Kommunikationssystems 20 mit einem an den Datenbus 30 angeschlossenen Fahrzeugsteuergerät 50 verschlüsselt kommunizieren. Bei dem Fahrzeugsteuergerät 50 handelt es sich vorzugsweise um ein ATO (Automatic Train Operation)-Fahrzeugsteuergerät 50, also ein solches, das dem Schienenfahrzeug eine autonome Fahrt ermöglicht.
  • Zum Zwecke der verschlüsselten Kommunikation ist in jeder an den Datenbus 30 angeschlossenen Fahrzeugkomponente jeweils ein privater Schlüssel eines Schlüsselpaares abgespeichert, das neben dem privaten Schlüssel auch einen öffentlichen Schlüssel umfasst.
  • Die öffentlichen Schlüssel sind vorzugsweise in dem Fahrzeugsteuergerät 50 und/oder in einem zentralen PKI-Server des Kommunikationssystems 20 abgespeichert, der die abgespeicherten öffentlichen Schlüssel dem Fahrzeugsteuergerät 50 auf Anfrage mitteilen kann. Ein solcher zentraler PKI-Server kann in einer Schnittstelleneinrichtung 60 des Kommunikationssystems 20 integriert sein.
  • Die Schlüsselpaare können beispielsweise mit einem asymmetrischen kryptographischen Verfahren wie beispielsweise dem RSA (Rivest-Shamir-Adleman)-Verfahren gebildet werden. Der öffentliche Schlüssel der ersten Fahrzeugkomponente 41 ist in der Figur 1 mit dem Bezugszeichen 01 gekennzeichnet.
  • Die Figur 1 zeigt darüber hinaus die an den Datenbus 30 angeschlossene Schnittstelleneinrichtung 60 des Kommunikationssystems 20 näher im Detail. Die Schnittstelleneinrichtung 60 ist an Bord des Schienenfahrzeugs 10 angeordnet und erlaubt einer autorisierten Bedienperson 70, auf das Kommunikationssystem 20 zuzugreifen und öffentliche Schlüssel einzugeben, insbesondere öffentliche Schlüssel von Fahrzeugkomponenten, die bereits im Schienenfahrzeug 10 montiert sind oder noch im Schienenfahrzeug 10 montiert werden sollen.
  • Die Schnittstelleneinrichtung 60 ist mit einer Kamera 61 ausgestattet, die Bilder aufnehmen und somit beispielsweise ein- oder zweidimensionale Codes in digitale Bilddaten BD wandeln kann. Eine Recheneinrichtung 62 der Schnittstelleneinrichtung 60 steht mit der Kamera 61 in Verbindung und wertet deren Bilddaten BD aus; auf diese Weise kann die Recheneinrichtung 62 vor der Kamera 61 befindliche Codes erkennen und weiterverarbeiten. Die Recheneinrichtung 62 kann den bereits erwähnten zentralen PKI-Server bilden.
  • Die Schnittstelleneinrichtung 60 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 außerdem mit einer Tastatur 63 ausgestattet, die eine manuelle Eingabe von Daten D ermöglicht.
  • Die Tastatur 63 und die Kamera 61 bilden Eingabegeräte der Schnittstelleneinrichtung 60, die gemeinsam oder jeweils für sich eine Interaktion mit einer Bedienperson ermöglichen, also zum Beispiel Zugriffsversuche erkennen und eine Eingabe von öffentlichen Schlüsseln oder Zertifikaten ermöglichen können.
  • Die Figur 1 zeigt darüber hinaus eine zweite Fahrzeugkomponente 42, die von einer Bedienperson 70 gehalten wird und im Schienenfahrzeug 10 montiert werden soll. Man erkennt, dass auf der Oberfläche der zweiten Fahrzeugkomponente 42 ein zweidimensionaler Code 82 beispielsweise in Form eines QR-Codes abgebildet ist.
  • Die Figur 2 zeigt die Bedienperson 70 an Bord des Schienenfahrzeugs 10 vor der Schnittstelleneinrichtung 60, nachdem bereits eine Autorisationsprüfung durch die Schnittstelleneinrichtung 60 dahingehend stattgefunden hat, ob die Bedienperson 70 zur Registrierung von Fahrzeugkomponenten und zur Eingabe von öffentlichen Schlüsseln von Fahrzeugkomponenten autorisiert ist. Eine solche Autorisationsprüfung kann die Eingabe von Passwörtern an der Tastatur 63 und/oder eine Auswertung von biometrischen Daten des Gesichts der Bedienperson 70 einschließen. Die biometrischen Daten können durch Auswertung der Bilddaten BD der Kamera 61 erzeugt werden.
  • In der Figur 2 ist die Bedienperson 70 gezeigt, während sie den Code 82 der zweiten Fahrzeugkomponente 42 vor die Kamera 61 hält, damit diese den Code 82 erfassen und den Code 82 wiedergebende Bilddaten BD an die Recheneinrichtung 62 weiterleiten kann. Die Recheneinrichtung 62 erkennt den Code 82 und wertet diesen unter Ermittlung des öffentlichen Schlüssels O2, der der zweiten Fahrzeugkomponente 42 zugeordnet ist, aus. Anschließend hinterlegt sie den öffentlichen Schlüssel O2 in einem Schlüsselspeicher 80 des Kommunikationssystems 20.
  • Der Schlüsselspeicher 80 kann beispielsweise in der Schnittstelleneinrichtung 60 integriert sein, wenn diese den PKI-Server bilden soll bzw. die Funktion eines PKI-Servers übernehmen soll. Alternativ oder zusätzlich kann der Schlüsselspeicher 80 in dem Fahrzeugsteuergerät 50 integriert sein; eine solche Ausgestaltung zeigt beispielhaft die Figur 2.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 2 überträgt die Schnittstelleneinrichtung 60 den öffentlichen Schlüssel O2 zu dem Schlüsselspeicher 80, sobald sie diesen anhand des eingelesenen Codes 82 ermittelt hat.
  • In vielen Fällen, aber nicht immer, wird die vollständige Einbindung der zweiten Fahrzeugkomponente 42 in das Schienenfahrzeug 10 bzw. in das Kommunikationssystem 20 des Schienenfahrzeugs 10 die Eingabe weiterer Daten D erfordern, beispielsweise eine Bezeichnung der zweiten Fahrzeugkomponente 42 und/oder eine Beschreibung der Funktion der zweiten Fahrzeugkomponente 42 und/oder eine Beschreibung des Einbauorts der zweiten Fahrzeugkomponente 42. Die Eingabe solcher weiterer Daten D kann beispielsweise durch die Bedienperson 70 an der Tastatur 63 erfolgen oder durch Auslesen eines Datenspeichers, den die Bedienperson 70 an einen entsprechenden Anschluss der Schnittstelleneinrichtung 60 anschließt.
  • Die Figur 3 zeigt das Schienenfahrzeug 10, nachdem die Eingabe des öffentlichen Schlüssels O2 und der weiteren Daten D der zweiten Fahrzeugkomponente 42 abgeschlossen worden ist und die Bedienperson 70 oder eine andere Montageperson die zweite Fahrzeugkomponente 42 im Schienenfahrzeug 10 montiert hat. Bei der zweiten Fahrzeugkomponente 42 kann es sich beispielsweise um einen Achsdrehzahlsensor handeln, der im Bereich einer der Achsen des Schienenfahrzeugs 10 montiert wird. Die weiteren Daten D, die die Bedienperson 70 in die Schnittstelleneinrichtung 60 eingibt, umfassen vorzugsweise den Einbauort der zweiten Fahrzeugkomponente 42, insbesondere dann, wenn mehrere Fahrzeugkomponenten derselben Bauart bzw. mit derselben Funktion in dem Schienenfahrzeug 10 bereits montiert sind oder aber noch montiert werden sollen.
  • Die Figur 4 zeigt eine dritte Fahrzeugkomponente 43, auf deren Oberfläche ein zweidimensionaler Code 83 abgebildet ist. Der zweidimensionale Code 83 gemäß Figur 4 definiert ein Zertifikat. Das Zertifikat gemäß Figur 4 umfasst zusätzlich zu dem öffentlichen Schlüssel O3 der dritten Fahrzeugkomponente 43 weitere Daten, vorzugsweise alle diejenigen weiteren Daten D, die eine vollständige Integration der dritten Fahrzeugkomponente 43 in das Kommunikationssystem 20 ermöglichen. Die dritte Fahrzeugkomponente 43 kann also - anders als die zweite Fahrzeugkomponente 42 - automatisch allein durch Präsentieren des Codes 83 vor der Kamera 61 in das Kommunikationssystem 20 integriert werden, sodass eine manuelle Eingabe der weiteren Daten D an der Tastatur 63 oder auf andere Weise durch die Bedienperson 70 nicht erforderlich ist.
  • Der Vorteil eines Codes, der ein Zertifikat mit den weiteren Daten D definiert, gegenüber einem Code, der lediglich einen öffentlichen Schlüssel definiert, besteht also mit anderen Worten darin, dass die Bedienperson 70 die vollständige automatisierte Einbindung der jeweiligen Fahrzeugkomponente allein durch Präsentieren des das Zertifikat wiedergebenden Codes bewirken kann.
  • Die Figur 5 zeigt das Schienenfahrzeug 10, nachdem die Schnittstelleneinrichtung 60 den öffentlichen Schlüssel O3 der dritten Fahrzeugkomponente 43 in dem Kommunikationssystem 20 integriert hat und die Bedienperson 70 oder eine andere Montageperson die dritte Fahrzeugkomponente 43 im Schienenfahrzeug 10 montiert hat. Bei der dritten Fahrzeugkomponente 43 kann es sich ebenfalls um einen Achsdrehzahlsensor handeln.
  • Die Figur 6 zeigt eine vierte Fahrzeugkomponente 44, die bereits vor der Erfassung ihres öffentlichen Schlüssels O4 oder Zertifikats in dem Schienenfahrzeug 10 montiert worden ist. Im Unterschied zu der dritten Fahrzeugkomponente 43 ist bei der vierten Fahrzeugkomponente 44 auf der Oberfläche nicht nur ein zweidimensionaler Code 84 abgebildet, der ein Zertifikat definiert, sondern auch ein abziehbarer Aufkleber 90 vorhanden, der denselben Code 84 zeigt.
  • Nach der Montage der vierten Fahrzeugkomponente 44 kann der Aufkleber 90 abgezogen werden und die Bedienperson 70 kann zwecks Einbindung der vierten Fahrzeugkomponente 44 in das Kommunikationssystem 20 den abgezogenen Aufkleber 90 vor die Kamera 61 halten, um der Recheneinrichtung 62 die Erfassung des Zertifikats und die Einbindung der vierten Fahrzeugkomponente 44 zu ermöglichen, wie dies im Zusammenhang mit der Figur 3 erläutert worden ist; das Präsentieren des abgezogenen Aufklebers 90 vor der Kamera 61 zeigt die Figur 7.
  • Die Figur 8 zeigt ein Flussdiagramm einer bevorzugten Arbeitsweise der Schnittstelleneinrichtung 60 für den Fall eines Einlesens eines Codes, der lediglich einen öffentlichen Schlüssel definiert, wie dies in der Figur 2 gezeigt ist, oder eines Zertifikats mit weiteren Daten, wie dies in den Figuren 3 bis 7 gezeigt ist.
  • Nachdem die Schnittstelleneinrichtung 60 einen Zugriffsversuch ZV festgestellt hat, führt sie einen Autorisierungsschritt 810 durch, um die Autorisation der zugreifenden Bedienperson 70 zu prüfen. Der Autorisierungsschritt 810 kann das Auswerten 811 von Eingaben E der Bedienperson 70 an der Tastatur 63 und das Auswerten 812 von Bilddaten BD der Bedienperson 70 umfassen.
  • Ergibt der Autorisierungsschritt 810, dass die Bedienperson 70 zu einem Zugriff auf die Schnittstelleneinrichtung 60 berechtigt ist, so führt sie einen Einleseschritt 820 aus, bei dem sie einen vor der Kamera 61 präsentierten Code C, der einer einzubindenden Fahrzeugkomponente zugeordnet ist, einliest.
  • In einem nachfolgenden Auswerteschritt 830 prüft die Schnittstelleneinrichtung 60, ob der Code lediglich einen öffentlichen Schlüssel umfasst. Ist dies der Fall, so erbittet sie ggf. eine Eingabe der weiteren Daten D, die für eine vollständige Einbindung der Fahrzeugkomponente 41 nötig sind oder diese zumindest vereinfachen. Anschließend führt sie einen Einbindungsschritt 840 durch, bei dem sie die Einbindung der Fahrzeugkomponente in das Kommunikationssystem durch das Einbetten des öffentlichen Schlüssels im Schlüsselspeicher vollendet.
  • Ergibt der Auswerteschritt 830, dass der Code C zusätzlich zu dem öffentlichen Schlüssel bereits die weiteren Daten, die eine vollständige Einbindung der Fahrzeugkomponente 41 ermöglichen, enthält, so springt die Schnittstelleneinrichtung 60 unmittelbar zu dem Einbindungsschritt 840.
  • Die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 8 gelten in analoger Weise für mehrgliedrige Schienenfahrzeuge, also Eisenbahnzüge. Die Figur 9 zeigt beispielhaft Bestandteile eines Eisenbahnzugs 100, der mit einer Schnittstelleneinrichtung 60 (beispielsweise einer solchen wie oben beschrieben) und mit in ein Kommunikationssystem 20 eingebundenen Fahrzeugkomponenten (beispielsweise solche wie die oben beschriebenen Fahrzeugkomponenten 41-44) ausgestattet ist. Der Datenbus 30 erstreckt sich vorzugsweise durch alle Wagen des Eisenbahnzugs 100.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass die Schnittstelleneinrichtung 60 eine Eingabe öffentlicher Schlüssel oder eine Eingabe von Zertifikaten zusätzlich auch von außerhalb des Fahrzeugs ermöglicht, beispielsweise per Funk mittels Funksignalen FF; dies zeigt beispielhaft die Figur 10 am Beispiel des Eisenbahnzugs 100 gemäß Figur 9.
  • Die Figur 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Recheneinrichtung 62, die bei der Schnittstelleneinrichtung 60 gemäß den Figuren 1 bis 7 und den Figuren 9 bis 10 eingesetzt werden kann.
  • Die Recheneinrichtung 62 umfasst eine Recheneinheit 62a und einen Speicher 62b. In dem Speicher 62b ist ein Softwareprogrammprodukt SPM abgespeichert, das bei Ausführung durch die Recheneinheit 62a zu der oben beschriebenen Arbeitsweise führt.
  • Das Softwareprogrammprodukt SPM gemäß Figur 11 umfasst ein Autorisierungssoftwaremodul SW810, das bei Ausführung durch die Recheneinheit 62a diese veranlasst, im Falle eines erkannten Zugriffsversuchs ZV den Autorisierungsschritt 810 gemäß Figur 8 auszuführen.
  • Das Autorisierungssoftwaremodul SW810 weist vorzugsweise ein Auswertsoftwaremodul SW811 auf, das bei Ausführung durch die Recheneinheit 62a diese veranlasst, das Auswerten 811 gemäß Figur 8 von Eingaben E der Bedienperson 70 an der Tastatur 63 durchzuführen.
  • Das Autorisierungssoftwaremodul SW810 weist alternativ oder zusätzlich zu dem Auswertsoftwaremodul SW811 vorzugsweise ein Auswertsoftwaremodul SW812 auf, das bei Ausführung durch die Recheneinheit 62a diese veranlasst, das Auswerten 812 gemäß Figur 8 von Bilddaten BD der Bedienperson 70 zwecks Autorisationsprüfung durchzuführen.
  • Das Softwareprogrammprodukt umfasst außerdem ein Einlesesoftwaremodul SW820, das bei Ausführung durch die Recheneinheit 62a diese veranlasst, den Einleseschritt 820 gemäß Figur 8 auszuführen.
  • Das Softwareprogrammprodukt umfasst darüber hinaus ein Auswertsoftwaremodul SW830, das bei Ausführung durch die Recheneinheit 62a diese veranlasst, den Auswertschritt 830 gemäß Figur 8 auszuführen.
  • Das Softwareprogrammprodukt SPM umfasst außerdem ein Einbindungssoftwaremodul SW840, das bei Ausführung durch die Recheneinheit 62a diese veranlasst, den Einbindungsschritt 840 gemäß Figur 8 auszuführen.
  • Das Softwareprogrammprodukt SPM ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Recheneinrichtung 62 bzw. deren Recheneinheit 62a eine sogenannte PK (Public-Key)-Infrastruktur, insbesondere einen PKI-Server, bildet bzw. die Funktionalität einer PK (Public-Key)-Infrastruktur bereitstellt. Der Schlüsselspeicher 80, der in den Figuren in dem Fahrzeugsteuergerät 50 angeordnet ist, kann in einem solchen Falle - alternativ oder zusätzlich - in dem Speicher 62b der Recheneinrichtung 60 integriert sein.
  • Abschließend sei erwähnt, dass die Merkmale aller oben beschriebenen Ausführungsbeispiele untereinander in beliebiger Weise kombiniert werden können, um weitere andere Ausführungsbeispiele der Erfindung zu bilden.
  • Auch können alle Merkmale von Unteransprüchen jeweils für sich mit jedem der nebengeordneten Ansprüche kombiniert werden, und zwar jeweils für sich allein oder in beliebiger Kombination mit einem oder mehreren anderen Unteransprüchen, um weitere andere Ausführungsbeispiele zu erhalten.
  • Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Schienenfahrzeug
    20
    Kommunikationssystem
    30
    Datenbus
    41
    Fahrzeugkomponente
    42
    Fahrzeugkomponente
    43
    Fahrzeugkomponente
    44
    Fahrzeugkomponente
    50
    Fahrzeugsteuergerät
    60
    Schnittstelleneinrichtung
    61
    Kamera
    62
    Recheneinrichtung
    62a
    Recheneinheit
    62b
    Speicher
    63
    Tastatur
    70
    Bedienperson
    80
    Schlüsselspeicher
    82
    Code
    83
    Code
    84
    Code
    90
    Aufkleber
    100
    Eisenbahnzug
    810
    Autorisierungsschritt
    811
    Auswerten von Eingaben
    812
    Auswerten von Bilddaten
    820
    Einleseschritt
    830
    Auswerteschritt
    840
    Einbindungsschritt
    BD
    Bilddaten
    C
    Code
    D
    Daten
    E
    Eingaben
    FF
    Funksignal
    O1
    öffentlicher Schlüssel
    O2
    öffentlicher Schlüssel
    O3
    öffentlicher Schlüssel
    O4
    öffentlicher Schlüssel
    SPM
    Softwareprogrammprodukt
    SW810
    Autorisierungssoftwaremodul
    SW811
    Auswertsoftwaremodul
    SW812
    Auswertsoftwaremodul
    SW820
    Einlesesoftwaremodul
    SW830
    Auswertsoftwaremodul
    SW840
    Einbindungssoftwaremodul
    ZV
    Zugriffsversuch

Claims (15)

  1. Fahrzeug mit einem eine Schnittstelleneinrichtung (60) umfassenden Kommunikationssystem (20),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Kommunikationssystem (20) ein verschlüsselt arbeitendes Kommunikationssystem (20) ist,
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) an Bord des Fahrzeugs angeordnet ist und einer an Bord des Fahrzeugs befindlichen, autorisierten Bedienperson (70) einen Zugriff auf das Kommunikationssystem (20) erlaubt und
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) dazu ausgestaltet ist, eine Eingabe eines öffentlichen Schlüssels (O1-O4) eines Verschlüsselungsschlüsselpaares, dessen privater Schlüssel in einer Fahrzeugkomponente (41-44) des Fahrzeugs implementiert ist, durch die autorisierte Bedienperson (70) zu ermöglichen und nach Eingabe eines solchen öffentlichen Schlüssels (O1-O4) die entsprechende Fahrzeugkomponente (41-44) in das Kommunikationssystem (20) des Fahrzeugs einzubinden, wobei dessen öffentlicher Schlüssel (O1-O4) in dem Kommunikationssystem (20) hinterlegt wird.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) eine Eingabe eines der Fahrzeugkomponente (41-44) zugeordneten Zertifikats, das den öffentlichen Schlüssel (O1-O4) sowie weitere Daten (D) enthält, durch die autorisierte Bedienperson (70) ermöglicht und
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) nach Eingabe eines solchen Zertifikats die Fahrzeugkomponente (41-44) unter Einbezug auch der weiteren Daten (D) in das Kommunikationssystem (20) des Fahrzeugs einbindet.
  3. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) eine Kamera (61) umfasst, die ein Einlesen eines eindimensionalen oder zweidimensionalen Codes (82-84), der ein den öffentlichen Schlüssel (O1-O4) der Fahrzeugkomponente (41-44) enthaltendes Zertifikat oder zumindest den öffentlichen Schlüssel (O1-O4) der Fahrzeugkomponente (41-44) enthält, ermöglicht und
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) aus dem mittels der Kamera (61) eingelesenen Code (82-84) das Zertifikat oder zumindest den öffentlichen Schlüssel (O1-O4) entnimmt.
  4. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Fahrzeugkomponente (41-44) an das Kommunikationssystem (20) angeschlossen ist,
    - der private Schlüssel (O1-O4) des Verschlüsselungsschlüsselpaares in der Fahrzeugkomponente (41-44) unüberschreibbar fest abgespeichert ist und
    - die Fahrzeugkomponente (41-44) ein Löschen oder Überschreiben des privaten Schlüssels (O1-O4) oder Hinzufügen anderer privater Schlüssel (O1-O4) über ihre mit dem Kommunikationssystem (20) in Verbindung stehende Kommunikationsschnittstelle unterbindet.
  5. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das den öffentlichen Schlüssel (O1-O4) enthaltende Zertifikat eine die Fahrzeugkomponente (41-44) beschreibende und/oder identifizierende Identifikationsangabe umfasst und
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) die Fahrzeugkomponente (41-44) unter Einbezug der Identifikationsangabe in das Kommunikationssystem (20) des Fahrzeugs einbindet.
  6. Fahrzeug nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - allein das Zertifikat eine automatisierte Einbindung der Fahrzeugkomponente (41-44) in das Kommunikationssystem (20) ermöglicht und
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) die Fahrzeugkomponente (41-44) nach Einlesen das Zertifikats selbsttätig unter Einbezug der Identifikationsangabe in das Kommunikationssystem (20) des Fahrzeugs einbindet.
  7. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Zertifikat in der Fahrzeugkomponente (41-44) unveränderlich fest abgespeichert ist.
  8. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Zertifikat in der Fahrzeugkomponente (41-44) ablaufdatenfrei ist oder quasi ablaufdatenfrei ist, weil ein Ablaufdatum so weit in der Zukunft liegt, dass die theoretisch denkbare oder geplante Lebensdauer der Fahrzeugkomponente (41-44) vor Erreichen des Ablaufdatums endet.
  9. Fahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schnittstelleneinrichtung (60) außerdem eine Eingabe öffentlicher Schlüssel (O1-O4) oder eine Eingabe von Zertifikaten zusätzlich auch von außerhalb des Fahrzeugs ermöglicht.
  10. Verfahren zur Integration einer Fahrzeugkomponente (41-44) in ein Fahrzeug,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    vor oder nach der Montage der Fahrzeugkomponente (41-44) im Fahrzeug eine an Bord des Fahrzeugs befindliche Schnittstelleneinrichtung (60) eines verschlüsselt arbeitenden Kommunikationssystems (20)
    - in Reaktion auf einen Zugriffsversuch auf das Kommunikationssystem (20) seitens einer an Bord befindlichen Bedienperson (70) an einem Eingabegerät der Schnittstelleneinrichtung (60) die Schnittstelleneinrichtung (60) eine Autorisationsprüfung durchführt,
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) bei vorhandener Autorisation eine Eingabe eines öffentlichen Schlüssels (O1-O4) eines Verschlüsselungsschlüsselpaares, das in der bereits montierten oder noch zu montierenden Fahrzeugkomponente (41-44) des Fahrzeugs implementiert ist, durch die autorisierte Bedienperson (70) erlaubt und
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) die entsprechende Fahrzeugkomponente (41-44) nach Eingabe des öffentlichen Schlüssels (O1-O4) kommunikationsmäßig in das Kommunikationssystem (20) des Fahrzeugs einbindet.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schnittstelleneinrichtung (60) eine Kamera (61) aufweist und den öffentlichen Schlüssel (O1-O4) durch Einlesen und Auswerten der Bilddaten (BD) der Kamera (61) erfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - auf der Fahrzeugkomponente (41-44) ein eindimensionaler oder zweidimensionaler Code (82-84) abgebildet ist,
    - der Code (82-84) ein in der Fahrzeugkomponente (41-44) unüberschreibbar abgespeichertes Zertifikat oder zumindest einen in der Fahrzeugkomponente (41-44) unüberschreibbar abgespeicherten öffentlichen Schlüssel (O1-O4) definiert, und
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) das Zertifikat oder den öffentlichen Schlüssel (O1-O4) durch Einlesen und Auswerten von Bilddaten (BD) erhält, die den auf der Fahrzeugkomponente (41-44) abgebildeten Code (82-84) zeigen.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Fahrzeugkomponente (41-44) im Auslieferzustand einen abziehbaren Aufkleber (90) enthält, auf dem ein eindimensionaler oder zweidimensionaler Code (82-84) abgebildet ist,
    - der Code (82-84) ein in der Fahrzeugkomponente (41-44) unüberschreibbar abgespeichertes Zertifikat oder zumindest einen in der Fahrzeugkomponente (41-44) unüberschreibbar abgespeicherten öffentlichen Schlüssel (O1-O4) definiert, und
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) das Zertifikat oder den öffentlichen Schlüssel (O1-O4) durch Einlesen und Auswerten von Bilddaten (BD) erhält, die den von der Fahrzeugkomponente (41-44) abgezogenen und vor einer Kamera der Schnittstelleneinrichtung befindlichen Aufkleber (90) zeigen.
  14. Schnittstelleneinrichtung (60) für ein Fahrzeug, das mit einem Kommunikationssystem (20) ausgestattet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) an Bord des Fahrzeugs an das Kommunikationssystem (20) anschließbar ist und einer an Bord des Fahrzeugs befindlichen, autorisierten Bedienperson (70) einen Zugriff auf das Kommunikationssystem (20) erlaubt und
    - die Schnittstelleneinrichtung (60) dazu ausgestaltet ist, eine Eingabe eines öffentlichen Schlüssels (O1-O4) eines Verschlüsselungsschlüsselpaares, dessen privater Schlüssel (O1-O4) in einer Fahrzeugkomponente (41-44) des Fahrzeugs implementiert ist, durch die autorisierte Bedienperson (70) zu ermöglichen und nach Eingabe eines solchen öffentlichen Schlüssels (O1-O4) die entsprechende Fahrzeugkomponente (41-44) in das Kommunikationssystem (20) des Fahrzeugs einzubinden, wobei dessen öffentlicher Schlüssel (O1-O4) in dem Kommunikationssystem (20) hinterlegt wird.
  15. Schnittstelleneinrichtung (60) nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schnittstelleneinrichtung (60) dazu ausgestaltet ist, ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 10 bis 13 durchzuführen.
EP24154656.3A 2023-02-10 2024-01-30 Schnittstelleneinrichtung, fahrzeug mit schnittstelleneinrichtung und verfahren zur integration einer fahrzeugkomponente in ein fahrzeug mit schnittstelleneinrichtung Active EP4414239B1 (de)

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