ES2389246T3 - Procedimiento para la comunicación DSRC - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la comunicación DSRC entre balizas (RSE) y aparatos de vehículo (OBU) de unsistema de peaje viario, disponiendo las balizas (RSE) de una clave aplicable a todo el sistema (MK) y nodisponiendo los aparatos de vehículo (OBU) de la clave aplicable a todo el sistema ( MK), sino de claves individuales(DK) que están formadas respectivamente a partir de la clave aplicable a todo el sistema (MK) por medio de unidentificador de derivación (Div) específico del aparato de vehículo, transmitiendo el aparato de vehículo (OBU) elidentificador de derivación (Div) a la baliza (RSE) en caso de una comunicación (3) a fin de que la baliza (RSE) seacapaz de reproducir la clave individual (DK) para la codificación o descodificación de la comunicación (5) con elaparato de vehículo (OBU) y/o de acceder a datos almacenados en el aparato de vehículo (OBU), caracterizadoporque el aparato de vehículo (OBU) transmite identificadores de derivación variables (Div) en caso decomunicaciones (2-5) con balizas consecutivas (RSE), al transmitir una baliza (RSE) al aparato de vehículo en elmarco de una comunicación (2-5) con un aparato de vehículo (OBU) al menos un nuevo par, compuesto de unaclave individual (DK) y un identificador de derivación correspondiente (Div), que el aparato de vehículo (OBU) usa enuna comunicación (2-5) con una próxima baliza (RSE).

Description

Procedimiento para la comunicación DSRC.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la comunicación DSRC (comunicación dedicada de corto alcance) entre balizas y aparatos de vehículo de un sistema de peaje viario, disponiendo las balizas de una clave aplicable a todo el sistema y no disponiendo los aparatos de vehículo de la clave aplicable a todo el sistema, sino de claves individuales que están formadas respectivamente a partir de la clave aplicable a todo el sistema por medio de un identificador de derivación específico del aparato de vehículo, transmitiendo el aparato de vehículo el identificador de derivación a la baliza en caso de una comunicación a fin de que la baliza sea capaz de reproducir la clave individual para la codificación o descodificación de la comunicación con el aparato de vehículo y/o de acceder a datos almacenados en el aparato de vehículo.
Por el documento EP 0 769 763 A2 es conocido un procedimiento de codificación para la comunicación entre balizas y aparatos de vehículo que intercambian identificadores de derivación para esta comunicación por balizas al iniciarse una comunicación. Los aparatos de vehículo disponen de copias locales de la clave aplicable a todo el sistema.
Los sistemas de peaje viario DSRC (dedicated short range communication toll systems, sistemas de peaje viario basado en la comunicación dedicada de corto alcance) están normalizados, por ejemplo, en las normas ISO 14906 y EN 15509; la comunicación DSRC en la interfaz de radio se puede llevar a cabo aquí, por ejemplo, según la norma IEEE 1609.11 para WAVE (conexión inalámbrica en entornos vehiculares). En este tipo de sistemas de peaje viario DSRC no se almacenan por razones de seguridad claves aplicables a todo el sistema (master keys) en los aparatos de vehículo (onboard units, OBUs, unidades de a bordo), sino que estos reciben sólo claves individuales derivadas de las mismas (derived keys). Por medio de la interfaz de radio DSRC se comunican o se usan sólo estas claves individuales.
El identificador de derivación requerido para esto, que se denomina "key diversifier" en las normas ISO 14906 o EN 15509, representa un identificador individual para cada aparato de vehículo de la regla usada respectivamente para derivar la clave individual (derived key) a partir de la clave aplicable a todo el sistema (master key). Según el estado de la técnica, el aparato de vehículo notifica el identificador de derivación a la baliza en cada comunicación entre un aparato de vehículo y una baliza con el fin de que también ésta pueda derivar "on the fly" (sobre la marcha) la clave individual respectiva del aparato de vehículo a partir de la clave aplicable a todo el sistema para la comunicación con el aparato de vehículo o para el acceso al aparato de vehículo.
La presente invención se basa en el conocimiento de que esta configuración implica un problema relativo a la protección de datos: dado que el identificador de derivación específico del aparato de vehículo es transmitido primero por el aparato de vehículo a través de la interfaz de radio en cada comunicación DSRC, sería posible identificarlo mediante la intercepción de la interfaz de radio o mediante una lectura fraudulenta dirigida de un aparato de vehículo que pasa y, por tanto, sería posible seguir el recorrido del mismo. De este modo se puede crear un perfil de movimiento de un aparato de vehículo determinado o de su usuario en un sistema de peaje viario.
La invención soluciona este problema relativo a la protección de datos, que ha sido reconocido aquí por primera vez, al transmitir el aparato de vehículo identificadores de derivación variables en caso de comunicaciones con balizas consecutivas, al transmitir la baliza al aparato de vehículo en el marco de una comunicación con un aparato de vehículo al menos un nuevo par, compuesto de una clave individual y un identificador de derivación correspondiente, que el aparato de vehículo usa en una próxima comunicación. De este modo ya no resulta posible el seguimiento de aparatos de vehículo durante un período de tiempo mayor o después de varias secciones de baliza sobre la base de los identificadores de derivación transmitidos por estos en las comunicaciones DSRC. Según la invención, los identificadores de derivación se cambian continuamente en el recorrido del aparato de vehículo después de varias secciones de baliza.
La baliza transmite preferentemente el par mencionado al finalizar la comunicación, y con especial preferencia también sólo en caso de un volumen de comunicación actual pequeño ("dependiendo del tráfico") para no afectar sus funciones de cálculo de peaje debido a las funciones adicionales de protección de datos.
Según otra realización preferida de la invención, en un aparato de vehículo se almacena una reserva de pares de claves individuales e identificadores de derivación correspondientes y el aparato de vehículo selecciona un par de esta reserva en el marco de una comunicación con una baliza y lo usa para la comunicación, transmitiendo la baliza al aparato de vehículo en el marco de una comunicación con un aparato de vehículo al menos un nuevo par, compuesto de una clave individual y un identificador de derivación correspondiente, que el aparato de vehículo almacena en su reserva para la selección posterior. De este modo se puede conseguir una alta seguridad en la protección de datos, porque el identificador de derivación cambia frecuentemente, y a la vez se puede reducir la carga adicional de las balizas y las interfaces de radio. El par mencionado se selecciona preferentemente de la reserva de manera aleatoria o al menos seudoaleatoria en el aparato de vehículo.
La invención es adecuada en particular para comunicaciones según las normas DSRC ISO 14906 o EN 15509 o normas compatibles con las mismas, siendo el identificador de derivación el "key diversifier" de estas normas.
La invención se explica detalladamente a continuación por medio de ejemplos de realización representados en los dibujos adjuntos. En los dibujos muestran:
Fig. 1 y 2 un esquema de bloques y un diagrama de secuencia de una primera realización del procedimiento de
la invención; y Fig. 3 y 4 un esquema de bloques y un diagrama de secuencia de una segunda realización del procedimiento de
la invención.
Las figuras 1 a 4 muestran un aparato de vehículo a modo de ejemplo OBU (onboard unit) y una baliza a modo de ejemplo RSE (roadside equipment, equipo del lado de la carretera) de un sistema de peaje viario con una pluralidad de aparatos de vehículo OBU y balizas RSE. Los aparatos de vehículo OBU y las balizas RSE se comunican entre sí respectivamente mediante una interfaz de radio 1 de corto alcance según la norma DSRC (dedicated short range communication), en particular según la norma ISO 14906 o EN 15509 o normas que se basan en ésta o son compatibles con ésta. Las figuras 1 y 2, por una parte, y las figuras 3 y 4, por otra parte, muestran dos realizaciones distintas de un procedimiento de comunicación DSRC según la invención en la interfaz de radio 1.
En ambas variantes, las balizas RSE disponen respectivamente de una o varias claves aplicables a todo el sistema MK (master keys). Por ejemplo, éstas se encuentran conectadas a una central (no representada) que administra la clave o las claves aplicables a todo el sistema MK para las balizas RSE o las distribuye a las balizas.
Por razones de seguridad, una clave aplicable a todo el sistema MK no se almacena en los aparatos de vehículo OBU, sino que estos mantienen sólo claves DK (derived keys) derivadas individualmente de la misma. Las claves individuales DK se pueden usar para codificar la comunicación en la interfaz de radio 1 (como "encryption keys") y/o como autorización de acceso ("access credential keys") para acceder a datos almacenados en el aparato de vehículo OBU, como es conocido por el técnico.
Las claves individuales DK se derivan según una regla de derivación predefinida a partir de la clave aplicable a todo el sistema MK, identificando un identificador de derivación Div ("key diversifier") la regla de derivación específica del aparato de vehículo, que se ha usado respectivamente, o siendo éste un parámetro de esta regla de derivación, es decir,
DK = f(MK, Div)
La clave individual DK se puede formar a partir de una clave aplicable a todo el sistema MK sólo si se conoce el identificador de derivación Div.
Según la variante de procedimiento de las figuras 1 y 2, la baliza RSE transmite en una primera etapa 2 su tabla de servicio (beacon service table, BST, tabla de servicio de baliza) a un aparato de vehículo OBU que pasa. El aparato de vehículo OBU responde con su propia tabla de servicio (vehicle service table, VST, tabla de servicio de vehículo) que contiene también su identificador de derivación actual Div (etapa 3). La baliza RSE puede derivar ahora la clave individual DK del respectivo aparato de vehículo OBU a partir de la clave aplicable a todo el sistema MK sobre la base del identificador de derivación Div (etapa 4) y puede usarla para la comunicación ulterior, por ejemplo, como encryption key o access credential key (etapa 5).
Al finalizar la comunicación 5, la baliza RSE genera un nuevo identificador de derivación Div, por ejemplo, de manera controlada aleatoriamente, y calcula la clave individual asociada DK (etapa 6). En una etapa 7, la baliza RSE transmite este par (Div, DK) al aparato de vehículo OBU. El aparato de vehículo OBU almacena el par recibido (Div, DK) para usarlo en la próxima comunicación o al menos en una de las próximas comunicaciones 2-5, ya sea con esta u otra baliza RSE en su recorrido.
Las figuras 3 y 4 muestran una realización alternativa, identificando los mismos números de referencia los elementos iguales. En este caso, el aparato de vehículo OBU contiene una reserva 8 (pool) de pares de distintos identificadores de derivación Divi y claves individuales asociadas DKi. La reserva 8 se puede calcular previamente a partir del identificador aplicable a todo el sistema MK, por ejemplo, durante la inicialización o entrega de un aparato de vehículo OBU en una estación de programación (OBU programming station, OPS) y se puede almacenar en el aparato de vehículo OBU.
Después de la solicitud BST por parte de la baliza RSE, el aparato de vehículo OBU selecciona ahora de manera aleatoria ("randomize i") (o seudoaleatoria) un par (Divi, DKi) de su reserva 8 en una etapa 9 y transmite el identificador de derivación Divi del par seleccionado en la respuesta VST a la baliza RSE (etapa 10). El par (Divi, DKi) se podría seleccionar alternativamente también de la lista de pares en la reserva 8 según determinadas reglas,
5 por ejemplo, en primer lugar el par más viejo respectivamente o el par usado más tempranamente. En la etapa 4, la baliza RSE puede volver a derivar ahora la clave individual asociada DKi a partir de la clave aplicable a todo el sistema MK y del identificador de derivación recibido Divi y usarla para la comunicación ulterior 5.
Las realizaciones de las figuras 1, 2 y 3, 4 se pueden combinar entre sí opcionalmente. Así, por ejemplo, la baliza
10 RSE en la realización de las figuras 3, 4 podría generar un nuevo par (Divj, DKj) de forma análoga a la etapa 6 al finalizar una comunicación 5, si tiene tiempo suficiente, es decir, si el volumen de tráfico de comunicación con este y otros aparatos de vehículo OBU es realmente pequeño, y de manera análoga a la etapa 7 podría transmitirlo al aparato de vehículo OBU que almacena el par recibido (Divj, DKj) en su reserva 8 para el uso posterior, sustituyendo así un par ya usado o de manera adicional a los pares existentes.
15 La invención no está limitada a las realizaciones representadas, sino que comprende todas las variantes y modificaciones que entran en el marco de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Procedimiento para la comunicación DSRC entre balizas (RSE) y aparatos de vehículo (OBU) de un sistema de peaje viario, disponiendo las balizas (RSE) de una clave aplicable a todo el sistema (MK) y no disponiendo los aparatos de vehículo (OBU) de la clave aplicable a todo el sistema (MK), sino de claves individuales (DK) que están formadas respectivamente a partir de la clave aplicable a todo el sistema (MK) por medio de un identificador de derivación (Div) específico del aparato de vehículo, transmitiendo el aparato de vehículo (OBU) el identificador de derivación (Div) a la baliza (RSE) en caso de una comunicación (3) a fin de que la baliza (RSE) sea capaz de reproducir la clave individual (DK) para la codificación o descodificación de la comunicación (5) con el aparato de vehículo (OBU) y/o de acceder a datos almacenados en el aparato de vehículo (OBU), caracterizado porque el aparato de vehículo (OBU) transmite identificadores de derivación variables (Div) en caso de comunicaciones (2-5) con balizas consecutivas (RSE), al transmitir una baliza (RSE) al aparato de vehículo en el marco de una comunicación (2-5) con un aparato de vehículo (OBU) al menos un nuevo par, compuesto de una clave individual (DK) y un identificador de derivación correspondiente (Div), que el aparato de vehículo (OBU) usa en una comunicación (2-5) con una próxima baliza (RSE).
  2. 2.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la baliza (RSE) transmite el par mencionado (Div, DK) al finalizar la comunicación (2-5).
  3. 3.
    Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la baliza (RSE) transmite el par mencionado (Div, DK) sólo en caso de un volumen de tráfico actual pequeño.
  4. 4.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en un aparato de vehículo (OBU) se almacena una reserva (8) de pares de claves individuales (DKi) e identificadores de derivación correspondientes (Divi) y el aparato de vehículo (OBU) selecciona un par de esta reserva (8) en el marco de una comunicación (2-5) con una baliza (RSE) y lo usa para esta comunicación (2-5), transmitiendo la baliza (RSE) al aparato de vehículo en el marco de una comunicación (2-5) con un aparato de vehículo (OBU) al menos un nuevo par, compuesto de una clave individual (DKj) y un identificador de derivación correspondiente (Divj), que el aparato de vehículo (OBU) almacena en su reserva (8).
  5. 5.
    Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el par (Divi, DKi) en el aparato de vehículo (OBU) se selecciona de la reserva (8) de manera aleatoria o al menos seudoaleatoria.
  6. 6.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la comunicación (2-5) se lleva a cabo según las normas DSRC ISO 14906 o EN 15509 o normas compatibles con las mismas y porque el identificador de derivación (Div) es el "key diversifier" de estas normas.
    Fig. 2
    REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN
    Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.
    Documentos de patente citados en la descripción
    • EP 0769763 A2 [0002]
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