KR101340533B1 - 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법에 관한 것으로서, 특히, 차량의 SMK UNIT으로부터 인가되는 LF 신호에 포함된 2개의 레벨을 가진 수신전계감도(이하, ”RSSI"라 함) 정보를 이용하여 비정상적인 포브 키를 구별한 후, 상기 포브 키로부터 상기 SMK UNIT으로부터 인가되는 반응 신호(Response Signal)에 포함된 정보를 이용하여 현재의 포브 키와 차량의 이격거리를 정확하게 산출함으로써 상기 포브 키의 휴대자가 차량으로부터 가시거리를 확보한 상태에서 릴레이 어택이 가능하도록 구비되어 차량 및 차량 내에 보관된 비품의 도난 가능성을 사전에 차단할 수 있는 이점을 제공한다.

Description

스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법{Method to protect Relay-attack of Smartkey System}

본 발명은 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 포브 키를 휴대하고 있는 사용자가 차량을 눈으로 확인할 수 없을 정도로 소정거리 이상으로 멀어진 경우에도 차량으로부터 LF신호(LF Signal)이 상기 포브 키로 전달(이를, Relay Attack'이라 한다)되어 제3자에 의하여 차량 도난이 가능한 문제점을 극복할 수 있는 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 있어서 스마트키 시스템이라 함은, 운전자(또는 사용자)가 포브 키(FOB Key)를 휴대하고 차량의 스마트키 유닛(이하, SMK UNIT이라 한다)은 상기 포브 키로부터 인가되는 암호화 코드를 해석하여 정상 사용자임을 인증할 경우에만 차체의 각종 기능 동작부를 작동시키도록 함으로써 차량의 도난 사고를 예방 및 방지하는 시스템을 말한다.

즉, 사용자가 상기 포브 키를 휴대하면서 상기 차량에 소정 거리 이내로 접근하면, 상기 SMK UNIT은 상기 포브 키를 웨이크 업(Wake-Up)시킨 후 상기 포브 키에 내장된 트랜스폰더의 암호화 데이터를 상호 통신하여 정상 사용자 ID를 인증하는 절차를 거친 후, 정상 사용자라고 판정되면 차량의 엔진 시동, 트렁크 도어의 개폐, 사이드 도어의 개폐 등 각종 기능 동작부의 작동이 가능한 상태로 전환시킨다.

그런데, 상기 사이드 도어를 오픈시킬 때 신호전달체계는 다음 두 가지 상황으로 구분될 수 있다. 즉, 첫째는, 상기 정상 사용자 ID를 인증한 후, 상기 포브 키에 구비된 각종 기능 동작부의 작동 스위치 중 상기 사이드 도어의 작동과 관련된 스위치를 사용자가 직접 입력하여 소정의 신호를 상기 SMK UNIT에 송신하는 경우이고, 둘째는, 상기 정상 사용자 ID를 인증한 후, 사이드 도어의 손잡이로부터 발생되는 트리거링 신호를 상기 SMK UNIT에 송신하는 경우이다.

상기 사이드 도어의 손잡이로부터 발생되는 트리거링 신호는 직접 사용자가 상기 사이드 도어의 손잡이를 잡아당기는 동작으로 발생할 수도 있고, 상기 사이드 도어의 손잡이에 구비된 트리거링 버튼을 누름으로써 발생할 수도 있다.

여기서, 종래 기술에 따른 스마트키 시스템에서 상기 SMK UNIT과 상기 포브 키 사이에 수행되는 정상 사용자 ID 인증과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 포브 키가 차량에 소정 거리 이내로 접근하거나, 상기 사이드 도어의 손잡이를 직접 잡아당기면 첼린지 신호(Challenge Signal)이 발생하고, 발생된 상기 첼린지 신호는 상기 SMK UNIT에 의하여 변조 및 복조되어 상기 포브 키의 LF 수신기에 의하여 수신된다.

상기 포브 키가 상기 첼린지 신호를 인가받으면, 아이디 코드 및 암호화 코드를 포함하는 반응 신호(Response Signal)를 상기 포브 키의 RF 송신기를 이용하여 송신하고, 이를 상기 SMK UNIT의 RF 수신기가 받아서 미리 저장된 아이디 코드 및 암호화 코드가 일치하는지 여부를 판정한 다음, 그 코드가 일치할 경우에만 상기 기능 동작부의 작동을 가능하게 하는 것이다.

그러나, 종래 기술에 따른 스마트키 시스템은, 실제 상기 포브 키를 휴대하고 있는 사용자가 차량으로부터 소정 거리(예컨대, 운전자가 차량을 관찰할 수 있는 최대의 가시거리) 밖으로 멀어진 경우에도 차량으로부터 정상적인 첼린지 신호가 상기 포브 키로 전달될 경우(이를 “릴레이 어택(Relay Attack)"이라 함) 제3자에 의한 상기 각종 기능 동작부의 작동이 가능한 상태를 유지함으로써 차량 및 차량에 보관한 비품의 도난 가능성이 제기되는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술에 따른 스마트키 시스템은, 상기 암호화 코드가 복제된 포브 키를 인식하지 못하여 불순한 의도를 가진 복제 포브 키 휴대자에 의한 차량 및 차량에 보관한 비품의 도난 가능성이 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량의 SMK UNIT으로부터 인가된 첼린지 신호(Challenge Signal)를 포브 키(FOB key)가 수신한 후, 상기 첼린지 신호에 응답하는 형태로 반응 신호(Response signal)를 다시 상기 SMK UNIT에 송신함에 있어서, 상기 첼린지 신호는 레벨 차이를 갖도록 2개의 레벨을 가지는 RSSI 정보를 포함하고, 상기 반응 신호는 차량과 포브 키간 현재의 이격거리를 산출하기 위한 DRSSI 정보 및 상기 포브 키의 현재의 전압세기(Voltage Level : VL)를 포함함으로써, 1차적으로 불순한 의도로 복제된 포브 키를 구별한 후 정상 사용자 인증을 하도록 함과 아울러, 2차적으로 실질적으로 포브 키를 휴대한 휴대자로 하여금 차량을 관찰할 수 있는 가시거리 이내에서만 릴레이 어택이 가능하도록 함으로써 차량 및 차량에 보관한 비품의 도난 가능성을 사전에 예방할 수 있는 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 바람직한 일실시예는, 차량의 도어 핸들 조작(Door Handle Triggering) 시 상기 차량에 설치된 스마트키 유닛(이하 “SMK UNIT"이라 함)이 포브키(FOB key)에 2개의 레벨을 가진 수신전계감도(이하, ”RSSI"라 함) 정보를 포함하는 첼린지 신호(Challenge signal)를 송신한 후 상기 포브키가 이를 수신하는 첼린지 신호 수신 단계와, 상기 포브키가 수신된 상기 첼린지 신호 중 상기 RSSI의 레벨 차이를 디코딩하는 제1디코딩 단계와, 상기 제1디코딩 단계에 의하여 해석된 상기 RSSI의 레벨 차이가 설정값과 일치할 경우에만 상기 포브키가 상기 반응신호(Response signal)를 상기 SMK UNIT에 송신하는 반응신호 송신 단계와, 상기 정보 송수신 단계 후, 상기 SMK UNIT이 수신한 상기 반응신호를 디코딩하는 제2디코딩 단계와, 상기 제2디코딩 단계에 의하여 해석된 결과를 이용하되, 상기 차량과 상기 포브키 간 현재의 이격거리를 산출한 후, 상기 포브키 외에 상기 차량의 도어로부터 인가되는 패시브 동작 신호가 정상인지 여부를 판정하는 정상사용자 판정 단계를 포함한다.

여기서, 상기 차량에는, 상기 RSSI가 2개의 레벨을 가지도록 파워 증폭기(Power Amplifier)의 게인(Gain)을 조절하는 조절부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 조절부는, 상기 RSSI의 레벨 차이를 랜덤하게 발생시키도록 구비된다.

또한, 상기 포브 키에는, 상기 RSSI의 레벨 차이를 구별하는 LFIC가 구비될 수 있다.

또한, 상기 첼린지 신호 수신 단계에서 상기 포브키에 수신되는 상기 첼린지 신호는, 정상 사용자 인증을 위하여 상기 포브키가 암호화 코드를 포함한 상기 반응신호를 송신하도록 암호화 코드 요구 신호를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 반응신호는, 수신전계감도(이하, DRSSI"라 함)와, 상기 포브키의 현재의 전압세기(Voltage Level, 이하 “VL"이라 함) 정보를 가진 신호일 수 있다.

또한, 상기 반응신호는, 상기 정상사용자 판정 단계에서 정상 사용자 인증을 위하여 상기 포브키가 송신하는 암호화 코드를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 정상 사용자 판정 단계에서, 상기 VL은 설정전압 이상인 경우와 설정전압 미만인 경우의 정보를 포함하고, 상기 DRSSI는 설정감도 이상인 경우와 설정감도 미만인 경우의 정보를 각각 포함할 수 있다.

또한, 상기 정상 사용자 판정 단계에서, 상기 VL이 상기 설정전압 이상인 경우의 상기 DRSSI의 설정감도(이하, “제1설정감도”라 함)는 상기 VL이 상기 설정전압 미만인 경우의 상기 DRSSI의 설정감도(이하, “제2설정감도”라 함)보다 높은 값일 수 있다.

또한, 상기 현재의 이격거리는, 상기 DRSSI가 상기 제1설정감도 또는 상기 제2설정감도 이상일 경우에는 근거리(Near), 상기 DRSSI가 상기 제1설정감도 또는 상기 제2설정감도 미만일 경우에는 원거리(Far)로 산출되고, 상기 정상 사용자 판정 단계는, 상기 근거리(Near)로 산출된 경우에만 상기 패시브 동작 신호를 정상으로 판정하고, 상기 원거리(Near)로 산출된 경우에는 상기 패시브 동작 신호를 비정상으로 판정할 수 있다.

또한, 상기 설정전압은 선형적으로 가변되고, 상기 제1설정감도 및 제2설정감도는 상기 설정전압과 비례적으로 가변되는 변수로써 맵데이터(Map data)로 상기 SMK UNIT에 저장될 수 있다.

본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은, SMK UNIT으로부터 포브 키로 인가되는 첼린지 신호(Challenge Signal)에 상이하고도 랜덤한 레벨 차이를 갖는 적어도 2개의 RSSI 정보를 이용하여 정상적인 포브 키의 경우에만 반응 신호를 상기 SMK UNIT에 인가하도록 설계됨으로써, 불순한 의도를 가진 포브 키를 구분할 수 있으므로 차량 및 차량에 보관된 비품의 도난 가능성을 사전에 방지할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은, 상기 반응 신호에 포함된 DRSSI와 VL을 이용하여 실제 차량과 포브 키간 이격거리를 정확하게 산출한 후 패시브 동작 신호 인가의 정상 유무의 판정을 수행하므로, 차량 및 차량에 보관한 물품의 도난 가능성을 사전에 차단할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은, 실제 차량과 포브 키 간 이격거리를 RSSI 및 포브 키의 현재의 전압세기(Voltage Level)를 이용하여 정확하게 산출하여 패시브 동작 신호 인가의 정상 유무의 판정을 정확하게 수행하므로, 차량 및 차량에 보관한 물품의 도난 가능성을 사전에 차단할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 도어 핸들 트리거링 작동시 포브 키와 스마트키 유닛 간 패시브 엔트리가 가능한 상태를 나타낸 개요도이고,
도 2는 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법에 의하여 생성되는 RSSI의 레벨 차이를 나타낸 개념도이며,
도 3은 SMK UNIT에서 포브 키로 첼린지 신호의 송신시 작동 상태를 나타낸 개요도이고,
도 4는 포브 키에서 SMK UNIT으로 반응 신호 송신시 작동 상태를 나타낸 개요도이며,
도 5는 스마트키 유닛에 저장된 맵 데이터의 예시 테이블이고,
도 6은 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 작동 과정을 나타낸 작동 상태도이며,
도 7은 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 작동 과정을 나타낸 블럭도이다.

이하, 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 도어 핸들 트리거링 작동시 포브 키와 스마트키 유닛 간 패시브 엔트리가 가능한 상태를 나타낸 개요도이고, 도 2는 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법에 의하여 생성되는 RSSI의 레벨 차이를 나타낸 개념도이며, 도 3은 SMK UNIT에서 포브 키로 첼린지 신호의 송신시 작동 상태를 나타낸 개요도이고, 도 4는 포브 키에서 SMK UNIT으로 반응 신호 송신시 작동 상태를 나타낸 개요도이며, 도 5는 스마트키 유닛에 저장된 맵 데이터의 예시 테이블이고, 도 6은 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 작동 과정을 나타낸 작동 상태도이며, 도 7은 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 작동 과정을 나타낸 블럭도이다.

본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법이 적용된 차량에는, 차체에 설치된 스위치 조작 또는 휴대용 단말기의 조작으로 인하여 인가되는 각종 전기적인 신호에 따라 차체에 설치된 각종 기능 동작부의 작동을 제어하는 스마트키 유닛(이하, “SMK UNIT"이라 한다)이 설치된다.

상기 SMK UNIT은 상기 차체에 설치된 엔진, 변속기 및 공조 부품 등 각종 기능 동작부의 작동을 제어하는 역할을 한다.

본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 바람직한 일실시예는, 상기 SMK UNIT이 장착된 차량과, 운전자(또는 사용자)가 휴대할 수 있도록 작은 크기로 형성되되, 상기 SMK UNIT과 무선 통신 방법으로 상호 통신하는 포브 키(FOB Key)와의 통신 방법을 그 모티브로 한다. 상기 포브 키는 상술한 휴대용 단말기의 일종이다.

즉, 스마트키 시스템의 통신 방법 개요를 설명하면, 사용자가 차체에 설치된 사이드 도어의 핸들을 잡아당기거나(이하, “도어 핸들 트리거링(Door Handle Triggering)"이라 한다), 상기 포브 키에 구비된 복수개의 스위치를 조작하는 동작에 의하여 LF신호(LF Signal)이 발생하고, 발생된 상기 LF신호는 변조·복조되어 상기 포브 키로 송신되며, 상기 포브 키는 상기 LF신호에 응답하는 형태로 반응 신호(Response Signal)를 상기 SMK UNIT에 송신한다. 상기 SMK UNIT은 상기 반응 신호에 포함된 암호화 코드 및 각종 정보를 해석(Decoding)한 후 기 저장된 암호화 코드와 관련된 데이터가 상호 일치하는지 여부를 판정함으로써 상기 포브 키를 휴대하고 있는 사용자가 정상 사용자인지를 판단하게 된다.

이와 같은 스마트키 시스템의 통신 방법 개요가 차체에 그대로 적용되는 경우는 상기 SMK UNIT과 상기 포브 키간 이격거리가 상호 무선 통신하여 정상 사용자임을 인증할 수 있는 한계거리 범위 내에 있는 경우이다. 일반적으로, 상기 한계거리 범위 내의 이격거리만 유지된다면 상기 SMK UNIT은 정상 사용자로 판단할 수 있고, 상기 포브 키를 휴대하지 않은 제3자에 의하여서도 상기 차량의 각종 기능 동작부가 작동 가능한 상태가 되는 것이다. 이때, 상기 한계거리는 통상 상기 포브 키의 휴대자가 차량을 관찰할 수 있는 가시거리 이내로 설정됨이 바람직하나, 문제되는 것은 상기 한계거리는 상기 SMK UNIT에 기설정된 것이어서, 경우에 따라서는 상기 포브 키의 휴대자가 차량을 관찰할 수 없는 범위까지 확대될 수 있다는 것이다.

즉, 도 1에 참조된 바와 같이, 상기 도어 핸들의 트리거링에 의하여 발생된 LF신호는 상기 SMK UNIT과 상기 포브 키 사이에 위치된 두 개 이상의 중계기(Repeater1, 2)를 통하여 상기 포브 키로 전달되고, 이에 상기 포브 키가 상기 반응 신호를 송신하도록 함으로써 상기 포브 키가 상기 차량으로부터 가시거리 이상으로 이격된 경우라도 제3자의 상기 도어 핸들 트리거링에 의한 패시브 엔트리(Passive Entry) 및 패시브 스타트(Passive Strat)가 가능토록 하는 것이다(이를 통상 “스마트키 시스템에서의 릴레이 어택(Relay Attack)"이라 한다). 예컨대, 상기 도어 핸들의 트리거링에 의하여 발생된 LF신호를 중계기 1(Repeater1)이 이 수신받아 RF1신호로 변조할 수 있는 거리는 2m 이내로 짧고, 상기 중계기 2(Repeater2)에 의하여 복조된 LF신호를 상기 포브 키가 수신할 수 있는 거리는 8m 이내로 짧지만, 변조된 RF1신호를 두 중계기(Repeater1,2)를 통하여 통신할 수 있는 거리는 비교적 크고, 상기 포브 키가 송신하는 반응 신호를 상기 SMK UNIT이 수신받을 수 있는 거리 또한 비교적 크므로(대략 50m 이내) 상기 도어 핸들의 트리거링이 발생할 때 상기 포브 키의 휴대자가 차량을 관찰할 수 있는 가시거리 범위를 벗어날 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상기 반응 신호를 수신한 상기 SMK UNIT이 암호화 코드의 일치 여부를 판정하기에 앞서, 실제 상기 차량과 상기 포브 키간 이격거리에 관계없이 상기 포브 키가 수신하는 첼린지 신호에 포함되어 있는 레벨 수준이 상이하되 그 레벨 수준이 랜덤하게 발생되는 RSSI의 레벨 차이를 이용하여 상기 첼린지 신호를 수신받고 있는 포브 키가 진정한 사용자에 의한 휴대인지를 구분함과 아울러, 일단 상기 반응 신호를 상기 포브 키가 송신하면 상기 포브 키의 휴대자가 가능한한 차량을 직접 눈으로 관찰할 수 있는 가시거리 이내에서만 상기 정상 사용자 인증과정을 거치도록 함으로써 제3자로부터의 차량 도난 및 비품의 도난 가능성을 사전에 차단하고자 고안된 것이다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 바람직한 일실시예는, 도 7에 참조된 바와 같이, 차량의 도어 핸들 조작(Door Handle Triggering) 시 상기 차량에 설치된 스마트키 유닛(이하 “SMK UNIT"이라 함)이 포브 키(FOB key)에 2개의 레벨을 가진 수신전계감도(이하, ”RSSI"라 함) 정보를 포함하는 첼린지 신호(Challenge signal)를 송신한 후 상기 포브 키가 이를 수신하는 첼린지 신호 수신 단계(S10)와, 상기 포브 키가 수신된 상기 첼린지 신호 중 상기 RSSI의 레벨 차이를 디코딩하는 제1디코딩 단계(S20)와, 상기 제1디코딩 단계(S20)에 의하여 해석된 상기 RSSI의 레벨 차이가 설정값과 일치할 경우에만 상기 포브 키가 상기 첼린지 신호에 응답하는 형태로 반응신호(Response signal)를 상기 SMK UNIT에 송신하는 반응신호 송신 단계(S30)와, 상기 SMK UNIT이 수신한 상기 반응 신호를 디코딩(Decoding)하는 제2디코딩 단계(S40)와, 상기 제2디코딩 단계(S40)에 의하여 해석된 결과를 이용하되, 상기 차량과 상기 포브 키간 현재의 이격거리를 산출한 후, 상기 포브 키 외에 상기 차량의 도어로부터 인가되는 패시브 동작 신호가 정상인지 여부를 판정하는 정상사용자 판정 단계를 포함한다.

여기서, 상기 첼린지 신호 수신 단계(S10)부터 상기 반응신호 송신 단계(S30)까지는 상술한 바와 같이, 상기 반응 신호를 상기 포브 키가 송신하기 전에 포브 키의 휴대자가 진정한 포브 키를 휴대하는지 여부를 구분하는 단계라고 볼 수 있고, 상기 반응신호 송신 단계(S30)부터 상기 정상사용자 판정 단계까지는 상술한 바와 같이, 상기 차량과 상기 포브 키간 현재의 이격거리를 정확하게 산출함으로써 상기 포브 키의 휴대자가 차량의 가시거리를 확보한 상태에서만 릴레이 어택이 가능하도록 하는 단계라고 볼 수 있을 것이다.

이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 상기 포브 키의 휴대자가 진정한 포브 키를 휴대하는지 여부를 구분하는 단계를 “포브 키 구분 단계”라 정의하고, 상기 릴레이 어택이 가능하도록 하는 단계를 “사용자 인증 단계”라 정의하여 명명하기로 한다. 다만, 상기 포브 키 구분 단계와 상기 사용자 인증 단계는 본 발명의 바람직한 일실시예에서 명확하게 구분되는 것은 아님에 주의하여야 한다. 즉, 상기 반응신호 송신 단계(S30)는 개념상 상기 반응 신호를 송신할지 여부를 결정하는 측면에서는 상기 포브 키 구분 단계 및 상기 사용자 인증 단계 모두에 관여하는 단계이기 때문이다.

상기 포브 키 구분 단계에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

즉, 상기 첼린지 신호 수신 단계(S10)는, 상기 2개의 레벨을 가진 상기 RSSI 정보뿐만 아니라, 이에 더하여 상기 포브 키가 정상 사용자 인증을 위하여 암호화 코드 요구 신호를 상기 반응 신호로써 상기 SMK UNIT에 송신할 수 있도록 암호화 코드 요구 신호를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 차량에는, 상기 RSSI가 상술한 바와 같이 2개의 레벨을 가지도록 파워 증폭기(Power Amplifier)의 게인(Gain)을 조절하는 조절부가 구비될 수 있다. 상기 조절부는 파워 구동 IC(Power Driver IC) 일 수 있다.

상기 조절부는 상기 RSSI의 2개의 레벨 차이가 상기 도어 핸들 트리거링이 발생할 때마다 서로 상이하게 생성시킨다. 즉, 상기 도어 핸들 트리거링이 발생할 때마다 랜덤한 레벨 차이를 가지도록 2개의 상기 RSSI 정보를 생성하되, 상기 RSSI의 레벨 차이는 상기 포브 키가 상기 디코딩 단계에 의하여 예측할 수 있는 설정값을 항상 포함하여야 한다.

또한, 상기 포브 키에는, 상기 RSSI의 레벨 차이를 구별하는 기능을 지원하는 LFIC가 구비될 수 있다.

상기 포브 키에는 상기 RSSI의 레벨 차이를 비교할 수 있는 설정값이 저장되고, 상기 반응신호 송신 단계(S30)는 상기 RSSI의 레벨 차이가 상기 설정값과 일치할 경우에만 상기 반응 신호를 상기 SMK UNIT에 송출하게 된다.

여기서, 상기 포브 키가 상기 LF신호(Challenge Signal)에 응답하는 형태로 송신하는 상기 반응 신호는, 상기 SMK UNIT이 정상 사용자임을 판정할 수 있도록 요구하는 상기 암호화 코드 요구 신호에 따른 암호화 코드 정보 및 상기 포브 키에 의하여 디코딩된 수신전계감도(이하, “DRSSI"라 한다)와, 상기 포브 키의 현재의 전압세기(Voltage Level, 이하 ”VL"이라 한다) 정보를 포함할 수 있다.

상기 암호화 코드는 상기 포브 키를 휴대하고 있는 휴대자가 정상 사용자인지를 알 수 있도록 상기 SMK UNIT에서 수신하여 상기 SMK UNIT에 미리 저장된 암호화 코드와 비교하는 데이터이다.

이와 같이, 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은, 상기 SMK UNIT으로부터 상기 포브 키에 송신되는 LF신호에 레벨 차이가 랜덤하게 발생된 두 개의 상기 RSSI 정보와 상기 암호화 코드 요구 신호 정보를 포함하도록 하고(S10), 이를 수신 받은 상기 포브 키는 상기 RSSI의 레벨 차이 및 상기 암호화 코드 요구 신호 정보를 디코딩 한 후(S20), 상기 RSSI의 레벨 차이가 상기 설정값과 일치할 경우에만 상기 반응 신호를 상기 SMK UNIT에 송출하도록 함으로써, 정상사용자 인증 단계에 앞서 1차적으로 상기 포브 키를 휴대한 휴대자가 상기 차량으로부터 이격된 거리에 상관없이 정상적인 포브 키의 휴대자인지를 판별하도록 하기 때문에 차량 및 차량 비품의 도난 가능성을 사전에 방지할 수 있는 이점을 가진다.

한편, 상기 사용자 인증 단계에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

여기서, 상기 포브 키가 상기 LF신호에 응답하는 형태로 송신하는 상기 반응 신호는 적어도 2종류의 정보를 가지되, 상기 정보는 수신전계감도(이하, 상기 첼린지 신호 수신 단계(S10)에 포함된 “RSSI"와 구별을 위하여 디코딩된 ”RSSI"로써 “DRSSI"라 칭하기로 한다)와, 상기 포브 키의 현재의 전압세기(Voltage Level, 이하 ”VL"이라 한다) 정보를 포함할 수 있다.

상기 반응 신호는, 상기 DRSSI 및 상기 VL 뿐만 아니라 상기 정상사용자 판정 단계에서 정상 사용자 인증을 위하여 상기 포브 키가 송신하는 암호화 코드를 더 포함할 수 있다.

상기 암호화 코드는 상기 포브 키를 휴대하고 있는 휴대자가 정상 사용자인지를 알 수 있도록 상기 SMK UNIT에서 수신하여 상기 SMK UNIT에 미리 저장된 암호화 코드와 비교하는 데이터이다.

한편, 상기 VL은 설정전압 이상인 경우와 설정전압 미만인 경우의 두 가지의 정보를 포함하고, 상기 DRSSI는 설정감도 이상인 경우와 설정감도 미만인 경우의 두 가지의 정보를 포함함으로써, 상기 정상 사용자 판정 단계(S50)에서 상기 차량과 상기 포브 키간 현재의 이격거리를 산출하는데 적용한다.

보다 상세하게는, 1차적으로 상기 DRSSI가 설정감도 이상인 경우에는 상기 차량과 상기 포브 키 간 현재의 이격거리가 가까운 것으로 보아(Near) 정상적인 사용자에 의한 패시브 동작 신호라고 판정하고, 상기 DRSSI가 설정감도 미만인 경우에는 상기 차량과 상기 포브 키 간 현재의 이격거리가 먼 것으로 보아(Far) 비정상적인 사용자에 의한 패시브 동작 신호라고 판정할 수 있다.

그러나, 상기 DRSSI가 동일한 경우라도 산출되는 현재의 이격거리와 실제의 이격거리는 상이할 수 있다. 예를 들면, 상기 VL이 설정전압 이상인 경우(여기서, 설정전압은 “3V"로 설정된 것으로 한다) 상기 DRSSI가 설정감도 이상일 경우에는 상기 현재의 이격거리는 가까운 것(Near)으로 볼 수 있으나, 상기 DRSSI가 설정감도 미만일 경우에는 상기 VL이 설정전압 이상인 경우라도 상기 현재의 이격거리는 먼 것(Far)으로 볼 수 있으며, 반대로, 상기 VL이 설정전압 미만인 경우라도 상기 DRSSI가 설정감도 이상인 경우에는 상기 현재의 이격거리는 가까운 것(Near)으로 볼 수 있으나, 상기 VL이 설정전압 이상일 경우라도 상기 DRSSI가 설정감도 미만일 경우에는 상기 현재의 이격거리는 먼 것(Far)으로 볼 수 있기 때문이다.

본 발명에서는 상기 포브 키로부터 상기 LF신호에 대한 응답 형태로 송출되는 상기 반응 신호를 상기 현재의 이격거리를 산출함에 있어서 보다 정확한 산출을 위하여 상기 DRSSI 및 상기 VL의 정보를 각각 설정감도와 설정전압 이상인 경우와 그 미만인 경우로 나누어 상기 SMK UNIT에 송신하는 것이다.

여기서, 상기 VL이 상기 설정전압 이상인 경우의 상기 DRSSI의 설정감도(이하, “제1설정감도”라 한다)와 상기 VL이 상기 설정전압 미만인 경우의 상기 DRSSI의 설정감도(이하, “제2설정감도”라 한다)는 상이한 값을 가진다고 할 것이다.

바람직하게는, 상기 제1설정감도는 상기 제2설정감도보다 큰 값으로 설정될 수 있다. 그러면, 상기 VL이 설정전압 이상일 경우에 상기 VL이 설정전압 미만일 경우와 비교할 때 적어도 상기 DRSSI는 상기 제2설정감도보다는 큰 값을 갖는 상기 제1설정감도의 값을 가질 때에 비로소 상기 차량과 상기 포브 키간 현재의 이격거리가 가깝다고 판정될 수 있기 때문이다. 반대로, 상기 VL이 설정전압 미만일 경우에 상기 VL이 설정전압 이상일 경우와 비교할 때 상기 DRSSI는 상기 제1설정감도보다는 작은 값을 갖는 상기 제2설정감도의 값을 가질 때에 상기 차량과 상기 차량과 상기 포브 키간 현재의 이격거리가 가깝다고 판정되므로, 상기 포브 키의 배터리 잔량이 작은 경우의 오작동을 그만큼 방지할 수 있다.

상기 설정전압은 상기 DRSSI를 기준으로 선형적으로 가변되고, 상기 제1설정감도 및 상기 제2설정감도 또한 상기 설정전압과 비례적으로 가변되는 변수로써 맵데이터(Map data)로 상기 SMK UNIT에 저장된다.

따라서, 상기 정상사용자 판정 단계에서 산출되는 상기 차량과 상기 포브키 간 현재의 이격거리는, 상기 DRSSI가 상기 제1설정감도 또는 상기 제2설정감도 이상일 경우에는 근거리(Near)로, 상기 DRSSI가 상기 제1설정감도 또는 상기 제2설정감도 미만일 경우에는 원거리(Far)로 산출되고, 상기 정상사용자 판정 단계는, 상기 근거리(Near)로 산출된 경우에만 상기 패시브 동작 신호를 정상으로 판정하고, 상기 원거리(Far)로 산출된 경우에는 상기 패시브 동작 신호를 비정상으로 판정하게 된다.

이처럼, 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 바람직한 일실시예는, 상기 SMK UNIT으로부터 수신된 첼린지 신호를 근거로 상기 포브 키가 상기 SMK UNIT에 반응 신호로써 응답하기에 앞서 상기 포브 키 구분 단계를 통해 진정한 포브 키 휴대자의 유무를 판정함으로써 불순한 의도를 가진 복제된 포브 키 휴대자에 의한 차량의 접근을 방지함과 아울러, 상기 반응 신호에 소정 정보를 포함하도록 구비함으로써 실제 상기 차량과 상기 포브 키간 이격거리가 상기 포브 키 휴대자의 가시거리를 확보한 상태의 거리에서만 릴레이 어택이 가능하도록 함으로써 차량 및 차량에 보관된 비품의 도난 가능성을 현저하게 낮추는 이점을 가진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 바람직한 일실시예의 적용과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 7에 참조된 바와 같이, 포브 키를 휴대한 휴대자 또는 상기 포브 키를 휴대하지 아니한 제3자에 의하여 도어 핸들 트리커링이 발생되면, 차량의 SMK UNIT은 LF신호를 발생시키고, 발생된 상기 LF신호를 변조·복조하여 상기 포브 키로 송신한다.

이때, 상기 LF신호는, 2개의 레벨을 가진 RSSI 정보와 암호화 코드 요구 신호 정보를 포함하는 첼린지 신호(Challenge Signal)이다.

상기 포브 키는 상기 첼린지 신호 중 상기 RSSI의 레벨 차이를 디코딩한 다음(제1디코딩 단계(S20), 상기 디코딩된 상기 RSSI의 레벨 차이가 설정값과 일치할 경우에만 상기 첼린지 신호에 응답하는 형태로 반응 신호(Response Signal)를 상기 SMK UNIT에 송신하게 된다(S30).

따라서, 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 바람직한 일실시예는, 상기 반응 신호를 상기 SMK UNIT이 수신하기에 앞서, 사전에 정상적인 포브 키 휴대자가 아님을 판정함으로써 상기 반응 신호의 송신을 차단할 수 있다.

한편, 상기 RSSI의 레벨 차이가 설정값과 일치하면, 상기 첼린지 신호를 수신한 상기 포브 키는 응답 형태의 일환으로 상기 SMK UNIT에 반응 신호(Response Signal)을 송신하고, 상기 반응 신호를 수신한 상기 SMK UNIT은 상기 반응 신호 내에 포함된 정보를 디코딩(Decoding)한 후(제2디코딩 단계(S40)) 기저장된 암호화 코드와 수신받은 암호화 코드 데이터를 상호 비교한 후 일치할 경우에만 사이드 도어의 록킹을 해제(릴레이 어택을 허용)시키게 된다(S50).

여기서, 상기 반응 신호에는 수신전계감도(DRSSI) 및 현재의 배터리 잔량을 나타내는 배터리 레벨(VL)을 포함함으로써, 차량과 포브 키간 현재의 이격거리를 정확하게 산출함으로써, 포브 키 휴대자가 실제 차량의 가시거리 범위로부터 벗어날 경우 릴레이 어택이 방지되도록 할 수 있는 것이다.

이상, 본 발명에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 차량의 각종 기능 동작부 중 패시브 엔트리(Passive Entry) 작동 신호에 관한 정상사용자 인증을 위한 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법을 예시하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 패시브 스타트(Passive Start) 뿐만 아니라 트렁크 도어의 개폐 동작 등 차량에 구비된 각종 기능 동작부의 작동에 관여되는 스마트키 시스템의 릴레이 어택과 관련하여서 모두 적용될 수 있음에 주의하여야 한다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

S10: 첼린지 신호 수신 단계 S20: 제1디코딩 단계
S30: 반응신호 송신 단계 S40: 제2디코딩 단계
S50: 정상 사용자 판정 단계

Claims (11)

1. 차량의 도어 핸들 조작(Door Handle Triggering) 시 상기 차량에 설치된 스마트키 유닛(이하 “SMK UNIT"이라 함)이 포브키(FOB key)에 2개의 레벨을 가진 수신전계감도(이하, ”RSSI"라 함) 정보를 포함하는 첼린지 신호(Challenge signal)를 송신한 후 상기 포브키가 이를 수신하는 첼린지 신호 수신 단계와;
   상기 포브키가 수신된 상기 첼린지 신호 중 상기 RSSI의 레벨 차이를 디코딩하는 제1디코딩 단계와;
   상기 제1디코딩 단계에 의하여 해석된 상기 RSSI의 레벨 차이가 설정값과 일치할 경우에만 상기 포브키가 상기 첼린지 신호에 응답하는 형태의 반응신호(Response signal)를 상기 SMK UNIT에 송신하는 반응신호 송신 단계와;
   상기 정보 송수신 단계 후, 상기 SMK UNIT이 수신한 상기 반응신호를 디코딩하는 제2디코딩 단계와;
   상기 제2디코딩 단계에 의하여 해석된 결과를 이용하되, 상기 차량과 상기 포브키 간 현재의 이격거리를 산출한 후, 상기 포브키 외에 상기 차량의 도어로부터 인가되는 패시브 동작 신호가 정상인지 여부를 판정하는 정상사용자 판정 단계를 포함하는 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 차량에는, 상기 RSSI가 2개의 레벨을 가지도록 파워 증폭기(Power Amplifier)의 게인(Gain)을 조절하는 조절부가 구비된 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 조절부는, 상기 RSSI의 레벨 차이를 랜덤하게 발생시키는 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 포브키에는, 상기 RSSI의 레벨 차이를 구별하는 LFIC가 구비된 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
   
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 첼린지 신호 수신 단계에서 상기 포브키에 수신되는 상기 첼린지 신호는, 정상 사용자 인증을 위하여 상기 포브키가 암호화 코드를 포함한 상기 반응신호를 송신하도록 암호화 코드 요구 신호를 더 포함하는 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 반응신호는, 수신전계감도(이하, DRSSI"라 함)와, 상기 포브키의 현재의 전압세기(Voltage Level, 이하 “VL"이라 함) 정보를 가진 신호인 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 반응신호는,
   상기 정상사용자 판정 단계에서 정상 사용자 인증을 위하여 상기 포브키가 송신하는 암호화 코드를 더 포함하는 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
   
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 정상 사용자 판정 단계에서,
   상기 VL은 설정전압 이상인 경우와 설정전압 미만인 경우의 정보를 포함하고, 상기 DRSSI는 설정감도 이상인 경우와 설정감도 미만인 경우의 정보를 각각 포함하는 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 정상 사용자 판정 단계에서,
   상기 VL이 상기 설정전압 이상인 경우의 상기 DRSSI의 설정감도(이하, “제1설정감도”라 함)는 상기 VL이 상기 설정전압 미만인 경우의 상기 DRSSI의 설정감도(이하, “제2설정감도”라 함)보다 높은 값인 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 현재의 이격거리는,
    상기 DRSSI가 상기 제1설정감도 또는 상기 제2설정감도 이상일 경우에는 근거리(Near), 상기 DRSSI가 상기 제1설정감도 또는 상기 제2설정감도 미만일 경우에는 원거리(Far)로 산출되고,
    상기 정상 사용자 판정 단계는,
    상기 근거리(Near)로 산출된 경우에만 상기 패시브 동작 신호를 정상으로 판정하고, 상기 원거리(Far)로 산출된 경우에는 상기 패시브 동작 신호를 비정상으로 판정하는 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 설정전압은 선형적으로 가변되고, 상기 제1설정감도 및 제2설정감도는 상기 설정전압과 비례적으로 가변되는 변수로써 맵데이터(Map data)로 상기 SMK UNIT에 저장되는 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.

Images