KR101454974B1 - 필드 중첩 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

차량 베이스 스테이션과 트랜스폰더 사이의 무선 통신들이 인증된다. 하나 이상의 실시예에 따르면, 차량 내에 적어도 하나의 안테나를 포함하는 둘 이상의 안테나들이 적어도 2개의 반복 사이클들에 대해 상이한 중첩 인자들에 의해 승산된 구동 전류들을 이용하여 각각 구동된다. 안테나들에 의해 방사된 각각의 필드들의 분리된 벡터 성분들이 중첩 인자들을 계산하는데 이용된다. 각각의 사이클에 대해, 안테나들 각각은 동일한 위상을 이용하고, 중첩 인자들에 의해 승산된 구동 전류들을 각각 이용하여, 동시에 구동되고, 중첩된 벡터 성분들은 두 안테나들로부터의 신호들을 포함하는 중첩된 신호에 대해 검출된다. 통신들은 벡터 성분들이 수신되는 안테나에 대한 중첩 인자들에 의해 각각 승산된 것으로서의 내부 및 외부 안테나들 각각에 대한 분리된 벡터 성분들의 합의 시스템 에러 기반 범위 내에 있는 각각의 사이클의 중첩된 신호 각각에 대한 검출된 중첩된 벡터 성분들에 기초하여 인증된다.

Description

필드 중첩 장치, 시스템 및 방법{FIELD SUPERPOSITION APPARATUS, SYSTEM AND METHOD THEREFOR}
본 발명의 다양한 실시예들의 양상은 무선 통신에 관한 것으로서, 특히, 소스 보안을 보장하기 위한 무선 통신에서의 필드 중첩(field superposition)에 관한 것이다.
많은 무선 통신 시스템들은 서로 통신하는 트랜스폰더들(transponders) 및 베이스 스테이션들(base stations)을 이용한다. 예를 들어, 트랜스폰더들은 차량의 도어들을 잠금해제(unlocking)하기 위한 PKE(passive keyless entry), 또는 점화 장치 회로(ignition circuit)를 인에이블링시키기 위한 PKG(passive keyless go)를 위한 자동차 응용들에 이용될 수 있다. 일반적으로, 트랜스폰더는 도어들 및/또는 자동차 점화 장치를 잠금해제하거나, 또는 그렇지 않은 경우 관련 회로들을 인에이블링시키기 위해 베이스 스테이션과 통신한다.
불행히도, 그러한 통신 시스템들은 공격(attack)에 민감하다. 예컨대, 사용자의 트랜스폰더가 차량의 점화 장치를 잠금해제 및/또는 인에이블링시키는데 이용되는 자동차 응용에서, 중계 장치(relay device)를 이용하여 차량에서의 트랜스폰더와 베이스 스테이션 사이에 신호들을 중계할 수 있다. 공격자는 베이스 스테이션 부근의 차량 가까이에 그 자신을 위치시키고, 다른 공격자는 사용자 및 그/그녀의 트랜스폰더 가까이에 그 자신을 위치시킨다. 공격자들 사이의 무선 통신들은 베이스 스테이션과 트랜스폰더 사이에 신호들을 중계하는 기능을 하며, 차량의 점화 장치를 개방 및/또는 그렇지 않은 경우 인에이블링시킬 수 있다.
이들 및 다른 문제들이 다양한 응용들을 위한 무선 시스템의 설계 및 구현에 도전 과제를 제시하였다.
[선행 기술 문헌]
유럽 특허 제 EP1189306A1 호
미국 특허 출원 제 13/046,194 호
미국 특허 공개 제 2008/0024322 호
미국 특허 제 7,426,275 호
다양한 예시적인 실시예들은 필드 중첩 회로, 장치, 시스템, 및 그들의 구현 및 제조에 관한 것이며, 전술한 배경 부분에서 기술된 것들과 같은 도전과제들을 해결하기 위한 것이다.
하나 이상의 실시예와 관련하여, 상이한 랜덤화된 중첩 인자(factor)들을 이용하여 하나 또는 두 개의 내부 차량 안테나를 구동(drive)함으로써 각각의 통신 사이클들에 대한 통신 필드들을 생성한다. 안테나들과 통신하여 원격 트랜스폰더에서 수신된 것으로서 생성된 필드들에 대한 응답을, 중첩 인자들을 특성화하는 정보와 함께 이용하여, 안테나를 인증한다.
다른 실시예에 따르면, 무선 통신은 다음과 같이 실행된다. 신호들은, 안테나들에 의해 방사된 각각의 필드들의 벡터 성분들에 기초하는 중첩 인자들에 의해 승산된 동일 위상(same-phase) 구동 전류들을 이용하여 통신된다. 이러한 문맥에서 신호들을 통신하는 것은, 상이한 안테나들을 구동하거나 또는 트랜스폰더에서 신호들을 수신하는 것과 같은, 신호들을 송신 또는 신호들을 수신하는 것을 포함할 수 있다. 일부의 경우, 안테나들 중 적어도 하나는 차량 내에 있고, 두 안테나는 적어도 2개의 상이한 중첩 인자들을 이용하여 상이한 시간들에서 각각 구동된다. 통신들은 중첩 인자들에 의해 각각 승산된 것으로서의 안테나들 각각에 대한 분리된 벡터 성분들의 합(sum)의 에러 기반 범위(error-based range)에 기초하여, 통신된 신호들 둘다를 포함하는 중첩된(superposed) 신호의 중첩된 벡터 성분들을 이용하여 인증된다.
예시적인 실시예에 따르면, 차량 베이스 스테이션과 트랜스폰더 사이의 무선 통신은 다음과 같이 실행된다. 2개 이상의 안테나가 제1 구동 전류들을 이용하여 구동된다(예를 들면, 각각의 안테나는 동일하거나 또는 동일하지 않을 수 있는 구동 전류를 이용하여 구동됨). 적어도 하나의 안테나는 차량 베이스 스테이션이 위치하는 차량의 일부분에 의해 트랜스폰더로부터 분리되고, 그 신호는 차량을 통해 그에 대응하게 전달(pass)된다. 안테나들에 의해 방사되고 트랜스폰더에서 수신되는 각각의 필드들의 분리된 벡터 성분들이 검출되고, 안테나들에 대한 중첩 인자들이 분리된 벡터 성분들에 기초하여 계산된다. 안테나들은 동일 위상을 이용하고, 중첩 인자들에 의해 승산된 제1 구동 전류들을 각각 이용하여, 동시에 구동된다. 중첩된 벡터 성분들이, 트랜스폰더에서 수신된 두 안테나들로부터의 신호들을 포함하는 중첩 신호에 대해 검출된다. 트랜스폰더는 안테나들에 대한 중첩 인자들에 의해 각각 승산된 것으로서의 안테나들 각각에 대한 분리된 벡터 성분들의 합의 에러 허용오차 범위 내인 검출된 중첩 벡터 성분들에 응답하여 인증된다.
다른 예시적인 실시예는 차량 베이스 스테이션과 트랜스폰더 사이에 무선으로 통신하는 것에 관한 것이다. 적어도 하나의 내부 안테나를 포함하는 둘 이상의 안테나들은 송신 전류들 II 및 IO를 이용하여 각각 구동되고, 내부 안테나는 차량 베이스 스테이션이 위치되는 차량의 일부분에 의해 트랜스폰더로부터 분리된다. 트랜스폰더에서, 내부 안테나에 의해 방사된 필드 세기의 xI, yI, zI 벡터 성분들이 측정되고, 다른 안테나에 의해 방사된 필드 세기의 xO, yO, zO 벡터 성분이 측정된다. 측정된 벡터 성분들을 나타내는 신호가 차량 베이스 스테이션으로 송신된다. 차량 베이스 스테이션에서, 중첩 인자들 n 및 m이, 측정된 벡터 성분들을 나타내는 송신된 신호에 기초하여, 안테나들로부터의 측정된 신호들에 각각 적용하기 위해, 반복 사이클들 동안 계산되고, 중첩 인자들은 암호화되며, 암호화된 중첩 인자들은 트랜스폰더로 송신된다. 내부 및 외부 안테나들 각각으로부터의 신호들은, 동일 위상을 이용하고, 각각 (각 사이클에 대해 변경되는 n 및 m을 갖는) 송신 전류들 II*n 및 IO1*m을 이용하여, 트랜스폰더에 동시에 송신된다. 트랜스폰더에서, xS, yS, zS 벡터 성분들은 두 안테나들로부터의 신호들을 포함하는 중첩된 신호로부터 측정되고, 트랜스폰더는 중첩 인자들에 의해 승산된, 안테나들 각각으로부터의 신호들의 각각의 벡터 성분들의 합의 에러 허용오차 범위 내에 각각 있는 xS, yS, zS 각각에 응답하여 인증된다.
다른 실시예들은 무선 통신을 인증하는 시스템에 관한 것이다. 일 실시예에서, 그러한 시스템은 다음과 같이 트랜스폰더 및 차량 베이스 스테이션 중 하나 또는 둘다를 포함한다. 트랜스폰더는 차량의 안테나들에 의해 방사된 각각의 필드들의 분리된 벡터 성분들을 수신 및 검출하며, 차량의 일부분에 의해 트랜스폰더로부터 분리된 하나 이상의 내부 안테나를 포함한다. 차량 베이스 스테이션은 각각 동위상 및 트랜스폰더와의 통신을 위한 제1 구동 전류들을 이용하고, 분리된 벡터 성분들에 기초한 내부 및 외부 안테나들에 대해 계산된 중첩 인자들에 의해 승산된 구동 전류들을 각각 이용하여, 안테나들을 동시에 구동한다. 트랜스폰더는 트랜스폰더에서 수신된 두 안테나로부터의 신호들을 포함하는 중첩 신호의 중첩된 벡터 성분들을 검출한다. 차량 베이스 스테이션은 중첩 인자들에 의해 각각 승산된 것으로서의 안테나들 각각에 대한 분리된 벡터 성분들의 합의 에러 허용오차 범위 내인 중첩된 신호에 대한 검출된 중첩된 벡터 성분들에 응답하여 트랜스폰더를 인증한다.
전술한 설명/요약은 본 개시 내용의 각각의 실시예 또는 모든 구현을 기술하도록 의도되지 않는다. 이하에 뒤따르는 도면들 및 상세한 설명 또한 다양한 실시예들을 예시한다.
다양한 예시적인 실시예들은 첨부 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 고려함으로써 보다 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 필드 중첩을 갖는 무선 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른, 필드 중첩을 갖는 무선 자동차 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른, 트랜스폰더 인증을 위한 시스템 및 관련된 데이터 흐름을 도시한다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 필드 중첩을 갖는 무선 인증을 위한 데이터 흐름도를 도시한다.
본 발명은 다양한 변형 및 대안적인 형태가 가능하지만, 그 세부사항은 도면들에서의 예를 통해 도시되었으며, 보다 상세히 기술될 것이다. 그러나, 그 의도는 본 발명을 기술된 특정 실시예들로 한정하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다. 반대로, 그 의도는 특허청구범위에 정의된 양상들을 포함하는 본 발명의 영역 내에 속하는 모든 변형, 등가물 및 대안들을 커버하도록 의도된다. 또한, 본 출원 전체를 통해 이용된 "예(example)" 라는 용어는 단지 예시를 위한 것이며, 제한을 위한 것은 아니다.
본 발명의 양상들은 자동차 응용들을 포함하는 것들을 포함하는 트랜스폰더-베이스 스테이션 연결을 포함하는 필드 중첩을 위한 다양한 상이한 타입의 디바이스, 시스템 및 배열에 적용가능한 것으로 고려된다. 본 발명이 그렇게 제한될 필요는 없지만, 본 발명의 다양한 양상들은 이러한 문맥을 이용하는 예들의 설명을 통해 이해될 수 있다.
하나 이상의 실시예에 따르면, 중첩된 필드에 대응하는 인자들은, 원격 트랜스폰더에 제공되고, 차량에 대한 잠금해제 메카니즘 및/또는 점화 장치 메카니즘과 같은, 회로를 동작시키기 위한 트랜스폰더의 대응하는 응답의 진위성(authenticity) 및/또는 근접성(proximity)를 입증시에 이용되는 신호들이 제공된다. 그러한 응용들은, 예를 들면, 자동차 영역에서의 PKE 또는 PKG 응용들로 구현될 수 있다. 인자들은 둘 이상의 반복 사이클 동안의 통신을 위해 생성 및 이용된 둘 이상의 중첩 값들에 기초하며, 통신은 통신들을 인증하는데 이용된 각각의 사이클들에 대응한다.
보다 특정한 예시적인 실시예에서, 중첩된 필드는 2개의 내부 안테나 및 1개의 외부 안테나를 포함하는 3개의 안테나들 또는 2개의 내부 안테나들을 통해서와 같이, 적어도 하나의 내부 안테나를 포함하는 2개 (또는 그 이상의) 차량 안테나들을 통해 베이스 스테이션으로부터 트랜스폰더로의 정보의 통신과 관련하여 이용된다. 트랜스폰더가 차량의 근처에 있을 때, 안테나는 그와의 통신을 위해 트랜스폰더로 신호를 전달한다. 트랜스폰더는 안테나들에 의해 검출되는 다른 신호를 제공함으로써 신호들에 응답한다. 베이스 스테이션은 안테나로부터 트랜스폰더로 전달된 그러한 신호들에 값을 적용한다. 중첩된 신호들은 (예를 들면, 트랜스폰더 및/또는 베이스 스테이션에서) 분석되고, 베이스 스테이션은 분석에 기초하여 통신/트랜스폰더를 인증한다. 이러한 인증은 신호를 리턴하는 트랜스폰더가 (예를 들면, 후속하는 암호화된 통신들을 통해) 트랜스폰더가 차량에 대해 적절한 것이라는 추가적인 인증이 뒤따를 수 있는 (예를 들면, 중계가 없는) 안테나들로부터의 신호를 또한 수신하는 것으로 결정하도록 처음에 이용될 수 있다. 이러한 인증은, 예를 들면, 엔트리(entry)/잠금 메카니즘 또는 점화 장치 메카니즘과 같은, 시스템을 동작 또는 인에이블링시키기 위해 이용될 수 있다.
각각의 내부 안테나는 안테나와 차량의 본체(body)의 조합이 내부 안테나에 의해 제공된 신호에 영향을 미치도록 차량에 대하여 배치된다. 이러한 문맥에서, 차(car)의 본체는 매칭이 어렵거나 또는 그렇지 않은 경우 식별하는 결합된 신호 소스를 제공하도록 안테나와 함께 이용된다. 예컨대, 그러한 결합된 안테나 타입 배열을 복제하는 것은 차량 구조의 복제를 필요로 한다. 따라서, 다양한 실시예들은 이질적인 필드를 생성시와 같이, 복제가 어려운 (예를 들면, 차량 본체에 의해 마스킹된) 신호를 생성하기 위해 차량과의 안테나 배치를 이용하는 것에 관한 것이다.
일부 구현들에 있어서, 신호들의 중첩은 각각의 n 및 m 신호들에 대한 랜덤화되고 숨겨진 중첩 인자들 n1-nK 및 m1-mK로 다수회(k 회) 반복된다. 따라서, 안테나들이 구동되는 특정 사이클에 대한 중첩 인자들에 기초하는 구동 전류를 이용하여, 동일한 위상으로, 둘 이상의 안테나가 다수회 구동된다. 일부 구현들에서, 각각의 개별적인 안테나와 트랜스폰더 사이의 송신 경로들에 관련되는 송신 에러로서, 안테나에 의해 생성된 필드의 벡터 성분들 dx, dy 및 dz에 관련되는 에러가, 에러 또는 첨부물이 검출되는 것을 벗어나는 값으로 설정된다. 일부 구현들에서, 단일 벡터 성분이 평가되고, 통신된 값이 에러 범위 이내인지의 여부를 검출하는데 이용된다.
벡터 성분들은 하나 이상의 다양한 방안들을 이용하여 검출될 수 있다. 예를 들어, 트랜스폰더는 자기 필드 방향 및 세기를 검출하도록 구성되는 안테나 장치를 포함할 수 있다. 그러한 안테나 장치 및/또는 관련된 것은, 예를 들면, 본 명세서에서 전체가 참조로 인용되는 "A Security System" 이라는 제목의 유럽 특허 제 EP1189306A1 호에 기술된 바와 같은 하나 이상의 양상들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 3-코일 안테나를 이용하여, 본 명세서에서 기술된 바와 같이 각각의 안테나를 통해 생성된 신호들의 각각의 벡터 성분들을 검출할 수 있으며, 벡터 성분들은 추가의 인증 통신을 생성하는데 후속하여 이용된다. 다른 양상들은, 본 명세서에서 전체가 참조로 인용되는 "Field Superposition System and Method Therefor" 라는 제목의 미국 특허 출원 제 13/046,194 호에 기술된 바와 같은 하나 이상의 방안들에 관한 것일 수 있다.
소정의 실시예에서, 2개의 안테나들 모두 차량의 내부에 배치되어, 트랜스폰더에 의해 검출되도록 차량의 일부분을 통해 통과해야 하는 필드를 생성한다. 일부 실시예에서, 내부 안테나들은 트랜스폰더와의 상이한 거리/필드 간섭을 달성하기 위해 내부 안테나들 사이에 적어도 낮은 값(예를 들면, 최소) 기하학적 분리와, 센스 코일을 통해 각각의 안테나들을 개별적으로 검출/센싱하는 것을 완화시키는, 안테나들 사이의 높은 값(예를 들면, 최대) 기하학적 분리의 트레이드 오프(trade off)에 기초하여 서로에 대하여 배치된다.
일부 구현들에서, 다음과 같이, 베이스 스테이션은 트랜스폰더에서 수신되고 베이스 스테이션으로 다시 통신되는 것으로서의 안테나에 의해 제공된 필드의 벡터 성분들을 이용하여 신호들을 생성한다. RSSI(received signal strength indicator)는 벡터 성분 (xO,yO,zO)을 갖는 신호를 얻기 위해 송신 전류 IO에서 제1 안테나에 의해 방사된 수신된 필드 세기의 벡터 성분들 (x,y,z)에 대해 측정된다. 또한, RSSI는 벡터 성분 (xI,yI,zI)을 갖는 신호를 얻기 위해 송신 전류 II에서 제2 안테나에 의해 방사된 수신된 필드 세기의 벡터 성분들 (x,y,z)에 대해 측정된다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 안테나들은 둘다 내부 안테나들이다. 이들 RSSI 측정들은 공통의 트랜스폰더 위치에서의 수신을 위해, 비례 필드 세기들을 이용하여 수행될 수 있다. 결과들 (xO,yO,zO 및 xI,yI,zI)은 암호화되고, 예를 들면, UHF(ultra high frequency) 통신들을 이용하여 베이스 스테이션으로 다시 송신된다.
베이스 스테이션에서, 중첩된 신호를 생성시에 안테나 신호들에 적용될 인자들 m 및 n은, 적어도 2개의 반복 사이클 각각에 대해(예를 들면, 정확하게 동일 위상으로 안테나들을 구동하는 동안, 중첩은 랜덤화되고 숨겨진 인자들 n1-nk 및 m1-mk 로 "k" 회 반복됨), 다음과 같이 계산된다. 랜덤하게 중첩된 필드 세기는 다음과 같이 적용된다.
Figure 112012106037486-pat00001
중첩된 (위상 조정된) 필드 세기는 그것이 예상되는 잡음 레벨보다 안전하게 위에 있도록 설정될 수 있다.
Figure 112012106037486-pat00002
n 및 m에 대해 계산된 값들은 암호화되고, UHF 또는 저주파수(low frequency; LF) 신호들을 이용하는 것과 같이, 트랜스폰더로 송신된다.
베이스 스테이션은 동일 위상으로 동시에 안테나를 활성화한다. 송신기의 송신 전류는, 다음과 같이 각각의 사이클에 대해 각각의 안테나에 대해 조정된다.
Figure 112012106037486-pat00003
트랜스폰더 또는 베이스 스테이션은 각각의 사이클에 대해, 두 안테나들(xsuper,ysuper,zsuper)에 의해 송신된, 수신된 (측정된) 벡터 성분들(중첩됨)에 기초하여 이하의 조건들을 평가한다.
Figure 112012106037486-pat00004
여기서, dx, dy 및 dz 인자들은, 위상 지터(phase jitter), 측정 정확성 및 구동기(driver) 전류 정확성으로 인한 것과 같은, 예상되는 에러들에 대응한다. 모든 조건들 a-c가 각각의 사이클에 대해 참(true)이라면, 트랜스폰더는 유효한 차량 앞에 있는 것으로 결정된다. 조건들 a-c가 모두 참이 아니라면, 중계 공격이 검출된다(예를 들면, 삽입된 중계들은 안테나들에 의해 생성된 자기 필드의 예상되는 벡터 성분들을 생성하지 않을 수 있음).
일부 구현들에서, 단일-중계 공격이 다음과 같이 검출된다. 측정된 벡터 성분들 (xO1,yO1,zO1) 및 (xI,yI,zI)는 다음과 같이 정규화된다.
Figure 112012106037486-pat00005
만약, 다음과 같으면, 이들 정규화들을 이용하며,
Figure 112012106037486-pat00006
여기서, dx, dy, dz는 위상 지터, 측정 정확성, 구동기 전류 정확성으로 인한 에러들에 의해 결정되고, 단일 1D 코일 기반 EMU 공격이 검출되고, 프로세스가 중지된다. 이러한 단일 코일 기반 중계 공격은, 그에 따라 벡터 성분들을 반드시 정규화하지 않고서, 그리고 위에서의 관련된 추가적인 단계들을 수행하지 않고서 검출될 수 있다.
중첩을 반복하기 위한 사이클의 수는 하나 이상의 다양한 방안들을 이용하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 두 LF 안테나가 이산적인 슬롯들에서의 공격자에 의해 또한 조정될 수 있고, 중첩이 K 회 수행된다고 가정하면, 랜덤 공격에 의한 시행착오(trial and error) RSA 브레이크(brake) 확률은 다음과 같이 추정될 수 있다.
Figure 112012106037486-pat00007
이러한 추정은 각각의 송신기 안테나에 대한 올바른 구동기 안테나 값을 추측하기 위해 독립적인 성공 확률들을 가정한다. 중계 구동기 안테나와 유효 FOB 사이의 고정된 상대적 위치 때문에, 만약 하나의 수신된 벡터 성분이 성공적으로 에뮬레이팅(emulating)된다면, 다른 성분들은 예상된 범위에 역시 있게 된다고 가정할 수 있다. 예컨대, 필드 중첩의 3 반복이 10% 전체 시스템 에러(EAO1=EAI)로 이용될 수 있으며, 그러한 진보된 공격에 대한 공격 성공 확률은 단지 P = 0.0001% 이다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 무선 시스템은 베이스 스테이션에 국부적인 둘 이상의 안테나를 통해 원격 트랜스폰더와 통신하는 베이스 스테이션을 포함하며, 안테나들 중 하나는 그것의 신호가 (예를 들면, 안테나로부터의 신호를 왜곡하는 차량 내에서) 적어도 부분적으로 숨겨지거나 또는 원격 트랜스폰더로부터 방해를 받도록 배열된다. 베이스 스테이션은 각각의 안테나에 대응하는 필드 세기 인자들을 이용하여 안테나를 통해 전달된 신호들 상에 필드를 중첩시킨다. 신호들은 (예를 들면, 암호화된) 필드 세기 인자들과 더불어, 동위상 및 동일한 시간에 안테나를 통해 원격 트랜스폰더로 송신된다. 베이스 스테이션은 트랜스폰더로부터 수신된 신호들을 더 분석하고, 필드 세기 인자들을 이용하여, 트랜스폰더의 진위성 및 근접성 중 하나 이상을 입증한다.
보다 특정한 예시적인 실시예에서, 전술한 바와 같은 시스템은, 기술된 바와 같은 적어도 하나의 내부 안테나 뿐만 아니라, 추가적인 외부 안테나를 포함하는 3개 이상의 안테나로 구현된다. 추가적인 외부 안테나는 내부 안테나로부터의 신호의 정확한 검출을 숨기거나 또는 그렇지 않은 경우 완화시키는데 이용될 수 있다.
다른 실시예에서, 베이스 스테이션은 (예를 들면, PKE에 대해) 성공적이지 못한 액세스 시도의 횟수를 추적하고, 대응하는 시스템을 일시적으로 또는 영구적으로 디스에이블링시킨다. 이러한 방안은 시행착오 중계 공격들을 완화시키는데 이용될 수 있다.
전술한 예들에 따르면, 일부 실시예들은 베이스 스테이션, 트랜스폰더, 및 적어도 하나의 내부 차량 안테나를 포함하는 안테나들을 포함하는 시스템에 관한 것이다. 다른 실시예들은 그러한 시스템의 서브컴포넌트에 관한 것이다. 예컨대, 다양한 실시예들은 신호들을 생성하고, 필드 세기 인자들을 암호화하고, 트랜스폰더와 통신하기 위해, 전술한 바에 따라 동작하도록 구성된 베이스 스테이션에 관한 것이다. 베이스 스테이션은 트랜스폰더를 인증하기 위해, 트랜스폰더에 의해 검출되고 베이스 스테이션으로 통신된 것으로서의 중첩된 필드들을 비교할 수 있다. 다른 예시적인 실시예는 전술한 바와 같이 신호들을 수신 및 통신하고, 베이스 스테이션으로부터 수신된 필드 세기 인자들을 이용하여 전술한 바와 같이 중첩된 필드들을 비교할 수 있는 트랜스폰더에 관한 것이다.
본 발명의 다양한 실시예들은 다수의 상이한 응용들에 적용될 수 있다. 본 명세서에서의 설명과 일치하는 것으로서, 하나 이상의 실시예들이 다양한 상이한 타입의 PKE 또는 PKG 시스템들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 방법들, 시스템들, 베이스 스테이션들 또는 트랜스폰더들은, 본 명세서에서 전체가 참조로 인용되는 미국 특허 공개 제 2008/0024322 호 또는 미국 특허 제 7,426,275 호에 기술된 바와 같은 구성요소들 및/또는 모든 트랜스폰더 시스템과 관련하여 구현될 수 있다.
이제 도면들을 참조하면, 도 1은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른, 필드 중첩을 갖는 무선 시스템(100)을 도시한다. 시스템(100)은 베이스 스테이션/제어기(130)로부터 원격 트랜스폰더(140)로 신호들을 전달하는 메인 안테나(110) 및 내부 안테나(120)를 포함한다. 선택적으로, 시스템은 내부 안테나(120)와 유사한 방식으로 동작되고, 그렇지 않은 경우 둘 이상의 내부 안테나가 이용되는 본 명세서에서 기술된 바와 같은 제2 내부 안테나(122)를 또한 포함한다. 내부 안테나(120)는, 차량 쉘(shell) 또는 다른 구성요소에 의한 것과 같이, 트랜스폰더(140)에 의한 직접적인 액세스 또는 차량 외부의 센스 코일들에 의한 직접적인 액세스로부터 차폐(shield)된다.
다양한 실시예들은 그러한 구성요소들을 동작하기 위한 회로들, 장치들, 시스템들 및 방법들 중 하나 이상, 및 그러한 구성요소들을 제조하기 위한 방법들을 포함하는, 도 1에 도시된 양상들 중 하나, 하나보다 많은 것 또는 전부에 관한 것이다. 예를 들어, 소정의 실시예는 베이스 스테이션(130)에 따라 동작하며, 다양한 안테나들, 관련된 회로들 및 다양한 상이한 타입의 트랜스폰더들로 구현될 수 있는 차량 베이스 스테이션에 관한 것이다. 다른 실시예들은 트랜스폰더(140)에 따라 동작하며, 도시된 바와 같이 안테나(들) 및 베이스 스테이션(들)과 상호작용하는 트랜스폰더에 관한 것이다. 다른 실시예들은 도시된 바와 같이 동작하는 안테나 및/또는 상호접속 회로에 관한 것이다. 또다른 실시예들은 베이스 스테이션 및 안테나들을 포함하는 차량 시스템, 또는 베이스 스테이션, 안테나들 및 안테나들을 통해 베이스 스테이션과 통신하도록 구성 및 배열된 하나 이상의 트랜스폰더를 포함하는 시스템과 같은, 하나 이상의 구성요소들의 결합에 관한 것이다. 또다른 실시예들은 예를 들면, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 하나 이상의 실시예들에 따라 베이스 스테이션(130) 및 트랜스폰더(140) 중 하나 이상을 동작하기 위해 구현될 수 있는 것으로서의 소프트웨어 기반 양상들에 관한 것이다.
베이스 스테이션(130)은 메인 및 내부 안테나들(110, 120)을 구동하고, 트랜스폰더(140)는 각각의 신호에 대한 벡터 성분들을 포함하는, 안테나들로부터의 신호들을 검출한다. 트랜스폰더는 이들 검출된 신호들을 특성화하는 암호화된 정보를 베이스 스테이션(130)으로 다시 통신하고, 베이스 스테이션(130)은 그 정보를 이용하여, 각각의 안테나를 반복적으로 구동하는데 이용하기 위해 다수의 (예를 들면, 랜덤화된) 필드 중첩 인자들을 생성한다. 베이스 스테이션(130)은 중첩 인자들을 더 암호화하여 트랜스폰더(140)로 송신한다.
그 다음, 베이스 스테이션(130)은 각각의 사이클에서 각각의 안테나에 대해 상이한 중첩 인자들이 이용되는 둘 이상의 사이클 각각에 대해, 동시에 동위상으로 각각의 안테나를 구동하기 위해 각각의 중첩 인자들을 적용한다. 트랜스폰더는 (각각의 안테나로부터의 결합된 신호를 포함하는) 중첩된 신호들이 각각의 사이클에 대한 에러 인자 내에 있는지 여부를 결정하기 위해 중첩 인자들과 함께 이용되는 중첩된 신호들을 검출한다. 일부 구현들에서, 각각의 중첩된 신호는 3개의 벡터 성분들(예를 들면, x, y, z) 각각이 해당 벡터에 대한 에러 인자 내에 있는지 여부를 결정함으로써 인증된다. 결합된 신호가 에러 인자 내에 있다면, 트랜스폰더는 인증된다. 이러한 인증은, 예를 들면, 엔트리/잠금 메카니즘 또는 점화 장치 메카니즘과 같은 시스템을 동작 또는 인에이블링시키기 위해 이용될 수 있다. 또한, (예를 들면, 전술한 수학식들에 따른 것으로서) 신호를 인증하기 위한 계산들이 트랜스폰더 및 베이스 스테이션 중 하나 또는 둘다에서 행해지고, 트랜스폰더는 수신된 신호들을 특성화하는 정보를 후자의 예에서의 그러한 계산을 위해 베이스 스테이션에 통신한다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른, 필드 중첩을 갖는 무선 자동차 시스템(200)을 도시한다. 시스템(200)은 차량(210) 내의 베이스 스테이션, 외부 안테나(220), 내부 안테나(222) 및 일부 경우에서의 제2 내부 안테나(226)를 포함한다. 제2 내부 안테나(226)는 이하에서 기술되지 않지만, 그것의 구현은 내부 안테나(222)와 유사한 방식으로 수행될 수 있으며, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 하나 이상의 실시예들에 따라 동작될 수 있다. 도시되었지만 선택적인 것으로서, 제2 외부 안테나(224)는, 차량(210)에 대하여, 외부 안테나(220) 반대편에 위치된다. 각각의 안테나들의 위치결정은 상이한 타입의 차량들(210)에 대한 상이한 실시예들 및 응용에 적합하도록 변할 수 있으며, 차량 및 안테나 위치결정 둘다는 다수의 차량 및 안테나 구성들의 예이다(내부 안테나(222)는 차폐됨).
외부 및 내부 안테나들(220, 222) (및 적용가능한 경우 224, 226)는 나타낸 드라이버 검출 영역(230) 내의 트랜스폰더에 의해 검출가능한 신호를 송신하도록 구성된다. 이용될 때, 제2 내부 및 외부 안테나들(224, 226)은 (예를 들면, 승객측 트랜스폰더를 통해 액세스 가능한 안테나(224), 및 드라이버 검출 영역(230) 내의 트랜스폰더에 의해 액세스가능한 안테나(226)로) 신호를 송신하도록 또한 구성된다.
차량(210)은 외부 트랜스폰더로부터 내부 안테나(222)를 차폐하여, 내부 안테나로부터의 신호가 드라이버 검출 영역(230)에서 트랜스폰더 또는 공격자에 의해 직접 검출가능하지 않도록 한다. 예를 들어, 차량(210)의 유리, 금속 또는 다른 구성요소들은 내부 안테나(222)에 의해 송신된 신호를 왜곡시켜, 트랜스폰더가 안테나에서 생성된 것으로서의 신호를 직접 검출하지 못하도록 할 수 있다.
예로써, 트랜스폰더(240)는 드라이버 검출 영역(230)에 배치된 것으로 도시되며, 시스템(200)과의 예시적인 상호작용을 나타낸다. 선택적으로, 트랜스폰더(240)는 시스템의 일부이며, 하나 또는 두 안테나(220, 222)(또는 구현된 경우 224)를 통해, 차량(210)에서의 베이스 스테이션과 신호들을 통신하도록 동작한다.
베이스 스테이션(예를 들면, 차량(210) 내의 회로)은 각각의 안테나에 대한 초기 송신 전류에서 안테나들(220, 222)을 구동한다(예를 들면, 전류들은 상이할 수 있으며, 안테나들은 후속하여 구동된다). 각각의 안테나(220, 222)에 대응하는 각각의 벡터 성분들을 갖는 신호들이 (240과 같은) 트랜스폰더에서 검출되고, 차량(210)에서의 베이스 스테이션으로 다시 송신(예를 들면, 암호화)된다. 베이스 스테이션은 (잡음/에러들을 고려하도록 충분히 높은) 랜덤 필드 세기 값과 함께, 각각의 안테나(220, 222)에 대한 검출된 벡터 성분들을 이용하여, 각각의 반복 사이클들 동안 안테나들 각각을 후속하여 구동하는데 이용된 각각의 신호들에 적용할 다수의 필드 세기 인자들을 생성한다.
그 다음, 베이스 스테이션은 각각의 안테나에 대해 동시에, 그리고 동일 위상으로 구동 전류의 인가를 통해 안테나들(220, 222)을 구동한다. 각각의 구동 전류들은 해당 안테나에 대한 필드 세기 인자에 의해 승산된, 해당 안테나에 이전에 인가된 초기 전류에 대응한다. 안테나들은 다수의 사이클들 각각에 대해 구동된다. 트랜스폰더에서 검출된 중첩된 신호는 트랜스폰더의 진위성의 조건을 결정하기 위해 각각의 안테나에 대응하는 에러 데이터, 및 각각의 안테나에 대한 알려진 필드 세기 인자들로 처리된다. 그러한 진위성은, 예를 들면, 신호를 수신 및 처리하는 트랜스폰더가 드라이버 검출 영역(230)에 있는지, 또는 중계하는 트랜스폰더에 의해 검출된 것으로서의 이러한 검출 영역에서 신호를 수신했는지의 여부를 결정함으로써 결정될 수 있다. 예컨대, 트랜스폰더(240)가 중계 트랜스폰더이고, 트랜스폰더(250)가 차량(210)에 대해 실제로 인증되지만 드라이버 검출 영역(230) 밖에 있는 경우, 중계 트랜스폰더(240)는 벡터 값들에 대하여 각각의 안테나로부터 필드들을 생성할 수 없다.
제2 내부 안테나(226)는, 하나 이상의 다양한 방안들을 이용하여, 제1 내부 안테나(222)에 대하여 배치된다. 일부 구현들에서, 제2 안테나(226)는 각각의 안테나들이 본 명세서에서 개시된 바와 같이 중첩에 대해 유용한 분리된 신호들을 제공하면서, 분리된 안테나들의 센스 코일 검출을 완화시키는 것을 보장하도록 각각 달성가능한 최소 및 최대 거리들 사이의 트레이드오프를 달성하도록 제1 안테나(222)에 대하여 배치된다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른, 트랜스폰더 인증을 위한 시스템(300) 및 관련된 데이터 흐름을 도시한다. 시스템은 베이스 스테이션(310) 뿐만 아니라, 베이스 스테이션이 트랜스폰더(320)와의 통신을 위해 각각 구동하는 메인 안테나(312) 및 내부 안테나(314)를 포함한다. 베이스 스테이션(310)은 메인 안테나(312)를 구동하여 기동(wake-up) 신호(330)를 트랜스폰더(320)에 송신하고, 후속하여 그 벡터 성분들을 결정하기 위해 트랜스폰더(320)에서 검출되는 제1 신호(331)를 송신한다. 이러한 문맥에서, 메인 안테나(312)는 차량에 대해 외부 또는 내부에 있을 수 있으며, 기동 및 RSSI 측정들 둘다를 실행하기에 충분한 세기를 갖는다. 그 다음, 베이스 스테이션(310)은 내부 안테나(314)를 구동하여, 제2 신호의 벡터 성분들을 결정하기 위해 트랜스폰더(320)에서 또한 검출되는 제2 신호(332)를 송신한다.
트랜스폰더(320)는 제1 및 제2 신호들을 통해 검출된 각각의 벡터 성분들을 특성화하는 정보를 포함하는 응답 신호(333)를 (예를 들면, UHF 통신을 통해) 베이스 스테이션(310)으로 송신한다. 베이스 스테이션은 벡터 성분들 및 랜덤 값을 이용하여, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 하나 이상의 방안들을 이용해서, 각각의 안테나에 대한 중첩 인자들을 계산한다. 둘 이상의 반복 사이클들 각각에서, 베이스 스테이션은 각각의 사이클에 대해 제공된 것으로서의 중첩 인자들을 이용하여, 메인 및 내부 안테나들을 동시에 구동하여, 동시 신호들(334A, 334B)을 생성한다. 중첩 인자들은, 예를 들면, 응답 신호(333)를 통해 제공된 것으로서의 검출된 벡터 성분들에 기초하여, 각각의 사이클에 대한 반복 랜덤 값들을 이용하여 생성될 수 있다.
트랜스폰더(320)는 이들 동시 신호들을 중첩된 신호로서 검출하고, 그것의 벡터들을 결정한다. 트랜스폰더(320)는 메인 및 내부 안테나들에 의해 제공된 각각의 신호에 대해 중첩된 신호들을 특성화하는 정보를 포함하는 응답 신호(335)를 송신한다. 이러한 단계는, 예를 들면, 각각의 안테나들에 기인하는 중첩된 신호의 성분들을 각각 결정하기 위해, 동시 신호들(334A, 334B) 중 하나 또는 둘다를 이용하여 트랜스폰더(320)로 송신된 암호화된 중첩 인자들을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 인자들은 각각의 신호들 각각으로 송신될 수 있다.
반복 사이클들 각각에 대한 신호들이 에러 없는 범위(error-free range) 내에 속한다면, 베이스 스테이션(310)은 차량 인에이블 신호(340)를 생성하여, 구동 회로(예를 들면, 엔진 점화 장치) 또는 엔트리 회로와 같은 차량 회로를 인에이블시킨다. 일부의 경우, 각각의 사이클에 대한 신호들은, 신호들이 수신됨에 따라, 신호들이 에러 없은 범위에 속하는지 여부를 결정하도록 평가된다. 다른 경우, 각각의 사이클에 대한 신호들이, 모든 신호들이 수신되면, 함께 평가된다.
도 3에 도시된 바와 같은 다양한 통신들은 이질적인 메인 및 내부 안테나들(312, 314) 중 하나 또는 둘다를 이용하여 구현될 수 있다. 예컨대, 기동 신호(330)는 메인 또는 내부 안테나에 의해 송신될 수 있다. 유사하게, 베이스 스테이션(310)에서 이용하기 위한 트랜스폰더(320)로부터 송신된 신호들은 메인 또는 내부 안테나들(312, 314) 중 어느 하나를 통해 송신될 수 있으며, UHF 통신들을 포함할 수 있다. 또한, 안테나들과 트랜스폰더 사이의 통신들은 상이한 타입의 통신 매체들을 이용하여 실행될 수 있다. 예컨대, LF 신호가 안테나들로부터 트랜스폰더로 송신될 수 있고, 트랜스폰더는 UHF 신호를 이용하여 안테나들을 통해 베이스 스테이션으로 다시 통신할 수 있으며, 또는 모든 LF 또는 모든 UHF 신호들이 이용될 수 있다. 또한, 제2 내부 안테나가 본 명세서에서 기술된 바와 같이 이용되어, 트랜스폰더를 더 인증할 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 반복 사이클들 및 각각의 사이클에 대한 랜덤화된 중첩 인자들을 이용하여 필드 중첩을 갖는 무선 인증을 위한 데이터 흐름도를 도시한다. 블록(410)에서, 각각의 안테나는 제1 구동 전류들(예를 들면, 상이한 시간들에서, 각각의 안테나에 대해 상이한 전류)을 이용하여 구동되며, 적어도 하나의 내부 안테나는 베이스 스테이션이 위치되는 차량의 일부분에 의해 트랜스폰더로부터 분리된다. 블록(420)에서, 분리된 벡터 성분들이 안테나들에 의해 방사되고 트랜스폰더에서 수신된 각각의 필드들 각각에 대해 검출된다.
블록(430)에서, 중첩 인자들이 분리된 벡터 성분들에 기초하여 안테나들에 대해 계산되고, 안테나들 각각은 블록(440)에서 동일한 위상을 이용하고, 중첩 인자들에 의해 승산된 구동 전류들을 각각 이용하여, 동시에 구동된다. 블록(450)에서, 중첩된 벡터 성분들은 트랜스폰더에서 수신된 두 안테나들로부터의 신호들을 포함하는 중첩된 신호에 대해 검출된다.
반복 사이클들이 블록(455)에서 완료된다면, 프로세스는 이하에 더 기술되는 바와 같이 블록(460)에서 계속된다. 반복 사이클들이 블록(455)에서 완료되지 않는다면, 프로세스는 블록(430)으로 리턴되고, 그곳에서 다음 반복 사이클에 대한 추가적인 중첩 인자들이 계산된다. 일부 경우, 블록들(410, 420)은 각각의 반복 사이클에 대해 또한 반복되어, 각 사이클에 특정적인 벡터 성분들을 생성한다. 프로세스가 블록(455)으로부터 블록(430)으로 직접 리턴되는 다른 경우에 있어서, 블록들(410, 420)에서 생성된 벡터 성분들은 추가적인 사이클들에 대해 재사용된다.
블록(460)에서, 반복 사이클들 각각에 대해 검출된 중첩된 벡터 성분들이 (안테나들에 대한 중첩 인자들에 의해 각각 승산된 것으로서의) 안테나들 각각에 대한 분리된 벡터 성분들의 합의 에러 기반 범위 내에 있다면, 블록(470)에서 트랜스폰더가 인증된다. 이러한 인증은, 예를 들면, 트랜스폰더가 차량의 앞에 존재하는 것으로서 인증하고, (예를 들면, 중계국 공격들을 완화시키기 위해) 중계 회로를 통하기보다는 직접, 및/또는 구현될 수 있는 암호 통신 방안들을 통해 통신들을 수신하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 블록(470)에서의 인증에 기초하여, 블록(480)에서 하나 이상의 회로가 차량에서 인에이블된다. 그러한 회로들은, 예를 들면, 차량에 대한 도어를 잠금해제하는 엔트리 회로, 차량을 시동하기 위해 점화 장치를 잠금해제하는 점화 장치 회로, 또는 이용될 때 차량의 구동을 완화시키는 모터사이클에 대한 브레이크-잠금 회로(brake-lock circuit) 또는 포크-잠금 회로(fork-lock circuit)와 같은 다른 잠금 회로를 포함할 수 있다.
블록(460)에서, 검출된 중첩된 벡터 성분들이 에러 기반 범위 내에 있지 않다면, 블록(465)에서 인증 프로세스는 종료된다. 일부 구현들에서, 인증 프로세는 블록들(465, 410) 사이의 파선에 의해 나타낸 바와 같이 소정의 조건하에서, 블록(410)에서 재시작하도록 허용된다. 예컨대, 프로세스는 성공적이지 않은 인증 시도들의 횟수를 추적하기 위한 카운터 또는 다른 방안을 이용하여, 블록(410)에서 재시작될 수 있다. (예를 들면, 특정한 기간으로 제한된 것으로서) 사전정의된 수의 성공적이지 못한 시도들이 수행된 후에, 블록(465)에서의 프로세스 종료는 사전정의된 기간이 만료되거나 또는 다른 리세트 조건이 만족된 이후까지, 블록(410)에서 재시작을 허용하지 않는다. (예를 들면, 모바일 전화에 대한 텍스트 메시징을 통한 것과 같은 모바일 디바이스를 통해, 또는 다른 타입의 알림을 통해) 사용자에게 그러한 시도들을 자동 통지하는 것과 같은 다른 단계들이, 프로세스 종료시에 및/또는 사전정의된 수의 성공적이지 못한 시도들이 만족된 이후의 종료 시에 또한 개시될 수 있다.
소정의 실시예에서, 검출된 중첩된 벡터 성분들은 각각의 사이클에서 1회 평가된다. 화살표 "A"에 의해 표현된 이들 실시예에서, 프로세스는 블록(450)으로부터, 블록(455)을 스킵하면서, 블록(460)으로 계속된다. 순간의(instant) 사이클에 대한 중첩된 벡터 성분들이 블록(460)에서 범위 내에 있지 않다면, 프로세스는 인증을 종료한다(예를 들면, 공격 또는 에러를 검출). 순간의 사이클에 대한 중첩된 벡터 성분들이 블록(460)에서 범위 내에 있다면, 프로세스는 (화살표 "B"에 의해 도시된 바와 같이) 블록(455)에서 계속되고, 반복 사이클들이 완료된다면, 프로세스는 블록(470)으로 진행되고, 트랜스폰더가 인증된다. 반복 사이클들이 블록(455)에서의 계속시에 완료되지 않는다면, 프로세스는 전술한 바와 같이 다음 사이클에 대해 계속되고, 다음 사이클의 결과들은 또한 블록(460)에서 개별적으로 인증된다.
전술한 설명 및 예시에 기초하여, 본 기술 분야의 당업자라면, 본 명세서에서 예시되고 기술된 예시적인 실시예들 및 응용들을 엄격하게 따르지 않고서도, 본 발명에 대한 다양한 변형들 및 변경들이 행해질 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 예를 들어, 추가적인 안테나들이 이용될 수 있고, 안테나들 사이에서 상이한 통신 타입들이 이용될 수 있으며, 트랜스폰더에 전달된 신호들에 필드 세기 인자들을 적용하기 위한 상이한 방안들이 이용될 수 있다. 이들 방안들은 트랜스폰더가 안테나들에 의해 검출된 신호들의 벡터 값들에 대한 것으로서, 안테나의 적절한 근처 내에 있는 베이스 스테이션 위치된(base station-located) 회로를 동작하기 위해 실제로 인증되었는지 여부를 결정하기 위해 각각의 안테나로부터의 필드들의 검출과 관련하여 구현될 수 있다. 그러한 변형들은 이하의 특허청구범위에 개시된 것들을 포함하는 본 발명의 진정한 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 것이다.
110 : 메인 안테나
120 : 내부 안테나
130 : 베이스 스테이션 제어기
140 : 트랜스폰더
122 : 제2 내부 안테나

Claims (19)

  1. 사용자 기반 트랜스폰더(user-based transponder)와 제1 안테나 및 제2 안테나를 갖는 차량 기반 회로(vehicle-based circuit) 사이의 통신을 인증하기 위한 장치로서,
    상기 제1 안테나와 상기 트랜스폰더 사이에 제1 신호를 통신하고, 상기 제1 안테나에 대한 벡터 성분들을 제공하며,
    상기 제2 안테나와 상기 트랜스폰더 사이에 제2 신호를 통신하고, 상기 제2 안테나에 대한 벡터 성분들을 제공하며,
    각각의 안테나와 상기 트랜스폰더 사이에 동일 위상 신호들을 동시에 통신 - 상기 동일 위상 신호의 통신들은 적어도 두번 이상 반복되며, 상기 각각의 안테나로부터의 상기 동일 위상 신호들은 상기 동일 위상 신호들이 통신되는 안테나의 벡터 성분들에 기초하는 중첩 인자들(superposition factors)을 이용하여 생성되고, 상기 중첩 인자들은 상기 반복 각각에 대해 상이함 - 하며,
    상기 트랜스폰더에서 수신된 것으로서, 상기 반복 각각에 대한 상기 동일 위상 신호들의 자기 필드(magnetic fields)들의 합산된 벡터 성분들을, 각각의 벡터 성분들에 대한 에러 기반 범위에 비교함으로써, 상기 트랜스폰더와의 통신을 인증하도록 구성되는 회로를 포함하는
    장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회로는, 상기 통신된 동일 위상 신호들 둘다를 포함하는 신호의 벡터 성분들을 이용하여, 각각의 신호에 대한 상기 중첩 인자들과 각각의 신호에 대한 상기 벡터 성분들을 각각 승산함으로써, 상기 합산된 벡터 성분들을 비교하도록 구성되는
    장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회로는 랜덤화된 중첩 인자들을 이용하여 상기 동일 위상 신호들을 생성하도록 구성되는
    장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회로는, 내부 안테나가 위치되는 차량의 일부분을 통해 전달되는 상기 동일 위상 신호들 중 적어도 하나에 기초하여 상기 통신들을 인증하도록 구성되며, 상기 차량의 일부분은 상기 합산된 벡터 성분들을 생성하는데 이용되는 상기 동일 위상 신호의 특성을 변경하는
    장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회로는, 상기 동일 위상 신호들을 생성하기 위해 상이한 중첩 인자들에 의해 승산된 동일 위상 구동 전류들로 상기 안테나들을 구동하도록 구성되는
    장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회로는 상기 트랜스폰더를 포함하는
    장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회로는, 상기 제1 신호 및 제2 신호 및 상기 동일 위상 신호들을 통신하도록 상기 제1 안테나 및 제2 안테나를 구동하고, 상기 중첩 인자들의 상이한 세트들 각각에 대해, 개별 벡터 성분들의 합이 상기 에러 기반 범위 내에 있는지 여부를 판정함으로써 상기 통신들을 인증하도록 구성되는
    장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 회로는,
    각각의 안테나에 의해 방사된 필드의 벡터 성분들에 기초하는 상이한 중첩 인자들에 의해 승산된 동일 위상 구동 전류를 이용하여 상기 안테나들을 동시에 구동하고 - 각각의 안테나는 차량 내부에 위치됨 - ,
    내부의 안테나들로부터의 신호들을 중첩시킴으로써 개별 벡터 성분들을 합산하고,
    중첩된 벡터 성분들이 각각의 안테나에 대해 이용된 상기 중첩 인자들과 각각 승산된 것으로서의 상기 안테나들에 대한 개별 벡터 성분들의 합의 에러 기반 범위 내에 있는 것에 응답하여 상기 통신들을 인증하도록 구성되는
    장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회로는, 상기 비교된 합산된 벡터 성분들이 상기 에러 기반 범위 내에 있는 것에 응답하여, 상기 회로가 위치되는 차량에서의 점화 장치 회로 및 엔트리 회로 중 적어도 하나를 활성화하도록 구성된 출력 신호를 생성하도록 구성되는
    장치.
  10. 차량 베이스 스테이션과 트랜스폰더 사이의 무선 통신 방법으로서,
    제1 구동 전류들을 이용하여 적어도 2개의 안테나들을 구동하는 단계 - 상기 안테나들은 상기 차량 베이스 스테이션이 위치되는 차량의 일부분에 의해 상기 트랜스폰더로부터 분리된 적어도 하나의 내부 안테나를 포함함 - 와,
    상기 안테나들에 의해 방사되고 상기 트랜스폰더에 의해 수신된 각각의 필드들의 개별 벡터 성분들을 검출하는 단계와,
    상기 개별 벡터 성분들에 기초하여 상기 안테나들 각각에 대한 적어도 2개의 상이한 중첩 인자들을 계산하는 단계와,
    동일한 위상을 이용하고, 각각의 안테나에 대한 상기 중첩 인자들에 의해 승산된 상기 제1 구동 전류들을 각각 이용하여, 상기 안테나를 동시에 구동하는 단계 - 상기 동일한 위상을 사용하여 상기 안테나를 구동하는 단계는 적어도 두 번의 반복 사이클동안 수행되며, 상기 중첩 인자들은 각각의 사이클에 대해 상이함 - 와,
    상기 사이클들 각각에 대해, 상기 트랜스폰더에서 수신된 상기 안테나들로부터의 신호들을 포함하는 중첩된 신호의 중첩된 벡터 성분들을 검출하는 단계와,
    상기 사이클들 각각에 대한 상기 검출된 중첩된 벡터 성분들이, 상기 안테나들에 대한 상기 중첩 인자들에 의해 각각 승산된 상기 안테나들 각각에 대한 상기 개별 벡터 성분들의 합의 에러 기반 범위 내에 있는 것에 응답하여 상기 트랜스폰더를 인증하는 단계를 포함하는
    방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 중첩 인자들을 계산하는 단계는 상기 안테나들에 대한 인자들을 계산하는 것을 포함하고, 상기 안테나들 중 제1 안테나에 대한 인자와 상기 제1 안테나에 대한 상기 개별 벡터 성분들의 곱(procuct)은, 랜덤 값에 제2 안테나에 대한 인자와 상기 제2 안테나에 대한 상기 개별 벡터 성분들의 곱을 합산한 것과 동일한
    방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 트랜스폰더를 인증하는 단계는 상기 차량에서의 점화 장치 회로 및 엔트리 회로 중 적어도 하나를 인에이블링(enabling)시키는 것을 포함하는
    방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 트랜스폰더를 인증하는 단계는 상기 트랜스폰더로부터 상기 차량 베이스 스테이션으로 상기 검출된 중첩된 벡터 성분들을 송신하고, 상기 차량 베이스 스테이션에서 상기 트랜스폰더를 인증하는 것을 포함하는
    방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 중첩 인자들을 암호화하여 상기 트랜스폰더로 송신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 트랜스폰더를 인증하는 단계는 상기 트랜스폰더에서 상기 암호화된 중첩 인자들을 검출 및 이용하여, 상기 중첩된 벡터 성분들이 상기 안테나들 각각에 대한 상기 개별 벡터 성분들의 합의 상기 에러 기반 범위 내에 있는지 여부를 판정하는 것을 포함하는
    방법.
  15. 차량 베이스 스테이션과 트랜스폰더 사이에서 무선 통신하기 위한 방법으로서,
    송신 전류들 II 및 IO를 이용하여 안테나들을 각각 구동하는 단계 - 상기 안테나들은 상기 차량 베이스 스테이션이 위치되는 차량의 일부분에 의해 상기 트랜스폰더로부터 분리된 적어도 하나의 내부 안테나를 포함함 - 과,
    상기 트랜스폰더에서, 상기 내부 안테나에 의해 방사된 필드 세기의 xI,yI,zI 벡터 성분들을 측정하고, 다른 안테나에 의해 방사된 수신된 필드 세기의 xO,yO,zO 벡터 성분을 측정하고, 상기 측정된 벡터 성분들을 나타내는 신호를 상기 차량 베이스 스테이션으로 송신하는 단계와,
    상기 차량 베이스 스테이션에서, 상기 측정된 벡터 성분들을 나타내는 상기 송신된 신호에 기초하여, 상기 안테나들로부터의 상기 측정된 신호들에 각각 적용하기 위한 중첩 인자들 n 및 m을 계산하는 단계 -상기 중첩 인자를 계산하는 단계는 복수의 반복 사이클 동안 수행됨- 와,
    상기 차량 베이스 스테이션에서, 상기 중첩 인자들을 암호화하고, 상기 암호화된 중첩 인자들을 상기 트랜스폰더로 송신하는 단계와,
    상기 사이클들 각각에 대해, 동일 위상을 이용하고, 송신 전류들 II*n 및 IO1*m을 각각 이용하여, 상기 안테나들 각각으로부터 상기 트랜스폰더로 신호를 동시에 송신하는 단계와,
    상기 트랜스폰더에서 상기 사이클들 각각에 대해, 두 안테나들로부터의 신호들을 포함하는 중첩된 신호의 xS,yS,zS 벡터 성분들을 측정하고, 상기 사이클들 각각에 대한 xS,yS,zS 각각이, 상기 중첩 인자들에 의해 승산된 상기 안테나들 각각으로부터의 신호들의 각각의 벡터 성분들의 합의 에러 기반 범위 내에 있는 것에 응답하여 상기 트랜스폰더를 인증하는 단계를 포함하는
    방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 사이클들 각각에 대해, 상기 측정된 벡터 성분들 xI,yI,zI 및 xO,yO,zO를 정규화하고, 상기 내부 안테나에 의해 방사된 수신된 필드 세기의 상기 정규화된 벡터 성분들을 다른 안테나에 의해 방사된 수신된 필드 세기로부터 감산하는 단계와,
    상기 사이클들 중 적어도 하나에 대해, x,y,z 방향들 각각에서의 상기 감산된 정규화된 벡터 성분들이 x,y,z 방향들 각각에서의 검출된 필드 세기에서 예상된 에러들보다 각각 작은 것에 응답하여 중계 공격(relay attack)을 검출하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 사이클들 각각에 대해,
    상기 송신 전류들 II 및 IO를 각각 이용하여 안테나들을 구동하는 단계는 상기 안테나들 중 다른 안테나가 구동되지 않는 기간 동안 상기 안테나들 각각을 구동하는 것을 포함하고,
    상기 내부 안테나에 의해 방사된 필드 세기의 xI,yI,zI 벡터 성분들을 측정하고, 다른 안테나에 의해 방사된 수신된 필드 세기의 xO,yO,zO 벡터 성분을 측정하는 단계는 상기 다른 안테나가 구동되지 않는 기간 동안 상기 내부 안테나에 의해 방사된 상기 필드 세기의 xI,yI,zI 벡터 성분들을 측정하고, 상기 내부 안테나가 구동되지 않는 기간 동안 상기 다른 안테나에 의해 방사된 수신된 필드 세기의 xO,yO,zO 벡터 성분들을 측정하는 것을 포함하는
    방법.
  18. 무선 통신을 인증하는 장치로서,
    차량의 안테나들에 의해 방사된 각각의 필드들의 개별 벡터 성분들을 수신 및 검출하도록 구성된 트랜스폰더 - 상기 안테나들은 상기 차량의 일부분에 의해 상기 트랜스폰더로부터 분리된 내부 안테나를 포함함 - 와,
    차량 베이스 스테이션을 포함하고,
    상기 차량 베이스 스테이션은,
    상기 트랜스폰더와의 통신을 위해 제1 구동 전류들을 각각 이용하여 상기 안테나들을 구동하고,
    동일한 위상을 이용하고, 상기 개별 벡터 성분들에 기초하여 상기 안테나들에 대해 계산된 중첩 인자들에 의해 승산된 상기 제1 구동 전류들을 각각 이용하여, 상기 안테나들 각각을 동시에 구동하도록 구성되며 - 상기 안테나들은 복수의 반복 사이클 동안 상기 동일한 위상을 이용하여 동시에 구동되며, 상기 중첩 인자들은 상기 사이클 각각에 대해 상이함 - ,
    상기 트랜스폰더는 상기 트랜스폰더에서 수신된 상기 안테나들로부터의 신호들을 포함하는 중첩된 신호의 중첩된 벡터 성분들을 검출하도록 더 구성되고,
    상기 차량 베이스 스테이션은 상기 사이클들 각각에 대해, 상기 중첩된 신호에 대한 상기 검출된 중첩된 벡터 성분들이 상기 안테나들에 대한 상기 중첩 인자들에 의해 각각 승산된 것으로서 상기 안테나들 각각에 대한 상기 개별 벡터 성분들의 합의 에러 기반 범위 내에 있는 것에 응답하여 상기 트랜스폰더를 인증하도록 구성되는
    장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 차량 베이스 스테이션은, 상기 사이클들 각각에 대해,
    상기 개별 벡터 성분들을 정규화하고, 상기 내부 안테나에 의해 방사된 수신된 필드 세기의 상기 개별 벡터 성분들을 다른 안테나에 의해 방사된 수신된 필드 세기로부터 감산하고,
    상기 사이클들 중 적어도 하나에 대해, x,y,z 방향들 각각에서의 상기 감산된 정규화된 벡터 성분들이 x,y,z 방향들 각각에서의 검출된 필드 세기에서 예상된 에러들보다 각각 작은 것에 응답하여 중계 공격을 검출하도록 구성되는
    장치.
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