KR101838511B1 - 암호화를 적용한 제어기 보안 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보다 신뢰성 있는 제어기 관리 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 보다 효율적인 제어기 인증 방법 및 그를 수행하기 위한 장치에 대한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에서 게이트웨이가 제어기를 인증하는 방법은, 제 1 대칭키를 상기 제어기로 전달하는 단계; 제 1 일회성 인증 값을 생성하고, 상기 제 1 대칭키로 암호화하여 상기 제어기로 전달하는 단계; 상기 제어기에 상기 제 1 일회성 인증 값을 이용한 인증을 요청하는 단계; 및 상기 요청에 대한 응답으로 상기 제어기로부터 해쉬 값을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

암호화를 적용한 제어기 보안 방법 및 그 장치{METHOD OF PROVIDING SECURITY FOR CONTROLLER USING ENCRYPTION AND APPRATUS FOR IMPLEMENTING THE SAME}
본 발명은 보다 신뢰성 있는 제어기 관리 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 인증서를 이용하는 제어기 인증에 있어서 보다 효율적인 제어기 인증 방법 및 그를 수행하기 위한 장치에 대한 것이다.
차량에서 제어기 도난은 물론, 정품이 아닌 제어기의 사용을 방지하기 위해 도난 방치 장치를 이용하는 방법이 사용되어 왔다. 그러나, 도난 방지 장치는 장치의 파손 및 해체에 대한 위험성과 추가적인 비용문제가 있다. 이러한 문제점 때문에 제어기의 식별자를 기반으로 관리 센터를 통한 관리 방법이 제안되어 왔다.
식별자 기반의 관리 방법은, 각 제어기에 식별자를 할당하고, 이를 관리 데이터로 관리 센터에서 저장해두는 방식으로, 게이트웨이 등의 차량 내 식별 장치가 관리 센터에 정품 등록된 식별자를 조회할 수 있도록 한다. 이를 통해 차량 내부 시스템이 시작될 때 식별 장치가 저장된 식별자와 대상 제어기의 식별자가 일치하는지 여부를 확인하여 해당 식별자에 대한 통신을 인정한다. 그러나, 이러한 방식은 암호화 알고리즘이 적용되지 않기 때문에 악의적 목적을 보유한 해커에게 식별자 전달을 위한 통신 과정에서 식별자가 노출될 염려가 있다. 노출된 식별자로 인해 해당 제어기의 정품인증이 다른 모방 제어기에서 사용될 수 있게 될 수도 있다.
이러한 문제점을 보완하기 위해, 공개키 암호 알고리즘을 사용하여 정품 제어기 사용을 강제할 수 있으나, 현재 차량 제어기의 연산능력으로는 차량에서의 실시간적인 보안 기능이 제공되기는 어렵다.
본 발명은 보다 신뢰성 있게 차량의 제어기를 관리할 수 있는 방법 및 그를 위한 장치를 제공하기 위한 것이다.
특히, 본 발명은 제어기 관리에 있어 암호화 기반의 보다 안전한 인증 및 통신 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 공개키 기반의 제어기 인증보다 초기 과정이 보다 신속하게 수행될 수 있으며, 비교적 낮은 연산 부하를 요구하는 제어기 인증 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에서 게이트웨이가 제어기를 인증하는 방법은, 제 1 대칭키를 상기 제어기로 전달하는 단계; 제 1 일회성 인증 값을 생성하고, 상기 제 1 대칭키로 암호화하여 상기 제어기로 전달하는 단계; 상기 제어기에 상기 제 1 일회성 인증 값을 이용한 인증을 요청하는 단계; 및 상기 요청에 대한 응답으로 상기 제어기로부터 해쉬 값을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에서 제어기가 게이트웨이와 인증을 수행하는 방법은, 제 1 대칭키를 상기 게이트웨이로부터 수신하는 단계; 상기 제 1 대칭키로 암호화된 제 1 일회성 인증 값을 수신하는 단계; 상기 게이트웨이로부터 상기 제 1 일회성 인증 값을 이용한 인증을 요청받는 단계; 및 상기 요청에 대한 응답으로 상기 게이트웨이로 상기 제 1 일회성 인증 값의 해쉬를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따르면 보다 안전하게 차량의 제어기가 관리될 수 있다.
특히, 차량 구동 시 정품인증을 받지 못한 제어기는 통신을 하지 못하므로, 정품 제어기만을 사용하도록 강제하여 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 대칭키 인증을 통해 초기 제어기 인증 과정이 보다 신속하게 수행될 수 있어 실제 차량의 구동에 미치는 영향이 최소화하는 범위 내에서 제어기 검증 및 키 분배가 이루어질 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 시스템 구조의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 소프트웨어 구조의 일례를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기 소프트웨어 구조의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 운행시 대칭키 배포 여부를 결정하는 과정의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 운행시 대칭키가 배포되는 과정의 일례를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 운행시 대칭키를 이용한 주기적 제어기 인증 과정의 일례를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 다른 양상에 따른 일회성 인증 값을 이용한 제어기 인증 과정의 일례를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예의 다른 양상에 따른 일회성 인증 값을 이용한 제어기 인증 과정에서 다음 세션을 위한 신규 대칭키가 배포되는 과정의 일례를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예의 다른 양상에 따른 게이트웨이 소프트웨어 구조의 일례를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예의 다른 양상에 따른 제어기 소프트웨어 구조의 일례를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예들에 따른 게이트웨이/제어기 구조의 일례를 나타낸다.
이하, 본 발명과 관련된 주행기록 관리 방법 및 그를 위한 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명의 실시예들이 저용되는 대상은 게이트웨이, 제어기 및 진단기를 포함할 수 있다. 이들에 대한 시스템 구조를 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 시스템 구조의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 시스템은 인증 서버(110), 진단기(120), 차량 게이트웨이(130) 및 제어기들(140)을 포함할 수 있다.
여기서 인증 서버(110)는 게이트웨이(130)와 같은 차량 내 식별 장치가 관리 센터에 정품 등록된 식별자를 조회할 수 있도록 한다. 진단기(120)는 차량 게이트웨이(130)와 서버(110)간의 데이터 통로 역할을 수행할 수 있으며, 게이트웨이(130)는 복수의 제어기들(140)을 관리한다.
다만, 본 발명의 실시예들에서는 진단기(120), 게이트웨이(130), 제어기들(140) 상호간의 데이터 교환 및 인증을 주로 기술하는 바, 인증서버(110)와 진단기(120) 간 통신환경은 본 기술에서는 특별한 사정이 없는 한 언급하지 아니한다(즉, 서버-진단기 간 통신은 어떠한 형태에도 제한되지 아니한다).
본 발명의 실시예들에 따른 제어기 관리 방법에 따른 제어기 정품 관리 및 부정 부품 사용에 대한 모니터링은 다음의 5개의 세부 단계로 구분될 수 있다.
A. 제어기 단품 생산
B. 차량 조립
C. 차량 운행(Running) 및 상태 확인(Status check)
D. 제어기 단품 제거(Unmounting)
E. 제어기 단품 설치(Mounting).
본 발명의 실시예들에서는 특히 차량 운행 과정(C)에서 수행될 수 있는 제어기 인증 방법들 및 그를 위한 장치를 중심으로 제안하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 적용될 장치들의 소프트웨어 구조를 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트웨이 소프트웨어 구조의 일례를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 인증정보 전달/요청 모듈은 본격적인 통신을 수행하기 전, 게이트웨이가 통신할 대상에게 자신의 인증서를 전달하거나 상대방의 인증서를 요청하는 기능을 수행한다.
로컬리스트 관리 모듈은 진단기로부터 로컬리스트 요청이 들어올 때, 자신이 관리하고 있던 로컬리스트를 진단기에 제공하는 기능을 수행한다. 여기서, 로컬리스트는 차량 조립단계에서 게이트웨이에 연결되는 제어기들의 인증서가 포함될 수 있다. 차량 조립 이후, 제어기 단품 설치나 제거 이벤트 발생 시, 로컬리스트 관리 모듈은 로컬리스트를 업데이트할 수 있다.
또한, 게이트웨이에서 진단기 혹은 제어기로 인증서를 전달하는 메시지를 제외한 다른 모든 메시지는 암호화 과정이 필요한데, 암호화 모듈은 이러한 암호화 과정을 수행한다. 암호화에 쓰이는 키는 일반적으로 게이트웨이의 비밀키가 되나, 본 실시예에서는 차량이 사용자에게 인도되고 정상 운행될 때에는 게이트웨이의 비밀키가 아닌 대칭키가 사용된다.
대칭키 생성 모듈은 사용자에게 차량이 인도된 후, 특정 주기로 대칭키를 재생성한다. 이는 보안성을 높이기 위함이다.
한편, 제어기 등에서 암호화되어 전달된 메시지를 해석하기 위해 복호화 과정이 필요한데, 이러한 과정을 복호화 모듈이 수행한다. 일반적으로 복호화에 쓰이는 키는 대부분 제어기의 공개키가 사용되나, 본 실시예에서는 차량이 사용자에게 인도되고 정상 운행될 때 공개키가 아닌 대칭키가 사용된다.
상술한 모듈 외에, 게이트웨이 인증서를 포함하는 인증 정보, 제어기 인증서를 포함하는 제어기 정보, 각종 보안 절차에 사용되는 키들(비밀키, 공개키, 대칭키)이 제어기 어플리케이션을 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기 소프트웨어 구조의 일례를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 인증정보 전달/요청 모듈은 본격적인 통신을 수행하기 전, 제어기가 통신할 대상에게 자신의 인증서를 전달하는 기능을 수행한다.
마운트/언마운트 모듈은 진단기로부터 마운트/언마운트 요청메시지를 받은 후, 마운트/언마운트 응답메시지를 진단기로 전달한다. 게이트웨이와의 마운트/언마운트 절차가 끝나고 진단기가 마운트/언마운트 확정 메시지를 제어기에게 전달하면, 제어기는 마운트/언마운트 모드, 게이트웨이 인증서 해시 등을 저장한다.
또한, 제어기에서 진단기 혹은 게이트웨이로로 인증서를 전달하는 메시지를 제외한 다른 모든 메시지는 암호화 과정이 필요한데, 암호화 모듈은 이러한 암호화 과정을 수행한다. 암호화에 쓰이는 키는 일반적으로 제어기의 비밀키가 되나, 본 실시예에서는 차량이 사용자에게 인도되고 정상 운행될 때에는 제어기의 비밀키가 아닌 대칭키가 사용된다.
대칭키 관리 모듈은 사용자에게 차량이 인도된 후, 특정 주기마다 게이트웨이에서 생성된 대칭키를 저장한다. 이러한 대칭키는 평상시 운행할 때, 암호화에 쓰이는 키로써 사용된다.
한편, 암호화되어 전달된 메시지를 해석하기 위해 복호화 과정이 필요한데, 이러한 과정을 복호화 모듈이 수행한다. 일반적으로 복호화에 쓰이는 키는 대부분 게이트웨이의 공개키가 사용되나, 본 실시예에서는 차량이 사용자에게 인도되고 정상 운행될 때 공개키가 아닌 대칭키가 사용된다.
상술한 모듈 외에, 제어기 인증서를 포함하는 인증 정보, 각종 보안 절차에 사용되는 키들(비밀키, 공개키, 대칭키)이 제어기 어플리케이션을 구성할 수 있다.
이하에서는, 상술한 각 장치의 구조를 기반으로 본 실시예에 따른 C 과정에서 수행되는 각 장치간 동작 절차를 보다 상세히 설명한다.
다음으로, 도 4 내지 도 6을 참조하여 차량 운행시 게이트웨이와 제어기간 동작 절차를 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 운행시 대칭키 배포 여부를 결정하는 과정의 일례를 나타낸다.
먼저, 게이트웨이는 제어기의 정품여부를 검증하기 위해 난수를 생성하고 이를 Challenge for PKCS() 메시지를 통해 제어기로 전송한다(S410). 본 절차는 차량 구동에 사용할 대칭키를 최초 배포하거나(차량 시동 시), 미리 설정된 대칭키 사용 기간이 만료된 경우 수행될 수 있다.
제어기는 Challenge for PKCS() 메시지를 수신하면 자신의 개인키로 해당 메시지에 포함된 난수에 전자서명을 하고 그 서명 값을 Response PKCS() 메시지를 통해 게이트웨이로 전송한다(S420).
게이트웨이는 해당 서명을 서명 검증 후, 검증 통과 시 운행 시 사용할 대칭키를 배포한다. 대칭키의 배포 과정은 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 운행시 대칭키가 배포되는 과정의 일례를 나타낸다. 도 5는 도 4의 과정이 정상적으로 수행된 후, 즉, 게이트웨이가 처음 제어기에 대칭키를 배포하거나 대칭키 배포 이후 대칭키를 이용한 주기적 제어기의 인증이 실패한 후, 제어기의 서명을 성공적으로 검증한 경우 수행되는 것이 바람직하다.
대칭키의 배포를 위해, 게이트웨이는 제어기의 공개키로 대칭키를 암호화하여 Send encrypted VK() 메시지를 제어기로 전송한다(S510).
제어기는 Send encrypted VK() 메시지를 통해 암호화된 대칭키를 수신하고, 이를 자신의 개인키로 복호화하여 대칭키를 획득할 수 있다. 그에 따라 제어기는 대칭키 수신 확인을 위해 Response VK () 메시지를 게이트웨이에게 전송한다(S520).
게이트웨이는 Response VK () 메세지를 수신하면, 해당 대칭키의 사용을 승인하기 위해 Send confirm message () 메시지를 제어기에 전송한다(S530).
제어기는 Send confirm message () 메시지에 대한 응답으로 Response Confirm message () 메시지를 게이트웨이에 전송할 수 있다(S540).
이후 제어기와 게이트웨이 간의 메시지 교환에는 대칭키가 유효하게 사용될 수 있다.
한편, 도 4의 서명을 통한 인증 방식은 과정 내에서의 연산량 및 데이터 교환량이 일반적인 차량 제어기에는 큰 부담이 되기 때문에 매번 수행되기에는 문제가 있다. 따라서, 본 실시예에서는 대칭키의 교환이 완료된 후부터는(대칭키가 유효한 동안) 주기적으로 비교적 간단한 난수를 이용한 MAC 비교 방식으로 게이트웨이가 제어기를 인증하도록 할 것을 제안한다. 이를 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 운행시 대칭키를 이용한 주기적 제어기 인증 과정의 일례를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 게이트웨이와 제어기간에 대칭키 유효성이 존재할 때 게이트웨이가 제어기를 인증하기 위해 난수를 생성하여 Challenge for MAC ()를 통해 제어기에 전송한다(S610).
제어기는 수신된 난수의 MAC을 대칭키로 생성하고, Response MAC () 메시지를 통해 게이트웨이로 전송한다(S620).
게이트웨이에서는 Response MAC () 메시지를 수신한 후 제어기와 동일한 방식으로 MAC을 생성하고, 제어기로부터 수신한 MAC과 비교하는 방법으로 제어기를 인증할 수 있다.
본 과정은 도 4의 인증서를 통한 보안 절차보다 연산 및 데이터 교환량이 상당히 감소되는 효과가 있어 주기적으로 수행하기 어려운 도 4의 절차에 비해 효율적이다.
한편, 본 실시예의 다른 양상에 의하면, 일회성 인증 값(OTAV: One Time Authentication Value)을 이용하여 제어기 인증이 수행될 수도 있다. 보다 상세히, 게이트웨이는 일회성 인증 값을 생성하여 제어기에 전달하고, 게이트웨이가 인증을 요청하면 제어기는 이전에 획득한 일회성 인증 값의 해쉬값을 이용한 응답으로 인증이 수행될 수 있다. 이때, 게이트웨이는 일회성 인증 값을 전송함에 있어 일회성 인증 값 생성시 해당 세션의 대칭키를 사용하여 암호화를 수행할 수 있으며, 일회성 인증 값을 이용한 인증이 성공할 경우, 다음 세션에 사용될 대칭키를 해당 세션의 대칭키로 암호화하여 제어기로 전달할 수 있다. 이를 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 다른 양상에 따른 일회성 인증 값을 이용한 제어기 인증 과정의 일례를 나타낸다.
도 7에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 전술한 과정 또는 후술할 도 8의 과정을 통해 먼저 대칭키가 게이트웨이에서 제어기로 미리 배포된 상황을 가정한다.
도 7을 참조하면, 먼저 게이트웨이는 인증을 위해 사용할 일회성 비밀값( OTAV)을 생성하여 해당 세션의 대칭키로 암호화하여 Send Encrypted OTAV() 메시지를 통해 제어기에 송신한다(S710). 제어기는 해당 값을 제어기내 비휘발성 메모리 공간에 저장하며, 해당 값은 게이트웨이의 OTAV 요청 시 1회성으로 사용한다.
게이트웨이는 새로운 세션 시작 시 기존 공개키 방식의 인증 대신 이전 세션에 공유한 OTAV를 통한 인증을 Challenge for OTAV() 메시지를 통해 제어기에 요청한다(S720).
게이트웨이의 인증 요청에 따라 제어기는 OTAV의 해쉬 값을 암호화하거나 혹은 평문 형태로 Response OTAV() 메시지를 통해 게이트웨이에 전송한다(S730). 이를 수신한 게이트웨이는 자신에 저장되어 있는 OTAV의 해쉬값을 생성하고, 생성된 해쉬값을 제어기로부터 수신한 값과 비교하는 방법으로 제어기를 인증할 수 있다.
새로 시작된 해당 세션에서 제어기 인증이 완료되면, 게이트웨이는 다음 세션에서 사용될 신규 대칭키를 제어기에 배포할 수 있다. 이를 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예의 다른 양상에 따른 일회성 인증 값을 이용한 제어기 인증 과정에서 다음 세션을 위한 신규 대칭키가 배포되는 과정의 일례를 나타낸다.
도 7을 참조하여 설명한 OTAV 인증이 성공한 경우, 게이트웨이는 다음 세션에 사용할 새로운 대칭키와 해당 대칭키 수신확인을 위한 난수(Random Number)를 생성하고, 해당(즉, 새로운 대칭키가 사용될 다음 세션의 이전에 해당하는 세션) 세션의 대칭키로 암호화고, 이를 제어기에 송신한다(S810).
제어기는 송신받은 새로운 세션키를 저장하고, 키 수신 확인을 위해 수신된 난수 및 키 확인을 위한 또 다른 난수를 새로운 대칭키로 암호화하여 게이트웨이에 송신한다(S820).
게이트웨이는 제어기로부터 받은 값을 확인하여 S810 단계에서 제어기에 전송한 난수와 비교 검증하여 제어기의 키 수신을 확인하고, 제어기로부터 수신한 또 다른 난수를 새로 공유한 대칭키로 암호화하여 제어기에 전송한다(S830).
제어기는 게이트웨이로부터 수신된 또 다른 난수를 복호화하고 이를 자신이 보유한 또 다른 난수와 비교하여 새로운 대칭키의 유효성을 검증할 수 있다.
이하에서는 본 실시예의 다른 양상에 따른 OTAV를 이용한 인증실패 시 차량 동작을 설명한다.
먼저, 게이트웨이는 OTAV 인증 실패 DTC 고장코드를 차량 진단통신의 DTC 코드 목록에 추가하고, OTAV 인증기능 체크 플래그를 생성할 수 있다. 보다 상세히, OTAV 인증 실패 시 해당 DTC 고장 코드의 발생 횟수를 증가시킬 수 있으며, 발생 횟수가 일정 값 이상에 도달하거나 일정 빈도 이상으로 고장 코드 발생 시 OTAV 인증기능 체크 플래그의 값을 "TRUE"로 변경할 수 있다.
OTAV 인증기능 체크 플래그의 값이 TRUE 로 설정된 경우, 제어기별 보안 등급에 따라 아래와 같은 조치가 취해질 수 있다.
a. 해당 제어기 사용 불능: 해당 제어기 기능이 중지되며, 진단기 연결 시 즉시 점검을 위한 고장코드 표시 및 차량 경고 표시등 점등을 통해 운전자에게 고장을 알려줄 수 있다. 또한, 텔레매틱스/운전자 휴대폰 연동/긴급통신(E-CALL) 등을 통한 제조사 고지를 수행할 수 있다.
b. 해당 제어기 사용 제한: 해당 제어기 기능의 적어도 일부를 제한하고, 진단기 연결 시 즉시 점검을 위한 고장코드가 표시될 수 있으며, 차량 경고 표시등이 점등될 수도 있다.
c. 해당 제어기 사용 경고: 진단기 연결 시 즉시 점검을 위한 고장코드 표시 및 차량 경고 표시등 점등이 수행될 수 있다.
다음으로, 게이트웨이에서 OTAV의 사용을 위한 절차를 보다 상세히 설명한다.
먼저, 게이트웨이에는 OTAV를 저장을 위해 비휘발성 메모리를 이용한 두 개의 저장소가 준비될 수 있다. 두 개의 저장소 중 하나는 새로이 생성되어 사용되지 않은 OTAV를 저장하기 위한 신규 OTAV 저장소와, 이미 사용된 OTAV들을 저장하기 위한 폐기 OTAV 저장소인 것이 바람직하다. 둘은 논리적으로 구분되면 족하고, 반드시 물리적으로 다른 저장 소자가 이용될 것이 요구되지는 아니한다.
게이트웨이는 난수 생성기 등을 이용하여 OTAV를 생성하고, 폐기 OTAV 저장소에 기 저장된 값들과 생성된 OTAV를 비교할 수 있다. 그 결과 동일한 값이 있는 경우 게이트웨이는 OTAV를 재생성하고, 그렇지 않은 경우 해당 OTAV를 신규 OTAV 저장소에 저장하며 제어기로 해당 OTAV를 전송할 수 있다.
OTAV 검증시 게이트웨이는 제어기로부터 수신한 OTAV의 해쉬 값과 신규 OTAV 저장소에 저장되어있는 OTAV의 해쉬 값과 비교할 수 있다. 그 결과, 해쉬 값이 같을 경우 게이트웨이는 다음 세션 대칭키를 생성하여 제어기에 전송하며, 신규 OTAV 저장소에 저장된 OTAV 값을 폐기 OTAV 저장소로 복사 후 삭제할 수 있다. 반대로, 비교 결과 해쉬 값이 다를 경우, 게이트웨이는 인증에 실패한 것으로 판단하여 기존 인증서 기반의 공개키를 사용한 인증절차를 수행할 수 있다.
다음으로, 본 실시예의 다른 양상에 따른 제어기 인증을 수행하기 위한 게이트웨이 및 제어기의 구조를 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예의 다른 양상에 따른 게이트웨이 소프트웨어 구조의 일례를 나타낸다.
도 9에 도시된 게이트웨이 소프트웨어 구조는 OTAV 관리 모듈이 추가된 점을 제외하면 도 2와 유사한 바, 명세서의 간명함을 위하여 중복되는 모듈에 대한 설명은 생략하기로 한다.
OTAV 관리 모듈은 OTAV의 생성, 저장, 검증 기능을 수행할 수 있으며, 그 상세는 아래와 같다.
- OTAV 생성: 도 7을 참조하여 전술된 경량화된 제어기 인증에서 사용할 OTAV를 생성한다. 이때, 이전에 생성한 OTAV는 전술한 폐기 OTAV 저장소의 값과 비교하는 방법을 통해 제외될 수 있다.
- OTAV 저장소 : 게이트웨이의 비휘발성 메모리를 이용한 신규 OTAV 저장소와 폐기 OTAV 저장소를 포함할 수 있다. OTAV 생성 및 검증시 OTAV 유효성의 판단에 필요하다.
- OTAV 검증 : OTAV를 이용한 제어기 인증 시, 제어기가 송신한 OTAV의 해쉬 값을 이전 세션에서 생성/송신한 OTAV의 해쉬값을 비교하여 검증을 수행한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예의 다른 양상에 따른 제어기 소프트웨어 구조의 일례를 나타낸다.
도 10에 도시된 제어기 소프트웨어 구조는 OTAV 관리 모듈이 추가된 점을 제외하면 도 3과 유사한 바, 명세서의 간명함을 위하여 중복되는 모듈에 대한 설명은 생략하기로 한다.
제어기의 OTAV 관리 모듈은 게이트웨이의 OTAV 관리 모듈과 달리, 제어기 내 비휘발성 메모리를 이용하여 게이트웨이로부터 수신된 OTAV를 저장하는 저장소 기능을 수행할 수 있다.
상술한 본 실시예의 다른 양상에 따른 경량화된 제어기 인증 방법에 의하면, 차량 구동 시 수행되는 제어기 인증 과정 효율성 향상될 수 있다. 특히, 기존 공개키 기반으로 수행되는 인증 방식에 비해, 본 실시예에 따른 인증 방법은 대칭키를 통한 인증을 수행하므로, 기존 방식 대비 초기 과정에 적은 시간을 소비한다. 또한, 인증서 기반의 인증 방법에 비해 비교적 낮은 연산능력을 갖는 제어기에서도 실제 차량 구동에 지장을 주지 않는 시간 안에 제어기 검증 및 키 분배가 가능하다. 아울러, 별도의 추가적인 하드웨어적 구성을 요구하지 않기 때문에 제어기 단가 상승 억제를 통한 제품 가격 절감 효과 또한 기대될 수 있다.
다음으로, 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 게이트웨이/제어기 구조를 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예들에 따른 게이트웨이/제어기 구조의 일례를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 게이트웨이/제어기는 도 3, 4, 9, 10을 참조하여 설명한 소프트웨어를 구성하는 각 모듈과 인증 데이터, 각종 키 등을 저장하기 위한 메모리(1110), 메모리(1110)에 저장된 소프트웨어에 따른 제어 및 연산을 수행하는 프로세서(즉, 마이컴, 1120) 및 CAN 통신을 통해 외부와 데이터를 교환하기 위한 CAN 통신을 수행하는 CAN 트랜시버(1130)를 포함할 수 있다. 즉, 상술한 과정에서 외부로 입출력되는 데이터는 마이컴(1120)의 제어에 따라 CAN 트랜시버(1130)를 통해 수행될 수 있으며, 마이컴(1120)은 전술된 각 과정에서 게이트웨이/제어기의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 마이컴(1120)은 CAN 트랜시버(1130)를 통해 수신되는 메시지를 해석하고, 그에 대응되는 연산(암호화, 복호화, 서명, MAC 생성, Hash 생성, 비교 검증, 난수 생성 등)을 수행하여 그 결과에 해당하는(또는 해당 결과로 획득한 데이터를 포함시켜 전송하기 적합한) 메시지를 생성하고 CAN 트랜시버(1130)를 통해 외부로 전송되도록 할 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (17)

  1. 차량에서 게이트웨이가 제어기를 인증하는 방법에 있어서,
    제 1 대칭키를 상기 제어기로 전달하는 단계;
    제 1 일회성 인증 값을 생성하고, 상기 제 1 대칭키로 암호화하여 상기 제어기로 전달하는 단계;
    상기 제어기에 상기 제 1 일회성 인증 값을 이용한 인증을 요청하는 단계;
    상기 요청에 대한 응답으로 상기 제어기로부터 해쉬 값을 수신하는 단계;
    상기 제 1 일회성 인증 값을 이용하여 해쉬 값을 계산하는 단계;
    상기 수신된 해쉬 값과 상기 계산된 해쉬 값을 제 1 비교하는 단계; 및
    상기 제 1 비교 결과 동일한 경우, 제 2 대칭키를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 일회성 인증 값을 생성하는 단계는,
    이전 생성되어 폐기된 적어도 하나의 일회성 인증 값과의 동일 여부를 제 3 비교하는 단계; 및
    상기 제3 비교 결과 상이한 경우 상기 제 1 일회성 인증 값을 제 2 저장소에 저장하는 단계를 포함하며,
    상기 폐기된 적어도 하나의 일회성 인증 값은 제 1 저장소에 저장되되,
    상기 제 1 비교 결과 동일한 경우, 상기 제 1 일회성 인증 값이 상기 제 2 저장소에서 상기 제 1 저장소로 복사되는 단계; 및
    상기 제 1 일회성 인증 값이 상기 제 2 저장소에서 삭제되는 단계를 더 포함하는, 제어기 인증 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 대칭키를 제 1 난수와 함께 상기 제어기로 전송하는 단계;
    상기 제어기로부터 상기 제 2 대칭키로 암호화된 제 1 난수 및 제 2 난수를 수신하는 단계;
    상기 제 2 대칭키로 암호화된 제 1 난수를 상기 게이트웨이가 보유한 제 1 난수와 제 2 비교하는 단계; 및
    상기 제 2 비교 결과 동일한 경우, 상기 제 2 난수를 상기 제 2 대칭키로 암호화하여 상기 제어기로 전송하는 단계를 더 포함하는, 제어기 인증 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    제 2 일회성 인증 값을 생성하고, 상기 제 2 대칭키로 암호화하여 상기 제어기로 전달하는 단계; 및
    상기 제어기에 상기 제 2 일회성 인증 값을 이용한 인증을 요청하는 단계를 더 포함하는, 제어기 인증 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수신된 해쉬 값은 평문 형태이거나 암호화된, 제어기 인증 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 대칭키 및 상기 제 1 난수는 상기 제 1 대칭키로 암호화되는, 제어기 인증 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 비교 결과 상이한 경우, 기 저장된 인증서 및 공개키를 이용하여 상기 제어기를 인증하는 단계를 더 포함하는, 제어기 인증 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 대칭키는, 상기 제 1 일회성 인증 값을 이용한 인증이 수행되는 세션의 이전 세션에 대응되는 제 3 대칭키를 이용하여 암호화되는, 제어기 인증 방법.
  11. 삭제
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  17. 삭제
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