KR101846156B1 - 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은,
본 발명은 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법에 관한 것으로서, 특히, 차량의 SMK Unit으로부터 송신된 UHF 트래킹 신호 및 상기 UHF 트래킹 신호에 반응하여 포브 키가 \송신하는 반응신호 등 RF 신호를 양방향 통신시켜 상기 포브 키의 접근 여부와 이탈 여부 및 릴레이 어택 여부를 판정하고,
특히, 차량에 설치된 스마트키 유닛으로부터 인가된 신호를 사용자가 휴대하는 포브 키가 수신한 후 적어도 2종류의 정보를 가진 반응 신호를 상기 스마트키 유닛에 송신하면 이를 디코딩하는 과정에서 상기 반응 신호에 포함된 수신전계감도 및 현재의 전압세기를 이용하여 상기 스마트키 유닛과 상기 포브 키 간 현재의 이격거리를 정확하게 산출함으로써, 포브 키 휴대자가 차량으로부터 소정의 가시거리를 확보한 상태에서만 작동될 수 있도록 함은 물론, RF 양방향 인증을 통하여 보다 확고한 제3자의 차량 침입 방지 효과를 제공하는 이점을 가진다.

Description

차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법{Method to protect Relay-attack of Smart key System in vehicles}

본 발명은 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 포브 키를 휴대하고 있는 사용자가 차량을 눈으로 확인할 수 없을 정도로 소정거리 이상의 위치에 있는 경우, 제3자에 의한 차량 침입을 차단할 수 있는 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 있어서 스마트키 시스템이라 함은, 운전자(또는 사용자)가 포브 키(FOB Key)를 휴대하고 스마트키 유닛(SMK Unit)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 스마트키 유닛은 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 누름 작동시켜 소정의 신호를 상기 스마트키 유닛에 송신하는 경우이고, 둘째는, 상기 정상 사용자 ID를 인증한 후, 사용자가 적극적으로 사이드 도어의 손잡이를 잡아당겨 사이드 도어의 손잡이로부터 발생되는 트리거링 신호를 상기 스마트키 유닛에 송신하는 경우이다.

한편, 종래 기술에 따른 스마트키 시스템에서 상기 스마트키 유닛과 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)가 발생하고, 발생된 상기 첼린지 신호는 상기 스마트키 유닛에 의하여 변조 및 복조되어 상기 포브 키의 LF 수신기에 의하여 수신된다.

상기 포브 키가 상기 첼린지 신호를 인가받으면, 암호화 코드를 포함하는 반응신호(Response Signal)를 상기 포브 키의 RF 송신기를 이용하여 송신하고, 이를 상기 스마트키 유닛의 RF 수신기가 받아서 미리 저장된 암호화 코드가 일치하는지 여부를 판정한 다음, 그 코드가 일치할 경우에만 정상 사용자가 휴대하는 포브 키임을 전제로 상기 기능 동작부의 작동을 가능하게 하는 것이다.

그러나, 종래 기술에 다른 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 보관된 비품의 도난 가능성이 제기되는 문제점이 있다.

특히, 이론적으로 정상 사용자가 휴대하는 상기 포브 키가 차량으로부터 일정 거리(첼린지 신호 도달거리) 이상으로 멀어지면 첼린지 신호를 수신받지 못하므로 상술한 암호화 코드를 포함하는 반응신호 자체의 송신이 이루어지지 않기 때문에 아무런 문제가 없을 수 있지만, 차량과 정상 사용자의 포브 키 사이에 불순한 의도를 가진 복수의 중계기(중계기1, 중계기2)가 구비될 경우 여전히 제3자의 침입이 문제된다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 중계기를 통하여 제3자가 차량에 침입하는 것을 방지할 수 있는 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은,

차량의 경계 모드 (Door Lock) 시 상기 차량에 설치된 스마트키 유닛(이하 “SMK UNIT"이라함)이 상기 포브 키를 찾기 위한 UHF 트래킹 신호(UHF Tracking signal)1를 주기를 주기적으로 연속하여 송신하고, 상기 포브 키에서는 상기 UHF 트래킹 신호를 수신한 후 상기 포브키(FOB key)에 가진 수신전계감도(이하, ”RSSI"라 함) 정보를 포함하는 UHF 트래킹 신호(UHF Tracking signal)1를 송신한 후 상기 SMK UNIT이 이를 수신하는 UHF 트래킹 신호 송수신 단계와

상기 송수신한 정보를 해석하여, 상기 UHF 트래킹 신호의 RSSI 값의 증감을 판단하는 단계와 상기 UHF 트래킹 신호의 RSSI 값 증가 시, 정상 인증 모드를 실행하는 단계, 상기 UHF 트래킹 신호의 RSSI 값 감소 시, RA 판정 모드를 실행하는 단계를 포함하고,

상기 정상 인증 모드는 차량에 설치된 스마트키 유닛(SMK Unit)로부터 인가된 2개의 레벨을 가진 수신전계감도(RSSI) 정보를 포함하는 첼린지 신호를 사용자가 휴대하는 포브 키(FOB Key)가 송신하는 첼린지 송신 수신 단계와, 상기 첼린지 신호 송신 단계 후, 상기 포브 키가 수신된 상기 첼린지 신호의 상기 수신전계감도의 레벨 차이를 디코딩하는 제1디코딩 단계와, 상기 제1디코딩 단계에 의하여 해석된 상기 수신전계감도의 레벨 차이가 설정값과 일치할 경우에만 상기 첼린지 신호에 응답하는 형태로 상기 포브 키가 암호화 코드를 포함하는 반응신호(Response signal)를 상기 스마트키 유닛에 송신하는 반응 신호 송신 단계와, 상기 반응 신호 송신 단계 후, 상기 스마트키 유닛이 수신한 상기 반응 신호를 디코딩하는 제2디코딩 단계와, 상기 제2디코딩 단계와 해석된 결과에 따라 차량에 설치된 각종 기능 동작부의 작동을 제어하는 기능 동작부 작동 제어 단계를 포함한다.

상기 RA 판정 모드는 차량의 도어 핸들 조작(Door Handle Triggering) 시,

사용자가 휴대하는 포브 키(Fob Key)의 웨이크 업(Wake-Up)을 위하여 차량에 설치된 스마트키 유닛로부터 인가된 LF 신호(LF Signal)를 송신하는 LF 신호 수신 단계와 차량에 설치된 스마트키 유닛으로부터 인가된 첼린지 신호를 사용자가 휴대하는 포브 키(FOB Key)가 송신하는 첼린지 신호 송신 단계와 상기 첼린지 신호에 응답하는 형태로 상기 포브 키가 수신전계감도(RSSI) 정보를 가진 반응신호(Responsesignal)를 상기 스마트키 유닛에 송신하는 반응 신호 송신 단계와 상기 송수신한 정보를 해석하여, LF Wake-up 신호와 RF Challenge 신호 증 적어도 1개의 신호의 RSSI 값 증감을 판단하는 단계와 상기 LF Wake-up 신호와 RF Challenge의 RSSI 값이 감소 시, 경계 모드를 유지하는 단계와 상기 LF Wake-up 신호와 RF Challenge의 RSSI 값이 증가 또는 유지시, RA 재판정 모드를 실행하는 단계를 포함하는 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.

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

또한, 상기 조절부는, 상기 수신전계감도의 레벨 차이를 랜덤하게 발생시킬 수 있다.

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

또한, 상기 첼린지 신호 수신 단계에서 상기 포브 키에 수신되는 상기 첼린지 신호는, 정상 사용자 인증을 위하여 상기 포브 키가 암호화 코드를 포함한 상기 반응 신호를 송신하도록 암호화 코드 요구 신호를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 왜곡 신호는, 상기 반응 신호와 동일한 주파수 대역을 가질 수 있다.

또한, 왜곡 신호는, 2개의 중계기 중 상기 포브 키에 근접한 제2중계기의 제2송신 안테나로부터 상기 포브 키로 송신할 목적으로 송출되어 제2수신 안테나로 상기 포브 키를 거치지 않고 직접 수신된 신호일 수 있다.

또한, 상기 제2중계기의 상기 제2송신 안테나는 상기 첼린지 신호 송신 안테나이고, 상기 제2중계기의 상기 제2수신 안테나는 상기 반응 신호 수신 안테나일 수 있다.

또한, 상기 기능 동작부 작동 제어 단계는, 상기 스마트키 유닛에 수신된 상기 반응 신호가 상기 왜곡 신호를 포함하고 있는 경우, 상기 왜곡 신호에 대해 반응하지 않는다.

또한, 상기 상기 왜곡 신호는, 상기 첼린지 신호와 동일한 주파수 대역을 가질 수 있다.

또한, 상기 왜곡 신호는, 2개의 중계기 중 상기 스마트키 유닛에 근접한 제1중계기의 제1송신 안테나로부터 상기 스마트키 유닛으로 송신할 목적으로 송출되어 제1수신 안테나로 직접 수신된 신호일 수 있다.

또한, 상기 제1중계기의 상기 제1송신 안테나는 상기 반응 신호 송신 안테나이고, 상기 제1중계기의 상기 제1수신 안테나는 상기 첼린지 신호 수신 안테나일 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 바람직한 일실시예에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 달성할 수 있다.

첫째, 포브 키의 위치를 확인하기 위하여 차량의 SMK Unit으로부터 지속적으로 송출되는 UHF 트래킹 신호 (UHF Tracking Signal)에 대하여 반응하여 포브 키가 송출하는 UHF 트래킹 신호(제2 UHF 트래킹 신호)의 수신전계감 도(RSSI)를 확인함으로써, 일단 차량으로부터 포브 키가 멀어질 경우 실제 차량으로의 접근인지 여부를 먼저 판정함으로써 중계기에 의한 릴레이 어택 여부를 구분하여 보다 강력한 차량의 도난 방지 시스템을 구축할 수 있는 효과를 창출한다.

둘째, 중계기는 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법이 적용된 차량에의 릴레이 어택을 시도할 경우, 상술한 왜곡신호를 처리하여야 함은 물론 암호화 코드에 의한 개인 정보 식별을 위한 별도의 장비가 더 부가되어야 하므로 장비의 복잡성을 유도하여 릴레이 어택 시도 자체를 단념케 하는 효과를 가진다.

상술한 효과 외에 발명의 구성으로부터 자명하게 도출되는 효과가 기대됨은 당연하다.

도 1은 도어 핸들 트리거링 작동시 포브 키와 스마트키 유닛 간 패시브 엔트리(Passive Entry)가 가능한 상태를 나타낸 개요도이고,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 일반적인 순서를 나타낸 블록도이며,
도 3은 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 바람직한 일실시예의 작동모습을 나타낸 개요도이고,
도 4는 도 3의 상세 블록도이며,
도 5은 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 제1실시예의 작동 모습을 나타낸 개요도이고,
도 6는 도 5의 상세 블록도이며,
도 7는 도 5의 작동 상태를 나타낸 개요도이고,
도 8은 스마트키 유닛에 저장된 맵 데이터의 예시 테이블이며,
도 9은 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 제3실시예의 적용을 위한 포브 키 및 스마트키 유닛의 구성을 나타낸 개요도이고,
도 10은 제2실시예에 의한 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 제어 과정을 나타낸 블록도이며,
도 11는 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 제3실시예의 적용을 위한 포브 키 및 스마트키 유닛의 구성을 나타낸 개요도이고,
도 12은 제2실시예에 의한 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 제어 과정을 나타낸 블록도이다.

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

본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법이 적용된 차량에는, 차체 설치된 스위치 조작 또는 휴대용 단말기의 조작으로 인하여 인가되는 각종 전기적인 신호에 따라 차체에 설치된 각종 기능 동작부의 작동을 제어하는 스마트키 유닛(Smart Key Unit, "SMK Unit")이 설치된다.

상기 스마트키 유닛은 상기 차체에 설치된 엔진, 변속기 및 공조 부품 등 각종 기능 동작부의 작동을 제어하는 역할을 하고, 상기 차체에 설치된 스위치는 일례로 푸쉬형 시동 스위치, 사이드 도어 핸들 및 트렁크 개폐 스위치 등을 들 수 있고, 상기 휴대용 단말기로는 후술하는 포브 키(FOB Key) 또는 스마트키(Smart Key)를 들 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 실시예들은, 상기 스마트키 유닛이 장착된 차량과, 운전자(또는 사용자)가 휴대할 수 있도록 작은 크기로 형성되되, 상기 스마트키 유닛과 무선 통신 방법으로 상호 통신하는 포브 키와의 통신 방법을 그 모티브로 한다. 상기 포브 키는 상술한 휴대용 단말기의 일종임은 당연하다.

도 1은 도어 핸들 트리거링 작동시 포브 키와 스마트키 유닛 간 패시브 엔트리(Passive Entry)가 가능한 상태를 나타낸 개요도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 일반적인 순서를 나타낸 블록도이다.

스마트키 시스템의 통신 방법 개요를 간략하게 설명하면, 사용자가 상기 포브 키를 휴대한 채로 상기 스마트키 유닛이 배치된 차량으로 소정거리 이내로 접근하면 상기 포브 키가 웨이크 업(Wake-Up)되고, 사용자가 차체에 설치된 사이드 도어의 핸들을 잡아당기거나(이하, 이러한 행위를 “도어 핸들 트리거링(Door Handle Triggering)"이라 한다), 상기 포브 키에 구비된 복수개의 스위치 버튼을 조작하는 동작에 의하여 LF 신호(LF Signal)가 발생하며(①), 발생된 상기 LF 신호는 변조·복조되어 상기 포브 키로 송신되고(③→④), 상기 포브 키는 상기 LF 신호에 응답하는 형태로 반응 신호(Response Signal)를 상기 스마트키 유닛에 송신한다(⑤→⑥, ⑦→⑧). 이를 넓게는 정보 송수신 단계(S10)라고 칭할 수 있다.

여기서, 상기 스마트키 유닛에 가깝게 배치된 제1중계기와 상기 포브 키에 가깝게 배치된 제2중계기는 실질적으로 상기 스마트키 유닛과 상기 포브 키 사이의 통신 거리를 확장하는 역할(②→③, ⑥→⑦)을 한다.

상기 스마트키 유닛은 상기 반응 신호에 포함된 암호화 코드 및 각종 정보를 해석(Decoding)한다. 이를 넓게는 디코딩 단계(S20)라 칭할 수 있고, 디코딩 단계(S20)는 후술하겠지만 상기 스마트키 유닛에서 뿐만 아니라 상기 포브 키에서도 수행될 수 있다.

한편, 상기 디코딩 단계(S20) 후에는 기 저정된 암호화 코드와 관련된 데이터가 상호 일치하는지 여부를 판정함으로써 상기 포브 키를 휴대하고 있는 사용자가 정상 사용자인지를 판단하게 된다. 이를 넓게는 정상사용자 판정 단계(S30) 또는 정상 인증 모드(S30)라 칭할 수 있다.

이와 같은 차량의 스마트키 시스템의 통신 방법 개요가 차체에 정상적으로 적용되는 경우는, 상기 스마트키 유닛과 상기 포브 키 간 이격거리가 상호 무선 통신하여 정상 사용자임을 인증할 수 있는 한계거리 범위 내에 있는 경우이다. 일반적으로, 상기 한계거리 범위 내의 이격거리만 유지된다면 상기 스마트키 유닛은 정상 사용자인지 여부를 판정할 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 스마트키 유닛에 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 스마트키 유닛과 상기 포브 키 사이에 위치된 두 개 이상의 중계기(이하, 제1중계기(10)(Repeater1) 및 제2중계기(20)(Repeater2)라 칭함)를 통하여 상기 포브 키로 전달될 수 있고, 상기 포브 키로 하여금 상기 반응 신호를 송신하도록 유도함으로써 상기 포브 키가 실제 상기 차량으로부터 가시거리 밖으로 이격된 경우라도 제3자의 상기 도어 핸들 트리거링에 의한 패시브 엔트리(Passive Entry) 및 패시브 스타트(Passive Start)가 가능토록 하는 것이다(이를 통상 “스마트키 시스템에서의 릴레이 어택(Relay Attack)"이라 한다).

예컨대, 상기 도어 핸들 트리거링에 의하여 발생된 LF 신호를 제1중계기(10)(Repeater1)가 수신받아 RF1 신호로 변조·복조할 수 있는 거리는 1m 이내로 짧고, 상기 제2중계기(20)(Repeater2)에 의하여 변조·복조된 상기 LF 신호를 상기 포브 키가 수신할 수 있는 거리 또한 3m 이내로 짧지만, 변조·복조된 RF1신호를 두 중계기(10,20)(Repeater1,2)를 통하여 전송할 수 있는 거리는 비교적 크고, 상기 포브 키가 송신하는 반응 신호를 상기 스마트키 유닛이 수신받을 수 있는 거리 또한 비교적 크므로(대략 1Km 이내) 상기 도어 핸들 트리거링이 발생할 때, 상기 포브 키의 휴대자가 차량을 관찰할 수 있는 가시거리 범위를 이미 벗어난 것이 된다.

상기 2개의 중계기(10,20) 사이에는 상호 중계기(10,20)의 통신을 위한 송수신 안테나(15,25)가 구비될 수 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 스마트키 시스템에서의 릴레이 어택을 회피하기 위한 다양한 실시예를 제공한다.

도 3은 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 제1실시예의 작동 모습을 나타낸 개요도이고, 도 4는 도 3의 상세 블록도이다.

도 3에 참조된 바와 같이, SMK Unit이 경계 모드(Door Lock, S50)에서 사용자의 위치를 확인하기 위하여 UHF (LF 또는 RF) Tracking 신호를 사용하여 Fob의 상태 확인할 수 있다.

상기 경계 모드라 함은, 상기 포브 키가 상기 도어 핸들 트리거링에 의한 상기 LF 신호를 수신 받을 수 없는 위치에 있는 것을 의미한다.

상기 SMK Unit이 상기 UHF 트래킹 모드에 진입된 경우, 상기 SMK Unit은 주기적으로 상기 포브 키를 찾기 위한 상기 UHF 트래킹 신호1를 연속하여 송출하고(S61, S62), 상기 포브 키로부터 상기 UHF 트래킹 신호2를 수신할 수 있다(S63, S64).

상기 UHF 트래킹 신호2에는 상기 RSSI 정보가 포함되어 있는 바, 상기 SMK Unit으로 하여금 상기 포브 키 위치를 감지하도록 하고, 상기 송수신한 정보를 해석하여, 상기 UHF 트래킹 신호의 RSSI 값의 증감을 판단한다(S65).

상기 UHF 트래킹 신호의 RSSI 값이 점점 증가하는 경우에는 정상 인증 모드 단계를 수행하게 된다(S70).

상기 정상 인증 모드 단계는 도어 트리거링을 동작하였을때(S71), 차량에 설치된 SMK Unit으로부터 사용자가 휴대하는 포브 키의 웨이크 업을 위하여 인가된 LF 신호(S)(LF Signal)를 송신하고, 상기 포브 키와 상기 SMK Unit 간 정상 사용자 인증을 위하여 상기 SMK Unit으로부터 인가된 첼린지 신호(Ⅱ)(Challenge Signal, RF Signal)를 상기 포브 키가 송신하는 LF 신호 및 첼린지 신호 송신단계(S71, S72)와, 상기 LF 신호 및 첼린지 신호 수신 단계후, 상기 포브 키가 상기 첼린지 신호(Ⅱ)를 디코딩하여 차량 정보가 기입력된 정보와 일치할 경우 암호화 코드를 포함하는 반응 신호(First Response Signal, RF Signal)를 상기 SMK Unit에 송신하는 반응 신호 송신 단계(S73,S73)를 포함한다. 이후, 상기 반응신호를 해석하여 차량과 상기 포브 키 간 현재의 이격거리를 산출한 후, 정상 이용자 판단 단계를 이용하여 상기 포브 키 외에 상기 차량의 도어로부터 인가되는 패시브 동작 신호가 정상인지 여부를 판정하는 경계 모드 해제 단계를 실행한다(S76).

상기 UHF 트래킹 신호의 RSSI값이 점점 작아지는 경우에는 상기 RA 판정 모드 단계를 수행하게 된다(S80).

상기 RA 판정모드 단계는 도어 트리거링을 통하여 차량에 설치된 SMK Unit으로부터 사용자가 휴대하는 포브 키의 웨이크 업을 위하여 인가된 LF 신호(Ⅰ)(LF Signal)를 송신하고, 상기 포브 키와 상기 SMK Unit 간 정상 사용자 인증을 위하여 상기 SMK Unit으로부터 인가된 첼린지 신호(Ⅱ)(Challenge Signal, RF Signal)를 상기 포브 키가 송신하는 LF 신호 및 첼린지 신호 송신단계(S81, S82)와, 상기 LF 신호 및 첼린지 신호 송신 단계 후, 상기 포브 키가 상기 첼린지 신호(Ⅱ)를 디코딩하여 차량 정보가 기입력된 정보와 일치할 경우 암호화 코드를 포함하는 반응 신호(First Response Signal, RF Signal)를 상기 SMK Unit에 송신하는 반응 신호 송신 단계(S83, S84)를 포함한다.

상기 반응 신호에는 상기 RSSI정보가 포함되어 있고, 상기 RSSI 정보를 토대로 상기 SMK Unit에 대한 상기 포브 키의 위치를 감지할 수 있게 된다(S86).

상기 반응 신호의 RSSI 값이 점점 감소하는 경우에는 RA 재판정 모드를 수행하게 된다. 상기 RA 재판정 모드를 수행할 경우, UHF 트래킹 신호를 송출 및 수신하는 상기 UHF 트래킹 신호 송수신 단계로 돌아가게 된다.

상기 반응 신호의 RSSI 값이 증가 또는 유지하되는 경우에는 경계 모드 유지 단계를 수행하게 된다(S90). 상기 경계 모드 유지 단계를 수행할 경우, 스마트 키와 스마트 기기를 불르투스 등을 이용하여 무선 통신을 연결하여 릴레이 어택 의심 상황을 스마트 기기의 진동 또는 소리로 출력 할 수 있다(S100, S110).

도 5은 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 제1실시예의 작동 모습을 나타낸 개요도이고, 도 6는 도 5의 상세 블록도이다.

제1실시예에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은, 도 5 및 도 6에 참조된 바와 같이, 차량에 설치된 스마트키 유닛으로부터 변조·복조된 첼린지 신호(Challenge signal)를 사용자가 휴대하는 포브 키(FOB Key)로 송신하는 첼린지 신호 송신 단계(S11)와, 상기 첼린지 신호 송신 단계(S11)에 의하여 송신된 상기 첼린지 신호를 상기 포브 키(FOB Key)가 수신하는 첼린지 신호 수신 단계(S12)와, 상기 첼린지 신호 수신 단계(S12) 후, 상기 포브 키가 암호화 코드를 포함하는 반응신호(Response signal)를 상기 스마트키 유닛에 송신하는 반응 신호 송신 단계(S15)를 포함한다.

여기서, 상기 첼린지 신호는 웨이크 업(Wake-Up)된 상태의 상기 포브 키로 하여금 상기 스마트키 유닛으로 상기 암호화 코드 등과 같은 사용자 식별을 위한 데이터를 전송해줄 것을 요청하는 신호이고, 상기 반응 신호는 상기 첼린지 신호에 응답하는 형태의 신호이다.

제1실시예에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은, 상기 반응 신호 송신 단계(S15) 후, 상기 스마트키 유닛이 수신한 상기 반응 신호를 디코딩하는 제2디코딩 단계(S20)를 포함할 수 있다.

상기 반응 신호에 왜곡 신호(Ⅰ)가 포함된 경우, 스마트키 유닛은 상기 왜곡 신호에 반응하지 않으며, 상기 제2디코딩 단계(S20)를 수행하지 않는다.

상기 반응 신호에 포함된 왜곡 신호(Ⅰ)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 상기 차량에 설치된 상기 스마트키 유닛과 상기 포브 사이에 스마트키 시스템에 있어서 릴레이 어택을 시도하려는 2개의 중계기(제1중계기(10) 및 제2중계기(20)) 중 상기 포브 키에 근접하게 위치된 제2중계기(20)가 상기 포브 키에 상기 스마트키 유닛으로부터 전송받은 상기 첼린지 신호를 송신하기 위하여 송출한 신호 중의 하나이다.

보다 상세하게는, 상기 제1중계기(10)는 상기 차량의 상기 스마트키 유닛에 근접하도록 위치되고, 상기 첼린지 신호 송신 단계(S11)에 의하여 상기 스마트키 유닛으로부터 송신되는 상기 첼린지 신호를 상기 포브 키 대신 수신받기 위하여 제1수신 안테나(13)가 구비됨과 아울러, 상기 제2중계기(20)를 매개로 상기 반응 신호 송신 단계(S15)에 의하여 송출된 상기 반응 신호를 상기 차량의 상기 스마트키 유닛에 송출하기 위하여 제1송신 안테나(11)가 구비된다. 마찬가지로, 상기 제2중계기(20)는 상기 포브 키에 근접하도록 위치되고, 상기 제1중계기(10)를 매개로 상기 첼린지 신호 송신 단계(S11)에 의하여 송출된 상기 첼린지 신호를 상기 포브 키에 송출하기 위하여 제2송신 안테나(21)가 구비됨과 아울러, 상기 반응 신호 송신 단계(S15)에 의하여 상기 포브 키로부터 송출되는 상기 반응 신호를 상기 스마트키 유닛 대신 수신받기 위하여 제2수신 안테나(23)가 구비된다.

여기서, 상기 반응 신호에 포함된 왜곡 신호(Ⅰ)는, 상기 제2중계기(20)의 상기 제2송신 안테나(21)로부터 송출된 상기 첼린지 신호로써, 상기 반응 신호 송신 단계(S15)의 수행을 위하여 상기 포브 키로부터 송출된 상기 반응 신호와 함께 상기 제2수신 안테나(23)가 수신한 상기 첼린지 신호가 될 것이다.

여기서, 상기 상기 반응 신호에 포함된 왜곡 신호(Ⅰ)는, 상기 반응 신호를 포함하되, 제3자가 상기 도어 트리거링을 통하여 차량으로부터 송출된 LF 신호로써 상기 포브 키에 대하여 반응 신호를 요구하는 신호이다. 이 신호는 상기 제2중계기(20)의 제2송신 안테나(21)를 통하여 송출되고, 직접 상기 제2중계기(20)의 제2수신 안테나(23)를 통하여 수신된 신호가 된다.

또한, 상기 반응 신호에 포함된 왜곡 신호(Ⅰ)는, 상기 반응 신호와 동일한 주파수 대역을 가지는 신호로 정의할 수 있다. 일반적으로, 상기 제2중계기(20)가 상기 포브 키로부터 상기 반응 신호를 획득하기 위해서는 상기 포브 키와 상기 스마트키 유닛 간 갖는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 가진 신호를 송수신하도록 상기 제2송신 안테나(21) 및 상기 제2수신 안테나(23)가 구비되기 때문이다.

바꾸어 말하면, 상기 왜곡 신호(Ⅰ)는, 2개의 상기 중계기(10,20) 중 상기 포브 키에 근접한 상기 제2중계기(20)의 제2송신 안테나(21)로부터 상기 포브 키로 송신할 목적으로 송출되어 상기 제2수신 안테나(23)로 상기 포브 키를 거치지 않고 직접 수신된 신호로써, 상기 반응 신호와 동일한 주파수 대역을 갖는 상기 첼린지 신호이다.

여기서, 상기 제2중계기(20)의 상기 제2송신 안테나(21)는 상기 첼린지 신호 송신 안테나이고, 상기 제2중계기(20)의 상기 제2수신 안테나(23)는 상기 반응 신호 수신 안테나인 것이다.

상기 기능 동작부 작동 제어 단계는, 상기 스마트키 유닛에 수신된 상기 반응 신호가 상기 왜곡 신호(Ⅰ)를 포함하고 있는 경우, 상기 스마트키 유닛은 상기 왜곡 신호에 대해 반응하지 않는다.

한편, 제1실시예에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은, 도 3 및 도 4에 참조된 바와 같이, 상기 첼린지 신호 수신 단계(S12) 후 상기 반응 신호 송신 단계(S15) 전, 상기 포브 키가 수신한 상기 첼린지 신호에 포함된 왜곡 신호(Ⅱ)를 더 포함할 수 있다.

상기 첼린지 신호에 포함된 왜곡 신호(Ⅱ)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 상기 차량에 설치된 상기 스마트키 유닛과 상기 포브 사이에 스마트키 시스템에 있어서 릴레이 어택을 시도하려는 2개의 중계기(제1중계기(10) 및 제2중계기(20)) 중 상기 스마트키 유닛에 근접하게 위치된 제1중계기(10)가 상기 스마트키 유닛에 상기 포브 키로부터 전송받은 상기 반응 신호를 송신하기 위하여 송출한 신호 중의 하나이다.

여기서, 상기 첼린지 신호에 포함된 왜곡 신호(Ⅱ)는, 상기 제1중계기(10)의 상기 제1송신 안테나(11)로부터 송출된 상기 반응 신호로써, 상기 첼린지 신호 송신 단계(S11)의 수행을 위하여 상기 스마트키 유닛으로부터 송출된 상기 첼린지 신호와 함께 상기 제2수신 안테나(23)가 수신한 상기 반응 신호가 될 것이다.

상기 첼린지 신호에 포함된 왜곡 신호(Ⅱ)는, 상기 첼린지 신호와 동일한 주파수 대역을 가지는 신호로 정의할 수 있다. 일반적으로, 상기 제1중계기(10)가 상기 스마트키 유닛으로부터 상기 첼린지 신호를 획득하기 위해서는 상기 포브 키와 상기 스마트키 유닛 간 갖는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 가진 신호를 송수신하도록 상기 제1송신 안테나(11) 및 상기 제1수신 안테나(13)가 구비되기 때문이다.

바꾸어 말하면, 상기 왜곡 신호(Ⅱ)는, 2개의 상기 중계기(10,20) 중 상기 스마트키 유닛에 근접한 상기 제1중계기(10)의 제1송신 안테나(11)로부터 상기 스마트키 유닛으로 송신할 목적으로 송출되어 상기 제1수신 안테나(13)로 직접 수신된 신호로써, 상기 반응 신호와 동일한 주파수 대역을 갖는 상기 반응 신호이다.

여기서, 상기 제1중계기(10)의 상기 제1송신 안테나(11)는 상기 반응 신호 송신 안테나이고, 상기 제1중계기(10)의 상기 제1수신 안테나(13)는 상기 첼린지 신호 수신 안테나인 것이다.

상기 포브 키는 상기 반응 신호 송신 단계(S15) 전에 수신된 상기 첼린지 신호가 상기 왜곡 신호(Ⅱ)를 포함하고 있는 경우 사기 포브키는 상기 왜곡 신호에 대해 반응하지 않는다.

이로써, 상기 스마트키 유닛과 상기 포브 키 사이에 불순한 의도를 가진 2개의 중계기(10,20)가 위치된 경우라도, 제1실시예에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법에 의하면, 상기 2개의 중계기(10,20)를 적극적으로 감지해냄으로써 제3자에 의한 차량 침입을 사전에 방지할 수 있게 된다.

보다 상세하게는, 기존에는 제3자가 도어 트리거링을 하면 상기 스마트키 유닛으로부터 송출된 LF 신호에 의하여 상기 포브 키가 웨이크 업(Wake-Up)되는 것과 동시에 상기 LF 신호에 포함된 변조 및 복조 신호의 정상 유무만을 판정하여 상기 포브 키가 반응 신호에 해당하는 RF 신호를 송출하도록 설정되어 있고, 이 RF 신호를 상기 스마트키 유닛이 수신하여 정상 유무만을 판정하는 소위 “LF 단방향 인증 및 RF 단반향 인증”의 인증 시스템으로 구축되어 있었으나, 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 경우, 상기 스마트키 유닛과 상기 포브 키 사이에 구비된 제1중계기 및 제2중계기로 인하여 생성되는 RF 신호 속의 왜곡 신호(Ⅰ,Ⅱ)에 반응하지 않는 소위 “LF 단방향 인증 및 RF 양방향 인증”의 인증 시스템을 새롭게 구축하여 보다 강력한 제3자의 차량 침입 방지 수단을 제공하게 되는 것이다.

이와 같은, RF 양방향 인증의 인증 시스템의 추가는, 제1중계기 및 제2중계기의 구성이 보다 복잡해지도록 유도함으로써 제3차 침입을 더욱 어렵게 하는 이점이 있다.

도 7는 도 5의 작동 상태를 나타낸 개요도이고, 도 8은 스마트키 유닛에 저장된 맵 데이터의 예시 테이블이다.

본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 제2실시예는, 제1실시예의 기본적인 개념에 좀더 개선된 제3자의 차량 침입 방지 수단을 제공한다.

보다 상세하게는, 상기 포브 키의 휴대자가 가능한한 차량을 직접 눈으로 관찰할 수 있는 가시거리 이내에서만 상기 정상사용자 인증 과정을 거치도록 함으로써 제3자로부터의 차량 도난 및 비품의 도난 가능성을 사전에 차단하고자 고안된 것이다.

즉, 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 제2실시예는, 도 2 및 도 4에 참조된 바와 같이, 차량에 설치된 스마트키 유닛으로부터 인가된 첼린지 신호를 사용자가 휴대하는 포브 키가 수신하는 첼린지 신호 수신 단계(S12)와, 상기 첼린지 신호 수신 단계(S12) 후, 상기 포브 키가 수신된 상기 첼린지 신호의 변조 및 복조된 신호를 디코딩하는 제1디코딩 단계(S14)와, 상기 첼린지 신호에 응답하는 형태로 상기 포브 키가 적어도 2종류의 정보를 가진 반응 신호를 상기 스마트키 유닛에 송신하는 반응 신호 송신 단계(S15)와, 상기 반응 신호 송신 단계(S15) 후, 상기 스마트키 유닛이 수신한 상기 반응 신호를 디코딩하는 제2디코딩 단계(S20)와, 상기 제2디코딩 단계(S20)에 의하여 해석된 결과를 이용하되, 상기 차량과 상기 포브 키 간 현재의 이격거리를 산출한 후, 상기 포브 키 외에 상기 차량의 도어로부터 인가되는 패시브 동작 신호가 정상인지 여부를 판정하는 정상사용자 판정 단계(S30)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 포브 키가 상기 LF 신호에 응답하는 형태로 송신하는 상기 반응 신호는 적어도 2종류의 정보를 가지되, 상기 정보는 수신전계감도(RSSI)와, 상기 포브 키의 현재의 전압세기(Voltage Level, “VL”) 정보를 포함할 수 있다.

상기 반응 신호는, 상기 수신전계감도 및 상기 전압세기뿐만 아니라 상기 정상 사용자 판정 단계(S30)에서 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 스마트키 유닛에서 수신하여 상기 스마트키 유닛에 미리 저장된 암호화 코드와 비교하는 데이터이다.

한편, 상기 전압세기는 설정전압 이상인 경우와 설정전압 미만인 경우의 두 가지 정보를 포함하고, 상기 수신전계감도는 설정감도 이상인 경우와 설정감도 미만인 경우의 두 가지의 정보를 포함함으로써, 상기 정상 사용자 판정 단계에서 상기 차량과 상기 포브 키간 현재의 이격거리를 산출하는데 적용한다.

보다 상세하게는, 1차적으로 상기 수신전계감도가 설정감도 이상인 경우에는 상기 차량과 상기 포브 키 간 현재의 이격거리가 가까운 것으로 보아(Near) 정상적인 사용자에 의한 패시브 동작 신호라고 판정하고, 상기 수신전계감도가 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 수신전계감도가 동일한 경우라도 산출되는 현재의 이격거리와 실제의 이격거리는 상이할 수 있다. 예를 들면, 상기 전압세기가 설정전압 이상인 경우(여기서, 설정전압은 “3V”로 설정된 것으로 한다) 상기 수신전계감도가 설정감도 이상일 경우에는 상기 현재의 이격거리는 가까운 것(Near)으로 볼 수 있으나, 상기 수신전계감도가 설정감도 미만일 경우에는 상기 전압세기가 설정전압 이상인 경우라도 상기 현재의 이격거리는 먼 것(Far)으로 볼 수 있으며, 반대로, 상기 전압세기가 설정전압 미만인 경우라도 상기 수신전계감도가 설정감도 이상인 경우에는 상기 현재의 이격거리는 가까운 것(Near)으로 볼 수 있으마, 상기 전압세기가 설정전압 이상일 경우라도 상기 수신전계감도가 설정감도 미만일 경우에는 상기 현재의 이격거리는 먼 것(Far)으로 볼 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 제2실시예에서는, 상기 포브 키로부터 상기 LF 신호에 대한 응답 형태로 송출되는 상기 반응 신호를 상기 현재의 이격거리를 산출함에 있어서 보다 정확한 산출을 위하여 상기 수신전계감도 및 상기 전압세기의 정보를 각각 설정감도와 설정전압 이상인 경우와 그 미만인 경우로 나누어 상기 스마트키 유닛에 송신하는 것이다.

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

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

상기 설정전압은 상기 수신전계감도를 기준으로 선형적으로 가변되고, 상기 제1설정감도 및 상기 제2설정감도 또한 상기 설정전압과 비례적으로 가변되는 변수로써 맵 데이터(Map data)로 상기 스마트키 유닛에 저장된다.

따라서, 상기 정상 사용자 판정 단계(S30)에서 산출되는 상기 차량과 상기 포브 키 간 현재의 이격거리는, 상기 수신전계감도가 상기 제1설정감도 또는 상기 제2설정감도 이상일 경우에는 근거리(Near)로, 상기 수신전계감도가 상기 제1설정감도 또는 상기 제2설정감도 미만일 경우에는 원거리(Far)로 산출되고, 상기 정상 사용자 판정 단계(S30)는, 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.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 스마트키 시스템의 적용 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3에 참조된 바와 같이, 포브 키를 휴대한 휴대자 또는 상기 포브 키를 휴대하지 아니한 제3자에 의하여 도어 핸들 트리거링이 발생되면, 차량의 스마트키 유닛은 LF 신호를 발생시키고, 발생된 상기 LF 신호를 변조 및 복조하여 상기 포브 키로 송신한다.

상기 LF 신호를 수신한 상기 포브 키는 응답 형태의 일환으로 상기 스마트키 유닛에 반응 신호를 송신하고, 상기 반응 신호를 수신한 상기 스마트키 유닛은 상기 반응 신호 내에 포함된 정보를 디코딩(Decoding)한 후 기저장된 암호화 코드와 수신받은 암호화 코드 데이터를 상호 비교한 후 일치할 경우에만 사이드 도어의 록킹을 해제시키게 된다.

여기서, 상기 반응 신호에는 수신전계감도(RSSI) 및 현재의 배터리 잔량을 나타내는 전압세기(VL)를 포함함으로써, 차량과 포브 키 간 현재의 이격거리를 산출함으로써, 포브 키 휴대자가 실제 차량의 가시거리 범위로부터 벗어날 경우 릴레이 어택이 방지되도록 할 수 있는 것이다.

도 9는 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 제3실시예의 적용을 위한 포브 키 및 스마트키 유닛의 구성을 나타낸 개요도이고, 도 10은 제3실시예에 의한 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 제어 과정을 나타낸 블록도이다.

본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 제3실시예는, 제1실시예의 기본적인 개념에 좀더 개선된 제3자의 차량 침입 방지 수단을 제공한다.

보다 상세하게는, 제3실시예에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은, 제1실시예가 가진 기본적인 특징을 모두 포함하면서도, 상기 반응 신호 수신 단계는, 상기 스마트키 유닛에 수신된 상기 첼린지 신호가 상기 도어 핸들 트리거링에 의하여 발생한 LF 신호에 의한 것인지 아니면 상기 포브 키에 구비된 복수개의 스위치 조작에 의하여 입력된 RF 신호에 의한 것인지를 판정하는 신호 판정 과정을 포함할 수 있고, 상기 신호 판정 과정에 의하여 판정된, 즉 상기 입력된 신호의 종류에 따라 상기 반응 신호의 출력 세기가 상이하도록 제어하는 것을 주된 특징으로 부가한다.

도 11에 참조된 바와 같이, 상기 스마트키 유닛에는 입력된 전기적인 신호를 필터링하는 필터와, RFIC와, MCU와, ANTDriver와,

상기 포브 키로부터 송신된 RF 신호를 수신받는 RF안테나 및 상기 포브 키로 LF 신호를 송신하는 LF송신기가 구비되고, 상기 포브 키에는, LF수신기와, LFIC와, MCU와, RFIC와, 필터와, 파워 증폭기블루투스 모듈, 블루투스 송신기, RF송신기, 복수개의 스위치가 구비되고 상기 스마트 기기에는 MCU, 블루투스 모듈, 블루수트 송신기 구비될 수 있다.

제3실시예에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은, 도어 핸들 트리거링 또는 스위치 조작에 따른 전기적인 신호가 스마트키 유닛에 입력되면 상기 스마트키 유닛이 변조·복조된 첼린지 신호(Challenge Signal)를 송신한 후 상기 포브 키가 이를 수신하는 첼린지 신호 송신 단계(S11) 및 첼린지 신호 수신 단계(S12)(이하, 통합하여 “첼린지 신호 송수신 단계”라 칭함)와, 상기 첼린지 송수신 단계(S11,S12) 후, 상기 스마트키 유닛의 상기 첼린지 신호에 응답하는 형태로 상기 포브 키가 소정 정보가 포함된 반응 신호(Response Signal) 소정의 출력세기로 상기 스마트키 유닛에 송신하고 상기 스마트키 유닛이 이를 수신하는 반응 신호 송신 단계(S15) 및 반응 신호 수신 단계(S16)(이하, 통합하여 “반응신호 송수신 단계"라 칭함)를 포함한다.

여기서, 상기 반응 신호 송수신 단계(S15,S16)는, 상기 스마트키 유닛에 입력된 신호가 도어 핸들 트리거링에 의하여 발생된 LF 신호인지 아니면 상기 포브 키의 스위치 조작에 따라 발생된 RF 신호인지를 판정하는 신호 판정 과정(S16)을 포함한다.

제3실시예에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은, 상기 신호 판정 과정(S16)에 의하여 판정된 신호에 따라 상기 반응신호 송수신 단계(S15,S16)에서 상기 스마트키 유닛에 상기 포브 키가 반응 신호를 송신함에 있어서 출력세기를 상이하도록 제어하는 것을 그 골자로 한다.

이는, 스위치 조작에 따라 발생된 RF 신호를 상기 스마트키 유닛이 입력받은 경우 실질적으로 정당한 사용자가 차량의 가시거리를 확보한 상태에서 정당한 포브 키를 휴대하면서 조작 중일 개연성이 큰 반면, 도어 핸들 트리거링에 의하여 발생된 LF 신호인 경우에는 포브 키 휴대자의 정당성을 확보하기가 곤란하기 때문이다. 그러므로, 도어 핸들 트리거링에 의하여 발생된 LF 신호가 상기 스마트키 유닛에 입력된 경우에는 포브 키의 휴대자로 하여금 가시거리를 확보하였음을 전제로 뒤에 이루어질 기능 동작부의 작동을 진행시킴이 바람직하다.

본 발명의 제3실시예는 특히 상기 스마트키 유닛에 LF 신호가 입력된 경우 상기 스위치 조작에 따라 발생된 RF 신호가 입력된 경우보다 상기 반응 신호의 출력세기를 낮춤으로써 소정 거리 이내에서만 상기 반응 신호가 상기 스마트키 유닛에 도달되도록 하는 것을 메인 구성으로 하는 것이다.

상기 반응신호 송수신 단계(S15,S16)에서 상기 반응 신호의 출력세기는 상기 포브 키에 구비된 파워 증폭기의 게인을 조절하는 미도시된 조절부에 의하여 제어될 수 있다. 상기 조절부를 이용하여 상기 스마트키 유닛에 입력되는 신호의 종류에 따라 상기 반응 신호의 출력세기가 제어되는 모습을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 조절부는, 입력된 신호가 상기 스위치 조작에 의한 상기 RF 신호인 경우 상기 반응 신호가 설정 출력(이하, “제1출력값”이라 한다)으로 출력되도록 상기 파워 증폭기의 게인(Gain)을 조절하고, 상기 입력된 신호가 상기 도어 핸들 트리거링에 의한 LF 신호인 경우 상기 반응 신호가 상기 제1출력값보다 작은 제2출력값으로 출력되도록 상기 파워 증폭기의 게인을 조절한다.

상기 설정 출력에 해당되는 상기 제1출력값은 포브 키의 현재의 전압세기(Voltage Level)가 평수준으로 유지될 경우, 상기 반응 신호를 일반적으로 출력하는 평상시의 출력 세기이다. 즉, 본 발명에서는, 상기 스마트키 유닛에 입력된 신호가 스위치 조작에 의한 RF 신호라고 판정될 경우에는 평상시의 상기 반응 신호의 출력세기를 유지하도록 함으로써 차량과 포브 키간 이격거리가 보다 크더라도 차량의 기능 동작부의 작동이 가능토록 한다. 그러나, 상기 스마트키 유닛에 입력된 신호가 상기 도어 핸들 트리거링에 의한 LF 신호라고 판정될 경우 상기 반응 신호의 출력세기를 상기 스위치 조작의 경우보다 낮춤으로써 상기 반응 신호가 도달할 수 있는 거리를 줄이고, 이와 같이 줄어든 도달 거리만큼은 반사적으로 포브 키의 휴대자가 차량의 가시거리를 확보할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 반응신호 송수신 단계(S15,S16)는, 상기 포브 키의 현재의 전압세기(Voltage Level)를 모니터링하는 전압세기 모니터링 과정(S16")을 더 포함한다.

상기 전압세기 모니터링 과정(S16")에서 획득한 현재의 상기 전압세기는 실제로 전압세기에 따라 달라지는 상기 반응 신호의 도달 거리를 보상하기 위한 것이다.

즉, 본 발명에서는, 상기 설정출력(제1출력값)이 상기 전압세기 모니터링 과정(S23)에서 얻은 상기 전압세기에 대하여 반비례하도록 설정될 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 조절부는, 상기 전압세기가 설정전압세기 미만이고, 상기 입력된 신호가 상기 스위치 조작에 의한 상기 RF 신호인 경우 상기 반응 신호가 상기 제1출력값보다 큰 값(제1a출력값)으로 출력되도록 상기 파워 증폭기의 게인을 조절할 수 있다.

또한, 상기 조절부는, 상기 전압세기가 설정전압세기 미만이고, 상기 입력된 신호가 상기 도어 핸들 트리거링에 의한 LF 신호인 경우 상기 반응 신호가 상기 제2출력값보다 큰 값(제2a출력값)으로 출력되도록 상기 파워 증폭기의 게인을 조절할 수 있다.

여기서, 상기 제2출력값보다 큰 값(제2a출력값)은 상기 제1출력값보다 낮은 값이 되도록 제어됨이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 제2출력값보다 큰 값(제2a출력값)은 상기 제1출력값과 상기 제2출력값의 중간값으로 설정될 수 있다.

상기와 같은 반응신호 송수신 단계(S15,S16)를 거친 후, 상기 스마트키 유닛은 입력된 신호를 디코딩한 후 상기 신호에 포함되어 있는 데이터 요구에 따라 해당하는 차량의 각종 기능 동작부를 작동시키게 된다.

이와 같이, 제3실시예에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은, 포브 키의 현재의 전압세기를 모니터링하고, 상기 스마트키 유닛에 입력된 신호를 판정한 후, 상기 신호에 따라 상기 반응 신호의 출력세기를 효과적으로 조절함으로써, 적어도 포브 키의 휴대자가 차량의 가시거리를 확보한 상태를 가능토록 하기 때문에 차량 및 차실 내부에 보관한 비품의 도난 가능성을 사전에 차단할 수 있는 이점이 있다.

제1실시예의 경우가 첼린지 신호 수신 단계(S12)에서 수신된 첼린지 신호에 왜곡 신호(Ⅱ)가 포함되어 있는지를 판단하여 반응 신호 송신 단계(S15)를 수행할지 말지를 결정하는 것과는 달리, 제3실시예의 경우는 첼린지 신호 수신 단계(S12)와는 상관없이 입력된 신호의 종류에 따라 반응 신호 송신 단계(S15)에서 출력되는 출력세기를 효과적으로 조절함으로써 제3자의 차량 침입을 차단하고자 하는 것이다.

상기와 같이 구성되는 제3실시예에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 작동과정을 첨부된 도면(특히, 도 12)을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 10에 참조된 바와 같이, 포브 키를 휴대한 휴대자가 포브 키에 구비된 스위치를 조작하거나 상기 포브 키를 휴대한 휴대자 또는 제3자가 차량의 사이드 도어 핸들을 트리거링(Door Handle Triggering)하면 첼린지 신호를 상기 스마트키 유닛이 상기 포브 키에 송신하고, 상기 포브 키는 상기 첼린지 신호를 수신하는 첼린지 신호 송수신 단계(S11,S12)를 수행한다.

다음으로, 상기 첼린지 신호를 수신한 상기 포브 키는, 상기 첼린지 신호에 응답하는 형태로 상기 스마트키 유닛에 반응 신호를 송신하고, 상기 스마트키 유닛은 상기 반응 신호를 수신하는 반응신호 송수신 단계(S15,S16)를 수행한다.

여기서, 상기 반응신호 송수신 단계(S15,S16)는, 입력된 신호가 상기 도어 핸들 트리거링에 의한 LF 신호에 의한 것인지 상기 스위치 조작에 따른 RF 신호에 의한 것인지를 판정하는 신호 판정 과정(S16') 및 지속적으로 상기 포브 키의 현재의 전압세기를 모니터링하는 전압세기 모니터링 과정(S16")을 더 포함한다.

일단, 상기 포브 키는 상기 입력된 신호가 상기 포브 키의 스위치 조작으로 인한 RF신호에 의한 것일 경우 상기 반응 신호의 출력값이 설정출력(제1출력값)을 갖도록 조절부를 이용하여 제어한다.

그러나, 상기 포브 키는 상기 입력된 신호가 도어 핸들 트리거링으로 인한 LF 신호에 의한 것일 경우 상기 반응 신호의 출력값이 상기 제1출력값보다는 낮은 제2출력값을 갖도록 조절부를 이용하여 제어한다.

한편, 상기 입력된 신호가 상기 포브 키의 스위치 조작으로 인한 RF 신호에 의한 것일 경우라도, 상기 전압세기 모니터링 과정(S23)을 통하여 현재의 상기 포브 키의 전압세기가 설정 전압세기 미만이라고 판정될 경우 상기 제1출력값보다 높은 출력값(제1a출력값)을 갖도록 조절부를 이용하여 제어할 수 있다.

또한, 상기 입력된 신호가 상기 도어 핸들 트리거링으로 인한 LF 신호에 의한 것일 경우라도, 상기 전압세기 모니터링 과정(S23)을 통하여 현재의 상기 포브 키의 전압세기가 설정 전압세기 미만이라고 판정될 경우 상기 제2출력값보다 높은 출력값(제2a출력값)을 갖도록 조절부를 이용하여 제어할 수 있다.

여기서, 상기 제1a출력값은 상기 제1출력값보다 큰 값이고, 상기 제2a출력값은 상기 제1출력값보다 낮은 것으로 설정됨이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 상기 제2a출력값은 상기 제1출력값과 상기 제2출력값의 중간값을 가질 수 있다.

상기와 같은 각각의 제어된 출력세기로 상기 반응 신호가 상기 포브 키로부터 송신되어 상기 스마트키 유닛이 이를 수신하게 되면, 상기 스마트키 유닛은 해당하는 신호의 각종 기능 동작부를 작동시키게 된다.

이와 같이, 제3실시예에 따른 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법은, 무조건적인 포브 키의 반응 신호가 스마트키 유닛에 릴레이 어택되는 것이 아니라, 포브 키의 현재의 전압세기 및 스마트키 유닛에 입력된 신호의 종류에 따라 상기 반응 신호의 출력세기를 조절함으로써 가능한한 포브 키 휴대자가 차량을 관찰할 수 있는 가능한 거리인 가시거리가 확보되지 않으면 릴레이 어택이 회피되도록 구성됨으로써 차량 및 차량에 보관된 비품의 도난을 방지할 수 있는 이점을 제공한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 다양한 실시예들에 의하면, 상기 스마트키 유닛과 상기 포브 키 사이에 통신을 통하여 주고받는 데이터의 통신을 매개하는 동작으로, 상기 스마트키 유닛과 상기 포브 키가 통신할 수 있는 한계거리를 늘림으로써 차량에의 침입을 시도하려는 2개의 중계기(10,20)를 구비할 경우, 이를 완전히 무력화시킬 수 있는 효과들을 창출할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은 각각에 의하여 독립된 시스템을 구성할 수 있음은 물론, 상호 조합에 의하여 가장 적정한 다양한 실시예들을 구성할 수 있음은 당연하다.

이상, 본 발명에 따른 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법의 다양한 실시예들을 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. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.

10: 제1중계기 11: 제1중계기의 제1송신 안테나
13: 제1중계기의 제1수신 안테나
20: 제2중계기 21: 제2중계기의 제2송신 안테나
23: 제2중계기의 제2수신 안테나
Ⅰ,Ⅱ: 왜곡 신호 S10: 정보 송수신 단계
S11: 첼린지 신호 송신 단계 S12: 첼린지 신호 수신 단계
S14: 제1디코딩 단계 S15: 반응 신호 송신 단계
S16: 반응 신호 수신 단계
S20: 제2디코딩 단계 S30: 정상사용자 판정 단계
S50: 경계모드 S60: UHF 트래킹 모드
S70: 정상인증 모드 S80: RA판정 모드

Claims (16)

1. 차량의 경계 모드 (Door Lock) 시
   상기 차량에 설치된 스마트키 유닛(이하 “SMK UNIT"이라함) 및 포브 키간 적어도 양방향으로 UHF 트래킹 신호(UHF Tracking signal)를 연속하여 송수신하는 UHF 트래킹 모드를 수행하는 단계;
   상기 스마트키 유닛이 수신된 상기 UHF 트래킹 신호를 디코딩하여 상기 UHF 트래킹 신호에 포함된 수신전계감도(이하, ”RSSI"라 함) 값의 증감여부를 판정하는 단계;
   상기 UHF 트래킹 신호의 RSSI 값이 점점 증가함으로써 포브키가 차량으로 접근한다고 판정 될 경우, 정상 인증 모드를 실행하는 단계; 및
   상기 UHF 트래킹 신호의 RSSI 값이 점점 감소함으로써 포브키가 차량으로 멀어진다고 판정 될 경우, 실제 릴레이 어택 현상이 발생 되었는지를 판정하는 RA 판정 모드를 실행하는 단계를 포함하고,
   상기 RA 판정 모드는,
   차량의 도어 핸들 조작(Door Handle Triggering) 시
   사용자가 휴대하는 포브 키(Fob Key)의 웨이크 업(Wake-Up)을 위하여 차량에 설치된 스마트키 유닛이 LF 신호(LF Signal)를 송신하는 웨이크 업 신호 송신 단계;
   상기 스마트키 유닛이 첼린지 신호를 사용자가 휴대하는 포브 키(FOB Key)에 RF 신호(RF Signal)를 연속하여 송신하는 첼린지(Challenge) 신호 송신 단계와;
   상기 첼린지 신호에 응답하는 형태로 상기 포브 키가 RF 신호로 반응신호(Responsesignal)를 상기 스마트키 유닛에 연속하여 송신하고, 상기 반응신호를 스마트키 유닛이 연속하여 수신하는 반응 신호 송수신 단계와;
   상기 송수신한 반응신호를 디코딩하여, 상기 웨이크 업 신호와 상기 첼린지 신호 중 적어도 1개의 신호의 RSSI 값의 감소를 판단하는 단계와;
   상기 웨이크 업 신호와 상기 첼린지 신호의 RSSI 값의 감소 시, 경계 모드를 유지하는 단계; 및
   상기 웨이크 업 신호와 상기 첼린지 신호의 RSSI 값의 증가 또는 유지시, RA 재판정 모드를 실행하는 단계;
   를 포함하는 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   경계 모드를 유지하는 단계는
   스마트 키와 스마트 기기를 무선으로 연결하여 릴레이 어택 의심 상황을 스마트 기기의 진동 또는 소리로 알리는 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   RA 재판정 모드 단계는
   UHF 트래킹 신호를 송출 및 수신하는 상기 UHF 트래킹 모드로 돌아가는 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   정상 인증 모드는
   차량의 도어 핸들 조작시
   사용자가 휴대하는 포브 키의 웨이크 업(Wake-Up)을 위하여 차량에 설치된 SMK UNIT이 LF 신호를 송신하는 웨이크 업 신호 송신 단계;
   상기 스마트키 유닛이 첼린지 신호를 사용자가 휴대하는 포브 키에 RF 신호를 연속하여 송신하는 첼린지 신호 송신 단계와;
   상기 포브키가 수신된 상기 첼린지 신호 중 상기 RSSI의 레벨 차이를 디코딩하는 제1디코딩 단계와;
   상기 첼린지 신호 수신 단계 후, 상기 포브 키가 암호화 코드를 포함하는 반응신호를 상기 스마트키 유닛에 송신하는 반응 신호 송신 단계와;
   상기 SMK UNIT이 상기 포브키가 송신한 반응신호를 수신하는 반응 신호 수신 단계와;
   상기 반응 신호 송신 단계 후, 상기 SMK UNIT이 수신한 상기 반응신호를 디코딩하는 제2디코딩 단계와;
   상기 반응신호를 해석하여 차량과 상기 포브 키 간 현재의 이격거리를 산출한 후, 정상 이용자 판단 단계를 이용하여 상기 포브 키 외에 상기 차량의 도어로부터 인가되는 패시브 동작 신호가 정상인지 여부를 판정하는 경계모드 해제 단계;
   를 포함하는 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 첼린지 신호 수신 단계는,
   상기 포브 키가 수신한 상기 첼린지 신호가 왜곡 신호를 포함하고 있는 경우 상기 왜곡 신호에 반응하지 않는 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 왜곡 신호는, 2개의 중계기 중 상기 SMK UNIT에 근접한 제1중계기의 제1송신 안테나로부터 상기 포브 키로 송신할 목적으로 송출되어 제1수신 안테나로 상기 SMK UNIT를 거치지 않고 직접 수신된 신호인 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제1중계기의 상기 제1송신 안테나는 상기 반응 신호 송신 안테나이고,
   상기 제1중계기의 상기 제1수신 안테나는 상기 첼린지 신호 수신 안테나인 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
9. 청구항 6 에 있어서,
   상기 왜곡 신호는, 상기 첼린지 신호와 동일한 주파수 대역을 갖는 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
10. 청구항 5 에 있어서,
    상기 반응 신호 수신 단계는,
    상기 SMK UNIT이 수신한 상기 반응 신호가 왜곡 신호를 포함하고 있는 경우 상기 왜곡 신호에 반응하지 않는 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    왜곡 신호는, 2개의 중계기 중 상기 포브키에 근접한 제2중계기의 제2송신 안테나로부터 상기 스마트키 유닛으로 송신할 목적으로 송출되어 제2수신 안테나로 직접 수신된 신호인 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2중계기의 상기 제2송신 안테나는 상기 첼린지 신호 송신 안테나이고, 상기 제2중계기의 상기 제2수신 안테나는 상기 반응 신호 수신 안테나인 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
13. 청구항 9 에 있어서,
    상기 왜곡 신호는, 상기 반응 신호와 동일한 주파수 대역을 갖는 차량의 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
14. 청구항 5에 있어서,
    상기 정상 인증 모드에서, 전압세기는 설정전압 이상인 경우와 설정전압 미만인 경우의 정보를 포함하고, 상기 수신전계감도는 설정감도 이상인 경우와 설정감도 미만인 경우의 정보를 각각 포함하는 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 정상 인증 모드에서,
    상기 전압세기가 상기 설정전압 이상인 경우의 상기 수신전계감도의 설정감도(이하, “제1설정감도”라 함)는 상기 전압세기가 상기 설정전압 미만인 경우의 상기 수신전계감도의 설정감도(이하, “제2설정감도”라 함)보다 높은 값인 스마트키 시스템의 릴레이 어택 방지 방법.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 현재의 이격거리는,
    상기 수신전계감도가 상기 제1설정감도 또는 상기 제2설정감도 이상일 경우에는 근거리(Near), 상기 수신전계감도가 상기 제1설정감도 또는 상기 제2설정감도 미만일 경우에는 원거리(Far)로 산출되고,
    상기 정상 이용자 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.

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