KR102499447B1 - 릴레이 어택을 파악하는 방법, 릴레이 어택 검출 장치, 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
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Abstract

리소스 사용에 대해 승인을 하는 허가 시스템에 대한 릴레이 어택을 파악하는 방법은, 인증 장치로부터 신호를 수신하는 단계; 상기 신호에 적어도 두 개의 인증 신호 카피본들(copies)이 포함되어 있는지 파악하는 단계; 및 상기 신호에서 적어도 두 개의 인증 신호 카피본들이 확인되면 지연 신호 에코들(delay signal echoes)에 기반하여 릴레이 어택에 대해 결론을 내리는 단계를 포함한다.

Description

릴레이 어택을 파악하는 방법, 릴레이 어택 검출 장치, 및 컴퓨터 프로그램
실시예들은 허가 방법을 위한 무선 통신에 관한 것이다.
허가 시스템(authorization systems)에서, 이동식 트랜스폰더(mobile transponder)와 허가 인스턴스(authorization instance) 사이의 통신을 통해, 사용자가 리소스 사용(예를 들어, 자동차 시동을 걸고 운전)에 대해 승인을 받았거나 어느 한 기반 시설로의 액세스(예를 들어, 차량 또는 건물로의 출입 또는 컴퓨터 시스템으로의 액세스)에 대해 승인을 받았음이 확인될 수 있다.
무열쇠(keyless) 빌딩 출입에 대한 해결방안으로서, 수동 RFID 기술인 소위 근거리 통신(near field communication) 기능을 갖는 키 카드(key card)가 사용된다. 배터리가 없는 키 카드가 RFID 판독 장치에 접근하게 되면, 상기 장치는 (보유자의) 허가된 카드를 감지한 후 문을 열어주기 위한 명령을 내릴 수 있다. 수동 특성 및 사용되는 무선 주파수로 인해, 이 기술의 도달 거리는 수 센티미터(< 10cm)로 제한될 수 있다.
차량의 경우, 차량과 능동적으로 통신하는 소위 키팝(keyfobs)이 사용되고 있는데, 이것은 대개 전파 스펙트럼의 두 개 주파수 범위들, 저주파(LF) 및 극초단파(UHF)로 통신할 수 있다. 그러나, 하나 또는 둘 모두의 주파수 범위들에 대해 릴레이(relay)를 적용함으로써 시스템의 도달 거리가 연장될 수 있다는 것이 알려져 있을 수 있다. 양측으로부터 오는 신호들이 릴레이에 의해 수신되고 증폭되어 각각의 다른 측 장치로 전송됨으로써 실제 키 보유자가 차량으로부터 수 미터(100m 이상까지) 떨어져 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 시스템이 절충될 수 있으며, 키팝 자체가 충분히 가깝게 있지 않음에도 불구하고 릴레이 장치의 접근에 따라 상기 자동차가 열릴 수 있다.
왕복 시간(round-trip time)(RTT) 측정을 통해 어택(attack)이 방지될 수 있는데, 상기 RTT 측정은 차량으로부터 키팝으로 그리고 다시 상기 차량으로의 전파 시간(propagation time)을 측정함으로써 상기 거리를 소정 상한(예를 들어, 10m)으로 제한할 수 있다. 전파 시간 파악을 위해 채택될 수 있는 가능한 기술로는, 초광대역(UWB) 전송뿐만 아니라 반송파 위상 측정에 기반한 주파수-호핑 시스템(frequency-hopping system)(블루투스와 유사)이 있을 수 있다(그리고, 잠정적으로 그 밖의 확장된 방법도 채택 가능한 기술이다). 후자의 경우 잠재적으로 저전력 기술일 수 있다는 점에서 이점을 가질 수 있다. 여기서, 키팝과 차량 사이의 통신의 경우, 반송파 위상 측정에 기반한 주파수 호핑이 고려되는데, 이것은 실질적으로 주파수 상의 선형 위상 램프(linear phase ramp) 측정을 기초로 한다.
가능한 어택 방법은 각 채널에서의 전송의 위상을 직접 변경할 수 있다. 이것에 대해서는, 랜덤 주파수 호핑(random frequency hopping)을 이용함으로써 대처할 수 있다.
또 다른 가능한 어택 방법은 2π에서의 위상 모호성(phase ambiguities)을 이용할 수 있다. 전파 지연(propagation delay) t prop 이 주파수 호핑 반송파의 최소 간격(minimum spacing)의 역수보다 클 경우,
Figure 112020129700858-pct00001
상기 주파수 호핑 반송파의 최소 간격 내에서 상기 위상의 랩 어라운드(wrap around)가 발생할 수 있다. 이러한 랩 어라운드는 직접 검출되지 않을 수 있기 때문에, 원론적으로는, 이 방법을 이용하는 모든 거리 측정들이 모호할 수 있다.
위와 관련하여, 반송파 위상 기반의 방법들은 전송되는 신호들의 악의적 조작에 취약하다.
주파수 호핑은 반송파 위상 방법들에 기반한 것이기 때문에, 릴레이 어택 방지를 위한 릴레이 어택 검출을 위해, 전송되는 신호들의 조작을 방지할 필요가 있을 수 있다.
일 실시예는 리소스 사용에 대해 승인을 하는 허가 시스템에 대한 신규 릴레이 어택을 파악하는 방법에 관한 것이다. 이것은, 인증 장치로부터 신호를 수신하는 단계, 상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하는 단계, 및 상기 신호에서 두 개의 인증 신호 카피본들이 확인되면 레이트 신호 에코들(late signal echoes)에 기초하여 릴레이 어택에 대해 결론을 내리는 단계를 포함한다.
상기 신규 릴레이 어택은 두 개의 검출된 신호들이 존재하는 지의 여부를 간단히 체크함으로써 빠르게 검출될 수 있다. 직접 신호(direct signal) 및 에코 신호(echo signal)일 수 있는 두 개의 검출된 신호들이 존재하는 경우에는, 릴레이 어택이 있을 수 있다.
다른 실시예는 자동차 액세스 시스템의 인증 장치로부터 신호를 수신하는 단계를 더 포함한다.
상기 설명된 방법은 차량의 무허가 사용의 위험을 경감시키기 위한 허가 시스템을 갖춘 차량에 적용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하는 단계는, 상기 신호의 샘플들의 파워 측정(power measurement), 상기 신호의 샘플들의 파워 계산(power computation), 상기 신호의 위상 스텝 검출(phase step detection), 상기 신호의 상관 분석(correlation analysis), 및 초해상도 신호 분석(super-resolution signal analysis) 중 하나를 적어도 포함한다.
상기 신호가 다중 부반송파들(multiple subcarriers)을 포함하는 경우, 상기 두 개의 신호들의 검출은, 부반송파 신호들의 진폭 또는 그 위상에 대한 측정을 이용하거나 상기 부반송파 신호들의 진폭과 위상의 조합에 대한 측정을 이용함으로써 수행될 수 있다. 또한, 초해상도 신호 분석의 경우, 연관성(correlations) 계산 또는 상이한 주파수에서의 다중 입사 신호들(multiple incident signals) 검출이 이용될 수 있다. 수 개의 상이한 방법들 통해 두 개의 검출된 신호들이 존재하는 지의 여부가 파악되도록 함으로써 각 방법의 결과들을 비교할 기회가 될 수 있다. 이러한 방식으로, 적어도 두 가지 방법들의 사용을 통해 결과들의 정확성이 검증될 수 있다.
추가적 구현예에서, 상기 신호의 샘플들의 파워 측정은 다중 부반송파들 상의 신호들의 평균화 단계를 포함한다.
두 개의 신호들의 검출은 상기 부반송파 신호들을 그 진폭과 관련하여 평균을 냄으로써 달성될 수 있다. 평균값이 소정 임계치(predetermined threshold)보다 높을 경우, 상기 신규 릴레이 어택이 검출될 수 있다. 다중 부반송파들 상의 신호들의 평균을 냄으로써 단 하나의 부반송파 신호보다 더 높은 신호 대 노이즈의 비(signal to noise ratio)가 얻어질 수 있는데, 이것은 상기 소정 임계치와의 비교를 위한 더 정확하고 더 신뢰성 있는 값을 제공한다.
선택적인(optional) 구현예에 있어서, 상기 신호의 샘플들의 파워 계산은 상기 신호의 제1 및 제2 부반송파들 사이에서 부반송파 위상을 보상하는(compensating) 단계를 포함한다.
부반송파들 사이의 위상 시프트로 인해, 상기 부반송파 신호들의 평균화 대신에, 상기 부반송파 신호들의 상대적 평균 위상(relative average phase)이 먼저 추산된 후 보상될 수 있다. 이러한 방식으로, 다중 신호들에 대한 더 효율적인 평균화가 더 낮은 SNR로 달성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하는 단계는 위상 불연속(phase discontinuities)을 검출하는 단계를 포함한다.
위상 불연속은 위상 스텝 검출에 의해 검출될 수 있는데, 상기 위상 스텝 검출에서는 각 부반송파 신호의 위상이 진폭 대신에 관련될 수 있다. 여기서도 평균값이 소정 임계치와 비교될 수 있다. 평균 위상 값이 수신된 버스트(burst)의 제1 샘플에 의해 파악되는 위상으로부터 임계치를 초과하여 벗어나는 경우, 검출된 릴레이 어택이 존재할 수 있다. 이러한 방식으로, 해당 신호들의 진폭들과 관계 없이 릴레이 어택이 검출될 수 있다.
또 다른 실시예에 의하면, 상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하는 단계는 상기 파워 측정과 상기 위상 스텝 검출을 조합하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 검출은 상기 신호들의 진폭 및 위상 모두에 기초할 수 있다. 상기 조합된 거리함수(metric)(진폭 및 위상)를 이용함으로써 릴레이 어택이 더욱 신뢰성 있게 검출될 수 있다.
추가적 실시예에 의하면, 상기 상관 분석은, 중간 신호(intermediate signal) 파악을 위해, 수신된 부반송파 신호를 송신된 부반송파 신호와 상호 연관시키는(correlating) 단계, 및 상기 중간 신호를 필터 시퀀스(filter sequences)와 상호 연관시키는 단계를 포함한다.
이중의 상호 연관(double correlation) 및 그 결과로 얻어진 거리함수(metric)를 소정 임계치와 비교함으로써, 신규 릴레이 어택의 존재가 높은 신뢰성으로 파악될 수 있고 검출 오류가 방지될 수 있다.
추가적 실시예에 의하면, 상기 초해상도 신호 분석은, 상기 신호 내에서 임계 지연 범위(critical delay range) 내의 적어도 하나의 지연(delay)을 추산하는(estimating) 단계, 상기 지연에 대한 파워 레벨을 계산하는 단계, 및 상기 파워 레벨이 소정 임계치를 초과할 경우 릴레이 어택에 대해 결론을 내리는 단계를 포함한다.
선택적 실시예에 의하면, 상기 파워 레벨은 임계 범위 내의 지연들에 대해서만 평가된다.
여기에서, 다중 입사 신호들이 상이한 주파수들에서 검출될 수 있다. 상기 임계 범위 내의 지연을 갖는 신호들은 상기 임계 범위 밖의 지연을 갖는 신호들로부터 분리될 수 있다. 이러한 선택(selection)에 기초하여, 상기 파워 레벨이 소정 임계치보다 높은지를 파악하기 위한 알고리즘이 적용될 수 있고, 이를 통해 릴레이 어택이 검출될 수 있다. 소정의 임계 범위 내의 지연들만이 추가적으로 처리되기 때문에, 더 적은 노력만으로 상기 파워 레벨이 평가될 수 있다.
일 구현예에서, 릴레이 어택 파악을 위한 릴레이 어택 검출장치는, 인증 장치로부터 신호를 수신할 수 있도록 구성된 수신기, 상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악할 수 있도록 구성된 검출기, 및 상기 신호에서 두 개의 인증 신호 카피본들이 확인되면 릴레이 어택에 대해 결론을 내릴 수 있도록 구성된 프로세서를 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 검출기는 상기 신호의 샘플들의 파워 측정을 실행하기 위하여 다중 부반송파들 상의 신호들의 평균을 낼 수 있도록 구성된다.
추가적 실시예에서, 상기 검출기는 상기 신호의 샘플들의 파워 계산을 실행하기 위하여 상기 신호의 제1 및 제2 부반송파들 사이에서 부반송파 위상을 보상할 수 있도록 구성된다.
추가적 실시예에서, 상기 검출기는 상기 신호에 2 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하기 위하여 위상 불연속을 검출할 수 있도록 구성된다.
선택적 실시예에서, 상기 프로세서는 불연속 검출을 위한 상기 위상 스텝 검출과 상기 파워 측정을 조합할 수 있도록 구성된다.
일 실시예에 의하면, 상기 프로세서는, 상관 분석을 실행하기 위해, 수신된 부반송파 신호를 송신된 부반송파 신호와 상호 연관시킴으로써 중간 신호를 파악할 수 있도록 구성되고, 테스트될 지연에 따라 상기 중간 신호를 테스트 필터 시퀀스와 상호 연관시킬 수 있도록 구성된다.
또 다른 실시예에 의하면, 상기 검출기는 임계 시간 범위 내에 있는 상기 신호 내의 다중 잠재 지연들(multiple potential delays)을 검출할 수 있도록 구성되고, 상기 프로세서는 잠재 지연에 연관된 신호가 무지연(no delay)에 연관된 신호에 대해 소정의 파워 레벨을 가지면 상기 잠재 지연들 중 하나가 릴레이 어택과 연관되어 있는지 결정할 수 있도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 리소스 사용에 대해 승인을 하기 위한 허가 시스템은 릴레이 어택 검출 장치를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 신규 릴레이 어택이 파악되지 않으면 상기 리소스 사용을 승인할 수 있도록 구성된다.
추가적 실시예에서, 차량은 상기 차량에 대한 액세스를 승인할 수 있도록 구성된 허가 시스템을 포함한다.
추가적 실시예에서, 컴퓨터 프로그램은, 프로세서 상에서 실행될 경우 허가 시스템에 대한 릴레이 어택을 파악하는 방법이 실행되도록 하는 프로그램 코드를 포함한다.
이하에서는 몇몇 예들의 장치들 및/또는 방법들이 첨부의 도면들을 참조하여 오직 예로서만 설명될 것이다. 상기 도면들에서,
도 1은 신규 릴레이 어택을 파악하기 위한 방법을 설명하는 순서도를 예시하고,
도 2는 신규 릴레이 어택 검출 장치의 구성요소들을 보여주는 블록 다이어그램을 예시하고,
도 3은 직접 신호(direct signal)의 도입 에코들(introduced echoes)에 기반한 새롭게 제안된 어택 방법을 보여주고,
도 4는 제안된 릴레이의 임펄스 응답(impulse response)을 보여주는 다이어그램을 예시하고,
도 5는 전송 시간 T0에서 노이즈가 없는 직접 신호(direct signal), 에코 신호(echo signal) 및 합 신호(sum signal)의 신호 포락선들(signal envelopes)을 보여주는 다이어그램을 예시하고,
도 6은 다중 부반송파 버스트들(bursts)에 대한 신호 포락선들을 예시하고,
도 7은 지연, 20MHz에서의 샘플들, 및 거리 추정 감소(distance estimate reduction) 사이의 직접적 관계에 대한 몇 가지 예시적 데이터를 보여주는 표이며,
도 8은 조합된 거리함수(combined metric)를 시각화한 것을 보여준다.
몇몇 예들이 예시되어 있는 첨부의 도면들을 참조하여 다양한 예들이 이제 더 충분히 설명될 것이다. 도면들에서, 선, 층 및/또는 영역의 두께는 명확성을 위해 과장되어 있을 수 있다.
따라서, 다양한 변형들 및 대안적 형태들에 추가 예들이 있을 수 있지만, 이들 중 몇몇 특정 예들이 도면에 도시되고 이하에서 구체적으로 설명될 것이다. 그러나, 이러한 자세한 설명은 추가 예들을 설명된 특정 형태로 제한하지는 않는다. 추가 예들은 본 명세서에 개시된 범위 내에 드는 모든 변형들, 균등물들, 및 대안 형태들을 모두 커버할 수 있다. 동일 또는 같은 부호는 동일 또는 유사한 구성요소들을 가리키는데, 상기 동일 또는 유사한 구성요소들은 동일 또는 유사한 기능을 제공하면서 서로 간에 동일 또는 변형된 형태로 구현될 수 있다.
한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어 있다(connected)" 또는 "접속되어 있다(coupled)"고 언급될 경우, 상기 구성요소들은 직접적으로 또는 하나 이상의 중개 구성요소를 통해 연결 또는 접속될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 두 개의 구성요소들 A와 B가 "또는(or)"으로 결합되는 경우, 명시적 또는 암시적으로 달리 정의되어 있지 않다면, 모든 가능한 조합들(즉, A 단독, B 단독, 그리고 A와 B)을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 동일한 조합들을 위한 대안적 표현은 "A와 B 중 적어도 하나" 또는 "A 및/또는 B"이다. 이것은 2개를 초과하는 구성요소들의 조합에 대해서도 준용된다.
여기서 특정 예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 용어들은 또 다른 예들에 대한 제한으로 작용하여서는 안 된다. "a," "an" 및 "the"와 같은 단수 형태가 사용되면서 단 하나의 구성요소만 반드시 사용되어야 한다고 명시적으로는 물론이고 암시적으로도 규정되어 있지 않는 모든 경우들에 있어서, 추가 예들은 동일한 기능을 구현하기 위해 복수개의 구성요소들을 사용할 수도 있다. 마찬가지로, 나중에 어떤 기능이 다수의 구성요소들을 이용하여 구현되는 것으로 설명되는 경우에는, 추가 예들은 그와 동일한 기능을 하나의 구성요소 또는 처리부(processing entity)를 사용하여 구현할 수 있다. "포함한다(comprises)," "포함하는(comprising)," "포함한다(includes)" 및/또는 "포함하는(including)"의 용어들이 사용되는 경우에는 언급된 특징들(features), 정수들(integers), 단계들(steps), 동작들(operations), 프로세스들(processes), 행위들(acts), 구성요소들(elements) 및/또는 구성성분들(components)의 존재를 명시하지만 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 프로세스들, 행위들, 구성요소들, 구성성분들 및/또는 이들의 임의의 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것도 또한 이해될 것이다.
달리 정의되지 않는다면, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술적 및 과학적 용어들을 포함)은 실시예들이 속하는 기술분야에서의 이들의 통상의 의미로 사용된다.
기저의 신규 어택을 더욱 자세히 설명하기 위하여, 도 3은 발견될 수 있는 신규 릴레이 어택을 개략적으로 묘사한다. 상기 신규 릴레이 어택은 신호에 상기 신호의 복제신호(replica)(에코)를 부가할 수 있는데, 이것은 직접 신호 성분에 비해 지연 Δτ만큼 지연될 수 있다. 상기 상대적 지연 Δτ은 랩 어라운드 지연(wrap around delay)
Figure 112020129700858-pct00002
에 근접할 수 있다(또는, 링크의 일 측만이 조작된다면 이 값의 두 배). 두 번째 신호는 상기 직접 신호보다 훨씬 강할 수 있다(더 증폭될 수 있다). 이 결과로 초래되는 두 신호들의 중첩은, 만약 정확히 적용된다면, 지연에 대한 평가절하를 초래함으로써 거리에 대한 평가절하를 초래할 수 있다. 후자는, 일반적 릴레이 어택에 대비하기 위해 제안된 거리 한정 시도(attempt to bound the distance)를 악의적으로 무력화시킬 수 있다.
상기 방법은 전송된 신호의 복제신호를 재사용할 수 있고, 따라서, 신호 전송이 없는 제로 프레임(zero frames)에 의해서는 발견되지 않을 수 있다. 레이트 에코(late echo)에 기초하여 어택을 검출하기 위하여, 전송되는 비-제로 신호(non-zero signal)에 대해 지속적인 신호 분석을 수행하는 것이 제안될 수 있다.
최소 부반송파 간격(minimum subcarrier spacing)인 min(f n - f m ) = 1MHz일 경우, 상기 레이트 에코까지의 거리는 대략 다음과 같다.
Figure 112020129700858-pct00003
따라서, 상기 어택은 레이트 에코 어택(late echo attack)으로도 지칭될 것이다. 부반송파 신호들의 변조를 무시할 경우, 길이 T burst 의 버스트(burst) 및 부반송파 k에 대해 직사각형 전송 윈도우(rectangular transmission window)를 갖는 수신된 반송파 신호는 다음과 같을 수 있는데,
Figure 112020129700858-pct00004
여기서 A 1은 신호 진폭 직접 경로(signal amplitude direct path)일 수 있고, A 2는 레이트 에코의 신호 진폭일 수 있으며, w k (t)는 시스템 노이즈일 수 있다. 도 5에서는 노이즈 프리 신호 포락선(noise free signal envelope)이 관찰될 수 있고, 도 6은 상이한 부반송파들에 대한 합 신호(sum signal)의 예시적 신호 포락선들을 나타낸다.
릴레이 어택 검출 방법을 위한 기초로서의 대비책에 대한 접근으로서, 중첩된 에코는, 20 MHz 속도의 적당한 샘플링[샘플링 인터벌(sampling interval) 50 ns] 및 1 MHz의 최소 부반송파 간격(minimum subcarrier spacing)에서, 제1 신호 성분에 비해 450 ns를 초과하는 지연 Δτ에서 잘 검출될 수 있다. 이것은 상기 어택이 링크의 양측 모두에 가해질 경우 30 m의 거리 추정 감소에 해당할 수 있고, 9개 시간영역 샘플들에 관한 것일 수 있다. 그 밖의 관련성들이 도 7에 나타나 있다.
도 1은 리소스 사용에 대해 승인을 하는 허가 시스템에 대한 릴레이 어택을 파악하는 방법을 기술한다. 이것은, 인증 장치로부터 신호를 수신하는 단계(단계 102), 상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하는 단계(단계 104), 및 상기 신호에서 두 개의 인증 신호 카피본들이 확인되면, 레이트 신호 에코들(late signal echoes)에 기초하여 릴레이 어택에 대해 결론을 내리는 단계(단계 106)을 포함한다.
상기 신규 릴레이 어택은 두 개의 검출된 신호들이 존재하는 지의 여부를 간단히 체크함으로써 빠르게 검출될 수 있다. 직접 신호 및 에코 신호일 수 있는 두 개의 검출된 신호들이 존재하는 경우에는, 릴레이 어택이 있을 수 있다.
다른 실시예는 자동차 액세스 시스템의 인증 장치로부터 신호를 수신하는 단계를 더 포함한다.
상술한 방법은 차량의 무허가 사용의 위험을 경감시키기 위한 허가 시스템을 갖춘 차량에 적용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하는 단계는, 상기 신호의 샘플들의 파워 측정, 상기 신호의 샘플들의 파워 계산, 상기 신호의 위상 스텝 검출, 상기 신호의 상관 분석, 및 초해상도 신호 분석 중 하나를 적어도 포함한다.
상기 신호가 다중 부반송파들(multiple subcarriers)을 포함하는 경우, 상기 두 신호들의 검출은, 부반송파 신호들의 진폭 또는 그 위상에 대한 측정을 이용하거나 상기 부반송파 신호들의 진폭과 위상의 조합에 대한 측정을 이용함으로써 수행될 수 있다. 또한, 초해상도 신호 분석의 경우, 연관성 계산 또는 상이한 주파수에서의 다중 입사 신호들 검출이 이용될 수 있다. 수 개의 상이한 방법들 통해 두 개의 검출된 신호들이 존재하는 지의 여부가 파악되도록 함으로써 각 방법의 결과들을 비교할 기회가 될 수 있다. 이러한 방식으로, 적어도 두 가지 방법들의 사용을 통해 결과의 정확성이 검증될 수 있다.
추가적 예에서, 상기 신호의 샘플들의 파워 측정은 다중 부반송파들 상의 신호들의 평균화 단계를 포함한다.
두 개의 신호들의 검출은 상기 부반송파 신호들을 그 진폭과 관련하여 평균을 냄으로써 달성될 수 있다. 평균값이 소정 임계치보다 높을 경우, 릴레이 어택이 검출될 수 있다. 다중 부반송파들 상의 신호들의 평균을 냄으로써 단 하나의 부반송파 신호보다 더 높은 신호 대 노이즈의 비가 얻어질 수 있는데, 이것은 상기 소정 임계치와의 비교를 위한 더 정확하고 더 신뢰성 있는 값을 제공한다.
여기서, 파워 스텝(power step)은 제2 신호의 지연에서 상기 수신 신호 파워의 뚜렷한 상방향 스텝(distinct upwards step)이어야 한다. 이것은 노이즈(noise) 및 다중경로(multipath)에 의해 부분적으로 마스킹될 수 있지만, 송수신기들 사이의 짧은 거리(상기 시스템이 당연히 관심을 갖는)에서 예상되는 높은 SNR 시나리오에서 잘 검출될 수 있다.
상기 파워 스텝이 모든 부반송파들에서 동일한 상대적 지연 위치 Δτ에서 검출됨으로써 상기 부반송파 신호들도 다음과 같은 거리함수(metric)에 따른 평균화에 기인한 SNR 이득(gain)을 허용할 수 있다.
Figure 112020129700858-pct00005
여기서, 상기 노이즈 항(noise term)은 다음과 같다.
Figure 112020129700858-pct00006
상기 '∀ k'는 측정 가능한 모든 부반송파들 k를 가리킨다.
다음으로, 차이 항(difference term)은 다음과 같다.
M p (n) = m(nT) - m((n - 1)T) > 임계치
여기서, n은 파워 스텝의 위치이고, τ wrap /2 내지 τ wrap 의 범위(1 MHz 최소 부반송파 간격에 대해 250 ns 내지 500 ns) 내의 상대적 지연 Δτ만을 테스트하여도 충분할 수 있다.
대안적으로, 비교되는 샘플들은 시간으로 평균화될 수 있는데,
Figure 112020129700858-pct00007
여기서, 제1 인터벌(interval)의 평균 길이는 (n - 1)이고, 제2 인터벌의 평균 길이는 L이다.
임계치를 정의하기 위한 전략은 검출 확률(detection probability)과 오경보 확률(false alarm probability) 사이에서 적절한 절충을 찾는 시뮬레이션들 또는 현실 측정으로부터 경험적으로 얻어질 수 있는데, 예를 들어, 실험적 수신기 조작 특성(ROC)으로부터 얻어질 수 있다.
선택적 구현예에 있어서, 상기 신호의 샘플들의 파워 계산은 상기 신호의 제1 및 제2 부반송파들 사이에서 부반송파 위상을 보상하는 단계를 포함한다.
부반송파들 사이의 위상 시프트로 인해, 상기 부반송파 신호들의 평균을 내지 않고, 상기 부반송파 신호들의 상대적 평균 위상이 먼저 추산된 후 보상될 수 있다. 이러한 방식으로, 다중 신호들의 평균 계산에 필요한 노력이 덜 들어갈 수 있다.
상기 상대적 평균 위상이 먼저 추산된 후 그에 맞춰 보상될 수 있다.
제1 버스트에 관한 추산이 다음과 같이 행하여지고,
Figure 112020129700858-pct00008
이어서, 이것은 아래 식에 따라 테스트되거나,
Figure 112020129700858-pct00009
위와 같이 적절한 평균화 상수(averaging constant) L을 이용하여 다음과 같이 추가적 평균화가 수행된 후 테스트된다.
Figure 112020129700858-pct00010
모든 진폭/파워 임계치 테스트들에 있어서 임계치는 제1 샘플들('제1 신호' 플러스 '노이즈')의 파워 및 예상되는 채널 거동(expected channel behavior)에 기초하여 결정될 수 있음을 유의하여야 한다. 자연적 에코(natural echoes)도 역시 유사한 효과를 야기할 수 있지만, 고려되는 15m 내지 60m(cf. 도 7)의 긴 거리(다중경로의)에서의 자연적 에코는 허가된 액세스를 위해 허용되는 거리(< 10 m)에서 심각한 파워 감소를 대개 겪게 될 수 있다. 따라서, 자연적 에코로 인해 파워 스텝들(power steps)이 더 약할 것으로 추정될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하는 단계는 위상 불연속(phase discontinuities)을 검출하는 단계를 포함한다.
위상 불연속은 위상 스텝 검출에 의해 검출될 수 있는데, 상기 위상 스텝 검출에서는 각 부반송파 신호의 위상이 진폭 대신에 관련될 수 있다. 여기서도 평균값이 소정 임계치와 비교될 수 있다. 상기 평균값이 상기 임계치보다 클 경우, 검출되는 릴레이 어택이 존재할 수 있다. 이러한 방식으로, 해당 신호들의 진폭들과 관계 없이 릴레이 어택이 검출될 수 있다.
신호의 진폭뿐만 아니라, 기록되는 신호의 위상 역시도 어택으로 인한 불연속을 겪을 수 있다. 편의를 위해, 관련 위상들은 다음과 같다.
Figure 112020129700858-pct00011
위상 불연속(스텝 ΔΦ = -2πf k τ prop )이 존재하지 않는다면(또는, 아주 적게만 존재한다면), 공격자가 본래 의도한 효과가 반송파 위상 변경일 수 있다는 점에서 어택 자체가 비효율적인 것일 수 있다.
따라서, 크기(magnitude)에서와 유사한 검출이 다음과 같이 적용될 수 있는데,
Figure 112020129700858-pct00012
관련 지연(n·T)을 다음과 같이 테스트하기 위함이다.
Figure 112020129700858-pct00013
대안적으로 L < n의 길이의 인터벌들(intervals)에 대한 평균화를 포함시킴으로써, 거리함수는 다음과 같은 임계치 테스트로 귀결될 수 있다.
Figure 112020129700858-pct00014
상기 임계치와 상기 지수(exponent) μ는 적절히 선택될 수 있다. 상기 지수 μ를 μ = 1 및 μ = 2로 선택하는 것은 이미 훌륭한 선택일 수 있다.
또 다른 예에 의하면, 상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하는 단계는 상기 파워 측정과 상기 위상 스텝 검출을 조합하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 검출은 상기 신호들의 진폭 및 위상 모두에 기초할 수 있다. 조합된 거리함수(metric)(진폭 및 위상)를 이용함으로써 상기 신규 릴레이 어택이 더욱 신뢰성 있게 검출될 수 있다 (도 8 참조).
개선된 검출 방법은 진폭 및 위상 검출기의 조합에 기초할 수 있다. 예를 들어, 다음의 식들을 만족한다면 어택이 검출될 수 있고,
Figure 112020129700858-pct00015
또는, 위에 기재된 그 밖의 위상 스텝 검출 거리함수들과 진폭 스텝 검출 거리함수들의 적절한 조합을 만족하면 어택이 검출될 수 있다.
또한, 아래의 거리함수는,
Figure 112020129700858-pct00016
페이저(phasor)의 아크(arc)를 그리는 작은 μ(= 1 또는 2)에 대해 합리적 이론적 근거를 갖는 조합된 거리함수를 위한 선택일 수 있는데, 여기서
Figure 112020129700858-pct00017
는 라디안(rad)으로 주어질 수 있다.
추가적 예에 의하면, 상기 상관 분석은 수신된 부반송파 신호를 송신된 부반송파 신호와 상호 연관시킴으로써 중간 신호 파악하는 단계 및 상기 중간 신호를 필터 시퀀스와 상호 연관시키는 단계를 포함한다.
이중의 상호 연관(double correlation) 및 그 결과로 얻어진 거리함수(metric)를 소정 임계치와 비교함으로써, 릴레이 어택의 존재가 검출 오류 방지를 위해 높은 신뢰성으로 파악될 수 있다.
상관성 계산은 원거리 에코 어택의 검출을 위한 결정 거리함수(decision metric)를 정하는 또 다른 방법이다.
(등가) 베이스밴드(baseband)에서, 원거리 에코 어택의 프로세싱 블록은 다음과 같은 임펄스 응답을 가질 수 있다.
Figure 112020129700858-pct00018
결과적으로, 상기 어택은 이중의 상호 연관을 이용하여 검출될 수 있다. 먼저, 수신된 부반송파 신호들 y k,n = y k (nT)는 송신된 부반송파 신호 x k,n 과 다음과 같이 상호 연관시켜질 수 있는데[즉, x k,n 의 시간-역순 켤레 복소수 시퀀스(time-inverse conjugate complex sequence)로 컨벌루션될(convolved) 수 있는데],
Figure 112020129700858-pct00019
이것은 다음과 같이 관련 지연 범위보다 약간 더 많이 커버할 필요가 있을 수 있다.
Figure 112020129700858-pct00020
그 후에, 결과물인 중간 신호(intermediate signal)가 다음과 같이 테스트 필터 시퀀스(test filter sequences)와 상호 연관시켜질 수 있는데,
Figure 112020129700858-pct00021
여기서,
Figure 112020129700858-pct00022
이다. 모든 합리적 시퀀스들
Figure 112020129700858-pct00023
를 커버하기 위해 A, Δτ 및 상기 대수 부호 "±"("+" 또는 "-")에 따라 파라미터화될 수 있다. A 및 τ를 위한 합리적 범위들은 각각 다음과 같다.
Figure 112020129700858-pct00024
테스트될 상기 에코 지연 Δτ는 상기 샘플링 인터벌(sampling interval) T의 배수로 양자화될 수 있다. 이어서, 임계치와의 비교를 위한 거리함수는 아래의 식에 기인할 수 있다.
Figure 112020129700858-pct00025
상기 지수 μ는 1 및 2로(또는, 유리한 것으로 테스트된 또 다른 값으로) 적절히 선택될 수 있다. 상기 SNR 의존적 임계치를 초과할 경우, 검출된 어택이 존재하는 것으로 결정될 수 있다.
추가적 예에 의하면, 상기 초해상도 신호 분석은 상기 신호 내에서 적어도 하나의 지연(delay)을 추산하는 단계, 상기 지연에 대한 파워 레벨을 계산하는 단계, 및 상기 파워 레벨이 소정 임계치를 초과할 경우 릴레이 어택에 대해 결론을 내리는 단계를 포함한다.
선택적 실시예에 의하면, 상기 파워 레벨은 임계 범위 내의 지연들에 대해서만 평가된다.
여기에서, 다중 입사 신호들이 상이한 주파수들에서 검출될 수 있다. 상기 임계 범위 내의 지연을 갖는 신호들은 상기 임계 범위 밖의 지연을 갖는 신호들로부터 분리될 수 있다. 이러한 선택에 기초하여, 상기 파워 레벨이 소정 임계치보다 높은지를 파악하기 위한 알고리즘이 적용될 수 있고, 이를 통해 릴레이 어택이 검출될 수 있다. 소정의 임계 범위 내의 지연들만이 추가적으로 처리되기 때문에, 더 적은 노력만으로 상기 파워 레벨이 평가될 수 있다.
특히, 초해상도 방법은 상이한 주파수들에서 다중 입사 신호들을 검출할 수 있고 도착 방향 측정(direction of arrival measurements)에 빈번히 이용될 수 있다. 여기서, 주파수 차이는 입사각으로 인해 배열(array)의 안테나 요소들에 걸쳐 발생할 수 있다[공간 주파수(spatial frequency)]. 균일한 선형 배열(uniform linear array)에 있어서는, 수신되는 신호 y m 이 다음과 같은 비례성(proportionality)을 가질 수 있다.
Figure 112020129700858-pct00026
여기서, m은 안테나 요소의 인덱스(index)이고, θ는 직각과 이루는 각도(angle to the orthogonal)이고, λ = c 0/f는 파장이며, Δ는 균일한 안테나 간격이다.
본 설명의 맥락에서, 상기 신호들이 검출되고 분리될 수 있는데, 특히, 임계 범위 내의 지연을 갖는 신호들이 상기 임계 범위 밖의 지연을 갖는 신호들로부터 분리될 수 있다. 수신된 신호 y k 는 다음과 같은 비례성을 가질 수 있다.
Figure 112020129700858-pct00027
등거리 스펙트럼 샘플링(equidistant spectral sampling)[균일한 부반송파 그리드(uniform subcarrier grid)]의 경우, 각진 경우(angular case)와 유사할 수 있다.
Figure 112020129700858-pct00028
결과적으로, 각도의 경우와 동일한 방법이 다중 지연들(multiple delays)을 검출하는데 적용될 수 있다는 것이 잘 알려져 있다. 충분한 개수의 부반송파들 및 충분한 SNR이 주어질 경우, MUSIC 알고리즘이 크로즈 지연들(close delays)을 분리할 수 있고, 따라서 주파수 도메인에서 제1 및 제2 경로를 검출할 수 있다. 이를 위하여, MUSIC은 주파수 차원(frequency dimension)에 걸쳐 N 시간 샘플들로 속도(rate) 1/T에서 공분산 행렬(covariance matrix)의 고유값 분해(eigenvalue decomposition)를 결정할 수 있다.
Figure 112020129700858-pct00029
관련 고유값들의 크기에 따라(큰 고유값: 신호 - 작은 고유값: 노이즈) 고유벡터(eigenvectors) V를 노이즈와 신호 부분공간(signal subspace)으로 분리한 후(V = [V noise,V signal]), 모든 관련 지연들이 다음 식에 따라 테스트될 수 있는데,
Figure 112020129700858-pct00030
여기서, 테스트 신호는 다음과 같을 수 있다.
Figure 112020129700858-pct00031
상기 지연들은 다음과 같이 테스트 거리함수 S(τ)의 국부 최대치(local maxima)로부터 추출될 수 있다(MUSIC 스펙트럼으로 지칭됨).
Figure 112020129700858-pct00032
그 후에, 다음과 같은 임계 범위 내의 지연 차이들(제1 지연 τ 1에 대한)에 대해 P 국부 최대치가 관찰될 수 있는데,
Figure 112020129700858-pct00033
여기서 다시,
Figure 112020129700858-pct00034
이고, 예를 들어, 1 MHz 최소 부반송파 간격에 대해 τ wrap = 500 ns이다. 상기 테스트는 다음과 같이 상기 테스트 벡터 s(τ)를 이용하여 크기들(magnitudes)을 체크함으로써 확장될 수 있는데,
Figure 112020129700858-pct00035
여기서, 검출된 어택이 존재하는 것으로 결정이 나도록 하기 위하여, 상기 임계 범위 내에서 검출된 τ p 에 대해 A(τ p ) > A(τ 1)가 적용될 수 있다.
도 2는 상기 신규 릴레이 어택을 파악하기 위한 릴레이 어택 검출장치(220)의 일 예를 보여주는데, 상기 릴레이 어택 검출장치(220)는, 인증 장치로부터 신호를 수신할 수 있도록 구성된 수신기(221), 상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악할 수 있도록 구성된 검출기(222), 및 상기 신호에서 두 개의 인증 신호 카피본들이 확인되면 상기 신규 릴레이 어택에 대해 결론을 내릴 수 있도록 구성된 프로세서(223)를 포함한다.
또 다른 예에서, 상기 검출기(222)는 상기 신호의 샘플들의 파워 측정을 실행하기 위하여 다중 부반송파들 상의 신호들을 평균화할 수 있도록 구성된다.
여기서, 파워 스텝(power step)은 제2 신호의 지연에서 상기 수신 신호 파워의 뚜렷한 상방향 스텝(distinct upwards step)이어야 한다. 이것은 노이즈 및 다중경로에 의해 부분적으로 마스킹될 수 있지만, 송수신기들 사이의 짧은 거리(상기 시스템이 당연히 관심을 갖는)에서 예상되는 높은 SNR 시나리오에서 잘 검출될 수 있다. 상기 스텝이 모든 부반송파들의 동일한 위치 Δτ에서 검출됨으로써 상기 부반송파 신호들도 상기 거리함수에 따른 평균화에 기인한 SNR 이득(gain)을 허용할 수 있다. 대안적으로, 상기 비교되는 샘플들은 적시에 평균화될 수 있다.
임계치를 정의하기 위한 전략은 검출 확률(detection probability)과 오경보 확률(false alarm probability) 사이에서 적절한 절충을 찾는 시뮬레이션들 또는 현실 측정으로부터 경험적으로 얻어질 수 있는데, 예를 들어, 실험적 수신기 조작 특성(ROC)으로부터 얻어질 수 있다.
추가적 예에서, 상기 검출기(222)는 상기 신호의 샘플들의 파워 계산을 실행하기 위하여 상기 신호의 제1 및 제2 부반송파들 사이에서 부반송파 위상을 보상할 수 있도록 구성된다.
대안적으로, 파워 샘플들을 평균화하는 대신에, 상대적 평균 위상이 먼저 추정된 후 보상될 수 있다.
제1 버스트에 대한 추정이 행하여진 후 임계치에 따라 테스트된다.
모든 진폭/파워 임계치 테스트들에 있어서 임계치는 제1 샘플들('제1 신호' 플러스 '노이즈')의 파워 및 예상되는 채널 거동(expected channel behavior)에 기초하여 결정될 수 있음을 유의하여야 한다. 자연적 에코(natural echoes)도 역시 유사한 효과를 야기할 수 있지만, 고려되는 15 m 내지 60 m(cf. 도 7)의 긴 거리(다중경로의)에서의 자연적 에코는 허가된 액세스를 위해 허용되는 거리(< 10 m)에서 심각한 파워 감소를 대개 겪게 될 수 있다. 따라서, 자연적 에코로 인해 파워 스텝들(power steps)이 더 약할 것으로 추정될 수 있다.
추가적 예에서, 상기 검출기(222)는 상기 신호에 2 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하기 위하여 위상 불연속을 검출할 수 있도록 구성된다.
신호의 진폭뿐만 아니라, 기록되는 신호(recorded signal)의 위상 역시도 어택으로 인한 불연속을 겪을 수 있다. 위상 불연속이 존재하지 않는다면(또는, 아주 적게만 존재한다면), 공격자가 본래 의도한 효과가 반송파 위상 변경일 수 있다는 점에서 어택 자체가 비효율적인 것일 수 있다.
선택적 실시예에서, 상기 프로세서(223)는 불연속 검출을 위한 상기 위상 스텝 검출과 상기 파워 측정을 조합할 수 있도록 구성된다(도 8 참조).
상기 검출기(222)의 개선된 형태는 진폭 및 위상 검출기의 조합에 기초할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 프로세서(223)는, 상관 분석을 실행하기 위해, 수신된 부반송파 신호를 송신된 부반송파 신호와 상호 연관시킴으로써 중간 신호를 파악할 수 있도록 구성되고, 테스트될 지연에 따라 상기 중간 신호를 테스트 필터 시퀀스와 상호 연관시킬 수 있도록 구성된다.
상관성 계산은 원거리 에코 어택의 검출을 위한 결정 거리함수(decision metric)를 정하는 또 다른 방법이다.
(등가) 베이스밴드(baseband)에서, 원거리 에코 어택의 프로세싱 블록은 다음과 같은 임펄스 응답을 가질 수 있다.
Figure 112020129700858-pct00036
결과적으로, 상기 어택은 이중의 상호 연관을 이용하여 검출될 수 있다. 먼저, 수신된 부반송파 신호들이 송신된 부반송파 신호와 상호 연관시켜질 수 있다. 그 후에, 결과물인 중간 신호가 h k (t,Δτ,A)에 따라 테스트 필터 시퀀스와 상호 연관시켜질 수 있다.
또 다른 예에 의하면, 상기 검출기(222)는 임계 시간 범위 내에 있는 상기 신호 내의 다중 잠재 지연들(multiple potential delays)을 검출할 수 있도록 구성되고, 상기 프로세서(223)는 상기 잠재 지연에 연관된 신호가 무지연(no delay)에 연관된 신호에 대해 소정의 파워 레벨을 가지면 상기 잠재 지연들 중 하나가 릴레이 어택과 연관되어 있는지 결정할 수 있도록 구성된다.
초해상도 방법은 상이한 주파수들에서 다중 입사 신호들을 검출할 수 있고 도착 방향 측정(direction of arrival measurements)에 빈번히 이용될 수 있다. 여기서, 주파수 차이는 입사각으로 인해 배열(array)의 안테나 요소들에 걸쳐 발생할 수 있다.
본 설명의 맥락에서, 상기 신호들이 검출되고 분리될 수 있는데, 특히, 임계 범위 내의 지연을 갖는 신호들이 상기 임계 범위 밖의 지연을 갖는 신호들로부터 분리될 수 있다. 등거리 스펙트럼 샘플링(균일한 부반송파 그리드)의 경우, 각진 경우(angular case)와 유사할 수 있다.
결과적으로, 각도의 경우와 동일한 방법이 다중 지연들을 검출하는데 적용될 수 있다는 것이 잘 알려져 있다. 충분한 개수의 부반송파들 및 충분한 SNR이 주어질 경우, MUSIC 알고리즘이 크로즈 지연들(close delays)을 분리할 수 있고, 따라서 주파수 도메인에서 제1 및 제2 경로를 검출할 수 있다.
전후 평균(forward backward averaging), 공간 평활(spatial smoothing) 또는 이들의 조합인 전후 공간 평활(forward-backward spatial smoothing)에 의한 향상은 부반송파 신호들 내의 상관 에코들(correlated echoes)을 위해 바람직할 수 있다. 상기 부반송파 신호들의 신호 연관성이 총 대역폭의 역수보다 작은 에코 지연들(
Figure 112020129700858-pct00037
)에 대해 존재할 수 있는데, 이것은 관심 범위보다 훨씬 낮은 블루투스 같은 신호들에 대한 것일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 제한된 수의 기록된 샘플들은 공분산 행렬의 급(rank)을 높이기 위해 공간 평활 및 또는 전후 평균을 그래도 요구할 수 있다. 전형적인 평활 알고리즘은 상기 최대치와 최소치 사이 내에서 또는 적어도 정규 그리드(regular grid) 내에서 상기 신호의 모든 분반송파들 상으로의 사전 내삽(prior interpolation)을 요구할 수 있다.
위의 논리는 ESPRIT와 같은 유사한 알고리즘들은 물론이고 root MUSIC, Unitary ESPRIT, Matrix Pencil 등과 같은 추가적 관련 알고리즘들에도 적용될 수 있다.
초해상도 알고리즘들은 그 계산 작업도가 매우 높을 수 있기 때문에 저전력/저비용 장치에 대해서는 부적절할 수 있다.
모든 전송들에 대해 측정을 하는 것은 불필요할 수 있다; 기술된 이러한 측정들의 무작위 세트(random set)가 적용됨으로써 충분한 수의 협대역(narrowband) 측정이 제공될 수 있고, 사용된 스펙트럼의 충분한 커버리지가 제공될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 리소스 사용에 대해 승인을 하기 위한 허가 시스템(210)은 릴레이 어택 검출 장치(220)를 포함하고, 상기 프로세서(223)는 상기 신규 릴레이 어택이 파악되지 않으면 상기 리소스 사용을 승인할 수 있도록 더 구성된다.
추가적 예에서, 차량(200)은 상기 차량(200)에 대한 액세스를 승인할 수 있도록 구성된 허가 시스템(210)을 포함한다.
추가적 예에서, 컴퓨터 프로그램은, 프로세서 상에서 실행될 경우 허가 시스템에 대한 릴레이 어택을 파악하는 방법이 실행되도록 하는 프로그램 코드를 포함한다.
하나 이상의 전술한 구체적 실시예들 및 도면들과 함께 기술되고 설명된 관점들 및 특징들이 하나 이상의 다른 실시예와 결합됨으로써, 상기 다른 실시예의 유사한 특징을 대체하거나 상기 다른 실시예에 상기 특징을 추가적으로 부여할 수도 있다.
또한, 실시예들은, 상기 방법들 중 하나 이상을 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이거나 그에 관한 것일 수 있는데, 상기 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 프로세서 상에서 실행될 때 상기 방법이 수행된다. 전술한 다양한 방법들의 단계들, 동작들 또는 프로세스들은 프로그래밍된 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 실시예들은 또한 디지털 저장 매체와 같은 프로그램 저장 장치도 커버할 수 있는데, 이것은 기계, 프로세서 또는 컴퓨터에 의해 판독 가능하고, 기계, 프로세서 또는 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어들의 프로그램이 부호화되어 있다. 상기 명령어들은 전술한 방법의 행위들 중 일부 또는 전부를 수행하거나 수행하도록 한다. 상기 프로그램 저장 장치는 예를 들어 디지털 메모리, 자기 디스크와 자기 테이프 같은 자기 저장 매체, 하드 드라이브, 또는 광학적으로 판독 가능한 디지털 데이터 저장 매체이거나 이를 포함할 수 있다. 추가의 실시예들은 전술한 방법들의 행위들을 수행하도록 프로그래밍된 컴퓨터, 프로세서 또는 제어부, 또는 전술한 방법들의 행위들을 수행하도록 프로그래밍된 (필드) 프로그램 가능 논리 어레이들((F)PLAs) 또는 (필드) 프로그램 가능 게이트 어레이들((F)PGAs)을 커버할 수도 있다.
상기 설명 및 도면들은 개시된 내용의 원리를 그저 예시할 뿐이다. 또한, 여기에 나열된 모든 실시예들은, 주로 그리고 명시적으로, 개시된 내용의 원리 및 본 기술분야의 진보에 본 발명자(들)이 기여한 개념을 독자가 이해하는데 도움을 주기 위한 예시적 목적만을 위한 것으로 의도된 것이다. 개시된 내용은 원리들, 관점들, 및 예들을 나열하는 여기의 모든 서술들(statements)은 물론이고 이들의 구체적 예들도 역시 그들의 균등물들까지 아우르도록 의도된 것이다.
특정 기능을 수행하는 "... 위한 수단"으로 나타내진 기능 블록(functional block)은 특정 기능을 수행할 수 있도록 구성된 회로를 지칭할 수 있다. 그러므로, "어떤 것을 위한 수단"은 각 과제를 수행하도록 구성된 또는 그 과제에 적합한 장치 또는 회로와 같이 "어떤 것을 수행하도록 구성된 또는 어떤 것을 수행하기에 적합한 수단"으로서 구현될 수 있다.
"수단", "신호 제공 수단", "신호 발생 수단" 등으로 표시된 임의의 기능 블록들을 포함하는 도면에 도시된 다양한 요소들의 기능들은 "신호 공급부", "신호 처리부", "프로세서", "컨트롤러" 등과 같은 전용 하드웨어의 형태는 물론이고 적절한 소프트웨어와 결부되어 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어의 형태로 구현될 수 있다. 상기 기능이 프로세서에 의해 제공될 경우에는, 하나의 전용 프로세서, 하나의 공용 프로세서, 또는 일부 또는 전부가 공용일 수 있는 다수의 개별 프로세서들에 의해 제공될 수 있다. 그러나, 용어 "프로세서" 또는 "컨트롤러"는 소프트웨어 실행만을 수 있는 하드웨어로 제한되는 것은 단연코 아니며, 디지털 신호 프로세서(DSP), 네트워크 프로세서, 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 소프트웨어 저장용 읽기 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 비휘발성 저장장치를 포함할 수 있다. 통상의 및/또는 주문제작의 다른 하드웨어 역시도 포함될 수 있다.
블록 다이어그램은, 예를 들어, 개시된 내용의 원리를 구현하는 높은 레벨의 회로도를 예시하는 것일 수 있다. 유사하게, 순서도(flow chart), 흐름도(flow diagram), 상태 천이도(state transition diagram), 유사 코드(pseudo code) 등은 다양한 프로세스들, 동작들 또는 단계들을 나타낼 수 있는데, 이들은 예를 들어 컴퓨터 판독 가능 매체에 주로 나타내어져서 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행될 수 있다(이러한 컴퓨터 또는 프로세서가 명시적으로 제시되든 제시되지 않든 간에). 명세서 또는 청구항들에 개시된 방법들은 그 방법들의 각 행위들 각각을 수행하기 위한 수단을 갖는 장치에 의해 구현될 수 있다.
명세서 또는 청구항들에 개시된 다수의 행위들, 프로세스들, 동작들, 단계들 또는 기능들에 대한 설명은, 특정 순서를 갖는 것으로(예를 들어, 기술적 이유로 인해) 명시적 또는 암시적으로 설명되어 있지 않은 이상, 특정 순서를 갖는 것으로 해석될 수 없음을 이해하여야 한다. 따라서, 다수의 행위들 또는 기능들에 대한 설명은, 이러한 행위들 또는 기능들이 기술적 이유로 인해 서로 교환될 수 없지 않는 이상, 이들을 특정 순서로 제한하지는 않을 것이다. 또한, 몇몇 예들에서는, 단일 행위, 기능, 프로세스, 동작 또는 단계가 각각 다수의 서브-행위들, 서브-기능들, 서브-프로세스들, 서브-동작들 또는 서브-단계들을 포함하거나 이들로 분할될 수 있다. 이러한 서브-행위들은, 명시적으로 배제되지 않는 이상, 그 단일 행위의 설명에 포함되어 그 일부가 될 수 있다.
또한, 이하의 청구항들은 상기 구체적 설명에 병합되며, 각 청구항은 그 자신이 독립적으로 별개의 예를 구성할 수 있다. 각 청구항이 독립적으로 별개의 예를 구성할 수는 있지만, - 종속항이 청구항 내에서 하나 이상의 다른 청구항들과의 특정 결합을 언급할 수 있음에도 불구하고 - 다른 예들이 그 종속항을 서로 종속적인 또는 독립적인 청구항의 대상 발명과 결합한 것을 포함할 수도 있음을 명심하여야 한다. 특정 결합은 의도되지 않는다고 설명되어 있지 않는 한, 본 명세서에서 상기 결합들이 명시적으로 제안된다. 또한, 어느 한 청구항이 어느 다른 독립항을 직접적으로 인용하는 종속항이 아니라고 하더라도, 그 청구항의 특징을 상기 독립항에 포함시키는 것도 의도되고 있다.

Claims (20)

  1. 리소스(resource) 사용에 대해 승인을 하는 허가 시스템(authorization system)에 대한 릴레이 어택(relay attack)을 파악하는 방법에 있어서,
    인증 장치로부터 신호를 수신하는 단계;
    상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들(copies)이 포함되어 있는지 파악하는 단계; 및
    상기 신호에서 두 개의 인증 신호 카피본들이 확인되면, 레이트 신호 에코들(late signal echoes)에 기초하여 릴레이 어택에 대해 결론을 내리는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    자동차 액세스 시스템의 상기 인증 장치로부터 상기 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하는 단계는, 상기 신호의 샘플들의 파워 측정(power measurement), 상기 신호의 샘플들의 파워 계산(power computation), 상기 신호의 위상 스텝 검출(phase step detection), 상기 신호의 상관 분석(correlation analysis), 및 초해상도 신호 분석(super-resolution signal analysis) 중 적어도 하나를 포함하는,
    방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 신호의 샘플들의 파워 측정은, 다중 부반송파들(multiple subcarriers) 상의 신호들의 파워의 평균을 내는(averaging) 단계를 포함하는,
    방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 신호의 샘플들의 파워 계산은, 상기 신호의 제1 및 제2 부반송파들 사이에서 부반송파 위상(subcarrier phase)을 보상하는(compensating) 단계를 포함하는,
    방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하는 단계는 위상 불연속(phase discontinuities)을 검출하는 단계를 포함하는,
    방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하는 단계는 상기 파워 측정과 상기 위상 스텝 검출을 조합하는(combining) 단계를 포함하는,
    방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 상관 분석은,
    중간 신호(intermediate signal) 파악을 위해, 수신된 부반송파 신호를 송신된 부반송파 신호와 상호 연관시키는(correlating) 단계, 및
    상기 중간 신호를 필터 시퀀스(filter sequences)와 상호 연관시키는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 초해상도 신호 분석은,
    상기 신호 내에서 적어도 하나의 지연(delay)을 추산하는(estimating) 단계;
    상기 지연에 대한 파워 레벨을 계산하는 단계; 및
    상기 파워 레벨이 소정 임계치(predetermined threshold)를 초과할 경우 릴레이 어택에 대해 결론을 내리는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 파워 레벨은 임계 범위(critical range) 내의 지연들에 대해서만 평가되는,
    방법.
  11. 릴레이 어택의 파악을 위한 릴레이 어택 검출 장치(220)에 있어서,
    인증 장치로부터 신호를 수신할 수 있도록 구성된 수신기(221);
    상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악할 수 있도록 구성된 검출기(222); 및
    상기 신호에서 두 개의 인증 신호 카피본들이 확인되면 릴레이 어택에 대해 결론을 내릴 수 있도록 구성된 프로세서(223)
    를 포함하는,
    릴레이 어택 검출 장치(220).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 검출기는 상기 신호의 샘플들의 파워 측정을 실행하기 위하여 다중 부반송파들 상의 신호들의 파워의 평균을 낼 수 있도록 구성된,
    릴레이 어택 검출 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 검출기는 상기 신호의 샘플들의 파워 계산을 실행하기 위하여 상기 신호의 제1 및 제2 부반송파들 사이에서 부반송파 위상을 보상할 수 있도록 구성된,
    릴레이 어택 검출 장치.
  14. 제11항 내지 제13항 중 한 항에 있어서,
    상기 검출기는 상기 신호에 두 개의 인증 신호 카피본들이 포함되어 있는지 파악하기 위하여 위상 불연속을 검출할 수 있도록 구성된,
    릴레이 어택 검출 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는 불연속 검출을 위한 위상 스텝 검출과 파워 측정을 조합할 수 있도록 구성된,
    릴레이 어택 검출 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상관 분석을 실행하기 위해, 수신된 부반송파 신호를 송신된 부반송파 신호와 상호 연관시킴으로써 중간 신호를 파악할 수 있도록 구성되고, 테스트될 지연(delays)에 따라 상기 중간 신호를 테스트 필터 시퀀스와 상호 연관시킬 수 있도록 구성된,
    릴레이 어택 검출 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 검출기는 임계 시간 범위 내에 있는 상기 신호 내의 다중 잠재 지연들(multiple potential delays)을 검출할 수 있도록 구성되고,
    상기 프로세서는 잠재 지연에 연관된 신호가 무지연(no delay)에 연관된 신호에 대해 소정의 파워 레벨을 가지면 상기 잠재 지연들 중 하나가 릴레이 어택과 연관되어 있는지 결정할 수 있도록 구성된,
    릴레이 어택 검출 장치.
  18. 리소스 사용에 대해 승인을 하기 위한 허가 시스템에 있어서,
    제11항에 따른 릴레이 어택 검출 장치(220)를 포함하고,
    상기 프로세서는 릴레이 어택이 파악되지 않으면 상기 리소스 사용을 승인할 수 있도록 구성된,
    허가 시스템.
  19. 차량에 있어서,
    상기 차량에 대한 액세스를 승인할 수 있도록 구성된 제18항의 허가 시스템을 포함하는,
    차량.
  20. 컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 프로세서 상에서 실행될 경우, 제1항의 방법이 실행되도록 하는 프로그램 코드를 포함하는,
    컴퓨터 판독 가능한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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