KR102604328B1 - 릴레이 공격에 대해 시스템을 방어하기 위한 블루투스 저 에너지（ｂｌｅ） 수동 차량 액세스 제어 시스템 및 그의 방법 - Google Patents

릴레이 공격에 대해 시스템을 방어하기 위한 블루투스 저 에너지（ｂｌｅ） 수동 차량 액세스 제어 시스템 및 그의 방법 Download PDF

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Abstract

릴레이 공격에 대해 시스템을 방어하기 위해 차량 및 외부 디바이스에 집적된 블루투스 저 에너지(Bluetooth Low Energy; BLE) 수동 차량 액세스 제어 시스템이 제공된다. 시스템은 시스템의 현재 위치를 결정하도록 구성된 위치 수신기를 포함한다. 시스템의 위치는 위도 및 경도, 고도, 또는 그의 조합의 형태일 수 있다. 시스템은 차량 및 외부 디바이스를 더 포함한다. 위치 수신기는 차량, 외부 디바이스, 또는 둘 모두에 집적될 수 있다. 프로세서는 위치 수신기를 어떤 수의 무선 트랜시버에 통신가능하게 결합한다. 차량 및 외부 디바이스 둘 모두의 현재 위치를 비교하도록 구성된 비교기는 선택적으로 위치 수신기 및 프로세서에 결합될 수 있다. 자기장을 생성하기 위한 어떤 수의 전자석이 차량에 설치되고 트랜시버에 인접하여 위치될 수 있다. 외부 디바이스의 자력계는 자기장의 세기를 측정하고, 비밀 자기 키로 자기장을 암호화하며, 암호화된 자기장을 다시 차량으로 리턴시킨다.

Description

릴레이 공격에 대해 시스템을 방어하기 위한 블루투스 저 에너지（ＢＬＥ） 수동 차량 액세스 제어 시스템 및 그의 방법
본 발명은 일반적으로, 릴레이 공격 방지 액세스 제어 시스템에 관한 것이고, 특히 릴레이 공격에 대해 시스템을 방어하기 위한 BLE 수동 차량 액세스 제어 시스템 및 그의 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 본 섹션에서 설명된 자료는 본 출원의 청구항에 대한 종래 기술이 아니며 이 섹션에 포함됨으로써 종래 기술에 대해 인정되지 않는다.
표준 수동 입력 시스템(PES) 키 포브(key fobs)는 전형적으로, 2개의 무선 주파수(RF)에서 동작한다. 예를 들면, 저 주파수(LF) 통신은 CEG(Comfort Entry Go) 기능을 위해 요구된 근접성 검출 및 로컬화를 위해 이용된다. 초고 주파수(UHF)와 같은 또 다른 주파수는 자동차용 원격 조정장치(Remote Keyless Entry; RKE) 기능을 위한 통신 범위를 확장하기 위해 이용된다. 수동 입력 시스템(PES)은 엄격한 근접성/로컬화 요구조건을 갖는다. 예를 들면, RKE 및 CEG를 제공하는 PES 시스템으로, 차량은 운전자 또는 사람이 차량으로부터 ~2m 주위 내에 액세스할 권한이 있을 때만 도어 잠금을 해제한다. PES/CEG 시스템은 또한, 키 포브가 차량 내부에 있을 때만 이용자 또는 운전자가 엔진을 시동하는 것을 허용한다. 이들 로컬화 요구조건은 어떤 무선 기술을 만족시키기 어렵다. 따라서, 현재 시스템은 LF 예로서, 근접성/로컬화 요구조건을 만족시키기 위해 최적의 전력 제어와 함께 차량 내부 및 외부 둘 모두에서 125kHz, 안테나를 요구한다. 다른 한편으로, RKE를 위해 키 포브로부터 차량으로의 통신 링크(즉, 이용자가 키 포브에서 잠금/잠금 해제 버튼을 명시적으로 누를 때)는 범위 요구조건(~50m) 및 안테나 크기 요구조건(즉, 안테나는 작은 키 포브에 맞아야 한다) 둘 모두를 만족시키기 위해 UHF에 기초한다.
이들 시스템은 릴레이 공격에 취약하다. 릴레이 공격에서, 공격자는 아날로그 증폭기와 같은 릴레이 장치를 이용하여 차량의 PES 또는 키 포브로부터의 수신된 신호를 증폭하고 수신된 신호를 시스템 또는 키 포브로 다시 재송신한다. 이 공격은 키 포브가 운전자가 차량과 가까이 있다고 믿게 하여, 키 포브가 차량으로 UHF로 액세스 제어 명령을 전송하게 하며, 결과적으로 차량을 잠금 해제한다. 더 진보된 공격에서, 하나의 공격자는 또한, 수신된 신호의 전력을 측정하고 그에 따라 송신 전력을 조정함으로써 신호를 복제할 수 있는 진보된 릴레이 장치를 이용할 수 있다.
집적된 키리스(keyless) 수동 입력 시스템을 갖는 전자 및 웨어러블 디바이스는 몇 가지 장점으로 인해 널리 이용되고 있다. 예를 들면, 이용자는 차량의 액세스를 위해 키 포브에 의존하는 것을 요구하지 않고, 또한 이용자는 차량에 액세스하기 위해 디바이스 뿐만 아니라, 집적된 PES를 갖는 키 포브와 능동적으로 상호작용할 것을 요구하지 않는다. 그러나, 집적된 PES를 갖는 이들 디바이스는 또한, 릴레이 공격에 취약하다.
따라서, 릴레이 공격에 대해 시스템을 방어하기 위해 개선된 수동 차량 액세스 제어 시스템을 제공할 필요성이 오랫동안 느껴졌다.
본 명세서에 개시된 특정 실시예의 요약이 하기에 제시된다. 이들 양태가 판독자에게 이들 특정 실시예의 간략한 요약을 제공하기 위해 단지 제시되고 이들 양태가 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않음이 이해되어야 한다. 실제로, 본 발명은 하기에 제시되지 않을 수 있는 다양한 양태를 포함할 수 있다.
BLE 수동 차량 액세스 제어 시스템과 관련된 본 발명의 실시예는 차량, 차량에 통신가능하게 결합된 외부 디바이스, 위치 수신기 어셈블리로서, 차량 및 외부 디바이스 중 적어도 하나의 좌표를 결정하도록 구성되는, 상기 위치 수신기 어셈블리, 및 위치 수신기 어셈블리에 통신가능하게 결합된 프로세서를 포함하고, 프로세서는 차량 및 외부 디바이스의 좌표가 일치하지 않으면 차량과 외부 디바이스 사이의 통신을 디스에이블링(disabling)한다. 위치 수신기 어셈블리는 제 1 위치 수신기 및 제 2 위치 수신기를 포함하고, 제 1 위치 수신기는 차량의 좌표를 결정하고 제 2 위치 수신기는 외부 디바이스의 좌표를 결정한다. 좌표는 위도 및 경도 중 적어도 하나, 및 차량 및 외부 디바이스의 고도를 포함한다. BLE 수동 차량 액세스 제어 시스템은 차량 및 외부 디바이스의 좌표를 비교하도록 구성된 비교기를 더 포함한다. 위치 수신기 어셈블리는 위성 위치 확인 시스템(GPS)이다. BLE 수동 차량 액세스 제어 시스템은 차량에 의해 생성된 자기장의 세기를 측정하고, 측정된 자기장을 비밀 자기 키로 암호화하며, 측정된 자기장을 암호화된 비밀 자기 키로 차량에 리턴시키도록 구성된 자력계를 더 포함한다. 자력계는 외부 디바이스에 배치된다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 액세스 제어 시스템은 차량의 자기장의 좌표 또는 세기 중 적어도 하나를 측정하기 위한 센서 및 센서와 통신하는 프로세서를 포함하고, 센서는 외부 디바이스와 차량 사이의 연결을 디스에이블링하도록 구성된다. 센서는 위치 수신기이고, 위치 수신기는 차량의 좌표를 측정하기 위해 외부 디바이스와 통신가능하게 결합된 차량에 배치된다. 좌표는 위도 및 경도 중 적어도 하나, 및 차량의 고도이다. 센서는 차량에 의해 생성된 자기장의 세기를 측정하도록 구성된 자력계이고, 자력계는 차량에 통신가능하게 결합된 외부 디바이스에 배치된다. 자력계는 또한, 비밀 자기 키로 자기장의 측정된 세기를 암호화하고 비밀 자기 키로 자기장의 측정된 세기를 차량에 리턴시키도록 구성된다. 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 방법은 차량 및 외부 디바이스 중 하나의 좌표 중 적어도 하나를 측정하는 단계 및 외부 디바이스와 차량 사이의 연결을 디스에이블링하는 단계를 포함하고, 차량 및 외부 디바이스의 좌표는 서로 아주 근접하여 일치하지 않는다. 방법은 차량에 의해 생성된 자기장의 세기를 측정하는 단계, 비밀 자기 키로 자기장의 측정된 세기를 암호화하는 단계, 및 비밀 자기 키로 자기장의 측정된 세기를 차량에 리턴시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 양태, 및 장점은 도면 전체에 걸쳐 유사한 문자가 유사한 부분을 표현하는 첨부 도면을 참조하여 특정 예시적 실시예의 다음의 상세한 설명이 판독될 때 더 양호하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 설명된 실시예에 따른 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 RSS 프로파일 데이터를 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명의 또 다른 설명된 실시예에 따른 시스템의 블록도.
도 4는 본 발명의 여전히 또 다른 설명된 실시예에 따른 시스템의 블록도.
도 5는 본 발명의 또 다른 설명된 실시예에 따른 시스템의 블록도.
다음의 설명은 어떤 당업자가 설명된 실시예를 만들고 이용하는 것을 가능하게 하기 위해 제시되고, 특정한 응용 및 그것의 요구조건의 맥락으로 제공된다. 설명된 실시예에 대한 다양한 수정이 당업자에게 용이하게 명백할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리는 설명된 실시예의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예 및 응용에 적용될 수 있다. 따라서, 설명된 실시예는 도시된 실시예로 제한되지 않지만, 본 명세서에 개시된 원리 및 특징과 일치하는 가장 넓은 범위에 부합해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템(10)을 도시한다. 시스템(10)은 수동 차량 액세스 제어 시스템이고, 차량(12) 및 통신 링크를 통해 차량(12)에 통신가능하게 결합된 외부 디바이스(14)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 통신 링크는 블루투스 저 에너지(BLE) 통신 프로토콜을 포함하는 블루투스(BT) 통신 프로토콜 및 표준이다. 외부 디바이스(14)는 키/카드 디바이스 또는 어떤 다른 클라이언트 디바이스와 같은 어떤 BLE 가능 디바이스일 수 있다. 외부 디바이스(14)는 또한, 업계에 일반적으로 알려진 수동 차량 액세스 제어 기능을 포함한다. 키/카드 디바이스는 키 포브, 키 카드, 클라이언트 디바이스, 액세스 키, 액세스 카드, 스마트 카드, 스마트 키, 또는 어떤 적합한 BLE 가능 디바이스일 수 있다. 클라이언트 디바이스는 스마트 폰, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA), 태블릿, 랩탑, 휴대용 개인 컴퓨터, 패블릿(phablet), 웨어러블 디바이스, 얇은 디바이스, 두꺼운 디바이스, 엔터테인먼트 디바이스, 인포테인먼트 디바이스, 또는 블루투스 저 에너지 프로토콜 또는 어떤 적합한 BT 통신 프로토콜을 포함하는 어떤 적합한 휴대용/웨어러블 디바이스일 수 있다. 도시된 바와 같이, 키/카드 디바이스는 스마트 키(18)이고 클라이언트 디바이스는 BLE 수동 차량 액세스 제어를 갖는 패블릿(16)이다. 복수의 무선 트랜시버(20, 22, 24, 26)는 집적된 안테나를 포함하고, 상기 복수의 무선 트랜시버는 차량(12)에 그리고 그 주위의 다양한 위치에 설치된다. 하나의 실시예에서, 안테나는 지향성 안테나이다. 애플리케이션에 의존하여, 다른 적합한 안테나는 트랜시버에 집적되거나 상기 트랜시버에 결합된다. 예를 들면, 무선 트랜시버(20 및 24)는 앞문의 핸들 근처에 설치된다. 무선 트랜시버(22)는 차량의 후미(rear end) 근처에 설치되는 반면, 무선 트랜시버(26)는 차량의 전단부(front end)에 설치된다. 예를 들면, 무선 트랜시버(26)는 대시보드 근처의 위치에 위치된다. 보여질 수 있는 바와 같이, 차량의 내부를 향해 대향하는 무선 트랜시버(26)를 제외하고, 나머지 무선 트랜시버(20, 22, 24)는 밖으로 대향하고 있다. 어떤 수의 트랜시버(20, 22, 24, 26)는 차량(12)의 운전자 또는 공인된 사람에 의해 운반된 스마트 키(18) 또는 패블릿(16) 중 적어도 하나에 차량(12)의 존재를 알리기 위해 광고 비콘과 같은 신호를 주기적으로 송신한다. 스마트 키(18) 또는 패블릿(16) 중 하나가 이들 광고 비콘을 수신할 때, 스마트 키(18) 또는 패블릿(16) 중 하나는 예를 들면, 트랜시버(20, 22, 24, 26)를 통해 차량(12)과의 연결 및 인증 프로세스를 시작 또는 개시한다. 이 프로세스 동안, 스마트 키(18) 또는 패블릿(16) 중 하나 및 차량(12)은 지속적으로 데이터 패킷을 교환한다. 이 프로세스의 완료 시에, 스마트 키(18) 또는 패블릿(16) 중 하나는 주기적으로 비콘을 송신하고, 어떤 수의 트랜시버(20, 22, 24, 26) 또는 트랜시버(20, 22, 24, 26)에 결합된 BLE 가능 수동 차량 액세스 제어 디바이스는 스마트 키(18) 또는 패블릿(16) 중 하나의 위치를 추정하기 위해 이들 비콘의 수신된 신호 세기(RSS)를 측정한다. BLE 가능 수동 차량 액세스 제어 디바이스는 또한, 차량(12) 상에 위치된다. 일부 실시예에서, 하나보다 많은 BLE 가능 수동 차량 액세스 제어 디바이스가 차량(12)에 설치되고 그 다음, 어떤 수의 통신 링크를 통해 어떤 차량 내 디바이스에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, BLE 가능 수동 차량 액세스 제어 디바이스는 차량(12) 외부에 원격으로 위치되고 어떤 적합한 통신 인터페이스를 통해 차량(12)에 통신가능하게 결합된다. 또 다른 실시예에서, BLE 가능 수동 차량 액세스 제어 디바이스는 네트워크에 위치된다. 네트워크는 예를 들면, 근거리 통신망(LAN), 도시권 통신망(MAN), 광역 통신망(WAN), 차량(12)과 외부 디바이스(14) 사이에 위치된 다수의 서브 네트워크를 포함하는 1차 네트워크, 클라우드 네트워크, 등일 수 있다. 여전한 실시예에서, BLE 가능 수동 차량 액세스 제어 디바이스는 서버 상에 위치된다. 클라우드 네트워크는 예를 들면, 공용 클라우드 네트워크, 사설 클라우드 네트워크일 수 있다.
차량에 대한 액세스의 제어 시에 보안의 레벨을 증가시키기 위해 그리고 차량(12)과 외부 디바이스(14) 사이에 확립된 통신 동안 수행된 릴레이 공격에 대해 시스템(10)을 방어하기 위해, 외부 디바이스(14)에 배치된 움직임 검출기(28)가 제공된다. 움직임 검출기(28)는 하나의 실시예에서, 가속도계를 포함하고, 다양한 유형의 움직임 및 진동을 검출하며 그들 사이를 구별하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 움직임 검출기(28)는 움직임 센서, 자이로스코프, 자력계, 진동 센서, 또는 어떤 다른 적합한 센서를 포함한다. 컴퓨터 실행가능한 지시 또는 데이터 구조의 세트의 형태의 원하는 프로그램 코드가 움직임 검출기(28)에 저장될 수 있고 지시는 움직임 검출기(28)가 다양한 유형의 움직임 및 진동을 검출하고 구별하는 것을 허용한다. 가속도계(28)에 결합된 프로세서는 가속도 데이터를 포함하는 측정된 정보를 수신하고, 가속도 데이터를 하기에 상세하게 설명된 바와 같이 미리 결정된 기준의 세트와 비교하며, 외부 디바이스(14)의 움직임 또는 진동과 연관된 가속도 데이터를 구별한다. 게다가, 프로세서는 가속도 데이터를 분석하여 움직임 및 진동의 시퀀스가 미리 결정된 기준의 세트 즉, 예상된 움직임 및 진동의 시퀀스와 일치하는지를 결정한다. 미리 결정된 기준의 세트는 중요하거나 최대 움직임 예로서, 차량을 향하거나 차량으로부터 멀어지는 걸음, 최소 움직임 예로서, 단일 스텝 검출, 움직임 없음 예로서, 위치의 무변화, 진동 모드, 등을 포함한다. 움직임 및 진동의 시퀀스가 미리 결정된 기준의 세트와 일치하지 않으면, 차량(12)과 외부 디바이스(14) 사이의 양방향 통신이 디스에이블링되고, 이는 결과적으로 어떤 릴레이 공격을 방해한다.
외부 디바이스(14)의 움직임 검출기(28) 또는 차량(12)에 위치된 프로세서는 실제 움직임 이벤트와 허위 움직임 이벤트 사이를 구별하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 차량(12)에 위치된 프로세서는 움직임 검출기(28)로부터 가속도 데이터를 포함하는 측정된 정보를 수신하고, 가속도 데이터를 미리 결정된 기준의 세트와 비교하며, 실제 움직임 이벤트와 허위 움직임 이벤트 사이의 가속도 데이터를 구별한다. 이벤트가 허위 움직임 이벤트인 것으로 결정되면, 즉 외부 디바이스(14)가 움직이지 않고 있으면, 차량(12)과 외부 디바이스(14) 사이의 양방향 통신은 차량(12) 및 외부 디바이스(14)가 어떤 릴레이 공격에 대해 방어하도록 디스에이블링된다. 프로세서 및 가속도계는 하나의 예에서, 움직임 검출기(28)에 집적될 수 있다. 또 다른 예에서, 프로세서는 외부 디바이스(14) 내부의 어딘가에 위치되고 움직임 검출기(28)와 독립적인 구성요소이다. 여전히 또 다른 예에서, 프로세서는 차량(12)에 위치되고 움직임 검출기(28)는 프로세서에 통신가능하게 결합된다.
차량에 대한 액세스의 제어 시에 보안의 또 다른 레벨을 제공하기 위해 그리고 차량(12)과 외부 디바이스(14) 사이에 확립된 통신 동안의 릴레이 공격에 대해 시스템(10)을 방어하기 위해, TX 전력 프로파일링을 포함하는 컴퓨터 실행가능한 지시의 세트를 갖는 마이크로프로세서(30)가 제공된다. 연결 및 인증 단계 동안, 외부 디바이스(14) 및 차량(12)은 서로 몇 개의 패킷을 서로에게 송신한다. 예를 들면, 외부 디바이스(14)와 같은 송신 디바이스는 차량(12)과 같은 통신 링크의 수신 단부에서 외부 디바이스(14)와 차량(12) 사이의 연결이 확립되기 전에 인증의 역할을 하는 동일한 RX 전력(RSS) 레벨 프로파일을 생성하도록 특정 및 비밀 패턴에 따라 연속 송신의 송신(TX) 전력 레벨을 변조한다. 차량(12)에서의 통신 링크의 수신 단부는 연속 인입 신호의 RX 전력(RSS) 레벨을 측정하고, 연속 인입 신호의 RX 전력 레벨을 기계 판독가능한 매체에 저장된 미리 정의된 보안 패턴과 비교한다. 기계 판독가능한 매체는 차량(12), 외부 디바이스(14), 네트워크, 또는 서버에 위치될 수 있다. 인입 신호의 RSS가 일정하면, 차량(12)과 외부 디바이스(14) 사이의 통신이 디스에이블링되고, 이는 결과적으로 어떤 릴레이 공격을 방해한다. 도 2a는 공격자에 의해 생성된 일정한 RSS 프로파일의 그래프(40)를 도시한다. 이제 도 2b를 참조하면, 비밀 TX 전력 프로파일은 그래프(48)로서 도시된 특정 및 비밀 RSS 프로파일 패턴을 생성한다. 보여질 수 있는 바와 같이, 차량(12) 및 외부 디바이스(14) 둘 모두는 수신된 신호의 전력을 측정함으로써 그리고 그 다음, 결과적인 RSS 프로파일을 미리 정의되고 안전한 TX 전력 프로파일과 비교함으로써 릴레이 공격의 존재를 검출할 수 있다. 하나의 실시예에서, 동일한 패킷(메시지)은 송신 전력 레벨을 변화시킴으로써 연결 및 인증 단계 동안 다수회 송신된다. 또 다른 실시예에서, 각각의 패킷(메시지)은 송신 전력 레벨을 변화시킴으로써 연결 및 인증 단계 동안 송신된다. 여전히 또 다른 실시예에서, 패킷(메시지)을 송신하기 위해 이용된 송신 전력 레벨은 암호화된 송신된 패킷의 페이로드에 부가될 수 있다. 차량(12)에서 통신 링크의 수신 단부는 수신된 패킷의 RSS를 측정하고 이 값을 암호화된 응답 패킷의 페이로드에 부가한다. 결과적으로, 송신 디바이스(14)는 또한, 이 정보를 이용하여 그 자신의 송신 전력 레벨을 동일한 레벨로 조정한다.
도 3은 본 발명에 따른 또 다른 시스템(60)을 도시한다. 시스템(60)은 시스템(60)이 대기 압력을 측정하도록 구성된 대기 압력 센서(64)를 포함하는 것을 제외하고, 도 1에 도시된 시스템(10)과 동일하고, 이는 궁극적으로 측정된 대기 압력을 고도 값으로 변환한다. 차량(12)의 고도 값이 외부 디바이스(14)의 고도 값과 일치하지 않으면, 차량(12)과 외부 디바이스(14) 사이의 양방향 통신이 디스에이블링되고, 이는 결과적으로 어떤 릴레이 공격을 방해한다. 이 고도 또는 대기 압력 판독 프로세스는 차량(12)에 대한 액세스의 제어 시에 그리고 차량(12)과 외부 디바이스(14) 사이에 확립된 통신 동안 릴레이 공격에 대해 시스템(60)을 방어하기 위한 보안 레벨을 제공한다. 하나의 실시예에서, 대기 압력 센서(64)는 움직임 검출기(28)에 집적된다. 또 다른 실시예에서, 대기 압력 센서(64)는 움직임 검출기(28)에 통신가능하게 결합된 별개의 구성요소일 수 있다. 컴퓨터 실행가능한 지시 또는 데이터 구조의 세트의 형태의 적합한 프로그램 코드는 대기 압력 센서(64)에 저장될 수 있고 지시는 대기 압력 센서(64)로 하여금 대기 압력 레벨을 측정하고 차량(12) 및 외부 디바이스(14)의 결과적인 고도를 비교하게 한다. 일부 실시예에서, 도 1에서 이전에 설명된 프로세서는 가속도계(28)에 의해 수집된 가속도 데이터를 미리 결정된 기준의 세트와 비교할 수 있고, 외부 디바이스(14)의 움직임 또는 진동과 연관된 가속도 데이터를 구별할 수 있을 뿐만 아니라, 프로세서는 또한, 차량(12) 및 외부 디바이스(14)의 고도를 비교할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 시스템(80)을 도시한다. 시스템(80)은 시스템(80)이 시스템의 현재 위치를 결정하기 위해 위치 수신기(82)를 포함하는 것을 제외하고, 도 1에 도시된 시스템(10)과 동일하다. 하나의 실시예에서, 위치 수신기(82)는 시스템의 위도 및 경도와 같은 현재 좌표를 결정하도록 구성된 위성 위치 확인 시스템(GPS)이다. 또 다른 실시예에서, 위치 수신기(82)는 위도 및 경도 이외에 시스템(80)의 고도를 결정할 수 있다. 외부 디바이스(14) 및 차량(12)의 각각은 위치 수신기(82)를 포함한다. 외부 디바이스(14)의 위치 수신기(82)는 적합한 통신 프로토콜을 통해 외부 디바이스(14)의 현재 위치 상세를 차량(12)으로 송신한다. 차량(12)의 위치 수신기(82)는 외부 디바이스(14)의 현재 위치 상세를 수신하고 외부 디바이스(14)의 수신된 현재 위치 상세를 차량(12)의 현재 위치 상세와 비교한다. 차량(12) 및 외부 디바이스(14)의 위치 상세 둘 모두가 일치하지 않으면, 차량(12)과 외부 디바이스(14) 사이의 양방향 통신이 디스에이블링되고 인증 프로세스가 종료된다. 일부 실시예에서, 차량(12) 및 외부 디바이스(14) 둘 모두의 현재 위치 상세를 비교하기 위해 선택적인 비교기가 제공될 수 있다. 양방향 통신은 차량(12)과 외부 디바이스(14) 사이에서 디스에이블링되고 인증 프로세스는 차량(12) 및 외부 디바이스(14)의 현재 위치 상세가 서로 일치하지 않으면 종료된다. 하나의 실시예에서, 비교기는 위치 수신기(82)에 집적될 수 있다. 다른 실시예에서, 비교기는 위치 수신기(82)에 결합될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 또 다른 시스템(100)을 도시한다. 시스템(100)은 시스템(100)이 차량(12)에 의해 생성된 자기장의 세기를 측정하도록 구성되는 것을 제외하고, 도 1에 도시된 시스템(10)과 동일하다. 묘사된 바와 같이, 차량(12)은 트랜시버(20, 22, 24, 26)와 동일한 위치에 위치된 적어도 하나의 전자석(E)을 포함한다. 일부 실시예에서, 전자석(E)은 트랜시버(20, 22, 24, 26) 내에 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전자석(E)은 트랜시버(20, 22, 24, 26)에 인접하여 배치될 수 있다. 3개의 전자석(E)이 묘사되지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 어떤 수의 전자석이 권고될 수 있다. 스마트 키(18), 얇은 클라이언트(28), 또는 어떤 적합한 디바이스와 같은 외부 디바이스(14)는 자력계와 같은 적어도 센서(92)를 포함한다. 외부 디바이스(14)를 복제하는 릴레이 공격자로부터의 패키지가 차량(12)에 의해 수신될 때, 차량(12)은 무작위로 생성된 비밀 키에 따라 세기의 변화를 포함하는 자기장을 생성한다. 외부 디바이스(14) 중 어떤 하나는 자력계(92)를 이용하여 차량(12)에 의해 생성된 자기장의 세기를 측정한다. 자력계(92)는 비밀 자기 키로 측정된 자기장을 암호화하고 암호화된 비밀 자기 키로 측정된 자기장을 다시 차량(12)으로 송신한다. 이 프로세스는 차량(12)에 근접한 외부 디바이스(14)의 실제 존재를 확인한다. 자기 지문이 외부 디바이스(14) 중 적어도 하나에 의해 식별가능하지 않거나 측정가능하지 않으면, 외부 디바이스(14)는 자기 지문을 포함하는 패키지를 수신하고 수신된 패키지가 차량(12)에 의해 송신되지 않고 오히려 공격자와 같은 또 다른 비공인 디바이스로부터 송신된다고 결정한다. 외부 디바이스(14)는 어떤 진행중인 공격을 계속 검출하고 차량(12)과의 통신을 중단한다.
상기 설명된 실시예는 예로서 도시되었으며, 이들 실시예는 다양한 수정 및 대안적인 형태에 영향을 받을 수 있음이 이해되어야 한다. 청구항이 개시된 특정한 형태로 제한되도록 의도되지 않지만, 오히려 본 발명의 사상 및 범위에 속하는 모든 수정, 등가물, 및 대안을 커버하도록 의도됨이 또한 이해되어야 한다.
본 발명의 범위 내의 실시예는 또한, 컴퓨터 실행가능한 지시 또는 데이터 구조를 운반하기 위한 또한 상기 컴퓨터 실행가능한 지시 또는 상기 데이터 구조가 저장된 비 일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 또는 기계 판독가능한 매체를 포함할 수 있다. 이러한 비 일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 또는 기계 판독가능한 매체는 범용 또는 특수 목적 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 어떤 이용가능한 매체일 수 있다. 예로서, 그리고 제한 없이, 이러한 비 일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 또는 기계 판독가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장장치, 자기 디스크 저장장치 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 컴퓨터 실행가능한 지시 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드 수단을 운반 또는 저장하기 위해 이용될 수 있는 어떤 다른 매체를 포함할 수 있다. 상기 내용의 조합은 또한, 비 일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 또는 기계 판독가능한 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.
실시예는 또한, 통신 네트워크를 통해(하드웨어에 내장된 링크, 무선 링크에 의해, 또는 그의 조합에 의해) 연결되는 로컬 및 원격 프로세싱 디바이스에 의해 동작이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실행될 수 있다.
컴퓨터 실행가능한 지시는 예를 들면, 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 특수 목적 프로세싱 디바이스로 하여금 특정 기능 또는 기능의 그룹을 수행하게 하는 지시 및 데이터를 포함한다. 컴퓨터 실행가능한 지시는 또한, 독립형 또는 네트워크 환경의 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈을 포함한다. 일반적으로, 프로그램 모듈은 특정한 동작을 수행하거나 특정한 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 구성요소, 및 데이터 구조 등을 포함한다. 컴퓨터 실행가능한 지시, 연관 데이터 구조, 및 프로그램 모듈은 본 명세서에 개시된 방법의 단계를 실행하기 위한 프로그램 코드 수단의 예를 표현한다. 이러한 실행가능한 지시 또는 연관 데이터 구조의 특정한 시퀀스는 이러한 단계에서 설명된 기능을 구현하기 위한 대응하는 행위의 예를 표현한다.
본 특허가 다양한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이들 실시예가 예시적이고 본 발명의 범위가 그들로 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 많은 변형, 수정, 부가, 및 개선이 가능하다. 더 일반적으로, 특허에 따른 실시예는 특정한 실시예의 맥락으로 설명되었다. 기능은 본 발명의 다양한 실시예에서 블록으로 상이하게 분리되거나 조합될 수 있거나 상이한 전문용어로 설명될 수 있다. 이들 및 다른 변형, 수정, 부가, 및 개선은 다음의 청구항에서 정의된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 속할 수 있다.

Claims (17)

  1. 블루투스 저 에너지(Bluetooth Low Energy; BLE) 수동 차량 액세스 제어 시스템으로서,
    차량; 및
    외부 디바이스를 구비하되,
    상기 차량은:
    제1 무선 트랜시버; 및
    무작위로 생성된 키에 기초하여 변화하는 세기 레벨을 갖는 전자기장을 생성하도록 구성되는 전자석으로서, 상기 전자석은 상기 제1 무선 트랜시버로부터 분리되는, 상기 전자석을 구비하고,
    상기 외부 디바이스는:
    상기 차량 내의 상기 제1 무선 트랜시버와 암호화된 데이터를 송신 및 수신하도록 구성되는 제2 무선 트랜시버;
    상기 제2 무선 트랜시버로부터 분리되는 자력계; 및
    상기 제1 무선 트랜시버 및 상기 자력계와 연결되는 프로세서를 구비하고,
    상기 프로세서는:
    상기 자력계를 이용하여 생성된 측정값들에 기초하여 상기 외부 디바이스에 근접한 영역에서의 전자기장 지문을 생성하고,
    상기 전자기장 지문을 암호화하도록 비밀 자기 키를 사용하여 상기 전자기장 지문을 제1 암호화된 패킷으로 상기 제1 무선 트랜시버에 전송하고,
    상기 제2 무선 트랜시버에 수신된 제2 암호화된 패킷이 상기 전자기장 지문을 포함하는 것에만 응답하여 상기 제2 암호화된 패킷이 상기 차량 내 상기 제1 무선 트랜시버로부터 송신됨을 식별하고,
    상기 제2 암호화된 패킷이 상기 전자기장 지문을 포함하지 않는 것에 응답하여 상기 제2 무선 트랜시버의 통신을 디스에이블하도록 구성되는, BLE 수동 차량 액세스 제어 시스템.
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  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 디바이스는 키/카드 디바이스 및 클라이언트 디바이스 중 적어도 하나인, BLE 수동 차량 액세스 제어 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 키/카드 디바이스는 키 포브(key fob), 키 카드, 액세스 키, 액세스 카드, 스마트 카드, 및 스마트 키인, BLE 수동 차량 액세스 제어 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 클라이언트 디바이스는 스마트 폰, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA), 태블릿, 랩탑, 휴대용 개인 컴퓨터, 패블릿(phablet), 웨어러블 디바이스, 얇은 디바이스, 두꺼운 디바이스, 엔터테인먼트 디바이스, 및 인포테인먼트 디바이스인, BLE 수동 차량 액세스 제어 시스템.
  11. 차량을 위한 액세스 제어 시스템에 사용되는 외부 디바이스로서,
    암호화된 데이터를 송신 및 수신하도록 구성되는 무선 트랜시버;
    상기 무선 트랜시버로부터 분리되는 자력계; 및
    상기 무선 트랜시버 및 상기 자력계와 연결되는 프로세서를 구비하고,
    상기 프로세서는:
    상기 자력계를 이용하여 생성된 측정값들에 기초하여 상기 외부 디바이스에 근접한 영역에서의 전자기장 지문을 생성하고,
    상기 전자기장 지문을 암호화하도록 비밀 자기 키를 사용하여 상기 전자기장 지문을 제1 암호화된 패킷으로 차량 내 다른 무선 트랜시버에 전송하고,
    상기 무선 트랜시버에 수신된 제2 암호화된 패킷이 상기 전자기장 지문을 포함하는 것에만 응답하여 상기 제2 암호화된 패킷이 상기 차량 내 다른 무선 트랜시버로부터 송신됨을 식별하고,
    상기 제2 암호화된 패킷이 상기 전자기장 지문을 포함하지 않는 것에 응답하여 상기 무선 트랜시버의 통신을 디스에이블하도록 구성되는, 외부 디바이스.
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  16. 차량을 위한 액세스 제어 시스템 내의 외부 디바이스를 작동하는 방법으로서,
    상기 외부 디바이스 내의 자력계를 이용하여 생성된 측정값들에 기초하여 상기 외부 디바이스에 근접한 영역에서의 전자기장 지문을 프로세서에 의해 생성하는 단계;
    상기 전자기장 지문을 암호화하도록 비밀 자기 키를 사용하여 상기 전자기장 지문을 제1 암호화된 패킷으로 차량 내 다른 무선 트랜시버에 상기 프로세서 및 상기 외부 디바이스 내 무선 트랜시버에 의해 전송하는 단계;
    상기 무선 트랜시버에 수신된 제2 암호화된 패킷이 상기 전자기장 지문을 포함하는 것에만 응답하여 상기 제2 암호화된 패킷이 상기 차량 내 다른 무선 트랜시버로부터 송신됨을 상기 프로세서에 의해 식별하는 단계; 및
    상기 제2 암호화된 패킷이 상기 전자기장 지문을 포함하지 않는 것에 응답하여 상기 무선 트랜시버의 통신을 상기 프로세서에 의해 디스에이블링하는 단계를 구비하는, 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 차량에 의해 생성된 자기장의 세기를 측정하는 단계;
    비밀 자기 키로 상기 자기장의 측정된 세기를 암호화하는 단계; 및
    상기 비밀 자기 키로 상기 자기장의 측정된 세기를 상기 차량에 리턴시키는 단계를 더 구비하는, 방법.
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