KR20070015413A - 차량 외부 장치의 인증 - Google Patents

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KR20070015413A
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버크하르트 쿨스
호르스트 키슬링
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바이에리셰 모토렌 베르케 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 세부적으로 제어 유닛을 포함하는 자동차의 버스 시스템으로 차량 외부 장치를 인증하는 방법에 관한 것이다. 제어 유닛에 저장된 순차 제어 시스템이 조작되는 것을 효율적이고 경제적으로 방지하기 위해, 인증 장치가 버스 시스템으로 제공되는 것과, 상기 인증 장치가 인증 요청을 차량 외부 장치로 전송하는 것과, 차량 외부 장치가 상기 인증 요청에 한 쌍의 비대칭 키(특히 공개 키의 한 쌍이 바람직하다) 중 하나인 비밀 키로 서명하여 상기 서명된 인증 요청, 또는 서명만을 인증 장치로 전송하는 것과, 차량 외부 장치와 동일한 알고리즘을 사용하여 상기 인증 장치가 인증 요청의 서명을 판단하는 것과, 상기 차량 외부 장치에 의해 전송되는 서명을 상기 비밀 키와 상보 관계인 공개 키를 이용하여 디코딩하여 상기 판단된 서명을 상기 전송된 서명과 비교하는 것이 제안된다.

Description

차량 외부 장치의 인증{AUTHENTICATION OF A VEHICLE-EXTERNAL DEVICE}
본 발명은 청구항 제 1 항에서 나타난 바와 같이, 제어 유닛을 포함하는 자동차의 버스 시스템에서 차량 외부 장치를 인증하기 위한 방법에 관한 것이다.
제어 유닛에 저장되는, 더 자세히 말하자면 프로세서에 의해 실행되어, 상기 제어 유닛으로 제공되는 소프트웨어에 저장되는 순차 제어 시스템(sequence control system)이 조작되는 것을 방지하기 위해, 상기 제어 유닛으로의 액세스의 인증을 모니터링하는 것이 중요하다. 상기 인증은 암호 수단에 따라 다양할 수 있다.
대응하는 암호 수단의 실행이 컨트롤 유닛의 프로세서와, 컨트롤 유닛의 다른 하드웨어 구성요소에 과부하를 주고, 더 많은 전력을 소모하여, 그에 따라 컨트롤 유닛이 비경제적이 된다는 것을 단점으로 들 수 있다. 자동차의 컨트롤 유닛의 경우에서와 같이, 여러 번 사용되는 제품에서 이는 특히 크게 영향을 준다.
본 발명의 목적은, 제어 유닛에 저장되는 순차 제어 시스템(sequence control system)이 조작되는 것을 방지하는 특히 효율적이고 경제적인 방법을 제공하는 것이다.
이러한 문제는 청구항 제 1 항에서 공개된 방법에 의해, 그리고 그 종속 청 구항의 장치에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항에서 다루고 있다.
제어 유닛을 포함하는 자동차의 버스 시스템에서 차량 외부 장치를 인증하기 위한 본 발명의 방법의 주요 특징은, 다음의 수단을 실행하는 것을 포함한다. 제 1 단계에서, 버스 시스템으로 제공되는 인증 장치(authentication device)가 인증 요청(authentication request)을 차량 외부 장치로 전송한다.
차량 외부 장치가 인증 요청(authentication request)에, 비대칭 한 쌍의 키(특히 공개 키 한 쌍) 중 비밀 키를 이용하여 서명하고, 서명된 인증 요청(authentication request)을 인증 장치(authentication device)로 전송하거나, 서명을 인증 장치(authentication device)로 전송한다(이 두 가지는 배타적으로 이뤄진다.).
인증 요청은 랜덤 숫자, 또는 그와 유사한 것이 바람직하며, 이는 인증 장치 유닛에서 생성되며, 단 한 번만 생성된다. 상기 인증 장치는, 한 쌍의 공개 키들 중 공개 키로 액세스하는 공개 키 방법을 수행하는 중앙 제어 유닛인 것이 바람직하다.
상기 인증 장치는 차량 외부 장치와 동일한 알고리즘을 사용하여 상기 인증 요청의 서명을 판단한 후, 비밀 키와 상보 관계인 공개 키를 사용하여 차량 외부 장치에 의해 전송된 서명을 디코딩하고, 판단된 서명을 상기 전송된 서명과 비교한다.
본 발명의 하나의 설계안은, 서명의 비교 결과가 승인(positive)일 경우, 즉 상기 서명이 일치되는 경우, 차량 외부 장치가 인증 장치를 경유하여 하나 이상의 제어 유닛의 저장소를 기록/판독 액세스할 수 있다는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의해, 차량 외부 장치는 새로운 순차 제어 시스템, 더 자세히 말하자면 소프트웨어를 갖는, 또는 활성화 코드를 갖는 하나 이상의 제어 유닛의 저장소를 제공할 수 있다. 이러한 새로운 순차 제어 시스템은, 소프트웨어의 문제점을 해결하고, 제어 유닛의 부가적인 동작 기능을 구현한 점에서, 특히 이전 순차 제어 시스템에 대하여 업데이트된 순차 제어 시스템일 수 있다. 상기 새로운 순차 제어 시스템은 제어 유닛에 이미 저장되어 있는 순차 제어 시스템에 대하여, 추가로 제어 유닛의 특정한 부가 기능을 구현하는 것일 수 있다.
활성화 코드는 특정 데이터에 존재할 수 있으며, 상기 코드(특히 시간에 제약받음)는 순차 제어 시스템을 활성화시킨다, 더 자세히 말하자면 제어 유닛이나 또는 차량의 또 다른 위치에서 실행되는 소프트웨어를 활성화시킨다.
즉, 상기 순차 제어 시스템, 더 자세히 말하자면 차량에 이미 저장된 소프트웨어는 활성화 코드가 차량을 동작 상태로 만들고 나서 실행된다.
본 발명의 대안적 실시예나 부가적인 실시예에서, 제어 유닛을 인증하기 위해, 더 자세히 말하자면 인증된 제어 유닛이 버스 시스템 내에 있는지를 테스트하기 위해 다음의 수단이 제공된다. 제 1 단계에서, 자동차의 다수의 제어 유닛들 중 제 1 제어 유닛은 인증 요청(authentication request)을 버스 시스템을 통해 인증 장치(authentication device)로 전송한다.
인증 요청(authentication request)은 랜덤 숫자, 또는 그와 유사한 것이 바람직하며, 이는 제어 유닛에서 생성되며, 단 한 번 생성된다. 상기 인증 장치(authentication device)는, 대칭적 암호 키를 액세스하는 방식으로 설계되며, 대칭 암호 방법을 수행할 수 있다.
대칭 암호 방법의 실행은 리소스를 이용하며, 특히 프로세서, 또는 제어 유닛, 또는 인증 장치(authentication device) 중 하나를 비대칭 방법에서보다 상당히 더 적게 이용하여, 본 발명을 적용함에 있어, 인증 장치에 관련된 차량에서의 제어 유닛의 인증이 명백히 더 합리적인 비용으로 구현될 수 있다.
인증 장치는 제 1 대칭 키를 사용하여 인증 요청(authentication request)에 서명하고, 상기 서명된 인증 요청(authentication request)을, 또는 서명만을 상기 제 1 제어 유닛으로 전송한다. 서명하기, 더 자세히는 서명의 생성은, 해쉬 알고리즘(hash algorithm)을 인증 요청(더 자세히 말하자면 인증 데이터)에 적용함으로써 발생한다. 상기 해쉬 알고리즘에 의해, 특정 인증 데이터의 특성인 해쉬 값(hash value)이 제공된다. 상기 해쉬 값(hash value)은 제 1 대칭 키를 이용하여 인코딩되고, 상기 인코딩된 해쉬 값(hash value)이 인증 요청에 부착된다, 더 자세히 말하자면 인증 데이터에 부착되고, 상기 인증 요청과 함께 상기 제 1 제어 유닛으로 전송된다. 또는, 서명과, 인코딩된 해쉬 값 중 하나만 상기 제 1 제어 유닛으로 전송될 수 있다. 왜냐하면 상기 인증 요청이 제 1 제어 유닛에 생성되어, 이미 존재하고 있기 때문이다.
대칭 키를 인증 요청에 적용함으로써, 상기 제 1 제어 유닛은 전송되어 온 서명을, 상기 제 1 제어 유닛에 의해 판단된 서명과 비교한다. 제 1 제어 유닛에 의해 서명이 판단될 수 있고, 이때, 서명을 판단하기 위해 인증 장치에 의하여 인증 요청으로 적용되는 것과 동일한 해쉬 알고리즘이 상기 제 1 제어 유닛에 의해 인증 요청으로 적용된다. 그 결과가 해쉬 값이다. 이러한 해쉬 값, 또는 대칭 키를 사용하여 상기 해쉬 값을 기반으로 생성되는 서명은, 전송된 서명, 또는 대칭 키를 사용함으로써 상기 전송된 서명으로부터 얻어진 해쉬 값과 비교된다.
서명, 또는 해쉬 값의 비교 결과가 승인일 경우, 즉 서명, 또는 해쉬 값이 일치되는 경우, 제 1 제어 유닛과 인증 장치는 상호 인증된다고 여겨진다. 즉, 제어 유닛에 대하여 상기 인증 장치가 적합하다고 여겨진다, 즉 인증된다. 그 반대의 경우도 가능하다. 상대적으로, 비교결과가 승인인 경우(일치되는 경우), 제 1 제어 유닛이 동작을 시작하는 것이 바람직하다. 대안예, 또는 추가예로서, 인증 장치는 제 1 제어 유닛의 전자 저장소로의 판독/기록 액세스를 부여받는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의해, 버스 시스템의 나머지 제어 유닛 중 하나 이상이, 앞서 언급된 인증 장치를 이용하는 인증 방식으로 실행된다. 이러한 수단을 이용함으로써, 인증 받지 못한 제어 유닛, 또는 버스 시스템의 인증 받지 못한 장치가 존재하는 지의 여부가 체크될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 인증 장치에 관련된 제어 유닛의 인증이 번갈아서 수행된다. 이에 따라서 필요한 하드웨어 리소스가 감소된다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 버스 시스템의 모든 제어 유닛이 명백한 범위 까지 본 발명의 방법을 실행하면, 자동차가 시동될 수 있다. 이러한 방식으로, 버스 시스템의 작동 신뢰도, 또는 버스 사용 기기의 호환도가 보장될 수 있다. 마찬가지로, 엔진 이모빌라이저 시스템이 버스 시스템으로 통합되거나, 제어 유닛으로 통합될 때, 이러한 수단은 본 발명의 버스 시스템을 탑재한 자동차에 대하여 도난-방지 보호를 향상시킨다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 차량의 시동 전에, 바람직하게는 차량의 문을 연 다음에, 인증 방법의 실행이 수행된다. 이러한 수단을 이용하여, 신뢰성, 호환성 등은 한 번이 아니라 주기적으로 체크된다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 본 발명의 인증 방법은, 차량이 동작 상태가 되도록, 차량이 시동되었을 때 유효 상태여야 하는 제어 유닛만을 대상으로, 차량의 시동 전에 수행되며, 원할 경우, 짧은 리드 타임을 가질 수 있다. 그 후, 자동차의 시작 프로세스를 저해하지 않고, 차량의 시작 절차가 지난 후, 본 발명의 인증 방법이 나머지 제어 유닛에 대하여 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 인증 방법을 수행함에 있어, 모든 제어 유닛은 동일한 대칭 키를 사용한다. 이러한 수단은 키 관리를 간편하게 해주며, 부가적으로 차량의 관련 제어 유닛이 각각에 대하여 이러한 방식으로 할당된다는 이점을 갖는다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 대칭 키는 차량 별로 다르며, 본 발명의 인증 방법을 수행함에 있어서, 제 1 차량의 제어 유닛이 제 1 대칭 키를 액세스하고, 본 방법을 수행함에 있어서, 제 2 차량의 동일한 제어 유닛은 제 2 대칭 키를 액세스 한다, 더 자세히 말하자면 제 2 대칭 키를 사용한다.
오직 인증 장치와 제어 유닛에 의해서만 판독될 수 있는 방식으로 상기 대칭 키가 버스 시스템으로 하우징되는 것이 바람직하다. 즉, 비밀로 유지되며, 인증 받지 않은 방식으로는 변경될 수 없음을 의미한다. 본 발명의 하나의 설계안에서, 대칭 키는 외부에서 판독할 수 없고, 변경될 수 없는 각각의 제어 유닛의 부트 영역에 저장되고, 인증 장치에서 이에 대응하는 영역에 저장된다.
대칭 키는 차량 별로 다양하기 때문에, 특정 차량의 대칭 키가 노출되는 것은 비교적 안전하다. 물론, 동일한 모델인 모든 차량에 맞는 대칭 키가 노출될 경우, 상황은 완전히 다를 것이다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 본 발명의 방법이 반대 방향으로 운용된다. 즉, 인증 장치가 인증 요청을 제 1 제어 유닛으로 전송하고, 상기 제 1 제어 유닛은 제 1 대칭 키를 이용하여 상기 인증 요청에 서명하고, 상기 서명된 인증 요청을 인증 장치로 전송한다.
이때, 비교가 제어 유닛에서 인증 장치로 이동되어 나타난다. 이는 리소스 중 각각의 제어 유닛으로의 비중을 감소시키고, 상기 리소스를 이용하여 인증 장치에 부하를 줌으로써 이뤄진다. 리소스의 단일 부하와 비교하여, 리소스의 반복되는 분배에 의해, 하드웨어의 비용 절약이 야기된다.
본 발명은 제어 유닛을 갖는 자동차의 버스 시스템을 가능하게 한다. 이러한 버스 시스템은 인증 장치를 갖는다. 본 발명에 따르는 방법이 상기 버스 시스템에서 수행된다. 덧붙이자면, 본 발명은 제어 유닛을 포함하는 자동차의 버스 시스템 으로 차량 외부 장치를 인증하는 컴퓨터 프로그램 프로덕트를 가능하게 하며, 상기 컴퓨터 프로그램 프로덕트에 의해, 다음의 청구범위에 따르는 방법이 실행될 수 있다.

Claims (12)

  1. 제어 유닛을 포함하는 자동차의 버스 시스템으로 차량 외부 장치를 인증하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은
    버스 시스템으로 인증 장치(authentication device)를 제공하는 단계,
    상기 인증 장치(authentication device)가 상기 차량 외부 장치로 인증 요청(authentication request)을 전송하는 단계,
    상기 차량 외부 장치가, 한 쌍의 비대칭 키 중 비밀 키를 이용하여 상기 인증 요청(authentication request)에 서명하여, 상기 서명된 인증 요청(authentication request), 또는 상기 서명을 상기 인증 장치(authentication device)로 전송하는 단계로서, 이때 상기 한 쌍의 비대칭 키는 한 쌍의 공개 키인 단계,
    상기 인증 장치(authentication device)가 상기 차량 외부 장치와 동일한 알고리즘을 사용하여, 상기 인증 요청(authentication request)의 서명을 판단하는 단계, 그리고
    상기 차량 외부 장치에 의해 전송된 서명을 공개 키를 이용하여 디코딩하고, 상기 판단된 서명을 전송된 서명과 비교하는 단계로서, 상기 공개 키는 비밀 키에 상보적인 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 외부 장치를 인증하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 승인이 된 비교, 즉 일치의 경우에서, 차량 외부 장치가 인증 장치(authentication device)를 거쳐서 하나 이상의 제어 유닛의 저장소를 기록/판독 액세스할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 외부 장치를 인증하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제어 유닛을 인증하기 위해, 제 1 제어 유닛이 인증 요청(authentication request)을 상기 인증 장치로 전송하는 단계,
    제 1 대칭 키를 이용하여 인증 장치가 상기 인증 요청(authentication request)에 서명하고, 상기 서명된 인증 요청을, 또는 서명만을 상기 제 1 제어 유닛으로 전송하는 단계,
    상기 대칭 키를 상기 인증 요청에 적용함으로써, 상기 제 1 유닛은 전송된 인증 요청의 서명을, 상기 제 1 제어 유닛에 의해 판단된 서명과 비교하는 단계,
    상기 제 1 대칭 키를 사용하여, 상기 제 1 제어 유닛은 전송된 인증 요청의 서명을 디코딩하여, 제 1 해쉬 값(hash value)이 획득되고, 상기 제 1 제어 유닛이 해쉬 알고리즘을 상기 인증 요청에 적용하여 그에 따라 제 2 해쉬 값이 획득되는 단계, 그리고
    서명, 또는 해쉬 값의 비교 결과가 승인인 경우, 즉 상기 서명, 또는 해쉬 값이 일치할 경우, 상기 제 1 제어 유닛이 동작 상태가 되는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 외부 장치를 인증하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 버스 시스템의 나머지 제어 유닛 중 하나 이상의 제어 유닛이, 청구항 제 3 항에 따르는 인증하기 위한 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 외부 장치를 인증하기 위한 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 버스 시스템의 모든 제어 유닛이, 청구항 제 3 항에 따르는 인증하기 위한 방법을 실행하고, 비교를 통해 승인 결과를 얻은 후에 자동차가 시동될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 외부 장치를 인증하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인증 방법의 실행은 차량이 시동되기 전에 수행되는 것을 특징으로 하며, 상기 차량이 시동되기 전은 차량의 문의 열린 후임을 특징으로 하는 차량 외부 장치를 인증하기 위한 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 제어 유닛은, 청구항 제 3 항에 따르는 인증 방법을 수행함에 있어, 동일한 대칭 키를 사용하는 것을 특징으로 하는 차량 외부 장치를 인증하기 위한 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 대칭 키는 차량마다 다르며, 청구항 제 3 항에 따르는 방법을 수행함에 있어, 제 1 차량의 제어 유닛은 제 1 대 칭 키를 사용하며, 청구항 제 3 항에 따르는 방법을 수행함에 있어, 제 2 차량의 동일한 제어 유닛은 제 2 대칭 키를 사용하는 것을 특징으로 하는 차량 외부 장치를 인증하기 위한 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 청구항 제 3 항에 따르는 방법이 역-방향으로 실행되며, 즉, 상기 인증 장치가 인증 요청을 상기 제 1 제어 유닛으로 전송하고, 상기 제 1 제어 유닛이 상기 제 1 대칭 키를 이용하여 상기 인증 요청에 서명하고, 상기 서명된 인증 요청을, 또는 서명만을 상기 인증 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량 외부 장치를 인증하기 위한 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 청구항 제 1 항에 따르는 방법이 역-방향으로 실행되며, 즉, 차량-외부 장치가 인증 장치에 의해 수행되는 수단을 실행시키며, 상기 인증 장치는 상기 차량-외부 장치에 의해 수행되는 수단을 실행시키는 것을 특징으로 하는 차량 외부 장치를 인증하기 위한 방법.
  11. 제어 유닛을 포함하는 자동차의 버스 시스템에 있어서, 상기 버스 시스템은 인증 장치를 포함하며, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따르는 방법이 상기 버스 시스템에서 수행됨을 특징으로 하는 자동차의 버스 시스템.
  12. 제어 유닛을 포함하는 자동차의 버스 시스템으로 차량-외부 장치를 인증하기 위한 컴퓨터 판독형 매체에 있어서, 상기 컴퓨터 판독형 매체는 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따르는 방법을 실행시키는 것을 특징으로 하는 차량-외부 장치를 인증하기 위한 컴퓨터 판독형 매체.
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