WO2016180724A1 - Zugangs- und fahrberechtigungssystem mit ortung eines berechtigungsmittels durch schallbasierte signallaufzeitmessung - Google Patents

Zugangs- und fahrberechtigungssystem mit ortung eines berechtigungsmittels durch schallbasierte signallaufzeitmessung Download PDF

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WO2016180724A1
WO2016180724A1 PCT/EP2016/060168 EP2016060168W WO2016180724A1 WO 2016180724 A1 WO2016180724 A1 WO 2016180724A1 EP 2016060168 W EP2016060168 W EP 2016060168W WO 2016180724 A1 WO2016180724 A1 WO 2016180724A1
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sound wave
signal
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Weghaus LUDGER
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Hella Kgaa Hueck & Co.
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    • B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/24—Means to switch the anti-theft system on or off using electronic identifiers containing a code not memorised by the user
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • G07C2009/00801—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys with data transmission performed by wireless means by acoustic waves

Definitions

  • the invention relates to an authorization system for vehicles, which has at least one authentication element for detecting and / or generating a sound wave and a device for generating and / or detecting a sound wave.
  • the invention relates to a method for position control with a
  • the vehicle sends a faint signal with a range of a few meters, which receives the credential.
  • the authorization means then sends a signal to the vehicle which uses the vehicle to decide whether it is an authorized authorization means and whether access authorizations based thereon can be implemented.
  • authorization systems thus no longer require conscious user interaction with the authorization means, but only check whether the authorization means is in the immediate vicinity of the car in the immediate vicinity of the car - in the case of access - or in the car - in the event of authorization a driving authorization - is.
  • attack scenarios which rely on special features of the associated technologies, come to the fore.
  • attack scenarios are now known in which the associated radio link of the authorization system or the radio link between the key and the vehicle is extended. These are so-called relay attacks or relay station atacks (RSA).
  • RSA relay station atacks
  • the signal of the vehicle is forwarded or extended to the authorization means by means of an antenna pair.
  • One antenna / relay station must be close to the vehicle (typically less than 2 meters) and the other antenna / relay station close to the authorized authority (typically less than 2 meters).
  • the distance between the two relay stations (radio link extension stations) can be very large and is only dependent on the specific implementation of the relay stations whose goal is typically criminal in nature and in which one also can not assume that regulatory provisions have a limiting effect.
  • the vehicle may be opened by means of a relay attack, although the associated authorization means is outside the usual distance for an opening or driving authorization of the vehicle.
  • the invention is therefore based on the object to provide an authorization system for vehicles and a method for position control with an authorization system in which with little technical effort and easily a relay attack can be prevented and the overall concept of keyless entry systems for a user is maintained ,
  • an authorization system for vehicles has at least one authentication element for detecting and / or generating a sound wave and a device for generating and / or detecting a sound wave.
  • Sound wave a sound, a sound, a sound, a bang as it can be audibly perceived by humans with the hearing, thus the ear brain system, but also by animals. Sound or a sound wave propagates in the form of the smallest fluctuations in pressure and density in an elastic medium (gases, liquids, solids).
  • the authentication element is preferably a key, a keyless go device for a vehicle or a keyless entry key. But it is also possible that the authentication element is realized with a mobile device, such as a mobile phone, a tablet, a notebook and / or another mobile or portable device.
  • the authentication element has a radio interface for transmitting and / or receiving an authentication signal, and preferably a sound element for detecting and / or generating a sound wave.
  • a radio link can be established via the radio interface and, on the other hand, a sound wave or sound can be detected and generated by the authentication element.
  • the use of sound takes into account the existing sensor / actuator infrastructure at z. B. a mobile phone and is therefore suitable for a wide range of authorization means or authentication elements.
  • the device is arranged on the vehicle side, in particular in and / or on an automobile.
  • the device is connected to the vehicle and can be used, for example, to open this and / or start.
  • the device has at least one sound device for generating and / or detecting a sound wave and preferably a radio device for transmitting and receiving an authentication signal.
  • the at least one sound device generates an authentication signal by means of a sound wave, in order to preferably transmit the authentication signal to the authentication element.
  • the device is thus enabled to actively generate a sound wave, in particular as an authentication signal.
  • a radio connection can be established by means of the radio device in order to communicate or to exchange data.
  • the sound device may be the engine of a vehicle and / or a loudspeaker and / or an electrically controllable seat and / or an electrically controllable door and / or an electrically controllable sunroof and / or an electrically controllable disk.
  • the sound element generates an authentication signal by means of a sound wave in order to transmit the authentication signal to the device.
  • a sound wave of Authenti fikationselements be generated and transmitted. This allows, for example, a communication of authentication element and device in both directions. Also, bidirectional communication is conceivable.
  • the sound element of the authentication element for detecting and / or generating a sound wave has at least one electroacoustic sound transducer. Because with the aid of a sound transducer, it is possible that preferably a sound wave can be generated and / or detected. Thus, therefore, a sound wave can be transferred with little effort into an electrical signal.
  • the sound element or the electroacoustic sound transducer may be a loudspeaker and / or a microphone.
  • the at least one sound device of the device for generating and / or detecting a sound wave has at least one electroacoustic sound transducer. Consequently, it is also with the help of at least an electro-acoustic transducer possible that a sound wave can be generated and / or detected. Consequently, the device can convert a sound wave with little technical effort into an electrical signal and an electrical signal into a sound wave.
  • the device has a control device, in particular a control electronics, which is preferably connected to the at least one sound device and / or to the radio device.
  • the control device is enabled to control and instruct the at least one sound device and the radio device.
  • control device has a function logic for processing authentication signals and a signal generation and detection device for generating and / or detecting a sound wave.
  • the tasks of the control device can be distributed to individual sub-elements, which are specialized in the respective task. This makes it possible to handle the individual control tasks of the control device faster and more effective.
  • the authentication element further comprises a signal processing and forwarding device, which is preferably connected to the sound element and / or to the radio interface.
  • the sound wave generated arrives after the detection by the sound element of the authentication element, preferably as a digital signal, from the authentication element to the device.
  • a generated, preferably obtained as a digital signal, authentication signal after detection by the radio interface of the authentication element as sound wave from the authentication element to the device arrive or be transmitted.
  • This communication via radio interface and radio device preferably in the form of digital signals or data, is preferably encrypted.
  • the communication of sound element and the at least one sound device in the form of sound can be encrypted.
  • control device can control the at least one sound device in order to generate and / or detect a sound wave. More specifically shown, it is advantageous if the function logic via the signal generation and detection device controls the at least one sound device to generate a predetermined and / or random authentication signal as a sound wave and / or to detect a sound wave. In this way, the control device or the functional logic can instruct the at least one sound device to output an authentication signal in the form of a sound wave or to detect a sound wave.
  • control device in particular the functional logic, converts the sound wave detected by the at least one sound device into an authentication signal.
  • the control device in particular the functional logic, converts an authentication signal into a sound wave by means of the at least one sound device.
  • the control device in particular the functional logic, both a sound wave, so preferably pressure fluctuations in air, in an authentication signal, so preferably a digital signal to convert and vice versa.
  • the signal processing and forwarding means of the authentication element can control the sound element in order to generate and / or detect a sound wave, in particular in order to generate and / or detect a predetermined and / or random authentication signal as a sound wave.
  • the signal processing and routing device is able to generate both authentication signals and a sound wave. In this way, therefore, the signal processing and -weiter eins founded instruct the sound element to issue an authentication signal in the form of a sound wave or to detect a sound wave.
  • a signal can be generated as the sound wave by means of the predetermined and / or random authentication signal which is formed differently each time they are generated. Thus, effective protection for foreign access can be provided.
  • the signal processing and forwarding device converts a sound wave detected by the sound element into an authentication signal.
  • the reverse order is also possible, namely that the signal processing and forwarding device preferably converts an authentification signal detected by the radio interface into a sound wave by means of the acoustic element.
  • the signal processing and - forwarding device both convert an authentication signal into a sound wave and vice versa.
  • the authorization system comprises at least one authentication element for detecting and / or generating a sound wave and a device for generating and / or detecting a sound wave.
  • the method preferably comprises the following steps:
  • a preferred step comprises generating authentication signals in the form of a sound wave through the device. This allows an authentication signal in a nem elastic medium (gas, liquid, solid) are generated and transported or spread.
  • a nem elastic medium gas, liquid, solid
  • Another preferred step comprises detecting the authentication signals by the authentication element.
  • the signals generated by the device can be received by the authentication element, in particular if the authentication element is located within a room in or on which the device is arranged, so that a sound wave can be received simply and optimally.
  • the method comprises transmitting the detected authentication signals from the authentication element to the device.
  • the signals received or detected by the authentication element return to the device.
  • Another preferred step comprises comparing the generated authentication signals with the detected authentication signals in the device. Thus, a verification can be made as to whether the authentication signals correspond to one another and whether the authentication element is positioned in the vicinity or in the area of the sound propagation of the device.
  • a function in particular the permission to move a vehicle or an access authorization for a vehicle, is unlocked.
  • a positive authentication or verification can have a direct effect on a vehicle.
  • a safety function in particular an acoustic and / or visual warning
  • This can alert the device to unauthorized access.
  • a driving authorization for a vehicle can be withdrawn and appropriate measures can be initiated, such.
  • Another preferred step involves synchronizing the time between the authentication element and the device.
  • detection of detection of authentication signals as a function of the synchronized time.
  • an exact detection of a sound wave as a function of time can preferably be ensured with the synchronized time, so that z. B. waves and valleys of a sound wave can be detected exactly over time.
  • the step of comparing also includes a comparison of the generated authentication signals with the detected authentication signals as a function of time.
  • another parameter can be used for the comparison in order to make a position control effective.
  • the detected sound wave or the detected authentication signal coincides with the generated, but the temporal offset of the sound wave between detected and generated authentication signal exceeds a determinable value, so z. B. a relay attack recognizable.
  • the duration of the sound wave and thus the distance between the authentication element and the device can be determined with the aid of comparison as a function of time. Because in contrast to electromagnetic waves, sound waves in air only propagate at 34cm / ms. As a result, simple and inexpensive components can be used for the realization.
  • a successful authentication is preferably present within a defined or definable area, wherein preferably a function, in particular the permission to move a vehicle or an access authorization for a vehicle, is released.
  • a function in particular the permission to move a vehicle or an access authorization for a vehicle.
  • step of generating authentication signals in the form of a sound wave it is advantageous if it comprises driving the at least one sound device of the device in order to generate sound or a sound wave.
  • driving the at least one sound device of the device in order to generate sound or a sound wave.
  • the detection of the authentication signals comprises detection by the signal processing and forwarding device of the authentication element by means of the acoustic element.
  • individual tasks of the authentication element can be distributed to separate subdevices, such as the signal processing and forwarding device, whereby the processing speed of the signals and thus of the entire authentication element can be increased.
  • the transmission of the detected authentication signals comprises the transmission from the signal processing and forwarding device to the control device, in particular to the functional logic, via a radio link of radio interface and radio device.
  • the authentication element can transmit the authentication signals as a digital signal to the device.
  • the comparison of the generated authentication signals with the detected authentication signals comprises the comparison of the signals in the control device, in particular in the functional logic.
  • the signal generated by the device can be compared with the signal detected by the authentication element. It is also preferred that the following three steps are carried out alternatively or in addition to the above-mentioned generating, detecting and / or transmitting steps.
  • a further preferred step comprises generating authentication signals in the form of a sound wave by the authentication element.
  • a further or alternative parameter for authentication can be created, which makes the method for position control safer or more effective.
  • the authentication element in addition to or as an alternative to the generation of authentication signals by the device, the authentication element can now also generate authentication signals.
  • a step comprises detection of authentication signals by the device. This additionally or alternatively allows sound to be detected by the device generated by the authentication element.
  • transmission of the generated authentication signals from the authentication element to the device is preferred.
  • a communication in both directions is thus possible, so from the device to the authentication element and vice versa.
  • a bidirectional communication is possible.
  • another parameter can be created, which can be used for position control of authentication element and device.
  • the step of generating authentication signals in the form of a sound wave in particular by the authentication element, it is advantageous if it comprises a control of the acoustic element of the authentication element in order to preferably generate sound.
  • sound or a sound wave can be generated in a simple manner by means of a sound element.
  • the detection of the authentication signals comprises detection by the signal generation and detection device of the device by means of the at least one sound device.
  • individual tasks of the device may be distributed to separate subdevices, such as the signal generation and detection device, whereby the processing speed of the signals, and thus the overall device, may be increased. Also, therefore, the device can both generate and detect authentication signals.
  • the transmission of the authentication signals generated as a sound wave comprises transmitting from the signal processing and forwarding device, in particular from the sound element, to the at least one sound device, in particular to the functional logic. In this way, a sound wave generated by the authentication element can be sent or transmitted to the device.
  • the comparison of the generated authentication signals with the detected authentication signals comprises the comparison of the signals in the control device, in particular in the functional logic.
  • the signal generated by the authentication element can be compared with the signal or authentication signal detected by the device.
  • the preferred step of connecting includes connecting the device to the authentication element by establishing a radio connection.
  • a radio link between the device and the authentication element can be established, for example, to send signals, in particular digital, from one to the other by radio.
  • the synchronizing step comprises synchronizing the time between the authentication element and the device via the existing radio link. dung.
  • the clocks or the time recording runs synchronously.
  • the step of activating comprises activating the acoustic element of the authentication element. This makes it possible to provide the sound element with energy only when it is needed. As a result, for example, the life of a battery in the authentication element can be extended.
  • the step of connecting the device to the authentication element it is advantageous if it comprises connecting the control device of the device to the signal processing and forwarding device of the authentication element by establishing a radio connection between the radio interface of the authentication element and the radio device of the device.
  • the authentication element and the device can communicate with one another via radio and, for example, exchange data and / or signals or authentication signals, in particular in the form of a sound wave and / or in the form of a radio signal.
  • the connection of the control device to the radio interface is initiated by activating a trigger element of the device.
  • the device preferably has a trigger element.
  • the trigger element can be used to initiate a radio connection without it being permanently attempted to build up.
  • the synchronization of the time between the authentication element and the device comprises a synchronization of the time between the functional logic of the device and the signal processing and forwarding device of the authentication element via the existing radio link.
  • the functional logic and the signal processing and routing device take over the time synchronization, whereby preferably the time expires in both the same.
  • the clocks are compared and matched.
  • the activation of the acoustic element of the authentication element comprises activation of the acoustic element by the signal processing and forwarding device.
  • the sound element can be selectively controlled in order to save in the case of no wireless connection, for example, energy in the authentication element.
  • the at least one sound device and / or the sound element is started at a defined point in time.
  • the starting time at which the production is started can be determined exactly, whereby the sound wave or the sound is preferably detected with reference to this defined time or definable starting time.
  • the signal processing and forwarding device detects the authentication signals detected by the sound element as a function of the synchronized time.
  • an exact detection of the sound wave as a function of time can preferably be ensured in combination with the synchronization of the time.
  • a transit time measurement between the authentication element and device is possible.
  • the signal generation and detection device detects the authentication signals detected by the at least one sound device as a function of the synchronized time.
  • accurate detection of the sound wave as a function of time can preferably also be ensured here in combination with the synchronization of the time.
  • This makes a transit time measurement between device and device possible. In other words, a reference value for the propagation velocity of a sound wave through the device can thereby be generated.
  • it is favorable if the detection of authentication signals takes place within a predetermined time window. Thus, it is predeterminable in which period of time a sound wave is to be detected.
  • the step of comparing also comprises a comparison of the detected authentication signals with the generated authentication signals as a function of time in order to determine the transit time of the sound wave and thus the distance between the authentication element and the device.
  • another parameter can be used for the comparison in order to make a position control effective. For if the detected sound wave coincides with the generated, but the temporal offset of the sound wave between detected and generated authentication signal exceeds a determinable value, so z. B. a relay attack recognizable.
  • the duration of the sound wave and thus the distance between the authentication element and the device can be determined by means of comparison as a function of time.
  • the step of generating authentication signals comprises a determinable variation in the time, amplitude and / or frequency of the sound wave generated by the at least one sound device or by the sound element.
  • sound or a sound wave as an authentication signal may have a modulation in terms of time, amplitude and frequency, whereby a plurality of different authentication signals to be generated is possible.
  • the step of transmitting the authentication signals comprises encryption and / or compression of the authentication signals.
  • another protection mechanism against manipulation can be implemented in the method according to the invention.
  • both signals match, if the detected authentication signals lie within a definable tolerance range around the generated authentication signals.
  • this tolerance should be kept small to increase security against attacks.
  • the sound element of the authentication element is deactivated by the signal processing and forwarding device. This also saves energy, especially in the authentication element, whereby the life of the power supply, in particular a battery is increased in the authentication element.
  • the at least one sound device comprises a first and a second sound device. In this way, both a sound wave can be generated and recorded with the at least one sound device.
  • the generation of authentication signals in the form of a sound wave comprises a driving of the first sound device of the device.
  • the detection of authentication signals comprises detection by the signal generation and detection device of the device with the aid of the second sound device.
  • a generated sound wave can be detected, in particular by the second sound device.
  • the transmission of the detected authentication signals comprises the transmission of the second sound device to the function logic via the signal generation and detection device.
  • the authentication signal or the authentication signals in a simple way back to Get functional logic to be compared there.
  • a reference value can be made available for verification with the authentication signal of the authentication element, since this makes it possible to calculate a transit time for the sound wave between the first and second sound device as a function of environmental influences.
  • radio interface and / or the radio operate in the 434 / 315MHz or 2.4GHz ISM band, whereby in realization of the
  • Authentication element as a mobile phone preferably the Bluetooth low energy interface is used.
  • the authentication element is located inside a vehicle, at or in which the device is arranged.
  • the authentication element is arranged in a vehicle on which the device is likewise arranged. In other words, it is favorable when the authentication element is located in a vehicle interior to a sound wave from the at least one
  • Sound device to detect the device, wherein preferably the device is also disposed on the vehicle or in the vehicle interior.
  • RSA Relay Attack
  • digital signals or authentication signals are advantageously transmitted or sent and transmitted between the radio device and the radio interface, preferably sound or sound waves preferably being sent and sent as authentication signals between the sound element and the at least one sound device.
  • FIG. 1 shows an authorization system with an authentication element and with a device
  • Fig. 2 shows a method for position control.
  • FIG. 1 shows an authorization system 30 for vehicles, which has an authentication element 1 and a device 10. Both with the authentication element 1 and with the device 10, sound or a sound wave can be generated.
  • the authentication element 1 is configured as a key or key-less device for a vehicle 20 and has a radio interface 2 for Transmitting and / or receiving an authentication signal and a sound element 3 for detecting and / or generating a sound wave.
  • the sound element 3 of the authentication element 1 has an electro-acoustic sound transducer. This allows sound or a sound wave to be detected, which acts on the authentication element 1 or to which the authentication element 1 is exposed. Also, by means of the electroacoustic transducer actively a sound wave can be generated.
  • the authentication element 1 has a signal processing and - forwarding device 4. This is connected to both the sound element 3 and the radio interface 2. Furthermore, with the aid of the signal processing and forwarding device 4, a sound wave detected by the sound element 3 can be converted into an authentication signal.
  • an authentification signal detected by the radio interface 2 can be converted into a sound wave by means of the acoustic element 3.
  • the signal processing and forwarding device 4 is able to convert a sound wave preferably into a digital signal and to send via the radio interface 2 to the radio device 13 of the device 10.
  • the signal processing and - forwarding device 4 of the authentication element 1 can convert a digital signal, which was received via the radio interface 2 of the radio device 13 of the device 10, in a sound wave.
  • the sound wave generated and / or detected by the signal processing and forwarding device 4 is preferably a predetermined and / or randomly generated and / or detected authentication signal. The combination of random and pre-determined opens up a wide range of possibilities to change authentication signals with each transmission of authentication element and device in order to prevent possible attacks, eg. As RSA attacks, to stop.
  • the device 10 is arranged on the vehicle side, in the present exemplary embodiment in a vehicle 20, and has four sound devices 11a, 11b, 11c, 11d for generating and / or detecting a sound wave, wherein the
  • Sound devices are designed as electro-acoustic sound transducer. With the aid of the four sound devices 11a, 11b, 11c, 11d, an authentication signal can be generated as a sound wave. Also is a sound wave through the four sound devices 11a, 11b, 11c, 11d.
  • Sound devices 11a, 11b, 11c, 11d detectable, whereby it is possible to detect sound or a sound wave, which acts on the sound devices or to which the device is exposed.
  • the device 10 and the authentication element 1 are capable of detecting and / or generating sound.
  • FIG. 1 shows that the device 10 comprises a radio device 13 for transmitting and receiving an authentication signal as well as a control device 12, in particular an electronic control system.
  • the control device 12 in turn has a function logic 12a for processing authentication signals and a signal generation and detection device 12b for generating and / or detecting a sound wave.
  • the controller 12 is connected to the four sound devices 11a, 11b, 11c, 11d and to the radio device 13.
  • the sound devices 11a, 11b, 11c, 11d are arranged in a transmission means 20 or in a vehicle 20 in order to generate an authentication signal by a sound wave and to transmit it to the interior of the vehicle 20, whereby the generated authentication signal to the authentication element 1 can be transmitted if this is within the vehicle 20 or in the vehicle interior.
  • the functional logic 12a controls one or more of the signals via the signal generation and detection device 12b
  • Sound devices 11a, 11b, 11c, 11d successively or simultaneously.
  • a predetermined and / or random authentication signal can be converted and generated by the functional logic 12a into a sound wave.
  • the sound devices 11a and 11b are driven to generate a sound wave.
  • the sound devices 11c, 11d detect the generated sound wave on the vehicle side, wherein the functional logic 12a of the control device 12 corresponds to that of the
  • Authentication signals with the detected by the sound devices 11c, 11d authentication signals can compare. It is also conceivable that the
  • Authentication signals are additionally compared with the generated by the functional logic 12a predetermined and / or random authentication signals.
  • FIG. 2 presents a method for position control or a possible method sequence. This method is based on the description of FIG.
  • the method for position control with an authorization system 30 comprises the authentication element 1 for detecting and / or generating a sound wave and the device 10 for generating and / or detecting a sound wave.
  • step A by activating a trigger element of the device 10, the connection of the radio device 13 to the radio interface 2 is initiated.
  • step B a radio link is set up between the control device 12 of the device 10 and the signal processing and forwarding device 4 of the authentication element 1.
  • the radio connection is established between the radio interface 2 of the authentication element 1 and the radio device 13 of the device 10.
  • the time between the functional logic 12a of the device 10 and the signal processing and routing device 4 of the authentication element 1 is synchronized via the existing radio link.
  • step D the sound element 3 and the electro-acoustic
  • step E authentication signals in the form of a sound wave are generated by the device 10. This is done by driving the sound devices 11 a and 1 1 b of the device 10th
  • the sound devices 11a, 11b are controlled by the signal generation and detection device 12b of the control device 12. This is done according to the instruction of the function logic 12a to convert an authentication signal into a sound wave or to reproduce an authentication signal as a sound wave.
  • the generation of the authentication signals is started at a defined point in time in order to enable a temporal assignment of the sound wave or its properties.
  • the authentication signals can also be modulated in the form of the sound wave or varied over time, the amplitude and the frequency in order to generate individual signals.
  • the generated authentication signals are detected by the signal processing and forwarding device 4 of the authentication element 1 using the acoustic element 3. The detection also takes place as a function of the synchronized time and within a predetermined time window.
  • Step G represents the transmission of the detected authentication signals from the signal processing and forwarding device 4 of the authentication element 1 to the functional logic 12a of the device 10 via the radio link of the radio interface 2 and radio device 13.
  • the authentication signals are transmitted encrypted and compressed in order to make manipulation more difficult ,
  • step H the generated authentication signals are compared with the authentication signals detected by the authentication element 1 in the control device 12, in particular in the function logic 12 a of the device 10. This step also includes comparing the authentication signals over time to complicate tampering.
  • the duration of the sound wave and thus the distance between Authentactuslement 1 and device 10 can be determined. In this way, it can be easily and quickly judged whether the Authentactuslement 1 is inside or outside the vehicle 20.
  • both signals are compared for agreement. In this case, both signals agree if the authentication signals of the authentication element 1 lie within a defined tolerance range around the generated authentication signals of the device 10.
  • the authentication signals generated in step F it is possible for the authentication signals generated in step F to also be detected by the device 10. in particular via the signal generation and detection means using the sound devices 1 1c and 11d are detected. This also happens in
  • a runtime measurement can be carried out by the device 10 itself, whereby a reference value for verification of the transit time between the authentication element 1 and the device 10 is provided by the device.
  • this reference value not only reflects the transit time, but also serves to evaluate the transmission quality during external environmental influences by the device itself in order to easily consider them when comparing the authentication signals of authentication element 1 and device 10. For example, during a thunderstorm, the amplitude between the detected and generated authentication element may differ, since the thunderstorm causes noise in the vehicle.
  • step I of the method it is queried whether the comparison is positive or successful or negative or failed.
  • the position of the authentication element 1 to the interior of the vehicle 20 can be determined, whereby z. B. the permission to move a vehicle or an access authorization for a vehicle is unlocked, in addition, the well-known pure information technology challenge / response communication authentication verification as an authorization condition can be considered.
  • the radio connection between the radio interface 2 and the radio device 13 is separated after comparing the Authentifi ⁇ cation signals. Furthermore, the sound element 3 of the authentication element 1 is deactivated by the signal processing and forwarding device 4 in order to save energy.
  • the method according to the invention can also be reproduced or briefly summarized in the following way.
  • an authentication element 1 or a portable electronic device such as a keyless entry key or a mobile telephone.
  • a functional logic 12a now ensures that a radio communication between the authentication element 1, the user for authentication purposes, and a device 10, which is arranged on the vehicle side, is constructed, or - if it already exists at this time - held.
  • the functional logic 12a in the vehicle ensures that by means of a
  • Sound device 11a, 11b, 11c, 11d of the device 10 preferably formed as an electroacoustic transducer, sound waves are generated.
  • the volume is preferably chosen so that the signal level is above the ambient noise.
  • either the sound element 3 or the sound device 11a, 11b, 11c, 11d of the device 10 in the vehicle 20 is used.
  • different sound frequencies in the generation of a sound wave. These can be output either sequentially (successively) or simultaneously (superimposed) on the sound device 11a, 11b, 11c, 11d, preferably one certain frequency at a time only at a sound device (eg 11a) is output and not on several sound devices simultaneously (this can be done as additional plausibility of the phase overlay at the location of the authentication element 1 following the actual localization process as an additional measure.
  • Sound devices 11a, 11b, 11c, 11d are output, since these can be differentiated by the frequency selectivity.
  • Sound device 11a, 11b starts is preferably controlled precisely by the functional logic 12a. This ensures that there are defined and known time offsets for the authentication signal.
  • the authentication element 1 now preferably measures during this localization phase by means of its acoustic element 3 the incoming sound signals or the sound wave and transmits these preferably in connection with the information of their temporal arrival in digitized and encrypted and preferably compressed form via its radio interface 2 to the radio device 13 of the device 10 and thus to the functional logic 12a.
  • sound device 11c, 11d record the authentication signal or sound signals or the sound wave and preferably via a Signalal ceremoniess- and -ser parasitenchtung 12b of the device 10 measure and preferably pass on via conventional in-vehicle interfaces to the functional logic 12a.
  • the signal propagation time and thus the distance of the authentication element 1 to the respective sound devices 11a, 11b is preferably calculated.
  • the knowledge about the sound propagation speed is used.
  • the authentication signals generated at the sound device 11a, 11b have been generated by the device 10 itself and thus completely known.
  • the authentication signal received or detected at the authentication element 1 was preferably transmitted to the vehicle-side device 10 on a secure (crypted) channel.
  • the information of the sound devices 11c, 11d installed in the vehicle can be used to support this as a reference, which enables the signal evaluation with significant background noise and in particular contributes to a higher tolerance of the authorization system 30.
  • an authentication element 1 In another example, to gain access to a vehicle 20, it is preferable to locate an authentication element 1 or a portable electronic device or a mobile phone.
  • the authentication element 1 is preferably a radio key of a vehicle 20 or a mobile phone of a user who integrates certain functions of a radio key.
  • a user wishes to enter a vehicle 20
  • capacitive door handles or buttons / switching elements on the door handles are known.
  • This trigger now starts the authentication process, which is to ensure that only a user in possession of a valid authentication element 1 has access. The process is conveniently done as in the example above.

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Abstract

Ein Authentifikationselement (1), insbesondere ein Schlüssel oder ein Keyless-Go-Mittel für ein Fahrzeug (20), beispielsweise ein Automobil, eine Funkschnittstelle (2) zum Senden und/oder Empfangen eines Authentifikationssignals, und ein Schallelement (3) zur Erfassung und/oder Erzeugung einer Schallwelle aufweist, wobei eine Vorrichtung (10) fahrzeugseitig, insbesondere in und/oder an einem Automobil, angeordnet ist, und wobei die Vorrichtung (10) mindestens eine Schalleinrichtung (11 a, 11 b, 11 c, 11 d) zur Erzeugung und/oder Erfassung einer Schallwelle, und eine Funkeinrichtung (13) zum Senden und Empfangen eines Authentifikationssignals aufweist, wobei vorzugsweise die mindestens eine Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11d) ein Authentifikationssignal mittels einer Schallwelle erzeugt, um das Authentifikationssignal an das Authentifikationselement (1) zu übertragen, und/oder wobei vorzugsweise das Schallelement (3) ein Authentifikationssignal mittels einer Schallwelle erzeugt, um das Authentifikationssignal an die Vorrichtung (10) zu übertragen.

Description

Zugangs-und Fahrberechtigungssystem mit Ortung eines Berechtigungsmittels durch schallbasierte Signallaufzeitmessung
Die Erfindung betrifft ein Berechtigungssystem für Fahrzeuge, das mindestens ein Authentifikationselement zur Erfassung und/oder Erzeugung einer Schallwelle und eine Vorrichtung zur Erzeugung und/oder Erfassung einer Schallwelle aufweist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Positionskontrolle mit einem
Berechtigungssystem.
Bekannte Berechtigungssysteme für Fahrzeuge, wie z. B. sog. passive schlüssellose Systeme oder sog. hands-free entry/go Systeme bzw. Keyless Entry Systeme, erfordern es nicht, ein Berechtigungsmittel bzw. einen Schlüssel in die Hand zu nehmen, um bestimmte Aktionen auszulösen.
So ist es mit derartigen Systemen beispielsweise möglich, ein Fahrzeug ohne aktive Benutzung eines Berechtigungsmittels bzw. Autoschlüsseis zu entriegeln und durch das bloße Betätigen eines Startknopfes zu starten. Ermöglicht wird dies durch das Berechtigungsmittel bzw. einen Keyless-Entry-Schlüssel mit einem Chip, den der Nutzer mit sich führt.
Bei Systemen aus dem Stand der Technik sendet das Fahrzeug ein schwaches Signal mit einer Reichweite von wenigen Metern, das das Berechtigungsmittel empfängt. Das Berechtigungsmittel sendet daraufhin ein Signal an das Fahrzeug, das das Fahrzeug dazu benutzt, zu entscheiden, ob es sich um ein autorisiertes Berechtigungsmittel handelt und ob darauf basierend Zugangs- bzw. Fahrberechtigungsbefehle umgesetzt werden können.
Solche Berechtigungssysteme setzen also keine bewusste Nutzerinteraktion am Berechtigungsmittel mehr voraus, sondern überprüfen nur, ob das Berechtigungsmittel in den Momenten, in denen eine Überprüfung der Autorisierung erfolgen soll, in unmittelbarer Nähe zum Auto - im Falle des Zuganges - bzw. im Auto - im Falle einer Fahrberechtigung - ist. Im Kontext dieser Berechtig ungs- bzw. Keyless Entry Systeme rücken Angriffsszenarien, die eben auf spezielle Eigenschaften der damit verbundenen Technologien zurückgreifen, in den Vordergrund.
So sind mittlerweile Angriffsszenarien bekannt, bei denen die zugehörige Funkstrecke des Berechtigungssystems bzw. die Funkstrecke zwischen Schlüssel und Fahrzeug verlängert wird. Hierbei handelt es sich um sog. Relaisangriffe bzw. relay Station at- tacks (RSA).
Bei einem derartigen Relaisangriff wird das Signal des Fahrzeugs zum Berechtigungsmittel mittels eines Antennenpaares weitergeleitet bzw. verlängert. Dabei muss eine Antenne/eine Relaisstation nah (typsicherweise weniger als 2 Meter) am Fahrzeug sein und die andere Antenne/Relaisstation nah an dem autorisierten Berechtigungsmittel (typischerweise weniger als 2 Meter). Die Distanz zwischen den beiden Relaisstationen (Funkstreckenverlängerungsstationen) kann dabei sehr groß sein und ist lediglich abhängig von der konkreten Implementierung der Relaisstationen, deren Ziel typischerweise krimineller Natur ist und bei denen man auch nicht davon ausgehen kann, dass regulatorische Bestimmungen einschränkend wirken.
Folglich kann das Fahrzeug mittels eines Relaisangriffs geöffnet bzw. gestartet werden, obwohl sich das zugehörige Berechtigungsmittel außerhalb der üblichen Distanz für eine Öffnung bzw. Fahrberechtigung des Fahrzeugs befindet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Berechtigungssystem für Fahrzeuge sowie ein Verfahren zur Positionskontrolle mit einem Berechtigungssystem anzugeben, bei denen mit geringem technischem Aufwand und auf einfache Weise eine Relaisattacke unterbunden werden kann und das Gesamtkonzept der Keyless Entry Systeme für einen Nutzer erhalten bleibt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Bei einem ersten Aspekt der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Berechtigungssystem für Fahrzeuge mindestens ein Authentifikationselement zur Erfassung und/oder Erzeugung einer Schallwelle und eine Vorrichtung zur Erzeugung und/oder Erfassung einer Schallwelle aufweist.
In der gesamten Beschreibung wird vorzugsweise unter dem Begriff Schall bzw.
Schallwelle ein Geräusch, ein Klang, ein Ton, ein Knall, wie er von Menschen mit dem Gehör, also dem Ohr-Gehirn-System, aber auch von Tieren auditiv wahrgenommen werden kann. Schall bzw. eine Schallwelle breitet sich in Form von kleinsten Druck- und Dichteschwankungen in einem elastischen Medium (Gase, Flüssigkeiten, Festkörper) aus.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Authentifikationselement um einen Schlüssel, ein Keyless-Go-Mittel für ein Fahrzeug oder einen Keyless-Entry-Schlüssel. Es ist aber auch möglich, dass das Authentifikationselement mit einem Mobilgerät, wie einem Mobiltelefon, einem Tablet, einem Notebook und/oder einem anderen mobilen bzw. tragbaren Gerät realisiert ist.
Vorteilhafterweise weist das Authentifikationselement eine Funkschnittstelle zum Senden und/oder Empfangen eines Authentifikationssignals und vorzugsweise ein Schallelement zur Erfassung und/oder Erzeugung einer Schallwelle auf. Auf diese Weise kann zum einen eine Funkverbindung über die Funkschnittstelle aufgebaut werden und zum anderen eine Schallwelle bzw. Schall durch das Authentifikationselement erfasst sowie erzeugt werden. Die Nutzung von Schall berücksichtigt dabei die bereits vorhandene Sensorik/Aktorik-Infrastruktur bei z. B. einem Mobiltelefon und ist daher für eine weite Palette von Berechtigungsmitteln bzw. Authentifikationselementen einsetzbar.
Bevorzugterweise ist die Vorrichtung fahrzeugseitig, insbesondere in und/oder an einem Automobil, angeordnet. Somit ist die Vorrichtung mit dem Fahrzeug verbunden und kann beispielsweise eingesetzt werden, dieses zu öffnen und/oder zu starten. Auch ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung mindestens eine Schalleinrichtung zur Erzeugung und/oder Erfassung einer Schallwelle und vorzugsweise eine Funkeinrichtung zum Senden und Empfangen eines Authentifikationssignals aufweist. Ferner ist es günstig, wenn die mindestens eine Schalleinrichtung ein Authentifikationssignal mittels einer Schallwelle erzeugt, um vorzugsweise das Authentifikationssignal an das Authentifikationselement zu übertragen. Dadurch wird es der Vorrichtung also ermöglicht, aktiv eine Schallwelle, insbesondere als Authentifikationssignal, zu erzeugen. Ferner kann mittels der Funkeinrichtung eine Funkverbindung etabliert werden, um zu kommunizieren bzw. um Daten auszutauschen. Konkret ausgestaltet kann es sich bei der Schalleinrichtung um den Motor eines Fahrzeuges und/oder um einen Lautsprecher und/oder um einen elektrisch steuerbaren Sitz und/oder eine elektrisch steuerbare Türe und/oder ein elektrisch steuerbares Schiebedach und/oder eine elektrisch steuerbare Scheibe handeln.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch von Vorteil, wenn das Schallelement ein Authentifikationssignal mittels einer Schallwelle erzeugt, um das Authentifikationssignal an die Vorrichtung zu übertragen. Auf diese Weise kann z. B. zusätzlich oder alternativ zur Schallwelle der mindestens einen Schalleinrichtung eine Schallwelle des Authenti- fikationselements erzeugt und übertragen werden. Dies ermöglicht beispielsweise eine Kommunikation von Authentifikationselement und Vorrichtung in beide Richtungen. Auch ist eine bidirektionale Kommunikation denkbar.
Ferner ist es günstig, wenn das Schallelement des Authentifikationselements zur Erfassung und/oder Erzeugung einer Schallwelle mindestens einen elektroakustischen Schallwandler aufweist. Denn mithilfe eines Schallwandlers ist es möglich, dass vorzugsweise eine Schallwelle erzeugbar und/oder erfassbar ist. Somit kann also eine Schallwelle mit geringem Aufwand in ein elektrisches Signal transferiert werden. Konkret ausgestaltet kann es sich bei dem Schallelement bzw. dem elektroakustischen Schallwandler um einen Lautsprecher und/oder um ein Mikrophon handeln.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine Schalleinrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung und/oder Erfassung einer Schallwelle mindestens einen elektroakustischen Schallwandler aufweist. Folglich ist es auch mithilfe des mindestens einen elektroakustischen Schallwandlers möglich, dass eine Schallwelle erzeugbar und/oder erfassbar ist. Demzufolge kann auch die Vorrichtung eine Schallwelle mit geringem technischen Aufwand in ein elektrisches Signal und ein elektrisches Signal in eine Schallwelle umwandeln.
Ferner ist es günstig, wenn die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung, insbesondere eine Steuerungselektronik aufweist, die vorzugsweise mit der mindestens einen Schalleinrichtung und/oder mit der Funkeinrichtung verbunden ist. Auf diese Weise wird es der Steuerungseinrichtung ermöglicht, die mindestens einen Schalleinrichtung und die Funkeinrichtung zu steuern und anzuweisen.
Auch ist es bevorzugt, dass die Steuerungseinrichtung eine Funktionslogik zur Verarbeitung von Authentifikationssignalen und eine Signalerzeugungs- und - erfassungseinrichtung zum Erzeugen und/oder Erfassen einer Schallwelle aufweist. Somit können die Aufgaben der Steuerungseinrichtung auf einzelne Teilelemente verteilt werden, die auf die jeweilige Aufgabe spezialisiert sind. Dadurch ist es möglich, die einzelnen Steuerungsaufgaben der Steuerungseinrichtung schneller und effektiver handzuhaben.
Bevorzugterweise weist das Authentifikationselement ferner eine Signalverarbeitungsund -weiterleitungseinrichtung auf, die vorzugsweise mit dem Schallelement und/oder mit der Funkschnittstelle verbunden ist. Somit gelangt die erzeugte Schallwelle nach dem Erfassen durch das Schallelement des Authentifikationselements, vorzugsweise als digitales Signal, von dem Authentifikationselement zur Vorrichtung. Dies gilt auch umgekehrt, d.h. es auch kann ein erzeugtes, vorzugsweise als digitales Signal erhaltenes, Authentifikationssignal nach dem Erfassen durch die Funkschnittstelle des Authentifikationselements als Schallwelle von dem Authentifikationselement zur Vorrichtung gelangen bzw. übermittelt werden. Diese Kommunikation über Funkschnittstelle und Funkeinrichtung, vorzugsweise in Form digitaler Signale bzw. Daten, erfolgt vorzugsweise verschlüsselt. Auch kann die Kommunikation von Schallelement und der mindestens einen Schalleinrichtung in Form von Schall verschlüsselt erfolgen. Auch kann mit der Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinnchtung ein als Schallwelle erfasstes Authentifikationssignal bzw. Authentifikationssignale über die Funkschnittstelle an die Funkeinrichtung der Vorrichtung weitergeleitet werden.
Des Weiteren ist es günstig, dass die Steuerungseinrichtung die mindestens eine Schalleinrichtung ansteuern kann, um eine Schallwelle zu erzeugen und/oder zu erfassen. Konkreter dargestellt, ist es von Vorteil, wenn die Funktionslogik über die Signalerzeugungs- und -erfassungseinrichtung die mindestens eine Schalleinrichtung ansteuert, um ein vorbestimmtes und/oder zufallsbedingtes Authentifikationssignal als Schallwelle zu erzeugen und/oder um eine Schallwelle zu erfassen. Auf diese Weise kann also die Steuerungsvorrichtung bzw. die Funktionslogik die mindestens eine Schalleinrichtung anweisen ein Authentifikationssignal in Form einer Schallwelle auszugeben oder eine Schallwelle zu erfassen.
Günstigerweise wandelt die Steuerungseinrichtung, insbesondere die Funktionslogik, die von der mindestens einen Schalleinrichtung erfasste Schallwelle in ein Authentifikationssignal um. Auch der umgekehrte Weg ist möglich, nämlich dass die Steuerungseinrichtung, insbesondere die Funktionslogik, ein Authentifikationssignal mittels der mindestens einen Schalleinrichtung in eine Schallwelle umwandelt. Somit kann also die Steuerungseinrichtung, insbesondere die Funktionslogik, sowohl eine Schallwelle, also vorzugsweise Druckschwankungen in Luft, in ein Authentifikationssignal, also vorzugsweise ein digitales Signal, umwandeln als auch umgekehrt.
Ferner ist es bevorzugt, dass die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinnchtung des Authentifikationselements das Schallelement ansteuern kann, um eine Schallwelle zu erzeugen und/oder zu erfassen, insbesondere um ein vorbestimmtes und/oder zufallsbedingtes Authentifikationssignal als Schallwelle zu erzeugen und/oder zu erfassen. Somit ist auch die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung in der Lage sowohl Authentifikationssignale als auch eine Schallwelle zu generieren. Auf diese Weise kann also die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung das Schallelement anweisen ein Authentifikationssignal in Form einer Schallwelle auszugeben oder eine Schallwelle zu erfassen. Ferner kann mithilfe des vorbestimmten und/oder zufallsbedingten Authentifikationssignals als Schallwelle ein Signal erzeugt werden, das bei jedem Erzeugen unterschiedlich ausgebildet ist. Somit kann ein wirksamer Schutz für fremden Zugriff zur Verfügung gestellt werden.
Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Signalverarbeitungs- und - weiterleitungseinrichtung eine von dem Schallelement erfasste Schallwelle in ein Au- thentifikationssignal umwandelt. Auch die umgekehrte Reihenfolge ist möglich, nämlich dass die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung vorzugsweise ein von der Funkschnittstelle erfasstes Authentifikationssignal in eine Schallwelle mittels des Schallelements umwandelt. Somit kann also die Signalverarbeitungs- und - weiterleitungseinrichtung sowohl ein Authentifikationssignal in eine Schallwelle umwandeln als auch umgekehrt.
Bei einem zweiten Aspekt der Erfindung ist es vorgesehen, ein Verfahren zur Positionskontrolle mit einem Berechtigungssystem anzugeben, wobei das Berechtigungssystem mindestens ein Authentiflkationselement zur Erfassung und/oder Erzeugung einer Schallwelle und eine Vorrichtung zur Erzeugung und/oder Erfassung einer Schallwelle umfasst.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale des Berechtigungssystem und insbesondere des Authentifikationselements sowie der Vorrichtung, wie sie unter dem ersten Aspekt der Erfindung erwähnt wurden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei dem Verfahren zur Positionskontrolle Anwendung finden können.
Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend das Berechtigungssystem mit dem Authentiflkationselement und der Vorrichtung können auch unter dem zweiten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden.
Das Verfahren umfasst bevorzugterweise nachstehende Schritte:
Ein bevorzugter Schritt weist ein Erzeugen von Authentlfikationssignalen in Form einer Schallwelle durch die Vorrichtung auf. Dadurch kann ein Authentifikationssignal in ei- nem elastischen Medium (Gas, Flüssigkeit, Festkörper) erzeugt und transportiert werden bzw. sich ausbreiten.
Ein weiterer bevorzugter Schritt weist ein Erfassen der Authentifikationssignale durch das Authentifikationselement auf. Somit können die von der Vorrichtung erzeugten Signale von dem Authentifikationselement empfangen werden, insbesondere dann, wenn sich das Authentifikationselement innerhalb eines Raumes befindet, in oder an welchem die Vorrichtung angeordnet ist, sodass eine Schallwelle einfach und bestmöglich empfangbar ist.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ein Übermitteln der erfassten Authentifikationssignale von dem Authentifikationselement an die Vorrichtung. Auf diese Weise gelangen die von dem Authentifikationselement empfangenen bzw. erfassten Signale zurück zur Vorrichtung.
Ein weiterer bevorzugter Schritt umfasst ein Vergleichen der erzeugten Authentifikationssignale mit den erfassten Authentifikationssignalen in der Vorrichtung. Somit kann eine Verifikation vorgenommen werden, ob zum einen die Authentifikationssignale korrespondieren und ob das Authentifikationselement in der Nähe bzw. im Bereich der Schallausbreitung der Vorrichtung positioniert ist.
Auch ist es von Vorteil, wenn beispielsweise bei einem positiven Vergleich eine Funktion, insbesondere die Erlaubnis zum Bewegen eines Fahrzeuges oder eine Zugangsberechtigung für ein Fahrzeug, freigeschaltet wird. Somit kann also eine positive Au- thentifikation bzw. Verifikation eine direkte Auswirkung auf ein Fahrzeug haben.
Auch ist es bevorzugt, wenn bei einem negativen Vergleich eine Sicherheitsfunktion, insbesondere eine akustische und/oder optische Warnung, aktiviert wird. Dadurch kann die Vorrichtung auf einen unberechtigten Zugriff aufmerksam machen. Auch kann bei einem negativen Vergleich eine Fahrberechtigung für ein Fahrzeug entzogen und geeignete Maßnahmen eingeleitet werden, wie z. B. Motor ausschalten, oder Fahrgeschwindigkeit auf eine sehr kleine Geschwindigkeit begrenzen oder optisch/akustisch Aufmerksamkeit erzeugen oder über bestehende Funkkanäle eine Warnung an die Polizei oder den Besitzer absetzen.
Ein weiterer bevorzugter Schritt umfasst ein Synchronisieren der Zeit zwischen Au- thentifikationselement und Vorrichtung. Somit kann gewährleistet werden, dass sowohl in dem Authentifikationselement als auch in der Vorrichtung die Uhren bzw. die Zeiterfassung synchron abläuft.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn er Schritt des Erfassens von Authentifikations- signalen ein Erfassen in Abhängigkeit der synchronisierten Zeit umfasst. Dadurch kann vorzugsweise mit der synchronisierten Zeit eine exakte Erfassung einer Schallwelle in Abhängigkeit der Zeit gewährleistet werden, sodass z. B. Wellen und Täler einer Schallwelle exakt über die Zeit erfassbar sind.
Ferner ist es bevorzugt, wenn der Schritt des Vergleichens auch einen Vergleich der erzeugten Authentifikationssignale mit den erfassten Authentifikationssignalen in Abhängigkeit der Zeit umfasst. Somit kann unter Zuhilfenahme der Zeit ein weiterer Parameter für den Vergleich genutzt werden, um eine Positionskontrolle effektiv zu gestalten. Denn wenn die erfasste Schallwelle bzw. das erfasste Authentifikationssignal zwar mit der erzeugten übereinstimmt, jedoch der zeitliche Versatz der Schallwelle zwischen erfassten und erzeugten Authentifikationssignal einen bestimmbaren Wert überschreitet, so ist z. B. ein Relaisangriff erkennbar. Anders ausgedrückt, kann mit- hilfe des Vergleichens in Abhängigkeit der Zeit die Laufzeit der Schallwelle und somit die Entfernung zwischen Authentifikationselement und Vorrichtung ermittelt werden. Denn im Gegensatz zu elektromagnetischen Wellen breiten sich Schallwellen in Luft nur mit 34cm/ms aus. Dadurch können simple und günstige Bauteile zur Realisierung eingesetzt werden.
Vorzugsweise liegt bei einer Entfernung zwischen Authentifikationselement und Vorrichtung innerhalb eines definierten bzw. definierbaren Bereichs eine erfolgreiche Authentifizierung vor, wobei vorzugsweise eine Funktion, insbesondere die Erlaubnis zum Bewegen eines Fahrzeuges oder eine Zugangsberechtigung für ein Fahrzeug, freigeschaltet wird. Somit kann mithilfe des definierbaren bzw. definierten Bereichs eine Obergrenze für die Entfernung von Authentifikationselement zu Vorrichtung vorgegeben werden, wodurch also eine maximale Laufzeit der Schallwelle ein Freischalten einer Funktion z. B. eines Fahrzeuges beeinflusst.
Bei dem Schritt des Erzeugens von Authentifikationssignalen in Form einer Schallwelle ist es von Vorteil, wenn dieser ein Ansteuern der mindestens einen Schalleinrichtung der Vorrichtung umfasst, um Schall bzw. eine Schallwelle zu erzeugen. Somit kann Schall auf einfache Weise mithilfe der mindestens einen Schalleinrichtung erzeugt werden.
Auch ist es von Vorteil, wenn das Erfassen der Authentifikationssignale ein Erfassen durch die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung des Authentifikationse- lements mithilfe des Schallelements umfasst. Somit können einzelne Aufgaben des Authentifikationselements auf separate Teileinrichtungen, wie die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung, verteilt werden, wobei die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Signale und somit des gesamten Authentifikationselements erhöht werden kann.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das Übermitteln der erfassten Authentifikationssignale das Übermitteln von der Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung an die Steuerungseinrichtung, insbesondere an die Funktionslogik, über eine Funkverbindung von Funkschnittstelle und Funkeinrichtung umfasst. Auf diese Weise kann nach dem Erfassen der Authentifikationssignale als Schallwelle das Authentifikationselement die Authentifikationssignale als digitales Signal an die Vorrichtung funken.
Des Weiteren ist es günstig, wenn das Vergleichen der erzeugten Authentifikationssignale mit den erfassten Authentifikationssignalen das Vergleichen der Signale in der Steuerungseinrichtung, insbesondere in der Funktionslogik, umfasst. Somit kann das von der Vorrichtung erzeugte Signal mit dem von dem Authentifikationselement erfassten Signal verglichen werden. Auch ist es bevorzugt, dass nachfolgende drei Schritte alternativ oder zusätzlich zu den oben erwähnten Schritten Erzeugen, Erfassen und/oder Übermitteln ausgeführt werden.
So ist es günstig, wenn ein weiterer bevorzugter Schritt ein Erzeugen von Authentifikationssignalen in Form einer Schallwelle durch das Authentifikationselement umfasst. Dadurch kann ein weiterer oder alternativer Parameter zur Authentifikation geschaffen werden, der das Verfahren zur Positionskontrolle sicherer bzw. effektiver gestaltet. Anders ausgedrückt, kann nun zusätzlich oder alternativ zu dem Erzeugen von Authentifikationssignalen durch die Vorrichtung auch das Authentifikationselement Au- thentifikationssignale erzeugen.
Bevorzugt ist es, wenn ein Schritt ein Erfassen von Authentifikationssignalen durch die Vorrichtung aufweist. Dies gestattet es zusätzlich oder alternativ Schall durch die Vorrichtung zu erfassen, der von dem Authentifikationselement erzeugt wurde.
Des Weiteren ist ein Übermitteln der erzeugten Authentifikationssignale von dem Authentifikationselement an die Vorrichtung bevorzugt. Auf diese Weise kann zwischen dem Authentifikationselement und der Vorrichtung bzw. zwischen der Signalverarbei- tungs- und -weiterleitungseinrichtung und der Funktionslogik über Schall kommuniziert werden. Auch eine Kommunikation in beide Richtungen ist somit möglich, also von der Vorrichtung zum Authentifikationselement und umgekehrt. Bevorzugterweise ist auch eine bidirektionale Kommunikation möglich. Somit kann also ein weiterer Parameter geschaffen werden, der zur Positionskontrolle von Authentifikationselement und Vorrichtung herangezogen werden kann.
Bei dem Schritt des Erzeugens von Authentifikationssignalen in Form einer Schallwelle, insbesondere durch das Authentifikationselement, ist es von Vorteil, wenn dieser ein Ansteuern des Schallelements des Authentifikationselements umfasst, um vorzugsweise Schall zu erzeugen. Somit kann Schall bzw. eine Schallwelle auf einfache Weise mithilfe eines Schallelements erzeugt werden. Auch ist es von Vorteil, wenn das Erfassen der Authentifikationssignale ein Erfassen durch die Signalerzeugungs- und -erfassungseinrichtung der Vorrichtung mithilfe der mindestens einen Schalleinrichtung umfasst. Somit können einzelne Aufgaben der Vorrichtung auf separate Teileinrichtungen, wie die Signalerzeugungs- und - erfassungseinrichtung, verteilt werden, wobei die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Signale und somit der gesamten Vorrichtung erhöht werden kann. Auch kann somit die Vorrichtung sowohl Authentifikationssignale erzeugen als auch erfassen.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das Übermitteln der als Schallwelle erzeugten Authentifikationssignale das Übermitteln von der Signalverarbeitungs- und - weiterleitungseinrichtung, insbesondere von dem Schallelement, an die mindestens eine Schalleinrichtung, insbesondere an die Funktionslogik, umfasst. Auf diese Weise kann eine von dem Authentifikationselement erzeugte Schallwelle an die Vorrichtung gesendet bzw. übermittelt werden.
Des Weiteren ist es günstig, wenn das Vergleichen der erzeugten Authentifikationssignale mit den erfassten Authentifikationssignalen das Vergleichen der Signale in der Steuerungseinrichtung, insbesondere in der Funktionslogik, umfasst. Somit kann das von dem Authentifikationselement erzeugte Signal mit dem von der Vorrichtung erfassten Signal bzw. Authentifikationssignal verglichen werden.
Bei den nachfolgenden drei Schritten Verbinden, Synchronisieren und Aktivieren ist es von Vorteil, wenn diese vorzugsweise vor dem Erzeugen von Authentifikationssignalen ausgeführt werden.
Der bevorzugte Schritt Verbinden umfasst ein Verbinden der Vorrichtung mit dem Authentifikationselement durch Aufbauen einer Funkverbindung. Somit kann eine Funkverbindung zwischen Vorrichtung und Authentifikationselement etabliert werden, um beispielsweise Signale, insbesondere digitale, von einem zum anderen per Funk zu versenden.
Vorzugsweise umfasst der Schritt Synchronisieren ein Synchronisieren der Zeit zwischen Authentifikationselement und Vorrichtung über die bestehende Funkverbin- dung. Somit kann gewährleistet werden, dass sowohl in dem Authentifikationselement als auch in der Vorrichtung die Uhren bzw. die Zeiterfassung synchron abläuft.
Vorzugsweise umfasst der Schritt des Aktivierens ein Aktivieren des Schallelements des Authentifikationselements. Dadurch ist es möglich, das Schallelement nur dann mit Energie zu versorgen, wenn dieses benötigt wird. Dadurch kann beispielsweise die Lebensdauer einer Batterie im Authentifikationselement verlängert werden.
Für den Schritt des Verbindens der Vorrichtung mit dem Authentifikationselement ist es von Vorteil, wenn dieser ein Verbinden der Steuerungseinrichtung der Vorrichtung mit der Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung des Authentifikationselements durch Aufbauen einer Funkverbindung zwischen der Funkschnittstelle des Authentifikationselements und der Funkeinrichtung der Vorrichtung umfasst. Somit können also das Authentifikationselement und die Vorrichtung miteinander über Funk kommunizieren und beispielsweise Daten und/oder Signale bzw. Authentifikations- signale, insbesondere in Form einer Schallwelle und/oder in Form eines Funksignals, austauschen.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das Verbinden der Steuerungseinrichtung mit der Funkschnittstelle durch Aktivieren eines Triggerelements der Vorrichtung initiiert wird. Hierfür weist die Vorrichtung vorzugsweise ein Triggerelement auf. Auf diese Weise kann mit dem Triggerelement ein Anstoß zum Aufbauen einer Funkverbindung gegeben werden, ohne dass diese permanent versucht wird aufzubauen.
Auch ist es günstig, wenn das Synchronisieren der Zeit zwischen Authentifikationselement und Vorrichtung ein Synchronisieren der Zeit zwischen Funktionslogik der Vorrichtung und der Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung des Authentifikationselements über die bestehende Funkverbindung umfasst. Somit übernehmen als speziell dafür geeignete Elemente, die Funktionslogik und die Signalverarbeitungsund -weiterleitungseinrichtung die Zeitsynchronisierung, wodurch vorzugsweise die Zeit in beiden gleich abläuft. Umgangssprachlich ausgedrückt, werden bei dem Schritt des Synchronisierens der Zeit die Uhren verglichen und aufeinander abgestimmt. Auch ist es von Vorteil, wenn das Aktivieren des Schallelements des Authentifikation- selements ein Aktivieren des Schallelements durch die Signalverarbeitungs- und - weiterleitungseinrichtung umfasst. Somit kann mithilfe der Signalverarbeitungs- und - weiterleitungseinrichtung das Schallelement gezielt angesteuert werden, um im Falle keiner Funkverbindung beispielsweise Energie im Authentifikationselement einzusparen.
Auch ist es bevorzugt, wenn beim Erzeugen der Authentifikationssignale die mindestens eine Schalleinrichtung und/oder das Schallelement zu einem definierten Zeitpunkt gestartet wird. So kann beispielsweise der Anfangszeitpunkt, bei dem mit der Erzeugen begonnen wird, exakt festgelegt werden, wodurch vorzugsweise unter Bezug auf diesen definierten Zeitpunkt bzw. definierbaren Anfangszeitpunkt die Schallwelle bzw. der Schall erfasst wird.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn beim Erfassen der Authentifikationssignale die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung die von dem Schallelement erfassten Authentifikationssignale in Abhängigkeit der synchronisierten Zeit erfasst. Dadurch kann vorzugsweise in Kombination mit der Synchronisierung der Zeit eine exakte Erfassung der Schallwelle in Abhängigkeit der Zeit gewährleistet werden. Somit ist eine Laufzeitmessung zwischen Authentifikationselement und Vorrichtung möglich.
Auch ist es günstig, wenn beim Erfassen der Authentifikationssignalen die Signaler- zeugungs- und -erfassungseinrichtung, insbesondere die Funktionslogik, die von der mindestens einen Schalleinrichtung erfassten Authentifikationssignale in Abhängigkeit der synchronisierten Zeit erfasst. Dadurch kann vorzugsweise auch hier in Kombination mit der Synchronisierung der Zeit eine genaue Erfassung der Schallwelle in Abhängigkeit der Zeit sichergestellt werden. Dadurch wird eine Laufzeitmessung zwischen Vorrichtung und Vorrichtung möglich. Anders ausgedrückt, kann dadurch ein Referenzwert für die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Schallwelle durch die Vorrichtung erzeugt werden. Zudem ist es günstig, wenn das Erfassen von Authentifikationssignalen innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters erfolgt. Somit ist vorherbestimmbar, in welcher Zeitspanne eine Schallwelle zu erfassen ist.
Ferner ist es bevorzugt, wenn der Schritt des Vergleichens auch einen Vergleich der erfassten Authentifikationssignale mit den erzeugten Authentifikationssignale in Abhängigkeit der Zeit umfasst, um die Laufzeit der Schallwelle und somit die Entfernung zwischen Authentifikationselement und Vorrichtung zu ermitteln. Somit kann unter Zuhilfenahme der Zeit ein weiterer Parameter für den Vergleich genutzt werden, um eine Positionskontrolle effektiv zu gestalten. Denn wenn die erfasste Schallwelle zwar mit der erzeugten übereinstimmt, jedoch der zeitliche Versatz der Schallwelle zwischen erfassten und erzeugten Authentifikationssignal einen bestimmbaren Wert überschreitet, so ist z. B. ein Relaisangriff erkennbar. Anders ausgedrückt, kann mithilfe des Vergleichens in Abhängigkeit der Zeit die Laufzeit der Schallwelle und somit die Entfernung zwischen Authentifikationselement und Vorrichtung ermittelt werden.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Schritt des Erzeugens von Authentifikationssignalen eine bestimmbare Variation der durch die mindestens eine Schalleinrichtung oder durch das Schallelement erzeugten Schallwelle in der Zeit, der Amplitude und/oder der Frequenz umfasst. Somit kann Schall bzw. eine Schallwelle als Authentifikationssignal eine Modulation hinsichtlich Zeit, Amplitude und Frequenz aufweisen, wodurch eine Vielzahl unterschiedlicher zu erzeugender Authentifikationssignale möglich wird.
Vorteilhafterweise umfasst der Schritt des Übermitteins der Authentifikationssignale eine Verschlüsselung und/oder Komprimierung der Authentifikationssignale. Somit ist ein weiterer Schutzmechanismus gegen Manipulation in das erfindungsgemäße Verfahren implementierbar.
Auch ist es günstig, wenn beim Vergleichen der Authentifikationssignale des Authenti- fikationselements mit den Authentifikationssignalen der Vorrichtung beide Signale übereinstimmen, wenn die erfassten Authentifikationssignale innerhalb eines definierbaren Toleranzbereichs um die erzeugten Authentifikationssignale liegen. Auf diese Weise ist es möglich, dass bereits dann eine positive Authentifikation vorliegt, wenn die erfassten und erzeugten Authentifikationssignale innerhalb eines definierbaren Toleranzbereichs zueinander liegen. Idealerweise ist dieser Toleranzbereich klein zu halten, um die Sicherheit gegen Angriffe zu erhöhen.
Auch ist es günstig, wenn nach Vergleichen der Authentifikationssignale die Funkverbindung zwischen der Funkschnittstelle und der Funkeinrichtung getrennt wird. Dadurch ist Energie, insbesondere im Authentifikationselement, einsparbar.
Ferner ist es von Vorteil, wenn das Schallelement des Authentifikationselements durch die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung deaktiviert wird. Dies spart ebenfalls Energie, insbesondere im Authentifikationselement, wodurch die Lebensdauer der Energieversorgung, insbesondere einer Batterie, im Authentifikationselement erhöht wird.
Auch ist es bevorzugt, dass die mindestens eine Schalleinrichtung eine erste und eine zweite Schalleinrichtung umfasst. Auf diese Weise kann mit der mindestens einen Schalleinrichtung sowohl eine Schallwelle erzeugt als auch erfasst werden.
Ferner ist es günstig, wenn das Erzeugen von Authentifikationssignaien in Form einer Schallwelle, ein Ansteuern der ersten Schalleinrichtung der Vorrichtung umfasst. Somit kann ein Authentifikationssignal in Form einer Schallwelle von der ersten
Schalleinrichtung erzeugt werden.
Auch ist es von Vorteil, wenn das Erfassen von Authentifikationssignaien ein Erfassen durch die Signalerzeugungs- und -erfassungseinrichtung der Vorrichtung mithilfe der zweiten Schalleinrichtung umfasst. Somit kann also eine erzeugte Schallwelle erfasst werden, insbesondere durch die zweite Schalleinrichtung.
Bevorzugt ist es ferner, dass das Übermitteln der erfassten Authentifikationssignale das Übermitteln von der zweiten Schalleinrichtung an die Funktionslogik über die Signalerzeugungs- und -erfassungseinrichtung umfasst. Somit kann das Authentifikationssignal bzw. können die Authentifikationssignale auf einfache Weise zurück zur Funktionslogik gelangen, um dort verglichen zu werden. Auf diese Weise kann ein Referenzwert zur Verifikation mit dem Authentifikationssignal des Authentifikationse- lements zur Verfügung gestellt werden, da dadurch eine Laufzeit für die Schallwelle zwischen der ersten und zweiten Schalleinrichtung in Abhängigkeit von Umgebungseinflüssen errechenbar wird.
Auch ist es günstig, wenn die Funkschnittstelle und/oder die Funkeinrichtung im 434/315MHz oder 2.4GHz ISM Band operieren, wobei bei Realisation des
Authentifikationselements als Mobiltelefon vorzugsweise die Bluetooth Low Energy Schnittstelle zum Einsatz kommt.
Damit die Übertragung von Schall bzw. einer Schallwelle von der Vorrichtung auf das Authentifikationselement funktioniert, ist es bevorzugt, dass sich das Authentifikation- selement innerhalb eines Fahrzeuges befindet, an oder in welchem die Vorrichtung angeordnet ist.
Betreffend das Verfahren kann dieses zu diversen Zeitpunkten durchgeführt werden. So ist es beispielswiese möglich, das Verfahren vor aber auch während einer Fahrt mit einem Fahrzeug durchzuführen. Somit kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt das Verfahren zur Positionskontrolle mithilfe eines Berechtigungssystems durchgeführt werden.
Ferner ist es für das Verfahren von Vorteil, wenn das Authentifikationselement in einem Fahrzeug angeordnet ist, an welchem ebenfalls die Vorrichtung angeordnet ist. Anders ausgedrückt ist es günstig, wenn sich das Authentifikationselement in einem Fahrzeuginneren befindet, um eine Schallwelle von der mindestens einen
Schalleinrichtung der Vorrichtung zu erfassen, wobei vorzugsweise die Vorrichtung ebenfalls am Fahrzeug oder im Fahrzeuginneren angeordnet ist.
Ferner ist es günstig, wenn das hier beschrieben Verfahren ergänzend bzw. zusätzlich bei anderen Verfahren zur Positionskontrolle zum Einsatz kommt, insbesondere bei solchen Verfahren, die bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind. Dadurch kann also mit geringem Aufwand ein bereits bestehendes Keyless-Entry System bzw. ein existierendes Keyless-Entry Verfahren mit der vorgestellten Erfindung verbessert werden.
Die Nutzung von Schall bzw. einer Schallwelle hat Vorteile in der Abwehr von
Relaisattackenangriffen (RSA), weil die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallwellen so langsam ist, dass low cost Elektronik daraus ableitbare Informationen/Zeitversätze mit wenig Aufwand messen und bearbeiten kann.
Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass unter den in dieser Beschreibung erwähnten Authentifikationssignalen vorzugsweise eine Schallwelle bzw. Schall und/oder digitale Signale verstanden werden. So werden günstigerweise zwischen Funkeinrichtung und Funkschnittstelle digitale Signale bzw. Authentifikationssignale übermittelt bzw. ver- und gesendet, wobei vorzugsweise zwischen dem Schallelement und der mindestens einen Schalleinrichtung vorzugsweise Schall bzw. Schallwellen als Authentifikationssignale ge- und versendet werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen schematisch:
Fig. 1 ein Berechtigungssystem mit einem Authentifikationselement und mit einer Vorrichtung; und
Fig. 2 ein Verfahren zur Positionskontrolle.
In nachfolgender Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Gegenstände verwendet.
Fig. 1 zeigt ein Berechtigungssystem 30 für Fahrzeuge, das ein Authentifikationselement 1 und eine Vorrichtung 10 aufweist. Sowohl mit dem Authentifikationselement 1 als auch mit der Vorrichtung 10 kann Schall bzw. eine Schallwelle erzeugt werden.
Das Authentifikationselement 1 ist im vorliegenden Beispiel als Schlüssel oder Key- less-Go-Mittel für ein Fahrzeug 20 ausgestaltet und weist eine Funkschnittstelle 2 zum Senden und/oder Empfangen eines Authentifikationssignals und ein Schallelement 3 zur Erfassung und/oder Erzeugung einer Schallwelle auf.
Das Schallelement 3 des Authentifikationselements 1 weist einen elektroakustischen Schallwandler auf. Dieser erlaubt es Schall bzw. eine Schallwelle zu erfassen, die auf das Authentifikationselement 1 einwirkt bzw. der das Authentifikationselement 1 ausgesetzt ist. Auch kann mittels des elektroakustischen Schallwandlers aktiv eine Schallwelle erzeugt werden.
Des Weiteren hat das Authentifikationselement 1 eine Signalverarbeitungs- und - weiterleitungseinrichtung 4. Diese ist sowohl mit dem Schallelement 3 als auch mit der Funkschnittstelle 2 verbunden. Ferner kann mithilfe der Signalverarbeitungs- und - weiterleitungseinrichtung 4 eine von dem Schallelement 3 erfasste Schallwelle in ein Authentifikationssignal umgewandelt werden.
Auch kann mit der Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung 4 ein als Schallwelle erfasstes Authentifikationssignal bzw. Authentifikationssignale über die Funkschnittstelle 2 an die Funkeinrichtung 13 der Vorrichtung 0 weitergeleitet werden.
Ferner kann mittels der Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung 4 ein von der Funkschnittstelle 2 erfasstes Authentifikationssignal in eine Schallwelle mittels des Schallelements 3 umgewandelt werden.
Somit ist zusammengefasst die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung 4 in der Lage, eine Schallwelle vorzugsweise in ein digitales Signal zu wandeln und über die Funkschnittstelle 2 an die Funkeinrichtung 13 der Vorrichtung 10 zu senden. Auch der umgekehrte Weg ist möglich, so kann die Signalverarbeitungs- und - weiterleitungseinrichtung 4 des Authentifikationselements 1 ein digitales Signal, das über die Funkschnittstelle 2 von der Funkeinrichtung 13 der Vorrichtung 10 empfangen wurde, in eine Schallwelle wandeln. Bei der von der Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung 4 erzeugten und/oder erfassten Schallwelle handelt es sich vorzugsweise um ein vorbestimmtes und/oder zufallsbedingtes erzeugtes und/oder erfasstes Authentifikationssignal. Die Kombination aus zufallsbedingt und vorbestimmt eröffnet einen breiten Bereich von Möglichkeiten, Authentifikationssignale bei jeder Übertragung von Authentifikationse- lement und Vorrichtung zu verändern, um mögliche Angriffe, z. B. RSA Angriffe, zu unterbinden.
Die Vorrichtung 10 ist fahrzeugseitig, im hier vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Fahrzeug 20, angeordnet und weist vier Schalleinrichtungen 11a, 11b, 11c, 11 d zur Erzeugung und/oder Erfassung einer Schallwelle auf, wobei die
Schalleinrichtungen als elektroakustische Schallwandler ausgestaltet sind. Mithilfe der vier Schalleinrichtungen 11a, 11b, 11c, 11d ist ein Authentifikationssignal als eine Schallwelle erzeugbar. Ebenfalls ist eine Schallwelle durch die vier
Schalleinrichtungen 11a, 11b, 11c, 11d erfassbar, wodurch es möglich ist, Schall bzw. eine Schallwelle zu erfassen, die auf die Schalleinrichtungen einwirkt bzw. denen die Vorrichtung ausgesetzt ist.
Zusammengefasst sind also die Vorrichtung 10 sowie das Authentifikationselement 1 in der Lage Schall zu erfassen und/oder zu erzeugen.
Des Weiteren zeigt Fig. 1 , dass die Vorrichtung 10 eine Funkeinrichtung 13 zum Senden und Empfangen eines Authentifikationssignals sowie eine Steuerungseinrichtung 12, insbesondere eine Steuerungselektronik, umfasst.
Die Steuerungseinrichtung 12 weist wiederum eine Funktionslogik 12a zur Verarbeitung von Authentifikationssignalen und eine Signalerzeugungs- und - erfassungseinrichtung 12b zum Erzeugen und/oder Erfassen einer Schallwelle auf.
Ferner ist die Steuerungseinrichtung 12 mit den vier Schalleinrichtungen 11a, 11b, 11c, 11d und mit der Funkeinrichtung 13 verbunden. Die Schalleinrichtungen 11a, 11b, 11c, 11 d sind in einem Übertragungsmittel 20 bzw. in einem Fahrzeug 20 angeordnet, um ein Authentifikationssignal durch eine Schallwelle zu erzeugen und auf den Innenraum des Fahrzeuges 20 zu übertragen, wodurch auch das erzeugte Authentifikationssignal an das Authentifikationselement 1 übertragen werden kann, wenn sich dieses innerhalb des Fahrzeuges 20 bzw. im Fahrzeuginnenraum befindet.
Um eine Schallwelle zu erzeugen, steuert die Funktionslogik 12a über die Signaler- zeugungs- und -erfassungseinrichtung 12b einen oder mehrere der
Schalleinrichtungen 11a, 11b, 11c, 11d nacheinander oder gleichzeitig an. Dadurch kann ein vorbestimmtes und/oder zufallsbedingtes Authentifikationssignal von der Funktionslogik 12a in eine Schallwelle umgewandelt und erzeugt werden. Im vorliegenden Beispiel werden die Schalleinrichtungen 11a und 11b angesteuert, um eine Schallwelle zu erzeugen.
Die Schalleinrichtungen 11c, 11d erfassen fahrzeugseitig die erzeugte Schallwelle, wobei die Funktionslogik 12a der Steuerungseinrichtung 12 die von den
Schalleinrichtungen 11c, 11d erfasste Schallwelle in ein Authentifikationssignal umwandelt. Somit ist es also möglich, dass die mit der Funkeinrichtung 13
verbundene Funktionslogik 12a die von der Funkeinrichtung 13 empfangenen
Authentifikationssignale mit den von den Schalleinrichtungen 11c, 11d erfassten Authentifikationssignalen vergleichen kann. Auch ist es denkbar, dass die
Authentifikationssignale zusätzlich mit den von der Funktionslogik 12a erzeugten vorbestimmten und/oder zufallsbedingten Authentifikationssignalen verglichen werden.
Fig. 2 stellt ein Verfahren zur Positionskontrolle vor bzw. einen möglichen Verfahrensablauf. Dieses Verfahren baut auf der Beschreibung von Fig. 1 auf.
Das Verfahren zur Positionskontrolle mit einem Berechtigungssystem 30 umfasst das Authentifikationselement 1 zur Erfassung und/oder Erzeugung einer Schallwelle und die Vorrichtung 10 zur Erzeugung und/oder Erfassung einer Schallwelle. In Schritt A wird durch Aktivieren eines Triggerelements der Vorrichtung 10 das Verbinden der Funkeinrichtung 13 mit der Funkschnittstelle 2 initiiert.
Daraufhin wird in Schritt B zwischen der Steuerungseinrichtung 12 der Vorrichtung 10 und der Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung 4 des Authentifikationse- lements 1 eine Funkverbindung aufgebaut. Die Funkverbindung wird dabei insbesondere zwischen der Funkschnittstelle 2 des Authentifikationselements 1 und der Funkeinrichtung 13 der Vorrichtung 10 aufgebaut.
Im darauf folgenden Schritt C wird die Zeit zwischen der Funktionslogik 12a der Vorrichtung 10 und der Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung 4 des Authentifikationselements 1 über die bestehende Funkverbindung synchronisiert.
Danach wird in Schritt D das Schallelement 3 bzw. der elektroakustische
Schallwandler durch die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung 4 des Authentifikationselements 1 aktiviert.
In Schritt E werden Authentifikationssignale in Form einer Schallwelle durch die Vorrichtung 10 erzeugt. Dies geschieht durch Ansteuern der Schalleinrichtungen 11a und 1 1 b der Vorrichtung 10.
Dabei werden die Schalleinrichtungen 11a, 11 b durch die Signalerzeugungs- und - erfassungseinrichtung 12b der Steuerungseinrichtung 12 gesteuert. Dies geschieht gemäß Anweisung der Funktionslogik 12a, um ein Authentifikationssignal in eine Schallwelle umzuwandeln bzw. um ein Authentifikationssignal als Schallwelle wiederzugeben.
Ferner wird das Erzeugen der Authentifikationssignale zu einem definierten Zeitpunkt gestartet, um eine zeitliche Zuordnung der Schallwelle bzw. ihrer Eigenschaften zu ermöglichen. Außerdem können die Authentifikationssignale auch in Form der Schallwelle moduliert bzw. im zeitlichen Verlauf, der Amplitude und der Frequenz variiert werden, um individuelle Signale zu erzeugen. In Schritt F werden die erzeugten Authentifikationssignale durch die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung 4 des Authentifikationselements 1 mithilfe des Schallelements 3 erfasst. Das Erfassen geschieht ebenfalls in Abhängigkeit der synchronisierten Zeit und innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters.
Schritt G repräsentiert das Übermitteln der erfassten Authentifikationssignale von der Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung 4 des Authentifikationselements 1 an die Funktionslogik 12a der Vorrichtung 10 über die Funkverbindung von Funkschnittstelle 2 und Funkeinrichtung 13. Dabei werden die Authentifikationssignale verschlüsselt und komprimiert übermittelt, um eine Manipulation zu erschweren.
In Schritt H werden die erzeugten Authentifikationssignale mit den durch das Authenti- fikationselement 1 erfassten Authentifikationssignalen in der Steuerungseinrichtung 12, insbesondere in der Funktionslogik 12a der Vorrichtung 10 verglichen. Dieser Schritt umfasst auch einen Vergleich der Authentifikationssignale in Abhängigkeit der Zeit, um Manipulationen zu erschweren.
Durch den Vergleich der Authentifikationssignale in Abhängigkeit der Zeit kann die Laufzeit der Schallwelle und somit die Entfernung zwischen Authentifikationslement 1 und Vorrichtung 10 ermittelt werden. Auf diese Weise kann einfach und schnell beurteilt werden, ob sich das Authentifikationslement 1 innerhalb oder außerhalb des Fahrzeuges 20 befindet.
Ferner werden bei dem Vergleich der erzeugten Authentifikationssignale der Vorrichtung 10 mit den durch das Schallelement 3 erfassten Authentifikationssignalen des Authentifikationselements 1 beide Signale auf Übereinstimmung verglichen. Dabei stimmen beide Signale überein, wenn die Authentifikationssignale des Authentifikationselements 1 innerhalb eines definierten Toleranzbereichs um die erzeugten Authentifikationssignale der Vorrichtung 10 liegen.
Ferner ist es möglich, um Umwelteinflüsse, wie starkes Regenaufkommen oder ein Gewitter, als Störgeräusch für die zu übertragende Schallwelle auszuschließen, dass in Schritt F erzeugte Authentifikationssignale auch durch die Vorrichtung 10, insbesondere über die Signalerzeugungs- und -erfassungseinrichtung mithilfe der Schalleinrichtungen 1 1c und 11d erfasst werden. Dies geschieht ebenfalls in
Abhängigkeit der synchronisierten Zeit, um eine Laufzeitmessung durchführen zu können.
Somit kann von der Vorrichtung 10 selbst eine Laufzeitmessung durchgeführt werden, wodurch von der Vorrichtung ein Referenzwert zur Verifikation der Laufzeit zwischen Authentifikationselement 1 und Vorrichtung 10 zur Verfügung gestellt wird. Dieser Referenzwert spiegelt jedoch nicht nur die Laufzeit wider, sondern dient auch dazu, die Übertragungsqualität während äußeren Umwelteinflüssen durch die Vorrichtung selbst zu bewerten, um diese bei einem Vergleich der Authentifikationssignale von Authentifikationselement 1 und Vorrichtung 10 auf einfache Weise zu berücksichtigen. So kann beispielsweise bei einem Gewitter die Amplitude zwischen dem erfassten und erzeugten Authentifikationselement abweichen, da das Gewitter Störgeräusche im Fahrzeug verursacht.
In Schritt I des Verfahrens wird abgefragt, ob der Vergleich positiv bzw. erfolgreich oder negativ bzw. fehlgeschlagen ist. Denn bei einem positiven Vergleich ist die Position des Authentifikationselements 1 auf den Innenraum des Fahrzeuges 20 bestimmbar, wodurch z. B. die Erlaubnis zum Bewegen eines Fahrzeuges oder eine Zugangsberechtigung für ein Fahrzeug freigeschaltet wird, wobei darüber hinaus die bekannte rein informationstechnische challenge/response Kommunikation zur Authentifizierung- süberprüfung als Berechtigungsbedingung berücksichtigt werden kann.
Hingegen wird bei einem negativen Vergleich eine akustische und optische Warnung aktiviert bzw. ausgegeben, um Aufmerksamkeit zu erregen.
In einem letzten nicht dargestellten Schritt wird nach dem Vergleichen der Authentifi¬ kationssignale die Funkverbindung zwischen der Funkschnittstelle 2 und der Funkeinrichtung 13 getrennt. Ferner wird das Schallelement 3 des Authentifikationselements 1 durch die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung 4 deaktiviert, um Energie zu sparen. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Verfahren auch auf nachstehende Art wiedergegeben bzw. kurz zusammengefasst werden.
Zur Erlangung einer Fahrberechtigung eines Fahrzeuges 20 ist es günstigerweise vorgesehen, ein Authentifikationselement 1 bzw. ein portables elektronisches Gerät, wie einen Keyless-Entry Schlüssel oder ein Mobiltelefon zu lokalisieren.
Für den beispielhaften Fall, dass ein Nutzer ein Fahrzeug 20 zu starten wünscht, drückt er hierzu beispielsweise einen Start/Stopp Knopf im Fahrzeug 20. Ausgelöst durch diesen Trigger sorgt eine Funktionslogik 12a nun dafür, dass eine Funkkommunikation zwischen dem Authentifikationselement 1 , das der Nutzer zu Authentifizie- rungszwecken bei sich führt, und einer Vorrichtung 10, welche fahrzeugseitig angeordnet ist, aufgebaut wird, oder - falls diese zu diesem Zeitpunkt bereits besteht - gehalten wird.
Über diese Funkkommunikation, idealerweise hergestellt zwischen einer Funkschnittstelle 2 des Authentifikationselements 1 und einer Funkeinrichtung 13 der Vorrichtung 10, erfolgt eine zeitliche Synchronisierung zwischen Authentifikationselement 1 und Vorrichtung 10 bzw. Fahrzeug 20. Auch kann auf diesem Wege beim Authentifikationselement 1 die Benutzung eines Schallelements 3 initiiert werden.
Nachdem Authentifikationselement 1 und Vorrichtung 10 synchronisiert sind, sorgt günstigerweise die Funktionslogik 12a im Fahrzeug dafür, dass mithilfe einer
Schalleinrichtung 11a, 11b, 11c, 11d der Vorrichtung 10, vorzugsweise ausgebildet als elektroakustischer Schallwandler, Schallwellen erzeugt werden. Die Lautstärke wird dabei vorzugsweise so gewählt, dass der Signalpegel über den Umgebungsgeräuschen liegt. Hierzu wird entweder das Schallelement 3 oder die Schalleinrichtung 11a, 11b, 11c, 11d der Vorrichtung 10 im Fahrzeug 20 verwendet.
Um den Einfluss von Umgebungsgeräuschen zu minimieren, werden vorzugsweise verschiedene Schallfrequenzen bei der Erzeugung einer Schallwelle verwendet. Diese können entweder sequentiell (nacheinander) oder gleichzeitig (überlagert) an der Schalleinrichtung 11a, 11b, 11c, 11d ausgegeben werden, wobei vorzugsweise eine bestimmte Frequenz zu einem Zeitpunkt nur an einer Schalleinrichtung (z.B. 11a) ausgegeben wird und nicht auf mehreren Schalleinrichtungen gleichzeitig (dies kann als zusätzliche Plausibilisierung der Phasenüberlagerung am Ort des Authentifizie- rungselements 1 im Anschluss an den eigentlichen Lokal isierungsprozess als zusätzliche Maßnahme erfolgen.
Unterschiedliche Frequenzen können aber auch zeitgleich an verschiedenen
Schalleinrichtungen 11a, 11b, 11c, 11d ausgegeben werden, da diese über die Frequenzselektivität differenziert werden können.
Der Zeitpunkt, an dem die Authentifikationssignal-Erzeugung an der jeweiligen
Schalleinrichtung 11a, 11b startet, wird vorzugsweise von der Funktionslogik 12a präzise gesteuert. Dadurch wird sichergestellt, dass es definierte und bekannte Zeitversätze für die Authentifikationssignal gibt.
Das Authentifikationselement 1 misst nun vorzugsweise während dieser Lokalisierungsphase mittels seines Schallelements 3 die eingehenden Schallsignale bzw. die Schallwelle und übermittelt diese vorzugsweise in Verbindung mit der Information ihres zeitlichen Eintreffens in digitalisierter und verschlüsselter und vorzugsweise komprimierter Form über seine Funkschnittstelle 2 an die Funkeinrichtung 13 der Vorrichtung 10 und somit an die Funktionslogik 12a.
Ergänzend können im Fahrzeug 20 verbaute Schalleinrichtung 11c, 11d während dieser Zeit die Authentifikationssignals bzw. Schallsignale bzw. die Schallwelle aufnehmen und vorzugsweise über eine Signalerzeugungs- und -erfassungseinnchtung 12b der Vorrichtung 10 messen und vorzugsweise über übliche fahrzeuginterne Schnittstellen an die Funktionslogik 12a weiterreichen.
In der Funktionslogik 12a wird vorzugsweise nun die Signallaufzeit und damit der Abstand des Authentifikationselements 1 zu den jeweiligen Schalleinrichtungen 11a, 11b berechnet. Hierzu wird die Kenntnis über die Schallausbreitungsgeschwindigkeit benutzt. Die an der Schalleinrichtung 11a, 11b erzeugten Authentifikationssignale sind von der Vorrichtung 10 selbst erzeugt worden und damit vollständig bekannt. Das am Authentifikationselement 1 aufgenommene bzw. erfasste Authentifikations- signal wurde vorzugsweise auf einem sicheren (verkrypteten) Kanal an die fahrzeug- seitige Vorrichtung 10 übermittelt.
Die Informationen der im Fahrzeug verbauten Schalleinrichtungen 11c, 11d können hierzu unterstützend als Referenz herangezogen werden, was die Signalauswertung bei nennenswerten Nebengeräuschen ermöglicht und insbesondere zu einer höheren Toleranz des Berechtigungssystems 30 beiträgt.
Vorzugsweise ist es auch möglich, akustische Beschallung im Fahrzeug kurzzeitig (für die Dauer der Erzeugung und Erfassung von Authentifikationssignalen) zu deaktivieren bzw. abzuschwächen, um den Ortungsprozess zu unterstützen, indem für die Messung störende Frequenzanteile entsprechend reduziert werden.
Als ergänzender Schritt ist es ferner auch möglich, die Ortung, wie sie mit dem beschriebenen Verfahren erfolgt, mit den ortungsbasierten Ergebnissen einer LF/RSSI basierten Ortung (Stand der Technik) zu vergleichen und entsprechend zu plausibili- sieren. Wenn die Lokalisierung also nicht übereinstimmt, dann kann beispielsweise davon ausgegangen werden, dass es sich um einen Relaisangriff handelt.
Bei einem weiteren Beispiels ist es zur Erlangung eines Zugangs zu einem Fahrzeug 20 vorzugsweise vorgesehen, ein Authentifikationselement 1 bzw. ein portables elektronisches Gerät oder ein Mobiltelefon zu lokalisieren.
Bei dem Authentifikationselement 1 handelt es sich vorzugsweise um einen Funkschlüssel eines Fahrzeuges 20 oder ein Mobiltelefon eines Nutzers, das bestimmte Funktionen eines Funkschlüssels integriert.
Für den beispielhaften Fall, dass ein Nutzer in ein Fahrzeug 20 einzusteigen wünscht, nähert er sich hierzu dem Fahrzeug und nutzt die üblichen Trigger, durch die das Fahrzeug 20 seinen Öffnungswunsch erkennt. Hierzu sind kapazitive Türgriffe oder Taster/Schaltelemente an den Türgriffen bekannt. Dieser Trigger startet nun den Authentifizierungsprozess, der sicherstellen soll, dass nur ein Nutzer, der sich in Besitz eines gültigen Authentifikationselements 1 befindet, Zugang erhält. Der Prozess erfolgt günstigerweise wie im zuvor genannten Beispiel.
Bezugszeichenliste
1 Authentifikationselement
2 Funkschnittstelle
3 Schallelement
4 Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung
10 Vorrichtung
11a-d Schalleinrichtung
12 Steuerungseinrichtung
12a Funktionslogik
12b Signalerzeugungs- und -erfassungseinrichtung
13 Funkeinrichtung
20 Fahrzeug

Claims

Patentansprüche
1. Berechtigungssystem (30) für Fahrzeuge, das mindestens ein
Authentifikationselement (1) zur Erfassung und/oder Erzeugung einer Schallwelle und eine Vorrichtung (10) zur Erzeugung und/oder Erfassung einer Schallwelle aufweist,
- wobei das Authentifikationselement (1 ), insbesondere ein Schlüssel oder ein Key less-Go-M ittel für ein Fahrzeug (20), beispielsweise ein Automobil, folgendes aufweist:
• eine Funkschnittstelle (2) zum Senden und/oder Empfangen eines Authentifikationssignals, und
• ein Schallelement (3) zur Erfassung und/oder Erzeugung einer Schallwelle,
- wobei die Vorrichtung (10) fahrzeugseitig, insbesondere in und/oder an einem Automobil, angeordnet ist, und
- wobei die Vorrichtung (10) folgendes aufweist:
• mindestens eine Schalleinrichtung (11a, 1 b, 11c, 11d) zur
Erzeugung und/oder Erfassung einer Schallwelle, und
• eine Funkeinrichtung (13) zum Senden und Empfangen eines Authentifikationssignals,
- wobei vorzugsweise die mindestens eine Schalleinrichtung ( 1 a, 11 b,
11c, 11d) ein Authentifikationssignal mittels einer Schallwelle erzeugt, um das Authentifikationssignal an das Authentifikationselement (1) zu übertragen, und/oder
- wobei vorzugsweise das Schallelement (3) ein Authentifikationssignal mittels einer Schallwelle erzeugt, um das Authentifikationssignal an die Vorrichtung ( 0) zu übertragen.
2. Berechtigungssystem nach Anspruch 1 ,
- wobei das Schallelement (3) des Authentifikationselements (1) zur Erfassung und/oder Erzeugung einer Schallwelle mindestens einen elektroakustischen Schallwandler aufweist, mit dessen Hilfe vorzugsweise eine Schallwelle erzeugbar und/oder erfassbar ist,
- wobei vorzugsweise die mindestens eine Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11d) der Vorrichtung (10) zur Erzeugung und/oder Erfassung einer Schallwelle mindestens einen elektroakustischen Schallwandler aufweist, mit dessen Hilfe vorzugsweise eine Schallwelle erzeugbar und/oder erfassbar ist.
3. Berechtigungssystem nach Anspruch 1 oder 2,
- wobei die Vorrichtung (10) ferner eine Steuerungseinrichtung (12), insbesondere eine Steuerungselektronik aufweist, die vorzugsweise mit der mindestens einen Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11 d) und/oder mit der Funkeinrichtung (13) verbunden ist,
- wobei vorzugsweise die Steuerungseinrichtung (12) eine
Funktionslogik (12a) zur Verarbeitung von Authentifikationssignalen und eine Signalerzeugungs- und -erfassungseinrichtung (12b) zum Erzeugen und/oder Erfassen einer Schallwelle aufweist,
- wobei vorzugsweise das Authentifikationselement (1 ) ferner eine
Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung (4) aufweist, die vorzugsweise mit dem Schallelement (3) und/oder mit der
Funkschnittstelle (2) verbunden ist.
4. Berechtigungssystem nach Anspruch 3
- wobei vorzugsweise die Steuerungseinrichtung (12) die mindestens eine Schalleinrichtung (11a, 11 b, 11c, 11 d) ansteuern kann, um eine Schallwelle zu erzeugen und/oder zu erfassen,
- wobei vorzugsweise die Funktionslogik (12a) über die
Signalerzeugungs- und -erfassungseinrichtung (12b) die mindestens eine Schalleinrichtung (1 1a, 11b, 11c, 11 d) ansteuert, um ein vorbestimmtes und/oder zufallsbedingtes Authentifikationssignal als Schallwelle zu erzeugen und/oder um eine Schallwelle zu erfassen,
- wobei vorzugsweise die Steuerungseinrichtung (12), insbesondere die Funktionslogik (12a), die von der mindestens einen Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11d) erfasste Schallwelle in ein Authentifikationssignal umwandelt,
- wobei vorzugsweise die Steuerungseinrichtung (12), insbesondere die Funktionslogik (12a), ein Authentifikationssignal mittels der
mindestens einen Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11 d) in eine Schallwelle umwandelt.
Berechtigungssystem nach Anspruch 3 oder 4,
- wobei vorzugsweise die Signalverarbeitungs- und - weiterleitungseinrichtung (4) des Authentifikationselements (1) das Schallelement (3) ansteuern kann, um eine Schallwelle zu erzeugen und/oder zu erfassen, insbesondere um ein vorbestimmtes und/oder zufallsbedingtes Authentifikationssignal als Schallwelle zu erzeugen und/oder zu erfassen,
- wobei die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung (4) vorzugsweise eine von dem Schallelement (3) erfasste Schallwelle in ein Authentifikationssignal umwandelt,
- wobei die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung (4) vorzugsweise ein von der Funkschnittstelle (2) erfasstes
Authentifikationssignal in eine Schallwelle mittels des Schallelements (3) umwandelt.
Verfahren zur Positionskontrolle mit einem Berechtigungssystem (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Berechtigungssystem (30) mindestens ein Authentifikationselement (1) zur Erfassung und/oder
Erzeugung einer Schallwelle und eine Vorrichtung (10) zur Erzeugung und/oder Erfassung einerSchallwelle umfasst, und wobei das Verfahren nachfolgende Schritte aufweist: - Erzeugen von Authentifikationssignalen in Form einer Schallwelle durch die Vorrichtung (10),
- Erfassen der Authentifikationssignale durch das
Authentifikationselement (1),
- Übermitteln der erfassten Authentifikationssignale von dem Authentifikationselement (1) an die Vorrichtung (10),
- Vergleichen der erzeugten Authentifikationssignale mit den erfassten Authentifikationssignalen in der Vorrichtung (10),
- wobei vorzugsweise bei einem positiven Vergleich eine Funktion, insbesondere die Erlaubnis zum Bewegen eines Fahrzeuges, freigeschaltet wird, und
- wobei vorzugsweise bei einem negativen Vergleich eine
Sicherheitsfunktion, insbesondere eine akustische und/oder optische Warnung, aktiviert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
- mit dem weiteren Schritt des Synchronisierens der Zeit zwischen
Authentifikationselement (1) und Vorrichtung (10),
- wobei vorzugsweise das Erfassen von Authentifikationssignalen ein Erfassen in Abhängigkeit der synchronisierten Zeit umfasst,
- wobei vorzugsweise der Schritt des Vergleichens auch einen
Vergleich der erzeugten Authentifikationssignale mit den erfassten Authentifikationssignalen in Abhängigkeit der Zeit umfasst, um die Laufzeit der Schallwelle und somit die Entfernung zwischen
Authentifikationslement (1) und Vorrichtung (10) zu ermitteln,
- wobei vorzugsweise bei einer Entfernung zwischen
Authentifikationslement (1) und Vorrichtung (10) innerhalb eines definierten Bereichs eine erfolgreiche Authentifizierung vorliegt, wobei vorzugsweise eine Funktion, insbesondere die Erlaubnis zum
Bewegen eines Fahrzeuges, freigeschaltet wird, Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
- wobei das Erzeugen von Authentifikationssignalen in Form einer Schallwelle, ein Ansteuern der mindestens einen Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11 d) der Vorrichtung (10) umfasst,
- wobei vorzugsweise das Erfassen der Authentifikationssignale ein Erfassen durch die Signalverarbeitungs- und - weiterleitungseinrichtung (4) des Authentifikationselements (1) mithilfe des Schallelements (3) umfasst,
- wobei vorzugsweise das Übermitteln der erfassten
Authentifikationssignale das Übermitteln von der Signalverarbeitungsund -weiterleitungseinrichtung (4) an die Steuerungseinrichtung (12), insbesondere an die Funktionslogik (12a), über eine Funkverbindung von Funkschnittstelle (2) und Funkeinrichtung (13) umfasst,
- wobei vorzugsweise das Vergleichen der erzeugten
Authentifikationssignale mit den erfassten Authentifikationssignalen das Vergleichen der Signale in der Steuerungseinrichtung (12), insbesondere in der Funktionslogik (12a), umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei nachfolgende Schritte alternativ oder zusätzlich zu den Schritten Erzeugen, Erfassen und/oder Übermitteln ausgeführt werden:
- Erzeugen von Authentifikationssignalen in Form einer Schallwelle durch das Authentifikationselement (1),
- vorzugsweise Erfassen von Authentifikationssignalen durch die
Vorrichtung (10),
- vorzugsweise Übermitteln der erzeugten Authentifikationssignale von dem Authentifikationselement (1) an die Vorrichtung (10).
Verfahren nach Anspruch 9,
- wobei das Erzeugen von Authentifikationssignalen in Form
Schallwelle, ein Ansteuern des Schallelements (3) des
Authentifikationselements (1) umfasst, - wobei vorzugsweise das Erfassen der Authentifikationssignale ein Erfassen durch die Signalerzeugungs- und -erfassungseinrichtung (12b) der Vorrichtung (10) mithilfe der mindestens einen
Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11 d) umfasst,
- wobei vorzugsweise das Übermitteln der als Schallwelle erzeugten Authentifikationssignale das Übermitteln von der Signalverarbeitungsund -weiterleitungseinrichtung (4), insbesondere von dem
Schallelement (3), an die mindestens eine Schalleinrichtung (11a, 11 b, 11c, 11 d), insbesondere an die Funktionslogik (12a), umfasst,
- wobei vorzugsweise das Vergleichen der erzeugten
Authentifikationssignale mit den erfassten Authentifikationssignalen das Vergleichen der Signale in der Steuerungseinrichtung (12), insbesondere in der Funktionslogik (12a), umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei das Verfahren nachfolgende weitere Schritte umfasst, die vorzugsweise vor dem Erzeugen von Authentifikationssignalen ausgeführt werden:
- Verbinden der Vorrichtung (10) mit dem Authentifikationselement (1 ) durch Aufbauen einer Funkverbindung,
- vorzugsweise Synchronisieren der Zeit zwischen
Authentifikationselement (1) und Vorrichtung (10) über die bestehende Funkverbindung, und
- vorzugsweise Aktivieren des Schallelements (3) des
Authentifikationselements (1).
Verfahren nach Anspruch 11 ,
- wobei das Verbinden der Vorrichtung (10) mit dem
Authentifikationselement (1) ein Verbinden der Steuerungseinrichtung (12) der Vorrichtung (10) mit der Signalverarbeitungs- und - weiterleitungseinrichtung (4) des Authentifikationselements (1) durch Aufbauen einer Funkverbindung zwischen der Funkschnittstelle (2) des Authentifikationselements (1) und der Funkeinrichtung (13) der Vorrichtung (10) umfasst,
- wobei vorzugsweise das Verbinden der Steuerungseinrichtung (12) mit der Funkschnittstelle (2) durch Aktivieren eines Triggerelements der Vorrichtung (10) initiiert wird,
- wobei vorzugsweise das Synchronisieren der Zeit zwischen Authentifikationselement (1) und Vorrichtung (10) ein Synchronisieren der Zeit zwischen Funktionslogik (12a) der Vorrichtung (10) und der Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung (4) des
Authentifikationselements (1) über die bestehende Funkverbindung umfasst, und
- wobei vorzugsweise das Aktivieren des Schallelements (3) des
Authentifikationselements (1) ein Aktivieren des Schallelements (3) durch die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung (4) umfasst.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12,
- wobei vorzugsweise beim Erzeugen der Authentifikationssignale die mindestens eine Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11 d) und/oder das Schallelement (3) zu einem definierten Zeitpunkt gestartet wird,
- wobei vorzugsweise beim Erfassen der Authentifikationssignale die Signalverarbeitungs- und -weiterleitungseinrichtung (4) die von dem Schallelement (3) erfassten Authentifikationssignale in Abhängigkeit der synchronisierten Zeit erfasst,
- wobei vorzugsweise beim Erfassen der Authentifikationssignalen die Signalerzeugungs- und -erfassungseinrichtung (12b), insbesondere die Funktionslogik (12a), die von der mindestens einen Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11 d) erfassten
Authentifikationssignale in Abhängigkeit der synchronisierten Zeit erfasst,
- wobei vorzugsweise das Erfassen von Authentifikationssignalen
innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters erfolgt,
- wobei vorzugsweise der Schritt des Vergleichens auch einen Vergleich der erfassten Authentifikationssignale mit den erzeugten Authentifikationssignale in Abhängigkeit der Zeit umfasst, um die Laufzeit der Schallwelle und somit die Entfernung zwischen
Authentifikationslement (1) und Vorrichtung (10) zu ermitteln.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass
- der Schritt des Erzeugens von Authentifikationssignalen eine
bestimmbare Variation der durch die mindestens eine Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11 d) oder durch das Schallelement (3) erzeugten Schallwelle in der Zeit, der Amplitude und/oder der Frequenz umfasst,
- vorzugsweise der Schritt des Übermitteins der Authentifikationssignale eine Verschlüsselung und/oder Komprimierung der
Authentifikationssignale umfasst,
- vorzugsweise beim Vergleichen der Authentifikationssignale des
Authentifikationselements (1) mit den Authentifikationssignalen der Vorrichtung (10) beide Signale übereinstimmen, wenn die erfassten Authentifikationssignale innerhalb eines definierbaren Toleranzbereichs um die erzeugten Authentifikationssignale liegen, vorzugsweise nach Vergleichen der Authentifikationssignale die
Funkverbindung zwischen der Funkschnittstelle (2) und der Funkeinrichtung (13) getrennt wird, wobei vorzugsweise ferner das Schallelement (3) des Authentifikationselements (1) durch die Signalverarbeitungs- und - weiterleitungseinrichtung (4) deaktiviert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14,
- wobei die mindestens eine Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11d) eine erste und eine zweite Schalleinrichtung umfasst,
- wobei das Erzeugen von Authentifikationssignalen in Form einer Schallwelle, ein Ansteuern der ersten Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11 d) der Vorrichtung (10) umfasst, - wobei das Erfassen von Authentifikationssignalen ein Erfassen durch die Signalerzeugungs- und -erfassungsei nrichtung (12b) der
Vorrichtung (10) mithilfe der zweiten Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11d) umfasst,
- wobei das Übermitteln der erfassten Authentifikationssignale das
Übermitteln von der zweiten Schalleinrichtung (11a, 11b, 11c, 11d) an die Funktionslogik (12a) über die Signalerzeugungs- und - erfassungsein richtung (12b) umfasst.
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