WO2018048279A1 - 통신 시스템 - Google Patents

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WO2018048279A1
WO2018048279A1 PCT/KR2017/009963 KR2017009963W WO2018048279A1 WO 2018048279 A1 WO2018048279 A1 WO 2018048279A1 KR 2017009963 W KR2017009963 W KR 2017009963W WO 2018048279 A1 WO2018048279 A1 WO 2018048279A1
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vehicle
receiver
authentication code
message
sender
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Application number
PCT/KR2017/009963
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English (en)
French (fr)
Inventor
한규석
배효빈
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a communication system inside a vehicle.
  • the vehicle is a device for moving in the direction desired by the user on board.
  • An example is a car.
  • the automotive electronics consists of electronic control units (ECUs) and an in-vehicle network (IVN) to which they are connected.
  • IVNs include Controller area network (CAN), FlexRay, and local interconnect network (LIN).
  • CAN Controller area network
  • FlexRay FlexRay
  • LIN local interconnect network
  • ECUs are used for many purposes, such as engine control, infotainment, window control and wiper control. High-performance ECUs are used primarily for engine control or infotainment, while relatively low performance is provided for ECUs for wiper or window control.
  • HSM hardware security module
  • an embodiment of the present invention is to provide a communication system having a security function to prevent an insider attack while using relatively little data in a vehicle.
  • a communication system in a communication system between a plurality of electronic devices in a vehicle protected by a symmetric-key method, a cyclic authentication code and a group authentication code Sender for transmitting a message comprising a; And individually, a plurality of receivers for verifying the message based on the cyclic authentication code and the group authentication code in a predetermined order.
  • message verification and sender verification can be performed without time delay.
  • FIG. 1 is a view showing the appearance of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view of the vehicle according to an embodiment of the present invention from various angles from the outside.
  • 3 to 4 are views illustrating the interior of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • 5 to 6 are views referred to for describing an object according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram referenced to describe a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8 through 9 are diagrams for explaining a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram referred to describe a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram conceptually illustrating an operation of a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram referred to describe a message according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle described herein may be a concept including an automobile and a motorcycle.
  • a vehicle is mainly described for a vehicle.
  • the vehicle described herein may be a concept including both an internal combustion engine vehicle having an engine as a power source, a hybrid vehicle having an engine and an electric motor as a power source, and an electric vehicle having an electric motor as a power source.
  • the left side of the vehicle means the left side of the driving direction of the vehicle
  • the right side of the vehicle means the right side of the driving direction of the vehicle
  • FIG. 1 is a view showing the appearance of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view of the vehicle according to an embodiment of the present invention from various angles from the outside.
  • 3 to 4 are views illustrating the interior of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • 5 to 6 are views referred to for describing an object according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram referenced to describe a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle 100 may include a wheel that rotates by a power source and a steering input device 510 for adjusting a traveling direction of the vehicle 100.
  • the vehicle 100 may be an autonomous vehicle.
  • the vehicle 100 may be switched to an autonomous driving mode or a manual mode based on a user input.
  • the vehicle 100 may be switched from the manual mode to the autonomous driving mode or from the autonomous driving mode to the manual mode based on the received user input through the user interface device 200.
  • the vehicle 100 may be switched to the autonomous driving mode or the manual mode based on the driving situation information.
  • the driving situation information may include at least one of object information, navigation information, and vehicle state information outside the vehicle.
  • the vehicle 100 may be switched from the manual mode to the autonomous driving mode or from the autonomous driving mode to the manual mode based on the driving situation information generated by the object detecting apparatus 300.
  • the vehicle 100 may be switched from the manual mode to the autonomous driving mode or from the autonomous driving mode to the manual mode based on the driving situation information received through the communication device 400.
  • the vehicle 100 may switch from the manual mode to the autonomous driving mode or from the autonomous driving mode to the manual mode based on information, data, and signals provided from an external device.
  • the autonomous vehicle 100 may be driven based on the driving system 700.
  • the autonomous vehicle 100 may be driven based on information, data, or signals generated by the driving system 710, the parking system 740, and the parking system 750.
  • the autonomous vehicle 100 may receive a user input for driving through the driving manipulation apparatus 500. Based on a user input received through the driving manipulation apparatus 500, the vehicle 100 may be driven.
  • the overall length is the length from the front to the rear of the vehicle 100
  • the width is the width of the vehicle 100
  • the height is the length from the bottom of the wheel to the roof.
  • the full length direction L is a direction in which the full length measurement of the vehicle 100 is a reference
  • the full width direction W is a direction in which the full width measurement of the vehicle 100 is a reference
  • the total height direction H is a vehicle. It may mean the direction which is the reference of the height measurement of (100).
  • the vehicle 100 includes a user interface device 200, an object detecting device 300, a communication device 400, a driving manipulation device 500, a vehicle driving device 600, and a traveling system. 700, a navigation system 770, a sensing unit 120, an interface unit 130, a memory 140, a control unit 170, and a power supply unit 190 may be included.
  • the vehicle 100 may further include other components in addition to the components described herein, or may not include some of the components described.
  • the user interface device 200 is a device for communicating with the vehicle 100 and a user.
  • the user interface device 200 may receive a user input and provide the user with information generated in the vehicle 100.
  • the vehicle 100 may implement user interfaces (UI) or user experience (UX) through the user interface device 200.
  • UI user interfaces
  • UX user experience
  • the user interface device 200 may include an input unit 210, an internal camera 220, a biometric detector 230, an output unit 250, and a processor 270.
  • the user interface device 200 may further include other components in addition to the described components, or may not include some of the described components.
  • the input unit 210 is for receiving information from a user, and the data collected by the input unit 210 may be analyzed by the processor 270 and processed as a user's control command.
  • the input unit 210 may be disposed in the vehicle.
  • the input unit 210 may include one area of a steering wheel, one area of an instrument panel, one area of a seat, one area of each pillar, and a door. one area of the door, one area of the center console, one area of the head lining, one area of the sun visor, one area of the windshield or of the window It may be disposed in one area or the like.
  • the input unit 210 may include a voice input unit 211, a gesture input unit 212, a touch input unit 213, and a mechanical input unit 214.
  • the voice input unit 211 may convert a user's voice input into an electrical signal.
  • the converted electrical signal may be provided to the processor 270 or the controller 170.
  • the voice input unit 211 may include one or more microphones.
  • the gesture input unit 212 may convert a user's gesture input into an electrical signal.
  • the converted electrical signal may be provided to the processor 270 or the controller 170.
  • the gesture input unit 212 may include at least one of an infrared sensor and an image sensor for detecting a user's gesture input.
  • the gesture input unit 212 may detect a 3D gesture input of the user.
  • the gesture input unit 212 may include a light output unit or a plurality of image sensors for outputting a plurality of infrared light.
  • the gesture input unit 212 may detect a user's 3D gesture input through a time of flight (TOF) method, a structured light method, or a disparity method.
  • TOF time of flight
  • the touch input unit 213 may convert a user's touch input into an electrical signal.
  • the converted electrical signal may be provided to the processor 270 or the controller 170.
  • the touch input unit 213 may include a touch sensor for detecting a user's touch input.
  • the touch input unit 213 may be integrally formed with the display unit 251 to implement a touch screen.
  • a touch screen may provide an input interface and an output interface between the vehicle 100 and the user.
  • the mechanical input unit 214 may include at least one of a button, a dome switch, a jog wheel, and a jog switch.
  • the electrical signal generated by the mechanical input unit 214 may be provided to the processor 270 or the controller 170.
  • the mechanical input unit 214 may be disposed on a steering wheel, a cente facia, a center console, a cockpit module, a door, or the like.
  • the internal camera 220 may acquire a vehicle interior image.
  • the processor 270 may detect a state of the user based on the vehicle interior image.
  • the processor 270 may acquire the gaze information of the user from the vehicle interior image.
  • the processor 270 may detect a gesture of the user in the vehicle interior image.
  • the biometric detector 230 may acquire biometric information of the user.
  • the biometric detector 230 may include a sensor for acquiring biometric information of the user, and may acquire fingerprint information, heartbeat information, etc. of the user using the sensor. Biometric information may be used for user authentication.
  • the output unit 250 is for generating output related to visual, auditory or tactile.
  • the output unit 250 may include at least one of the display unit 251, the audio output unit 252, and the haptic output unit 253.
  • the display unit 251 may display graphic objects corresponding to various pieces of information.
  • the display unit 251 is a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), a flexible display (flexible) display, a 3D display, or an e-ink display.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • OLED organic light-emitting diode
  • flexible display flexible display
  • 3D display 3D display
  • e-ink display e-ink display
  • the display unit 251 forms a layer structure or is integrally formed with the touch input unit 213 to implement a touch screen.
  • the display unit 251 may be implemented as a head up display (HUD).
  • the display unit 251 may include a projection module to output information through an image projected on a wind shield or a window.
  • the display unit 251 may include a transparent display.
  • the transparent display can be attached to the wind shield or window.
  • the transparent display may display a predetermined screen while having a predetermined transparency.
  • Transparent display in order to have transparency, transparent display is transparent thin film elecroluminescent (TFEL), transparent organic light-emitting diode (OLED), transparent liquid crystal display (LCD), transmissive transparent display, transparent light emitting diode (LED) display It may include at least one of. The transparency of the transparent display can be adjusted.
  • the user interface device 200 may include a plurality of display units 251a to 251g.
  • the display unit 251 may include one region of the steering wheel, one region 251a, 251b, and 251e of the instrument panel, one region 251d of the seat, one region 251f of each filler, and one region of the door ( 251g), one area of the center console, one area of the head lining, one area of the sun visor, or may be implemented in one area 251c of the windshield and one area 251h of the window.
  • the sound output unit 252 converts an electrical signal provided from the processor 270 or the controller 170 into an audio signal and outputs the audio signal. To this end, the sound output unit 252 may include one or more speakers.
  • the haptic output unit 253 generates a tactile output.
  • the haptic output unit 253 may vibrate the steering wheel, the seat belt, and the seats 110FL, 110FR, 110RL, and 110RR so that the user may recognize the output.
  • the processor 270 may control the overall operation of each unit of the user interface device 200.
  • the user interface device 200 may include a plurality of processors 270 or may not include the processor 270.
  • the user interface device 200 may be operated under the control of the processor or the controller 170 of another device in the vehicle 100.
  • the user interface device 200 may be referred to as a vehicle display device.
  • the user interface device 200 may be operated under the control of the controller 170.
  • the object detecting apparatus 300 is a device for detecting an object located outside the vehicle 100.
  • the object detecting apparatus 300 may generate object information based on the sensing data.
  • the object information may include information about the presence or absence of the object, location information of the object, distance information between the vehicle 100 and the object, and relative speed information between the vehicle 100 and the object.
  • the object may be various objects related to the driving of the vehicle 100.
  • the object O includes a lane OB10, another vehicle OB11, a pedestrian OB12, a two-wheeled vehicle OB13, traffic signals OB14, OB15, light, a road, a structure, Speed bumps, features, animals and the like can be included.
  • Lane OB10 may be a driving lane, a lane next to the driving lane, or a lane on which the vehicle to which the vehicle opposes runs. Lane OB10 may be a concept including left and right lines forming a lane. The lane may be a concept including an intersection.
  • the other vehicle OB11 may be a vehicle that is driving around the vehicle 100.
  • the other vehicle may be a vehicle located within a predetermined distance from the vehicle 100.
  • the other vehicle OB11 may be a vehicle that precedes or follows the vehicle 100.
  • the pedestrian OB12 may be a person located near the vehicle 100.
  • the pedestrian OB12 may be a person located within a predetermined distance from the vehicle 100.
  • the pedestrian OB12 may be a person located on a sidewalk or a roadway.
  • the two-wheeled vehicle OB13 may be a vehicle that is positioned around the vehicle 100 and moves using two wheels.
  • the motorcycle OB13 may be a vehicle having two wheels located within a predetermined distance from the vehicle 100.
  • the motorcycle OB13 may be a motorcycle or a bicycle located on sidewalks or roadways.
  • the traffic signal may include a traffic light OB15, a traffic sign OB14, a pattern or text drawn on a road surface.
  • the light may be light generated by a lamp provided in another vehicle.
  • the light can be light generated from the street light.
  • the light may be sunlight.
  • the road may include a road surface, a curve, an uphill slope, a slope downhill, or the like.
  • the structure may be an object located around a road and fixed to the ground.
  • the structure may include street lights, street trees, buildings, power poles, traffic lights, bridges, curbs, walls.
  • the features may include mountains, hills, and the like.
  • the object may be classified into a moving object and a stationary object.
  • the moving object may be a concept including another vehicle in motion and a pedestrian in motion.
  • the stationary object may be a concept including a traffic signal, a road, a structure, another stationary vehicle, and a stationary pedestrian.
  • the object detecting apparatus 300 may include a camera 310, a radar 320, a lidar 330, an ultrasonic sensor 340, an infrared sensor 350, and a processor 370.
  • the object detecting apparatus 300 may further include other components in addition to the described components, or may not include some of the described components.
  • the camera 310 may be located at a suitable place outside the vehicle to acquire an image outside the vehicle.
  • the camera 310 may be a mono camera, a stereo camera 310a, an around view monitoring (AVM) camera 310b, or a 360 degree camera.
  • AVM around view monitoring
  • the camera 310 may acquire location information of the object, distance information with respect to the object, or relative speed information with the object by using various image processing algorithms.
  • the camera 310 may obtain distance information and relative speed information with respect to the object based on the change in the object size over time in the acquired image.
  • the camera 310 may acquire distance information and relative velocity information with respect to an object through a pin hole model, road surface profiling, or the like.
  • the camera 310 may obtain distance information and relative speed information with the object based on the disparity information in the stereo image acquired by the stereo camera 310a.
  • the camera 310 may be disposed in close proximity to the front windshield in the interior of the vehicle in order to acquire an image in front of the vehicle.
  • the camera 310 may be disposed around the front bumper or the radiator grille.
  • the camera 310 may be disposed in close proximity to the rear glass in the interior of the vehicle to acquire an image of the rear of the vehicle.
  • the camera 310 may be disposed around the rear bumper, the trunk, or the tail gate.
  • the camera 310 may be disposed in close proximity to at least one of the side windows in the interior of the vehicle to acquire an image of the vehicle side.
  • the camera 310 may be arranged around the side mirror, fender or door.
  • the camera 310 may provide the obtained image to the processor 370.
  • the radar 320 may include an electromagnetic wave transmitter and a receiver.
  • the radar 320 may be implemented in a pulse radar method or a continuous wave radar method in terms of radio wave firing principle.
  • the radar 320 may be implemented by a frequency modulated continuous wave (FSCW) method or a frequency shift key (FSK) method according to a signal waveform among the continuous wave radar methods.
  • FSCW frequency modulated continuous wave
  • FSK frequency shift key
  • the radar 320 detects an object based on a time of flight (TOF) method or a phase-shift method based on an electromagnetic wave, and detects the position of the detected object, distance to the detected object, and relative velocity. Can be detected.
  • TOF time of flight
  • phase-shift method based on an electromagnetic wave
  • the radar 320 may be disposed at an appropriate position outside the vehicle to detect an object located in front, rear, or side of the vehicle.
  • the lidar 330 may include a laser transmitter and a receiver.
  • the lidar 330 may be implemented in a time of flight (TOF) method or a phase-shift method.
  • TOF time of flight
  • the lidar 330 may be implemented as driven or non-driven.
  • the lidar 330 When implemented in a driving manner, the lidar 330 may be rotated by a motor and detect an object around the vehicle 100.
  • the lidar 330 may detect an object located within a predetermined range with respect to the vehicle 100 by optical steering.
  • the vehicle 100 may include a plurality of non-driven lidars 330.
  • the lidar 330 detects an object based on a time of flight (TOF) method or a phase-shift method using laser light, and detects an object, a position of the detected object, a distance from the detected object, and Relative speed can be detected.
  • TOF time of flight
  • phase-shift method using laser light
  • the lidar 330 may be disposed at an appropriate position outside the vehicle to detect an object located in front, rear, or side of the vehicle.
  • the ultrasonic sensor 340 may include an ultrasonic transmitter and a receiver.
  • the ultrasonic sensor 340 may detect an object based on the ultrasonic wave, and detect a position of the detected object, a distance to the detected object, and a relative speed.
  • the ultrasonic sensor 340 may be disposed at an appropriate position outside the vehicle to detect an object located in front, rear, or side of the vehicle.
  • the infrared sensor 350 may include an infrared transmitter and a receiver.
  • the infrared sensor 340 may detect an object based on infrared light, and detect a position of the detected object, a distance to the detected object, and a relative speed.
  • the infrared sensor 350 may be disposed at an appropriate position outside the vehicle to detect an object located in front, rear, or side of the vehicle.
  • the processor 370 may control overall operations of each unit of the object detecting apparatus 300.
  • the processor 370 detects an object by comparing the data sensed by the camera 310, the radar 320, the lidar 330, the ultrasonic sensor 340, and the infrared sensor 350 with previously stored data. Can be classified.
  • the processor 370 may detect and track the object based on the obtained image.
  • the processor 370 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed with the object through an image processing algorithm.
  • the processor 370 may acquire distance information and relative speed information with respect to the object based on the change in the object size over time in the obtained image.
  • the processor 370 may acquire distance information and relative velocity information with respect to an object through a pin hole model, road surface profiling, or the like.
  • the processor 370 may obtain distance information and relative speed information with the object based on the disparity information in the stereo image acquired by the stereo camera 310a.
  • the processor 370 may detect and track the object based on the reflected electromagnetic wave reflected by the transmitted electromagnetic wave to the object.
  • the processor 370 may perform an operation such as calculating a distance from the object, calculating a relative speed with the object, and the like based on the electromagnetic waves.
  • the processor 370 may detect and track the object based on the reflected laser light reflected by the transmitted laser back to the object.
  • the processor 370 may perform an operation such as calculating a distance from the object, calculating a relative speed with the object, and the like based on the laser light.
  • the processor 370 may detect and track the object based on the reflected ultrasound, in which the transmitted ultrasound is reflected by the object and returned.
  • the processor 370 may perform an operation such as calculating a distance from the object, calculating a relative speed with the object, and the like based on the ultrasound.
  • the processor 370 may detect and track the object based on the reflected infrared light from which the transmitted infrared light is reflected back to the object.
  • the processor 370 may perform an operation such as calculating a distance to the object, calculating a relative speed with the object, and the like based on the infrared light.
  • the object detecting apparatus 300 may include a plurality of processors 370 or may not include the processor 370.
  • each of the camera 310, the radar 320, the lidar 330, the ultrasonic sensor 340, and the infrared sensor 350 may individually include a processor.
  • the object detecting apparatus 300 may be operated under the control of the processor or the controller 170 of the apparatus in the vehicle 100.
  • the object detecting apparatus 300 may be operated under the control of the controller 170.
  • the communication device 400 is a device for performing communication with an external device.
  • the external device may be another vehicle, a mobile terminal or a server.
  • the communication device 400 may include at least one of a transmit antenna, a receive antenna, a radio frequency (RF) circuit capable of implementing various communication protocols, and an RF element to perform communication.
  • RF radio frequency
  • the communication device 400 includes a short range communication unit 410, a location information unit 420, a V2X communication unit 430, an optical communication unit 440, a broadcast transmission / reception unit 450, an ITS (Intelligent Transport Systems) communication unit 460, and a processor. 470 may include.
  • the communication device 400 may further include other components in addition to the described components, or may not include some of the described components.
  • the short range communication unit 410 is a unit for short range communication.
  • the local area communication unit 410 may include Bluetooth TM, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, Near Field Communication (NFC), and Wi-Fi (Wireless). Local area communication may be supported using at least one of Fidelity, Wi-Fi Direct, and Wireless Universal Serial Bus (USB) technologies.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • UWB Ultra Wideband
  • ZigBee Ultra Wideband
  • NFC Near Field Communication
  • Wi-Fi Wireless Universal Serial Bus
  • the short range communication unit 410 may form short range wireless networks to perform short range communication between the vehicle 100 and at least one external device.
  • the location information unit 420 is a unit for obtaining location information of the vehicle 100.
  • the location information unit 420 may include a global positioning system (GPS) module or a differential global positioning system (DGPS) module.
  • GPS global positioning system
  • DGPS differential global positioning system
  • the V2X communication unit 430 is a unit for performing wireless communication with a server (V2I: Vehicle to Infra), another vehicle (V2V: Vehicle to Vehicle), or a pedestrian (V2P: Vehicle to Pedestrian).
  • the V2X communication unit 430 may include an RF circuit that can implement a communication with the infrastructure (V2I), an inter-vehicle communication (V2V), and a communication with the pedestrian (V2P).
  • the optical communication unit 440 is a unit for performing communication with an external device via light.
  • the optical communication unit 440 may include an optical transmitter that converts an electrical signal into an optical signal and transmits the external signal to the outside, and an optical receiver that converts the received optical signal into an electrical signal.
  • the light emitting unit may be formed to be integrated with the lamp included in the vehicle 100.
  • the broadcast transceiver 450 is a unit for receiving a broadcast signal from an external broadcast management server or transmitting a broadcast signal to a broadcast management server through a broadcast channel.
  • the broadcast channel may include a satellite channel and a terrestrial channel.
  • the broadcast signal may include a TV broadcast signal, a radio broadcast signal, and a data broadcast signal.
  • the ITS communication unit 460 may exchange information, data, or signals with the traffic system.
  • the ITS communication unit 460 may provide the obtained information and data to the transportation system.
  • the ITS communication unit 460 may receive information, data, or a signal from a traffic system.
  • the ITS communication unit 460 may receive road traffic information from the traffic system and provide the road traffic information to the control unit 170.
  • the ITS communication unit 460 may receive a control signal from a traffic system and provide the control signal to a processor provided in the controller 170 or the vehicle 100.
  • the processor 470 may control the overall operation of each unit of the communication device 400.
  • the communication device 400 may include a plurality of processors 470 or may not include the processor 470.
  • the communication device 400 may be operated under the control of the processor or the controller 170 of another device in the vehicle 100.
  • the communication device 400 may implement a vehicle display device together with the user interface device 200.
  • the vehicle display device may be called a telematics device or an AVN (Audio Video Navigation) device.
  • the communication device 400 may be operated under the control of the controller 170.
  • the driving operation apparatus 500 is a device that receives a user input for driving.
  • the vehicle 100 may be driven based on a signal provided by the driving manipulation apparatus 500.
  • the driving manipulation apparatus 500 may include a steering input apparatus 510, an acceleration input apparatus 530, and a brake input apparatus 570.
  • the steering input device 510 may receive a driving direction input of the vehicle 100 from the user.
  • the steering input device 510 is preferably formed in a wheel shape to enable steering input by rotation.
  • the steering input device may be formed in the form of a touch screen, a touch pad or a button.
  • the acceleration input device 530 may receive an input for accelerating the vehicle 100 from a user.
  • the brake input device 570 may receive an input for deceleration of the vehicle 100 from a user.
  • the acceleration input device 530 and the brake input device 570 are preferably formed in the form of a pedal. According to an embodiment, the acceleration input device or the brake input device may be formed in the form of a touch screen, a touch pad, or a button.
  • the driving manipulation apparatus 500 may be operated under the control of the controller 170.
  • the vehicle drive device 600 is a device that electrically controls the driving of various devices in the vehicle 100.
  • the vehicle driving apparatus 600 may include a power train driver 610, a chassis driver 620, a door / window driver 630, a safety device driver 640, a lamp driver 650, and an air conditioning driver 660. Can be.
  • the vehicle driving apparatus 600 may further include other components in addition to the described components, or may not include some of the described components.
  • the vehicle driving device 600 may include a processor.
  • Each unit of the vehicle drive apparatus 600 may each include a processor individually.
  • the power train driver 610 may control the operation of the power train device.
  • the power train driver 610 may include a power source driver 611 and a transmission driver 612.
  • the power source driver 611 may control the power source of the vehicle 100.
  • the power source driver 611 may perform electronic control of the engine. Thereby, the output torque of an engine, etc. can be controlled.
  • the power source drive unit 611 can adjust the engine output torque under the control of the control unit 170.
  • the power source driver 611 may control the motor.
  • the power source driver 611 may adjust the rotational speed, torque, and the like of the motor under the control of the controller 170.
  • the transmission driver 612 may control the transmission.
  • the transmission driver 612 can adjust the state of the transmission.
  • the transmission drive part 612 can adjust the state of a transmission to forward D, backward R, neutral N, or parking P.
  • the transmission drive unit 612 can adjust the bite state of the gear in the forward D state.
  • the chassis driver 620 may control the operation of the chassis device.
  • the chassis driver 620 may include a steering driver 621, a brake driver 622, and a suspension driver 623.
  • the steering driver 621 may perform electronic control of a steering apparatus in the vehicle 100.
  • the steering driver 621 may change the traveling direction of the vehicle.
  • the brake driver 622 may perform electronic control of a brake apparatus in the vehicle 100. For example, the speed of the vehicle 100 may be reduced by controlling the operation of the brake disposed on the wheel.
  • the brake drive unit 622 can individually control each of the plurality of brakes.
  • the brake driver 622 may control the braking force applied to the plurality of wheels differently.
  • the suspension driver 623 may perform electronic control of a suspension apparatus in the vehicle 100. For example, when there is a curvature on the road surface, the suspension driver 623 may control the suspension device to control the vibration of the vehicle 100 to be reduced.
  • the suspension driver 623 may individually control each of the plurality of suspensions.
  • the door / window driver 630 may perform electronic control of a door apparatus or a window apparatus in the vehicle 100.
  • the door / window driver 630 may include a door driver 631 and a window driver 632.
  • the door driver 631 may control the door apparatus.
  • the door driver 631 may control opening and closing of the plurality of doors included in the vehicle 100.
  • the door driver 631 may control the opening or closing of a trunk or a tail gate.
  • the door driver 631 may control the opening or closing of the sunroof.
  • the window driver 632 may perform electronic control of the window apparatus.
  • the opening or closing of the plurality of windows included in the vehicle 100 may be controlled.
  • the safety device driver 640 may perform electronic control of various safety apparatuses in the vehicle 100.
  • the safety device driver 640 may include an airbag driver 641, a seat belt driver 642, and a pedestrian protection device driver 643.
  • the airbag driver 641 may perform electronic control of an airbag apparatus in the vehicle 100.
  • the airbag driver 641 may control the airbag to be deployed when the danger is detected.
  • the seat belt driver 642 may perform electronic control of a seatbelt appartus in the vehicle 100.
  • the seat belt driver 642 may control the passengers to be fixed to the seats 110FL, 110FR, 110RL, and 110RR by using the seat belts when the risk is detected.
  • the pedestrian protection device driver 643 may perform electronic control of the hood lift and the pedestrian airbag. For example, the pedestrian protection device driver 643 may control the hood lift up and the pedestrian air bag to be deployed when detecting a collision with the pedestrian.
  • the lamp driver 650 may perform electronic control of various lamp apparatuses in the vehicle 100.
  • the air conditioning driver 660 may perform electronic control of an air conditioner in the vehicle 100. For example, when the temperature inside the vehicle is high, the air conditioning driver 660 may control the air conditioning apparatus to operate to supply cool air to the inside of the vehicle.
  • the vehicle driving apparatus 600 may include a processor. Each unit of the vehicle drive apparatus 600 may each include a processor individually.
  • the vehicle driving apparatus 600 may be operated under the control of the controller 170.
  • the travel system 700 is a system for controlling various travels of the vehicle 100.
  • the navigation system 700 can be operated in an autonomous driving mode.
  • the travel system 700 can include a travel system 710, a parking system 740, and a parking system 750.
  • the navigation system 700 may further include other components in addition to the described components, or may not include some of the described components.
  • the driving system 700 may include a processor.
  • Each unit of the navigation system 700 may each include a processor individually.
  • the driving system 700 when the driving system 700 is implemented in software, the driving system 700 may be a lower concept of the controller 170.
  • the driving system 700 may include a user interface device 270, an object detecting device 300, a communication device 400, a driving manipulation device 500, a vehicle driving device 600, and a navigation system.
  • the sensing unit 120, and the control unit 170 may include a concept including at least one.
  • the traveling system 710 may perform driving of the vehicle 100.
  • the driving system 710 may receive navigation information from the navigation system 770, provide a control signal to the vehicle driving apparatus 600, and perform driving of the vehicle 100.
  • the driving system 710 may receive object information from the object detecting apparatus 300 and provide a control signal to the vehicle driving apparatus 600 to perform driving of the vehicle 100.
  • the driving system 710 may receive a signal from an external device through the communication device 400, provide a control signal to the vehicle driving device 600, and perform driving of the vehicle 100.
  • the driving system 710 may include a user interface device 270, an object detection device 300, a communication device 400, a driving manipulation device 500, a vehicle driving device 600, a navigation system 770, and a sensing unit ( At least one of the 120 and the controller 170 may be a system concept for driving the vehicle 100.
  • the driving system 710 may be referred to as a vehicle driving control device.
  • the taking-out system 740 may perform taking out of the vehicle 100.
  • the taking-out system 740 may receive navigation information from the navigation system 770, provide a control signal to the vehicle driving apparatus 600, and perform take-out of the vehicle 100.
  • the taking-out system 740 may receive the object information from the object detecting apparatus 300, provide a control signal to the vehicle driving apparatus 600, and perform take-out of the vehicle 100.
  • the taking-off system 740 may receive a signal from an external device through the communication device 400, provide a control signal to the vehicle driving apparatus 600, and perform take-out of the vehicle 100.
  • the car leaving system 740 includes a user interface device 270, an object detecting device 300 and a communication device 400, a driving control device 500, a vehicle driving device 600, a navigation system 770, and a sensing unit ( Including at least one of the controller 120 and the controller 170, the concept of a system that performs the taking out of the vehicle 100 may be performed.
  • Such a car leaving system 740 may be referred to as a vehicle parking control device.
  • the parking system 750 may perform parking of the vehicle 100.
  • the parking system 750 may receive navigation information from the navigation system 770, provide a control signal to the vehicle driving apparatus 600, and perform parking of the vehicle 100.
  • the parking system 750 may receive the object information from the object detecting apparatus 300, provide a control signal to the vehicle driving apparatus 600, and perform parking of the vehicle 100.
  • the parking system 750 may receive a signal from an external device through the communication device 400, provide a control signal to the vehicle driving device 600, and perform parking of the vehicle 100.
  • the parking system 750 includes a user interface device 270, an object detection device 300 and a communication device 400, a driving operation device 500, a vehicle driving device 600, a navigation system 770, and a sensing unit ( At least one of the 120 and the controller 170 may be a system concept for parking the vehicle 100.
  • Such a parking system 750 may be referred to as a vehicle parking control device.
  • the navigation system 770 can provide navigation information.
  • the navigation information may include at least one of map information, set destination information, route information according to the destination setting, information on various objects on the route, lane information, and current location information of the vehicle.
  • the navigation system 770 may include a memory and a processor.
  • the memory may store navigation information.
  • the processor may control the operation of the navigation system 770.
  • the navigation system 770 may receive information from an external device through the communication device 400 and update the pre-stored information.
  • the navigation system 770 may be classified as a subcomponent of the user interface device 200.
  • the sensing unit 120 may sense a state of the vehicle.
  • the sensing unit 120 may include an inertial navigation unit (IMU) sensor, a collision sensor, a wheel sensor, a speed sensor, an inclination sensor, a weight sensor, a heading sensor, a position module, a vehicle, and a vehicle. Includes forward / reverse sensor, battery sensor, fuel sensor, tire sensor, steering sensor by steering wheel rotation, in-vehicle temperature sensor, in-vehicle humidity sensor, ultrasonic sensor, illuminance sensor, accelerator pedal position sensor, brake pedal position sensor, etc. can do.
  • IMU inertial navigation unit
  • the inertial navigation unit (IMU) sensor may include one or more of an acceleration sensor, a gyro sensor, and a magnetic sensor.
  • the sensing unit 120 may include vehicle attitude information, vehicle motion information, vehicle yaw information, vehicle roll information, vehicle pitch information, vehicle collision information, vehicle direction information, and vehicle location information (GPS information). ), Vehicle angle information, vehicle speed information, vehicle acceleration information, vehicle tilt information, vehicle forward / reverse information, battery information, fuel information, tire information, vehicle lamp information, vehicle internal temperature information, vehicle internal humidity information, steering wheel rotation A sensing signal may be obtained for an angle, an external illuminance, a pressure applied to an accelerator pedal, a pressure applied to a brake pedal, and the like.
  • the sensing unit 120 may further include an accelerator pedal sensor, a pressure sensor, an engine speed sensor, an air flow sensor (AFS), an intake air temperature sensor (ATS), a water temperature sensor (WTS), and a throttle position sensor. (TPS), TDC sensor, crank angle sensor (CAS), and the like.
  • AFS air flow sensor
  • ATS intake air temperature sensor
  • WTS water temperature sensor
  • TPS throttle position sensor
  • TDC crank angle sensor
  • CAS crank angle sensor
  • the sensing unit 120 may generate vehicle state information based on the sensing data.
  • the vehicle state information may be information generated based on data sensed by various sensors provided in the vehicle.
  • the vehicle state information includes vehicle attitude information, vehicle speed information, vehicle tilt information, vehicle weight information, vehicle direction information, vehicle battery information, vehicle fuel information, vehicle tire pressure information
  • the vehicle may include steering information of the vehicle, vehicle indoor temperature information, vehicle indoor humidity information, pedal position information, vehicle engine temperature information, and the like.
  • the interface unit 130 may serve as a path to various types of external devices connected to the vehicle 100.
  • the interface unit 130 may include a port connectable with the mobile terminal, and may connect with the mobile terminal through the port. In this case, the interface unit 130 may exchange data with the mobile terminal.
  • the interface unit 130 may serve as a path for supplying electrical energy to the connected mobile terminal.
  • the interface unit 130 may provide the mobile terminal with electrical energy supplied from the power supply unit 190.
  • the memory 140 is electrically connected to the controller 170.
  • the memory 140 may store basic data for the unit, control data for controlling the operation of the unit, and input / output data.
  • the memory 140 may be various storage devices such as a ROM, a RAM, an EPROM, a flash drive, a hard drive, and the like, in hardware.
  • the memory 140 may store various data for overall operation of the vehicle 100, such as a program for processing or controlling the controller 170.
  • the memory 140 may be integrally formed with the controller 170 or may be implemented as a subcomponent of the controller 170.
  • the controller 170 may control the overall operation of each unit in the vehicle 100.
  • the controller 170 may be referred to as an electronic control unit (ECU).
  • ECU electronice control unit
  • the power supply unit 190 may supply power required for the operation of each component under the control of the controller 170.
  • the power supply unit 190 may receive power from a battery inside the vehicle.
  • processors and controllers 170 included in the vehicle 100 may include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and FPGAs ( It may be implemented using at least one of field programmable gate arrays, processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions may be implemented using at least one of field programmable gate arrays, processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions.
  • FIGS. 8 through 9 are diagrams for explaining a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • IVN in-vehicle network
  • Each of the plurality of electronic devices may be referred to as an electronic control unit (ECU).
  • ECU electronice control unit
  • the internal network includes a controller area network (CAN).
  • CAN controller area network
  • CAN employs a broadcast communication scheme in which the sender 810 is assigned a unique ID of the message itself without an indication of the receiver 820.
  • the plurality of ECUs receive the message ID, check whether the related ID is set in advance, and receive only the message assigned to the passed ID, and drop the rest.
  • the communication system 800 may implement an end-to-end communication method in which communication is performed only between two ECUs.
  • the communication system 800 may implement a group communication method in which communication is performed between three or more ECUs.
  • the communication system 800 may implement a global communication method in which communication is performed between all ECUs in a vehicle.
  • HSM hardware-based security module
  • ECUs provided in vehicles tend to meet or exceed the minimum limit for their intended use in consideration of cost rather than unconditionally providing high performance.
  • MAC message authentication code
  • PKI-based digital signature scheme is a cryptographically effective method for authentication in group or global communications, but there is no guarantee that PKI functionality will be provided for simple functions due to the above cost.
  • An embodiment of the present invention is a symmetric key-based technology, which proposes a broadcast authentication scheme that is resistant to insider attacks in a state of minimizing computational load.
  • IVNs The most common IVN is CAN.
  • CAN employs broadcast-type communication via message IDs instead of special send and receive addresses for messages. After all ECUs check the message ID on the bus, they will filter out unrelated messages and receive only relevant messages.
  • Synchronization is one of the most important security issues in IVN.
  • the ECU can act as an In-vehicle Manager (IVM) defined in the present technology.
  • IVM In-vehicle Manager
  • Many ECUs may not have a clock.
  • the IVM may broadcast a time stamp or the like for time synchronization.
  • the IVM when the IVM sends a timestamp or counter to the ECU, the IVM must generate and transmit the MAC through a symmetric key cryptography, which prevents a malicious third-party attacker from intentional actions such as forgery of the data. It should be possible.
  • PKI public key infrastructure
  • MAC message authentication code
  • Authentication using a symmetric-key is a method using Secure Hardware Extension (SHE).
  • the key master (IVM in this technique) broadcasts the authenticated message over a symmetric key shared within the group.
  • the key master broadcasts the counter and MAC to the in-vehicle network, and all ECUs check through the group key.
  • a malicious purpose ECU 1 910 may transmit a forgery message to each ECU 931, 932, 933.
  • the actual key master (indicated by IVM) 920 can be blocked.
  • the method of forming a trust group or sharing a key for each group related to message ID has the same vulnerability to insider attack.
  • the TESLA-based scheme which has been proposed mainly for use in WSNs, has been proposed, it has the same problem of time delay of the TESLA scheme.
  • Embodiments of the present invention propose an efficient authentication technique that does not increase overhead in a meaningful range and minimizes threats to malicious insiders.
  • FIG. 10 is a diagram referred to describe a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram conceptually illustrating an operation of a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the communication system 800 is provided inside the vehicle 100.
  • the communication system 800 may be protected by a symmetric-key cryptography method.
  • the communication system 800 supports communication between a plurality of electronic devices in the vehicle 100.
  • the communication system 800 may include a sender 810, a plurality of receivers 820, and an internal network 830.
  • the sender 810 may transmit a message to the plurality of receivers 822.
  • the message may include a circular authentication code 1120 and a group authentication code 1110.
  • the circular authentication code 1120 may be referred to as a circular authentication key.
  • the group authentication code 1110 may be named a group key.
  • the sender 810 may include at least one of a plurality of electronic devices included in the vehicle 100.
  • the sender 810 may include at least one of the driving manipulation apparatus 500 that receives a user input for driving.
  • the sender 810 may be referred to as an in-vehicle manager (IVM).
  • IVM in-vehicle manager
  • the sender 810 may be provided with a clock.
  • the sender 810 may transmit a timestamp.
  • the sender 810 may function as a receiver.
  • the plurality of receivers 820 may receive a message.
  • the plurality of receivers 820 may verify the message.
  • the plurality of receivers 820 may individually verify the message based on the cyclic authentication code 1120 and the group authentication code 1110 in a predetermined order.
  • the plurality of receivers 820 may verify whether an error occurs in the message.
  • the plurality of receivers 820 may detect a malicious insider based on whether an error occurs.
  • the malicious insider may be defined as an electronic device that transmits an unintended message in the vehicle 100 by hacking.
  • the communication system 800 may implement an end-to-end communication method, a group communication method, and a global communication method.
  • the group authentication code 1110 may be defined as data for verifying a message when a group communication method or a global communication method is implemented.
  • the global communication method may be understood as one of group communication methods.
  • the group authentication code 1110 is shared with all electronic devices in the group.
  • the group authentication code 1110 is shared between the sender 810 and the plurality of receivers 820.
  • the sender 810 and the plurality of receivers 820 may store a group authentication code 1110 having the same value in advance.
  • the plurality of receivers 820 may verify the message based on whether the cyclic authentication code 1120 and the group authentication code 1110 match.
  • a group authentication code 1110 is shared with senders and a plurality of receivers in a group.
  • the receiver may verify the message based on whether the group authentication code 1110 of the received message matches the group authentication code 1110 previously shared.
  • the group authentication code 1110 is shared with the in-vehicle sender and the plurality of receivers.
  • the receiver may verify the message based on whether the group authentication code 1110 of the received message matches the group authentication code 1110 previously shared.
  • the plurality of receivers 820 may include a first receiver 821 and a second receiver 822.
  • each of the first receiver 821 and the second receiver 822 may receive the first message.
  • the first message may include a first circular authentication code 1021 and a group authentication code 1110.
  • the first circular authentication code 1021 may be shared between the sender 810 and the first receiver 821.
  • the sender 810 and the first receiver 821 may store, in advance, a first circular authentication code 1021 having the same value.
  • the first circular authentication code 1021 is not shared to other receivers except the sender 810 and the first receiver 821.
  • the first circular authentication code 1021 has a different value from the second circular authentication code 1022.
  • the first receiver 821 may verify the first message based on the first circular authentication code 1021 and the group authentication code 1110.
  • each of the first receiver 821 and the second receiver 822 may receive the second message.
  • the second message may include a second circular authentication code 1022 and a group authentication code 1110.
  • the second circular authentication code 1022 may be shared between the sender 810 and the second receiver 822.
  • the sender 810 and the second receiver 822 may store, in advance, a second circular authentication code 1022 having the same value.
  • the second circular authentication code 1022 is not shared to other receivers except the sender 810 and the second receiver 821.
  • the second circular authentication code 1022 has a different value from the first circular authentication code 1021.
  • the second receiver 822 may verify the second message based on the second circular authentication code 1022 and the group authentication code 1110.
  • the sender 820 may transmit a second message after transmitting the first message.
  • the plurality of receivers 820 may report an error occurrence to the sender 810.
  • the first receiver 821 When the first receiver 821 detects an error of the first message, the first receiver 821 may report an error occurrence to the sender 810.
  • the sender 810 may transmit a message to the first receiver 821 in an end-to-end communication scheme.
  • the first receiver 821 may verify the first message again based on the first circular authentication code 1021 and the group authentication code 1110. .
  • the second receiver 821 When the second receiver 821 detects an error of the second message, the second receiver 821 may report an error occurrence to the sender 810.
  • the sender 810 may transmit a message to the second receiver 822 in an end-to-end communication manner.
  • the second receiver 822 may verify the second message again based on the second recursive authentication code 1022 and the group authentication code 1110. .
  • the plurality of receivers 820 may include a first receiver 821, a second receiver 822, a third receiver 823, and a fourth receiver 824.
  • the sender 810 may transmit a first message.
  • Each of the first receiver 821, the second receiver 822, the third receiver 823, and the fourth receiver 824 may receive a first message.
  • the first message may include a first circular authentication code and a group authentication code 1110.
  • the first receiver 821 and the second receiver 822 may verify the first message based on the first circular authentication code and the group authentication code 1110, respectively.
  • the first circular authentication code may be shared between the sender 810, the first receiver 821, and the second receiver 822.
  • the sender 810, the first receiver 821, and the second receiver 822 may store, in advance, a first circular authentication code having the same value.
  • the sender 810 may transmit a second message after transmitting the first message.
  • Each of the first receiver 821, the second receiver 822, the third receiver 823, and the fourth receiver 824 may receive a second message.
  • the second message may include a second circular authentication code and a group authentication code 1110.
  • the second receiver 822 and the third receiver 823 may verify the second message based on the second circular authentication code and the group authentication code 1110, respectively.
  • the second circular authentication code may be shared between the sender 810, the second receiver 822, and the third receiver 823.
  • the sender 810, the second receiver 822, and the third receiver 823 may store, in advance, a second circular authentication code having the same value.
  • the plurality of receivers 820 may include a plurality of electronic devices included in the vehicle 1000.
  • the plurality of receivers 820 may be a vehicle driving apparatus 600 that electrically controls the in-vehicle driving apparatus.
  • Each of the plurality of receivers 820 may verify the sender 810 based on the message verification.
  • Each of the plurality of receivers 820 may determine whether a message is transmitted from the correct sender 810 based on whether the cyclic authentication code 1120 and the group authentication code 1110 match.
  • each of the plurality of receivers 820 may be operated based on data included in the assigned message.
  • Each of the plurality of receivers 820 may report an error occurrence to the sender 810 and the other receiver 820 when it is determined that the cyclic authentication code 1120 and the group authentication code 1110 do not match.
  • any one of the plurality of receivers 820 may function as a sender.
  • the network 830 may be implemented as an in-vehicle network (IVN).
  • IVN in-vehicle network
  • the network 830 may be implemented with a controller area network (CAN), a FlexRay, and a local interconnect network (LIN).
  • CAN controller area network
  • FlexRay FlexRay
  • LIN local interconnect network
  • the network 830 is connected to the sender 810 and the receiver 820 and may be understood as a medium for delivering a message.
  • a message can be a concept that includes signals, data, and information.
  • the network 830 may be wired or wireless.
  • the sender 810 and the plurality of receivers 820 may form a group.
  • the plurality of receivers 820 may include a first receiver 821, a second receiver 822, a third receiver 823, and a fourth receiver 824.
  • the plurality of receivers 820 is illustrated as including four receivers, but may be less than four or five or more.
  • the sender 810 and the plurality of receivers 820 may exchange messages through group communication via the network 830.
  • the sender 810 and the plurality of receivers 820 may exchange messages through global communication via the network 830.
  • the plurality of receivers 820 may verify the messages in order.
  • the plurality of receivers 820 may verify the sender 810 based on the message verification.
  • the first receiver 821 may verify the sender 810 through the first message verification (1110).
  • the first message may include data about an operation allocated to the first receiver 821.
  • the first receiver 821 may perform an operation based on data included in the first message.
  • the second receiver 821 may verify the sender 810 through the second message verification (1120).
  • the second message may include data about an operation allocated to the second receiver 822.
  • the second receiver 821 may perform an operation based on data included in the second message.
  • the third receiver 823 may verify the sender 810 through the third message verification (1130).
  • the third receiver 823 verifies the third message based on whether the third circular authentication code 1023 and the group authentication code 1110 match, and verifies the sender 810 through third message verification. can do.
  • the third message may include data about an operation allocated to the third receiver 823.
  • the fourth receiver 824 may verify the sender 810 through the fourth message verification (1140).
  • the fourth receiver 824 verifies the fourth message based on whether the fourth circular authentication code 1024 and the group authentication code 1110 match, and verifies the sender 810 through the fourth message verification. can do.
  • the fourth message may include data about an operation assigned to the fourth receiver 824.
  • the first receiver 821 may include the first circular authentication code 1021 and the group authentication code. Based on the match of 1110, the fifth message may be verified. If at least one of the first circular authentication code 1021 and the group authentication code 1110 does not match, the first receiver 821 may recognize that the fifth message is not received from the sender 810. 1150. The first receiver 821 may report an error occurrence to the sender 810 and another receiver 820.
  • the communication system 800 can prevent insider attacks.
  • FIG. 12 is a diagram referred to describe a message according to an embodiment of the present invention.
  • the sender 810 performs counter broadcast (transmission) to the plurality of receivers 820 to synchronize the counter numbers.
  • the message 1200 may include a group counter 1210, a circular authentication code 1220, and a group authentication code 1230.
  • the group counter 1210 may be shared by the sender 810 and the plurality of receivers 820 in the group.
  • the group counter 1210 is initially set to zero, and then incremented by one.
  • the group counter 1210 and the circular authentication code 1220 may be combined and used as a counter.
  • Counter generation uses a cryptographic one-way hash function that can take any input and produce a result.
  • Each of the sender 810 and the plurality of receivers 820 may share an initial secret value of each of the cyclic authentication codes.
  • the initial secret can only be used once.
  • a result value may be generated based on the initial secret value and compared with the cyclic authentication code.
  • each of the plurality of receivers 820 may operate as follows.
  • Each of the plurality of receivers 820 performs hash chaning using previously used result values. Hash values are created in advance using existing results, and the received values (for example, the cyclic authentication code included in the message) can be compared to verify the message as soon as it is delivered.
  • Sender 810 sends a frame for the counter (group counter 1210, cyclic authentication code 1220 and group authentication code 1230) to network 830.
  • Each of the plurality of receivers 820 receiving the frame verifies the message via the group authentication code. Thereafter, each of the plurality of receivers 820 verifies the message via a cyclic authentication code.
  • the receiver that detects the error transmits an error message including the counter information of the message in which the error occurred to the sender 810.
  • the sender 810 retransmits the error message to the receiver that detected the error.
  • the present invention described above can be embodied as computer readable codes on a medium in which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include hard disk drives (HDDs), solid state disks (SSDs), silicon disk drives (SDDs), ROMs, RAMs, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and the like. This also includes implementations in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet).
  • the computer may also include a processor or a controller. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.

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Abstract

본 발명은 대칭키(Symmetric-key) 방식으로 보호되는 차량 내부의 복수의 전자 장치 상호 간의 통신 시스템에 있어서, 순환 인증 코드 및 그룹 인증 코드를 포함하는 메시지를 전송하는 센더(sender); 및 개별적으로, 기 설정된 순서대로 상기 순환 인증 코드 및 상기 그룹 인증 코드에 기초하여, 상기 메시지를 검증하는 복수의 리시버(receiver);를 포함하는 통신 시스템에 관한 것이다.

Description

통신 시스템
본 발명은 차량 내부의 통신 시스템에 관한 것이다.
차량은 탑승하는 사용자가 원하는 방향으로 이동시키는 장치이다. 대표적으로 자동차를 예를 들 수 있다.
자동차 전장은 ECU (Electronic control units)들과 이들이 연결된 차량 내부 네트워크 (In-vehicle network, IVN)으로 구성된다. IVN에는 CAN(Controller area network), FlexRay, 및 LIN (Local interconnect network) 등이 있다.
ECU는 엔진 컨트롤, 인포테인먼트, 창문 조절, 와이퍼 조종 등의 여러 목적으로 사용된다. 주로 Engine control 혹은 인포테인먼트를 위해서 고성능의 ECU가 사용되는 반면, 와이퍼나 창문 조종을 위한 ECU에는 상대적으로 낮은 성능이 제공된다.
보안 기능 제공을 위해서 하드웨어 기능으로서 HSM (Hardware security module)이 사용되는 것에 논의를 하고, EVITA project에서는 3가지 등급의 보안 기능에 대한 명세를 설계했다: light EVITA, medium EVITA, and full EVITA grade.
이 중 오직 Full EVITA grade에서만 PKI(Public Key Infrastructure) 기능으로 ECC 연산을 제공한다.
또한 대부분의 ECU에는 light EVITA 혹은 동급의 규격으로 SHE (Secure hardware extension)를 사용하게 된다.
따라서, PKI를 사용하는 방식 외에 대칭키 기반의 암호 기술을 기반으로 한 보안 기능 지원에 대한 고려를 할 필요가 있다.
본 발명의 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 차량 내부에서 비교적 적은 데이터를 이용하면서도 내부자 공격을 예방할 수 있게 보안 기능을 가지는 통신 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템은, 대칭키(Symmetric-key) 방식으로 보호되는 차량 내부의 복수의 전자 장치 상호 간의 통신 시스템에 있어서, 순환 인증 코드 및 그룹 인증 코드를 포함하는 메시지를 전송하는 센더(sender); 및 개별적으로, 기 설정된 순서대로 상기 순환 인증 코드 및 상기 그룹 인증 코드에 기초하여, 상기 메시지를 검증하는 복수의 리시버(receiver);를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 적은 데이터를 활용하면서도 내부자 공격에 효율적 방어가 가능한 효과가 있다.
둘째, 시간 지연 없이 메시지 검증, 센더 검증이 가능한 효과가 있다.
셋째, 별도의 시스템 구축 없이도, 해킹을 예방할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량을 외부의 다양한 각도에서 본 도면이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 내부를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오브젝트를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 8 내지 도 9는 본원 발명의 실시예에 따른 통신 시스템을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 동작을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 메시지를 설명하는데 참조되는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.
이하의 설명에서 차량의 좌측은 차량의 주행 방향의 좌측을 의미하고, 차량의 우측은 차량의 주행 방향의 우측을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량을 외부의 다양한 각도에서 본 도면이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 내부를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오브젝트를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 차량(100)은 동력원에 의해 회전하는 바퀴, 차량(100)의 진행 방향을 조절하기 위한 조향 입력 장치(510)를 포함할 수 있다.
차량(100)은 자율 주행 차량일 수 있다.
차량(100)은, 사용자 입력에 기초하여, 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
예를 들면, 차량(100)은, 사용자 인터페이스 장치(200)를 통해, 수신되는 사용자 입력에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
차량(100)은, 주행 상황 정보에 기초하여, 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
주행 상황 정보는, 차량 외부의 오브젝트 정보, 내비게이션 정보 및 차량 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 차량(100)은, 오브젝트 검출 장치(300)에서 생성되는 주행 상황 정보에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
예를 들면, 차량(100)은, 통신 장치(400)를 통해 수신되는 주행 상황 정보에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
차량(100)은, 외부 디바이스에서 제공되는 정보, 데이터, 신호에 기초하여 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
차량(100)이 자율 주행 모드로 운행되는 경우, 자율 주행 차량(100)은, 운행 시스템(700)에 기초하여 운행될 수 있다.
예를 들면, 자율 주행 차량(100)은, 주행 시스템(710), 출차 시스템(740), 주차 시스템(750)에서 생성되는 정보, 데이터 또는 신호에 기초하여 운행될 수 있다.
차량(100)이 메뉴얼 모드로 운행되는 경우, 자율 주행 차량(100)은, 운전 조작 장치(500)를 통해 운전을 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 운전 조작 장치(500)를 통해 수신되는 사용자 입력에 기초하여, 차량(100)은 운행될 수 있다.
전장(overall length)은 차량(100)의 앞부분에서 뒷부분까지의 길이, 전폭(width)은 차량(100)의 너비, 전고(height)는 바퀴 하부에서 루프까지의 길이를 의미한다. 이하의 설명에서, 전장 방향(L)은 차량(100)의 전장 측정의 기준이 되는 방향, 전폭 방향(W)은 차량(100)의 전폭 측정의 기준이 되는 방향, 전고 방향(H)은 차량(100)의 전고 측정의 기준이 되는 방향을 의미할 수 있다.
도 7에 예시된 바와 같이, 차량(100)은, 사용자 인터페이스 장치(200), 오브젝트 검출 장치(300), 통신 장치(400), 운전 조작 장치(500), 차량 구동 장치(600), 운행 시스템(700), 내비게이션 시스템(770), 센싱부(120), 인터페이스부(130), 메모리(140), 제어부(170) 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 차량(100)은, 본 명세서에서 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(200)는, 차량(100)과 사용자와의 소통을 위한 장치이다. 사용자 인터페이스 장치(200)는, 사용자 입력을 수신하고, 사용자에게 차량(100)에서 생성된 정보를 제공할 수 있다. 차량(100)은, 사용자 인터페이스 장치(200)를 통해, UI(User Interfaces) 또는 UX(User Experience)를 구현할 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(200)는, 입력부(210), 내부 카메라(220), 생체 감지부(230), 출력부(250) 및 프로세서(270)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수도 있다.
입력부(210)는, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로, 입력부(210)에서 수집한 데이터는, 프로세서(270)에 의해 분석되어, 사용자의 제어 명령으로 처리될 수 있다.
입력부(210)는, 차량 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 입력부(210)는, 스티어링 휠(steering wheel)의 일 영역, 인스투루먼트 패널(instrument panel)의 일 영역, 시트(seat)의 일 영역, 각 필러(pillar)의 일 영역, 도어(door)의 일 영역, 센타 콘솔(center console)의 일 영역, 헤드 라이닝(head lining)의 일 영역, 썬바이저(sun visor)의 일 영역, 윈드 쉴드(windshield)의 일 영역 또는 윈도우(window)의 일 영역 등에 배치될 수 있다.
입력부(210)는, 음성 입력부(211), 제스쳐 입력부(212), 터치 입력부(213) 및 기계식 입력부(214)를 포함할 수 있다.
음성 입력부(211)는, 사용자의 음성 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는, 프로세서(270) 또는 제어부(170)에 제공될 수 있다.
음성 입력부(211)는, 하나 이상의 마이크로 폰을 포함할 수 있다.
제스쳐 입력부(212)는, 사용자의 제스쳐 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는, 프로세서(270) 또는 제어부(170)에 제공될 수 있다.
제스쳐 입력부(212)는, 사용자의 제스쳐 입력을 감지하기 위한 적외선 센서 및 이미지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 제스쳐 입력부(212)는, 사용자의 3차원 제스쳐 입력을 감지할 수 있다. 이를 위해, 제스쳐 입력부(212)는, 복수의 적외선 광을 출력하는 광출력부 또는 복수의 이미지 센서를 포함할 수 있다.
제스쳐 입력부(212)는, TOF(Time of Flight) 방식, 구조광(Structured light) 방식 또는 디스패러티(Disparity) 방식을 통해 사용자의 3차원 제스쳐 입력을 감지할 수 있다.
터치 입력부(213)는, 사용자의 터치 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는 프로세서(270) 또는 제어부(170)에 제공될 수 있다.
터치 입력부(213)는, 사용자의 터치 입력을 감지하기 위한 터치 센서를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 터치 입력부(213)는 디스플레이부(251)와 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한, 터치 스크린은, 차량(100)과 사용자 사이의 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 함께 제공할 수 있다.
기계식 입력부(214)는, 버튼, 돔 스위치(dome switch), 조그 휠 및 조그 스위치 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 기계식 입력부(214)에 의해 생성된 전기적 신호는, 프로세서(270) 또는 제어부(170)에 제공될 수 있다.
기계식 입력부(214)는, 스티어링 휠, 센테 페시아, 센타 콘솔, 칵픽 모듈, 도어 등에 배치될 수 있다.
내부 카메라(220)는, 차량 내부 영상을 획득할 수 있다. 프로세서(270)는, 차량 내부 영상을 기초로, 사용자의 상태를 감지할 수 있다. 프로세서(270)는, 차량 내부 영상에서 사용자의 시선 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(270)는, 차량 내부 영상에서 사용자의 제스쳐를 감지할 수 있다.
생체 감지부(230)는, 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있다. 생체 감지부(230)는, 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있는 센서를 포함하고, 센서를 이용하여, 사용자의 지문 정보, 심박동 정보 등을 획득할 수 있다. 생체 정보는 사용자 인증을 위해 이용될 수 있다.
출력부(250)는, 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것이다.
출력부(250)는, 디스플레이부(251), 음향 출력부(252) 및 햅틱 출력부(253) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이부(251)는, 다양한 정보에 대응되는 그래픽 객체를 표시할 수 있다.
디스플레이부(251)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이부(251)는 터치 입력부(213)와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다.
디스플레이부(251)는 HUD(Head Up Display)로 구현될 수 있다. 디스플레이부(251)가 HUD로 구현되는 경우, 디스플레이부(251)는 투사 모듈을 구비하여 윈드 쉴드 또는 윈도우에 투사되는 이미지를 통해 정보를 출력할 수 있다.
디스플레이부(251)는, 투명 디스플레이를 포함할 수 있다. 투명 디스플레이는 윈드 쉴드 또는 윈도우에 부착될 수 있다.
투명 디스플레이는 소정의 투명도를 가지면서, 소정의 화면을 표시할 수 있다. 투명 디스플레이는, 투명도를 가지기 위해, 투명 디스플레이는 투명 TFEL(Thin Film Elecroluminescent), 투명 OLED(Organic Light-Emitting Diode), 투명 LCD(Liquid Crystal Display), 투과형 투명디스플레이, 투명 LED(Light Emitting Diode) 디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 투명 디스플레이의 투명도는 조절될 수 있다.
한편, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 복수의 디스플레이부(251a 내지 251g)를 포함할 수 있다.
디스플레이부(251)는, 스티어링 휠의 일 영역, 인스투루먼트 패널의 일 영역(251a, 251b, 251e), 시트의 일 영역(251d), 각 필러의 일 영역(251f), 도어의 일 영역(251g), 센타 콘솔의 일 영역, 헤드 라이닝의 일 영역, 썬바이저의 일 영역에 배치되거나, 윈드 쉴드의 일영역(251c), 윈도우의 일영역(251h)에 구현될 수 있다.
음향 출력부(252)는, 프로세서(270) 또는 제어부(170)로부터 제공되는 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(252)는, 하나 이상의 스피커를 포함할 수 있다.
햅틱 출력부(253)는, 촉각적인 출력을 발생시킨다. 예를 들면, 햅틱 출력부(253)는, 스티어링 휠, 안전 벨트, 시트(110FL, 110FR, 110RL, 110RR)를 진동시켜, 사용자가 출력을 인지할 수 있게 동작할 수 있다.
프로세서(270)는, 사용자 인터페이스 장치(200)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 복수의 프로세서(270)를 포함하거나, 프로세서(270)를 포함하지 않을 수도 있다.
사용자 인터페이스 장치(200)에 프로세서(270)가 포함되지 않는 경우, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 차량(100)내 다른 장치의 프로세서 또는 제어부(170)의 제어에 따라, 동작될 수 있다.
한편, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 차량용 디스플레이 장치로 명명될 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(200)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.
오브젝트 검출 장치(300)는, 차량(100) 외부에 위치하는 오브젝트를 검출하기 위한 장치이다. 오브젝트 검출 장치(300)는, 센싱 데이터에 기초하여, 오브젝트 정보를 생성할 수 있다.
오브젝트 정보는, 오브젝트의 존재 유무에 대한 정보, 오브젝트의 위치 정보, 차량(100)과 오브젝트와의 거리 정보 및 차량(100)과 오브젝트와의 상대 속도 정보를 포함할 수 있다.
오브젝트는, 차량(100)의 운행과 관련된 다양한 물체들일 수 있다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 오브젝트(O)는, 차로(OB10), 타 차량(OB11), 보행자(OB12), 이륜차(OB13), 교통 신호(OB14, OB15), 빛, 도로, 구조물, 과속 방지턱, 지형물, 동물 등을 포함할 수 있다.
차로(Lane)(OB10)는, 주행 차로, 주행 차로의 옆 차로, 대향되는 차량이 주행하는 차로일 수 있다. 차로(Lane)(OB10)는, 차로(Lane)를 형성하는 좌우측 선(Line)을 포함하는 개념일 수 있다. 차로는, 교차로를 포함하는 개념일 수 있다.
타 차량(OB11)은, 차량(100)의 주변에서 주행 중인 차량일 수 있다. 타 차량은, 차량(100)으로부터 소정 거리 이내에 위치하는 차량일 수 있다. 예를 들면, 타 차량(OB11)은, 차량(100)보다 선행 또는 후행하는 차량일 수 있다.
보행자(OB12)는, 차량(100)의 주변에 위치한 사람일 수 있다. 보행자(OB12)는, 차량(100)으로부터 소정 거리 이내에 위치하는 사람일 수 있다. 예를 들면, 보행자(OB12)는, 인도 또는 차도상에 위치하는 사람일 수 있다.
이륜차(OB13)는, 차량(100)의 주변에 위치하고, 2개의 바퀴를 이용해 움직이는 탈것을 의미할 수 있다. 이륜차(OB13)는, 차량(100)으로부터 소정 거리 이내에 위치하는 2개의 바퀴를 가지는 탈 것일 수 있다. 예를 들면, 이륜차(OB13)는, 인도 또는 차도상에 위치하는 오토바이 또는 자전거일 수 있다.
교통 신호는, 교통 신호등(OB15), 교통 표지판(OB14), 도로면에 그려진 문양 또는 텍스트를 포함할 수 있다.
빛은, 타 차량에 구비된 램프에서 생성된 빛일 수 있다. 빛은, 가로등에서 생성된 빛을 수 있다. 빛은 태양광일 수 있다.
도로는, 도로면, 커브, 오르막, 내리막 등의 경사 등을 포함할 수 있다.
구조물은, 도로 주변에 위치하고, 지면에 고정된 물체일 수 있다. 예를 들면, 구조물은, 가로등, 가로수, 건물, 전봇대, 신호등, 다리, 연석, 벽면을 포함할 수 있다.
지형물은, 산, 언덕, 등을 포함할 수 있다.
한편, 오브젝트는, 이동 오브젝트와 정지 오브젝트로 분류될 수 있다. 예를 들면, 이동 오브젝트는, 이동 중인 타 차량, 이동 중인 보행자를 포함하는 개념일 수 있다. 예를 들면, 정지 오브젝트는, 교통 신호, 도로, 구조물, 정지한 타 차량, 정지한 보행자를 포함하는 개념일 수 있다.
오브젝트 검출 장치(300)는, 카메라(310), 레이다(320), 라이다(330), 초음파 센서(340), 적외선 센서(350) 및 프로세서(370)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 오브젝트 검출 장치(300)는, 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
카메라(310)는, 차량 외부 영상을 획득하기 위해, 차량의 외부의 적절한 곳에 위치할 수 있다. 카메라(310)는, 모노 카메라, 스테레오 카메라(310a), AVM(Around View Monitoring) 카메라(310b) 또는 360도 카메라일 수 있다.
카메라(310)는, 다양한 영상 처리 알고리즘을 이용하여, 오브젝트의 위치 정보, 오브젝트와의 거리 정보 또는 오브젝트와의 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 카메라(310)는, 획득된 영상에서, 시간에 따른 오브젝트 크기의 변화를 기초로, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 카메라(310)는, 핀홀(pin hole) 모델, 노면 프로파일링 등을 통해, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 카메라(310)는, 스테레오 카메라(310a)에서 획득된 스테레오 영상에서 디스패러티(disparity) 정보를 기초로 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 카메라(310)는, 차량 전방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 프런트 윈드 쉴드에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 카메라(310)는, 프런트 범퍼 또는 라디에이터 그릴 주변에 배치될 수 있다.
예를 들면, 카메라(310)는, 차량 후방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 리어 글라스에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 카메라(310)는, 리어 범퍼, 트렁크 또는 테일 게이트 주변에 배치될 수 있다.
예를 들면, 카메라(310)는, 차량 측방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서 사이드 윈도우 중 적어도 어느 하나에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 카메라(310)는, 사이드 미러, 휀더 또는 도어 주변에 배치될 수 있다.
카메라(310)는, 획득된 영상을 프로세서(370)에 제공할 수 있다.
레이다(320)는, 전자파 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 레이더(320)는 전파 발사 원리상 펄스 레이더(Pulse Radar) 방식 또는 연속파 레이더(Continuous Wave Radar) 방식으로 구현될 수 있다. 레이더(320)는 연속파 레이더 방식 중에서 신호 파형에 따라 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)방식 또는 FSK(Frequency Shift Keyong) 방식으로 구현될 수 있다.
레이더(320)는 전자파를 매개로, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.
레이더(320)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
라이다(330)는, 레이저 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 라이다(330)는, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식으로 구현될 수 있다.
라이다(330)는, 구동식 또는 비구동식으로 구현될 수 있다.
구동식으로 구현되는 경우, 라이다(330)는, 모터에 의해 회전되며, 차량(100) 주변의 오브젝트를 검출할 수 있다.
비구동식으로 구현되는 경우, 라이다(330)는, 광 스티어링에 의해, 차량(100)을 기준으로 소정 범위 내에 위치하는 오브젝트를 검출할 수 있다. 차량(100)은 복수의 비구동식 라이다(330)를 포함할 수 있다.
라이다(330)는, 레이저 광 매개로, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.
라이다(330)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
초음파 센서(340)는, 초음파 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 초음파 센서(340)은, 초음파를 기초로 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.
초음파 센서(340)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
적외선 센서(350)는, 적외선 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 적외선 센서(340)는, 적외선 광을 기초로 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.
적외선 센서(350)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
프로세서(370)는, 오브젝트 검출 장치(300)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(370)는, 카메라(310), 레이다(320), 라이다(330), 초음파 센서(340) 및 적외선 센서(350)에 의해 센싱된 데이터와 기 저장된 데이터를 비교하여, 오브젝트를 검출하거나 분류할 수 있다.
프로세서(370)는, 획득된 영상에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 영상 처리 알고리즘을 통해, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출등의 동작을 수행할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(370)는, 획득된 영상에서, 시간에 따른 오브젝트 크기의 변화를 기초로, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(370)는, 핀홀(pin hole) 모델, 노면 프로파일링 등을 통해, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(370)는, 스테레오 카메라(310a)에서 획득된 스테레오 영상에서 디스패러티(disparity) 정보를 기초로 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(370)는, 송신된 전자파가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 전자파에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 전자파에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.
프로세서(370)는, 송신된 레이저가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 레이저 광에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 레이저 광에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.
프로세서(370)는, 송신된 초음파가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 초음파에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 초음파에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.
프로세서(370)는, 송신된 적외선 광이 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 적외선 광에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 적외선 광에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.
실시예에 따라, 오브젝트 검출 장치(300)는, 복수의 프로세서(370)를 포함하거나, 프로세서(370)를 포함하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 카메라(310), 레이다(320), 라이다(330), 초음파 센서(340) 및 적외선 센서(350) 각각은 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.
오브젝트 검출 장치(300)에 프로세서(370)가 포함되지 않는 경우, 오브젝트 검출 장치(300)는, 차량(100)내 장치의 프로세서 또는 제어부(170)의 제어에 따라, 동작될 수 있다.
오브젝트 검출 장치(300)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.
통신 장치(400)는, 외부 디바이스와 통신을 수행하기 위한 장치이다. 여기서, 외부 디바이스는, 타 차량, 이동 단말기 또는 서버일 수 있다.
통신 장치(400)는, 통신을 수행하기 위해 송신 안테나, 수신 안테나, 각종 통신 프로토콜이 구현 가능한 RF(Radio Frequency) 회로 및 RF 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
통신 장치(400)는, 근거리 통신부(410), 위치 정보부(420), V2X 통신부(430), 광통신부(440), 방송 송수신부(450), ITS(Intelligent Transport Systems) 통신부(460) 및 프로세서(470)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 통신 장치(400)는, 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
근거리 통신부(410)는, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 유닛이다. 근거리 통신부(410)는, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
근거리 통신부(410)는, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 형성하여, 차량(100)과 적어도 하나의 외부 디바이스 사이의 근거리 통신을 수행할 수 있다.
위치 정보부(420)는, 차량(100)의 위치 정보를 획득하기 위한 유닛이다. 예를 들면, 위치 정보부(420)는, GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 DGPS(Differential Global Positioning System) 모듈을 포함할 수 있다.
V2X 통신부(430)는, 서버(V2I : Vehicle to Infra), 타 차량(V2V : Vehicle to Vehicle) 또는 보행자(V2P : Vehicle to Pedestrian)와의 무선 통신 수행을 위한 유닛이다. V2X 통신부(430)는, 인프라와의 통신(V2I), 차량간 통신(V2V), 보행자와의 통신(V2P) 프로토콜이 구현 가능한 RF 회로를 포함할 수 있다.
광통신부(440)는, 광을 매개로 외부 디바이스와 통신을 수행하기 위한 유닛이다. 광통신부(440)는, 전기 신호를 광 신호로 전환하여 외부에 발신하는 광발신부 및 수신된 광 신호를 전기 신호로 전환하는 광수신부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 광발신부는, 차량(100)에 포함된 램프와 일체화되게 형성될 수 있다.
방송 송수신부(450)는, 방송 채널을 통해, 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호를 수신하거나, 방송 관리 서버에 방송 신호를 송출하기 위한 유닛이다. 방송 채널은, 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 수 있다.
ITS 통신부(460)는, 교통 시스템과 정보, 데이터 또는 신호를 교환할 수 있다. ITS 통신부(460)는, 교통 시스템에 획득한 정보, 데이터를 제공할 수 있다. ITS 통신부(460)는, 교통 시스템으로부터, 정보, 데이터 또는 신호를 제공받을 수 있다. 예를 들면, ITS 통신부(460)는, 교통 시스템으로부터 도로 교통 정보를 수신하여, 제어부(170)에 제공할 수 있다. 예를 들면, ITS 통신부(460)는, 교통 시스템으로부터 제어 신호를 수신하여, 제어부(170) 또는 차량(100) 내부에 구비된 프로세서에 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 통신 장치(400)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 통신 장치(400)는, 복수의 프로세서(470)를 포함하거나, 프로세서(470)를 포함하지 않을 수도 있다.
통신 장치(400)에 프로세서(470)가 포함되지 않는 경우, 통신 장치(400)는, 차량(100)내 다른 장치의 프로세서 또는 제어부(170)의 제어에 따라, 동작될 수 있다.
한편, 통신 장치(400)는, 사용자 인터페이스 장치(200)와 함께 차량용 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 이경우, 차량용 디스플레이 장치는, 텔레 매틱스(telematics) 장치 또는 AVN(Audio Video Navigation) 장치로 명명될 수 있다.
통신 장치(400)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.
운전 조작 장치(500)는, 운전을 위한 사용자 입력을 수신하는 장치이다.
메뉴얼 모드인 경우, 차량(100)은, 운전 조작 장치(500)에 의해 제공되는 신호에 기초하여 운행될 수 있다.
운전 조작 장치(500)는, 조향 입력 장치(510), 가속 입력 장치(530) 및 브레이크 입력 장치(570)를 포함할 수 있다.
조향 입력 장치(510)는, 사용자로부터 차량(100)의 진행 방향 입력을 수신할 수 있다. 조향 입력 장치(510)는, 회전에 의해 조향 입력이 가능하도록 휠 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 조향 입력 장치는, 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼 형태로 형성될 수도 있다.
가속 입력 장치(530)는, 사용자로부터 차량(100)의 가속을 위한 입력을 수신할 수 있다. 브레이크 입력 장치(570)는, 사용자로부터 차량(100)의 감속을 위한 입력을 수신할 수 있다. 가속 입력 장치(530) 및 브레이크 입력 장치(570)는, 페달 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 가속 입력 장치 또는 브레이크 입력 장치는, 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼 형태로 형성될 수도 있다.
운전 조작 장치(500)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.
차량 구동 장치(600)는, 차량(100)내 각종 장치의 구동을 전기적으로 제어하는 장치이다.
차량 구동 장치(600)는, 파워 트레인 구동부(610), 샤시 구동부(620), 도어/윈도우 구동부(630), 안전 장치 구동부(640), 램프 구동부(650) 및 공조 구동부(660)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 차량 구동 장치(600)는, 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
한편, 차량 구동 장치(600)는 프로세서를 포함할 수 있다. 차량 구동 장치(600)의 각 유닛은, 각각 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.
파워 트레인 구동부(610)는, 파워 트레인 장치의 동작을 제어할 수 있다.
파워 트레인 구동부(610)는, 동력원 구동부(611) 및 변속기 구동부(612)를 포함할 수 있다.
동력원 구동부(611)는, 차량(100)의 동력원에 대한 제어를 수행할 수 있다.
예를 들면, 화석 연료 기반의 엔진이 동력원인 경우, 동력원 구동부(611)는, 엔진에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 엔진의 출력 토크 등을 제어할 수 있다. 동력원 구동부(611)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 엔진 출력 토크를 조정할 수 있다.
예를 들면, 전기 에너지 기반의 모터가 동력원인 경우, 동력원 구동부(611)는, 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 동력원 구동부(611)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 모터의 회전 속도, 토크 등을 조정할 수 있다.
변속기 구동부(612)는, 변속기에 대한 제어를 수행할 수 있다.
변속기 구동부(612)는, 변속기의 상태를 조정할 수 있다. 변속기 구동부(612)는, 변속기의 상태를, 전진(D), 후진(R), 중립(N) 또는 주차(P)로 조정할 수 있다.
한편, 엔진이 동력원인 경우, 변속기 구동부(612)는, 전진(D) 상태에서, 기어의 물림 상태를 조정할 수 있다.
샤시 구동부(620)는, 샤시 장치의 동작을 제어할 수 있다.
샤시 구동부(620)는, 조향 구동부(621), 브레이크 구동부(622) 및 서스펜션 구동부(623)를 포함할 수 있다.
조향 구동부(621)는, 차량(100) 내의 조향 장치(steering apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 조향 구동부(621)는, 차량의 진행 방향을 변경할 수 있다.
브레이크 구동부(622)는, 차량(100) 내의 브레이크 장치(brake apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 바퀴에 배치되는 브레이크의 동작을 제어하여, 차량(100)의 속도를 줄일 수 있다.
한편, 브레이크 구동부(622)는, 복수의 브레이크 각각을 개별적으로 제어할 수 있다. 브레이크 구동부(622)는, 복수의 휠에 걸리는 제동력을 서로 다르게 제어할 수 있다.
서스펜션 구동부(623)는, 차량(100) 내의 서스펜션 장치(suspension apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 서스펜션 구동부(623)는 도로면에 굴곡이 있는 경우, 서스펜션 장치를 제어하여, 차량(100)의 진동이 저감되도록 제어할 수 있다.
한편, 서스펜션 구동부(623)는, 복수의 서스펜션 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.
도어/윈도우 구동부(630)는, 차량(100) 내의 도어 장치(door apparatus) 또는 윈도우 장치(window apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.
도어/윈도우 구동부(630)는, 도어 구동부(631) 및 윈도우 구동부(632)를 포함할 수 있다.
도어 구동부(631)는, 도어 장치에 대한 제어를 수행할 수 있다. 도어 구동부(631)는, 차량(100)에 포함되는 복수의 도어의 개방, 폐쇄를 제어할 수 있다. 도어 구동부(631)는, 트렁크(trunk) 또는 테일 게이트(tail gate)의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다. 도어 구동부(631)는, 썬루프(sunroof)의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
윈도우 구동부(632)는, 윈도우 장치(window apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 차량(100)에 포함되는 복수의 윈도우의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
안전 장치 구동부(640)는, 차량(100) 내의 각종 안전 장치(safety apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.
안전 장치 구동부(640)는, 에어백 구동부(641), 시트벨트 구동부(642) 및 보행자 보호 장치 구동부(643)를 포함할 수 있다.
에어백 구동부(641)는, 차량(100) 내의 에어백 장치(airbag apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 에어백 구동부(641)는, 위험 감지시, 에어백이 전개되도록 제어할 수 있다.
시트벨트 구동부(642)는, 차량(100) 내의 시트벨트 장치(seatbelt appartus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 시트벨트 구동부(642)는, 위험 감지시, 시트 밸트를 이용해 탑승객이 시트(110FL, 110FR, 110RL, 110RR)에 고정되도록 제어할 수 있다.
보행자 보호 장치 구동부(643)는, 후드 리프트 및 보행자 에어백에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 보행자 보호 장치 구동부(643)는, 보행자와의 충돌 감지시, 후드 리프트 업 및 보행자 에어백 전개되도록 제어할 수 있다.
램프 구동부(650)는, 차량(100) 내의 각종 램프 장치(lamp apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.
공조 구동부(660)는, 차량(100) 내의 공조 장치(air cinditioner)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 공조 구동부(660)는, 차량 내부의 온도가 높은 경우, 공조 장치가 동작하여, 냉기가 차량 내부로 공급되도록 제어할 수 있다.
차량 구동 장치(600)는, 프로세서를 포함할 수 있다. 차량 구동 장치(600)의 각 유닛은, 각각 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.
차량 구동 장치(600)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.
운행 시스템(700)은, 차량(100)의 각종 운행을 제어하는 시스템이다. 운행 시스템(700)은, 자율 주행 모드에서 동작될 수 있다.
운행 시스템(700)은, 주행 시스템(710), 출차 시스템(740) 및 주차 시스템(750) 을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 운행 시스템(700)은, 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
한편, 운행 시스템(700)은, 프로세서를 포함할 수 있다. 운행 시스템(700)의 각 유닛은, 각각 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 운행 시스템(700)이 소프트웨어적으로 구현되는 경우, 제어부(170)의 하위 개념일 수도 있다.
한편, 실시예에 따라, 운행 시스템(700)은, 사용자 인터페이스 장치(270), 오브젝트 검출 장치(300) 및 통신 장치(400), 운전 조작 장치(500), 차량 구동 장치(600), 내비게이션 시스템(770), 센싱부(120) 및 제어부(170) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 개념일 수 있다.
주행 시스템(710)은, 차량(100)의 주행을 수행할 수 있다.
주행 시스템(710)은, 내비게이션 시스템(770)으로부터 내비게이션 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주행을 수행할 수 있다.
주행 시스템(710)은, 오브젝트 검출 장치(300)로부터 오브젝트 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주행을 수행할 수 있다.
주행 시스템(710)은, 통신 장치(400)를 통해, 외부 디바이스로부터 신호를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주행을 수행할 수 있다.
주행 시스템(710)은, 사용자 인터페이스 장치(270), 오브젝트 검출 장치(300) 및 통신 장치(400), 운전 조작 장치(500), 차량 구동 장치(600), 내비게이션 시스템(770), 센싱부(120) 및 제어부(170) 중 적어도 어느 하나를 포함하여, 차량(100)의 주행을 수행하는 시스템 개념일 수 있다.
이러한, 주행 시스템(710)은, 차량 주행 제어 장치로 명명될 수 있다.
출차 시스템(740)은, 차량(100)의 출차를 수행할 수 있다.
출차 시스템(740)은, 내비게이션 시스템(770)으로부터 내비게이션 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 출차를 수행할 수 있다.
출차 시스템(740)은, 오브젝트 검출 장치(300)로부터 오브젝트 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 출차를 수행할 수 있다.
출차 시스템(740)은, 통신 장치(400)를 통해, 외부 디바이스로부터 신호를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 출차를 수행할 수 있다.
출차 시스템(740)은, 사용자 인터페이스 장치(270), 오브젝트 검출 장치(300) 및 통신 장치(400), 운전 조작 장치(500), 차량 구동 장치(600), 내비게이션 시스템(770), 센싱부(120) 및 제어부(170) 중 적어도 어느 하나를 포함하여, 차량(100)의 출차를 수행하는 시스템 개념일 수 있다.
이러한, 출차 시스템(740)은, 차량 출차 제어 장치로 명명될 수 있다.
주차 시스템(750)은, 차량(100)의 주차를 수행할 수 있다.
주차 시스템(750)은, 내비게이션 시스템(770)으로부터 내비게이션 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주차를 수행할 수 있다.
주차 시스템(750)은, 오브젝트 검출 장치(300)로부터 오브젝트 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주차를 수행할 수 있다.
주차 시스템(750)은, 통신 장치(400)를 통해, 외부 디바이스로부터 신호를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주차를 수행할 수 있다.
주차 시스템(750)은, 사용자 인터페이스 장치(270), 오브젝트 검출 장치(300) 및 통신 장치(400), 운전 조작 장치(500), 차량 구동 장치(600), 내비게이션 시스템(770), 센싱부(120) 및 제어부(170) 중 적어도 어느 하나를 포함하여, 차량(100)의 주차를 수행하는 시스템 개념일 수 있다.
이러한, 주차 시스템(750)은, 차량 주차 제어 장치로 명명될 수 있다.
내비게이션 시스템(770)은, 내비게이션 정보를 제공할 수 있다. 내비게이션 정보는, 맵(map) 정보, 설정된 목적지 정보, 상기 목적지 설정 따른 경로 정보, 경로 상의 다양한 오브젝트에 대한 정보, 차선 정보 및 차량의 현재 위치 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
내비게이션 시스템(770)은, 메모리, 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리는 내비게이션 정보를 저장할 수 있다. 프로세서는 내비게이션 시스템(770)의 동작을 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 내비게이션 시스템(770)은, 통신 장치(400)를 통해, 외부 디바이스로부터 정보를 수신하여, 기 저장된 정보를 업데이트 할 수 있다.
실시예에 따라, 내비게이션 시스템(770)은, 사용자 인터페이스 장치(200)의 하위 구성 요소로 분류될 수도 있다.
센싱부(120)는, 차량의 상태를 센싱할 수 있다. 센싱부(120)는, IMU(inertial navigation unit) 센서, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 가속 페달 포지션 센서, 브레이크 페달 포지션 센서, 등을 포함할 수 있다.
한편, IMU(inertial navigation unit) 센서는, 가속도 센서, 자이로 센서, 자기 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
센싱부(120)는, 차량 자세 정보, 차량 모션 정보, 차량 요(yaw) 정보, 차량 롤(roll) 정보, 차량 피치(pitch) 정보, 차량 충돌 정보, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보, 스티어링 휠 회전 각도, 차량 외부 조도, 가속 페달에 가해지는 압력, 브레이크 페달에 가해지는 압력 등에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다.
센싱부(120)는, 그 외, 가속페달센서, 압력센서, 엔진 회전 속도 센서(engine speed sensor), 공기 유량 센서(AFS), 흡기 온도 센서(ATS), 수온 센서(WTS), 스로틀 위치 센서(TPS), TDC 센서, 크랭크각 센서(CAS), 등을 더 포함할 수 있다.
센싱부(120)는, 센싱 데이터를 기초로, 차량 상태 정보를 생성할 수 있다. 차량 상태 정보는, 차량 내부에 구비된 각종 센서에서 감지된 데이터를 기초로 생성된 정보일 수 있다.
예를 들면, 차량 상태 정보는, 차량의 자세 정보, 차량의 속도 정보, 차량의 기울기 정보, 차량의 중량 정보, 차량의 방향 정보, 차량의 배터리 정보, 차량의 연료 정보, 차량의 타이어 공기압 정보, 차량의 스티어링 정보, 차량 실내 온도 정보, 차량 실내 습도 정보, 페달 포지션 정보 및 차량 엔진 온도 정보 등을 포함할 수 있다.
인터페이스부(130)는, 차량(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부(130)는 이동 단말기와 연결 가능한 포트를 구비할 수 있고, 상기 포트를 통해, 이동 단말기와 연결할 수 있다. 이경우, 인터페이스부(130)는 이동 단말기와 데이터를 교환할 수 있다.
한편, 인터페이스부(130)는 연결된 이동 단말기에 전기 에너지를 공급하는 통로 역할을 수행할 수 있다. 이동 단말기가 인터페이스부(130)에 전기적으로 연결되는 경우, 제어부(170)의 제어에 따라, 인터페이스부(130)는 전원 공급부(190)에서 공급되는 전기 에너지를 이동 단말기에 제공할 수 있다.
메모리(140)는, 제어부(170)와 전기적으로 연결된다. 메모리(140)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(140)는 제어부(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
실시예에 따라, 메모리(140)는, 제어부(170)와 일체형으로 형성되거나, 제어부(170)의 하위 구성 요소로 구현될 수 있다.
제어부(170)는, 차량(100) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(170)는 ECU(Electronic Contol Unit)로 명명될 수 있다.
전원 공급부(190)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원 공급부(190)는, 차량 내부의 배터리 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
차량(100)에 포함되는, 하나 이상의 프로세서 및 제어부(170)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
도 8 내지 도 9는 본원 발명의 실시예에 따른 통신 시스템을 설명하는데 참조되는 도면이다.
통신 시스템(800)에서, 차량(100)의 내부의 복수의 전자 장치들은 내부 네트워크(IVN : In-vehicle network)로 상호 연결된다.
복수의 전자 장치 각각은, ECU(Electronic control unit)로 명명될 수 있다.
내부 네트워크는 CAN(Controller area network)을 포함한다.
이하의 설명에서, 차량(100) 내부 네트워크로 CAN을 가정하여 설명한다.
CAN은, 센더(sender)(810)에 리시버(receiver)(820)에 대한 표시 없이 메시지 자체의 고유 ID를 부여하는 방송형 통신(broadcast communication) 방식을 채택한다.
복수의 ECU는, 메시지 ID를 전달 받고, 미리 설정되어 있는 관련된 ID인지 확인 후 통과된 ID에 할당된 메시지만 전달 받고 나머지는 드롭한다.
통신 시스템(800)은, 두 개의 ECU 간에서만 통신이 이루어지는 엔드 투 엔드(end-to-end) 통신방식을 구현할 수 있다.
통신 시스템(800)은, 3개 이상의 ECU 간에 통신이 이루어지는 이루어지는 그룹 통신 방식을 구현할 수 있다.
통신 시스템(800)은, 차량 내부의 전체 ECU 간에 통신이 이루어지는 글로벌 통신 방식을 구현할 수 있다.
최근에 CAN에 대해 악의적인 메시지 삽입 후 차량을 임의로 조작하는 CAN 해킹 등과 같은 보안 이슈가 중요한 문제로 자리 잡고 있다.
ECU에 좀 더 강력한 수준의 보안 기능을 제공하기 위해, 하드웨어 기반의 보안 모듈 (Hardware security module, HSM)을 ECU 내에 탑재하는 제안 등이 도입되고 있다.
차량에 제공되는 ECU는 무조건 고성능을 제공하기보다는 비용 문제를 고려하여 사용되는 용도에 맞춰 최저한도의 기준 이상을 맞추는 경향이 있다.
인증 기능이 CAN의 보안에서 가장 중요한 문제로 자리잡고 있으며, 위와 같은 제약은 해결 방안을 쉽지 않게 만든다.
두 개의 ECU 간의 인증에서는 대칭키 기반의 암호 기술을 활용한 Message authentication code (MAC)을 이용하는 것이 제안되었다.
그룹 혹은 글로벌 통신에서의 인증을 위해서는 PKI 기반의 전자 서명 기법을 이용하는 것이 암호학적으로는 효과적인 방법이지만, 위와 같이 비용 문제에 따라 단순 기능에 대해서 PKI 기능이 제공될 것을 확신할 수 없다.
따라서 대칭 키(Symmetric-key) 기반의 방법을 통해 그룹 인증 기능을 제공하는 방법이 제기되지만, 근본적인 약점으로 내부자 공격이 발생할 수 있다는 문제가 존재한다.
이런 문제 해결을 위해 여러 제안이 나타나고 있지만, 높은 연산 부하 혹은 시간 지연 등의 문제가 여전히 존재한다. 누가 확실히 메시지를 전송하는지에 대해 CAN bus 상에서 확인하는 확실한 방법은 존재하지 않는다.
본원 발명의 실시예는 대칭키 기반 기술로서 연산 부하를 최소화한 상태에서 내부자 공격에 저항성을 갖는 방송 인증 기법을 제시한다.
ECU는 IVN을 통해 서로 연결되어 있으며, 가장 많이 사용되는 IVN은 CAN이다. CAN은 메시지에 대해 특별한 송수신 주소 대신 메시지 ID를 통한 방송형 통신을 채택한다. 모든 ECU가 버스 상에서 메시지 ID를 확인 후, 관련이 없는 메시지는 걸러내고 관련된 메시지만 받게 된다.
IVN에서 동기화 (Synchronization)는 가장 중요한 보안 이슈 중의 하나이다. (키의 갱신 등에 동기화 정보가 사용) Clock이 장착된 ECU의 경우 ECU는 본 기술에서 정의하는 In-vehicle manager (IVM)으로 활동할 수 있다. 다수의 ECU는 Clock이 존재하지 않을 수 있다. 이 경우 IVM은 시간 동기화를 위한 타임스탬프 등을 방송할 수 있다.
CAN에서는 단지 한 프레임 (IT에서의 패킷)에서 최대64 비트 (8바이트)의 데이터 전송만이 가능하다. 현대 암호에서 최소 128 비트 이상의 길이를 갖는 데이터 보안 블록, 혹은 256 비트를 권장하는 상황에서 너무 적은 크기가 된다.
타임스탬프 혹은 카운터를 평문으로 보내는 것은 취약점이 되기 때문에 검증할 수 있는 메시지를 보내야 하며, 전자 서명을 이용하는 용이한 방법이 불가능한 상황에서 해결 방안을 찾을 필요가 있다.
따라서, IVM이 타임스탬프나 카운터를 ECU에게 전송할 때 IVM은 MAC을 대칭키 암호를 통해 생성하여 전송해야 하며, 이는 악의적인 제 3의 공격자가 데이터의 위변조하는 등의 의도적인 행위에 대한 방지를 할 수 있어야 한다.
공개키(PKI : Public Key Infrastructure)를 사용하는 그룹 인증 방식은 여러 제안이 있으나, 공개키를 사용할 수 있는 Full EVITA grade의 HSM이 모든 자동차 부품에 사용되는 것은 비용 문제를 고려하였을 때 예상하기 어렵다.
도 8에 예시된 바와 같이, 대칭키(Symmetric-key)를 이용한 인증으로, 각 수신 ECU에 대해 각각의 메시지 인증 코드 (Message authentication code, MAC)을 생성하여 한 프레임 내에 추가하여 전송하는 방식이 있다.
이 경우에는 그룹 간 전송에서는 사용 가능하지만, 글로벌 카운터와 같은 전송에는 부적합하다
대칭키(Symmetric-key)를 이용한 인증으로, SHE (Secure Hardware Extension)을 이용한 방식이 있다. 여기서는 키 마스터 (본 기술에서는 IVM)가 그룹 내에 공유된 대칭키를 통해 인증된 메시지를 방송한다. 키 마스터는 차량 내부 네트워크로 카운터와 MAC을 방송하고, 모든 ECU는 그룹 키를 통해 검사한다.
그러나 이 방법은 그룹 외의 공격자에 의한 공격 시도에 대해서는 대응하지만, 그룹 키 내부자에 의한 공격은 차단하지 못한다.
도 9에 예시된 바와 같이, 악의적인 목적을 갖게 된 ECU 1(910)은 위변조 메시지를 각 ECU(931, 932, 933)에게 전송할 수 있다. 동시에 실제 키 마스터 (IVM으로 표시)(920)를 차단할 수 있다.
또한, Trust group을 구성하거나 메시지 ID에 관련된 그룹 별로 키를 공유하는 방식 등은 내부자 공격에 대한 동일한 취약점을 갖고 있다.
주로 WSN에서 사용되기 위해 제안된 TESLA 기반의 기법이 제안되기도 하였지만, 동일하게 TESLA 기법의 시간 지연에 대한 문제를 갖고 있다.
본원 발명의 실시예는, 오버헤드를 의미 있는 범위에서 증가시키지 않으며 악의적인 내부자에 대한 위협을 최소화할 수 있는 효율적인 인증 기법을 제안한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 동작을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 통신 시스템(800)은, 차량(100) 내부에 구비된다.
통신 시스템(800)은, 대칭키 암호(Symmetric-key Cryptography) 방식으로 보호될 수 있다.
통신 시스템(800)은, 차량(100) 내부의 복수의 전자 장치 상호간 통신을 지원한다.
통신 시스템(800)은, 센더(810), 복수의 리시버(820) 및 내부 네트워크(830)를 포함할 수 있다.
센더(810)는, 복수의 리시버(822)로 메시지를 전송할 수 있다.
메시지는, 순환 인증 코드(1120) 및 그룹 인증 코드(1110)를 포함할 수 있다.
순환 인증 코드(1120)는, 순환 인증 키로 명명될 수 있다.
그룹 인증 코드(1110)는, 그룹 키로 명명될 수 있다.
센더(810)는, 차량(100)에 포함되는 복수의 전자 장치 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 센더(810)는, 운전을 위한 사용자 입력을 수신하는 운전 조작 장치(500)중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
센더(810)는, IVM(In-vehicle manager)로 명명될 수 있다.
센더(810)는, 클락(clock)을 구비할 수 있다. 센더(810)는, 타임스탬프를 전송할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 센더(810)는, 리시버로 기능할 수 있다.
복수의 리시버(820)는, 메시지를 수신할 수 있다.
복수의 리시버(820)는, 메시지를 검증할 수 있다.
복수의 리시버(820)는, 개별적으로, 기 설정된 순서대로, 순환 인증 코드(1120) 및 그룹 인증 코드(1110)에 기초하여, 메시지를 검증할 수 있다.
복수의 리시버(820)는, 메시지에 에러가 발생되는지 검증할 수 있다.
복수의 리시버(820)는, 에러 발생 여부에 기초하여, 악의적인 내부자를 검출할 수 있다.
여기서, 악의적인 내부자는, 해킹에 의해 차량(100)에서 의도하지 않은 메시지를 전송하는 전자 장치로 정의될 수 있다.
상술한 바와 같이, 통신 시스템(800)은, 엔드 투 엔드 통신 방식, 그룹 통신 방식, 글로벌 통신 방식을 구현할 수 있다.
그룹 인증 코드(1110)는, 그룹 통신 방식 또는 글로벌 통신 방식이 구현되는 경우, 메시지를 검증하기 위한 데이터로 정의될 수 있다.
한편, 글로벌 통신 방식은, 그룹 통신 방식의 하나로 이해될 수 있다.
그룹 통신 방식의 경우, 그룹 내 모든 전자 장치에 그룹 인증 코드(1110)가 공유된다.
그룹 인증 코드(1110)는, 센더(810) 및 복수의 리시버(820) 간 공유된다.
센더(810) 및 복수의 리시버(820)는, 동일한 값을 가지는 그룹 인증 코드(1110)를 사전에 저장할 수 있다.
복수의 리시버(820)는, 순환 인증 코드(1120) 및 그룹 인증 코드(1110)의 일치 여부에 기초하여, 메시지를 검증할 수 있다.
예를 들면, 그룹 통신 방식의 경우, 그룹 내 센더 및 복수의 리시버에 그룹 인증 코드(1110)가 공유된다. 리시버는, 수신되는 메시지의 그룹 인증 코드(1110)와 기 공유된 그룹 인증 코드(1110)의 일치 여부에 기초하여, 메시지를 검증할 수 있다.
예를 들면, 글로벌 통신 방식의 경우, 차량 내 센더 및 복수의 리시버에 그룹 인증 코드(1110)가 공유된다. 리시버는, 수신되는 메시지의 그룹 인증 코드(1110)와 기 공유된 그룹 인증 코드(1110)의 일치 여부에 기초하여, 메시지를 검증할 수 있다.
복수의 리시버(820)는, 제1 리시브(821) 및 제2 리시버(822)를 포함할 수 있다.
센더(810)가 제1 메시지를 전송하는 경우, 제1 리시버(821) 및 제2 리시버(822) 각각은 제1 메시지를 수신할 수 있다.
제1 메시지는, 제1 순환 인증 코드(1021) 및 그룹 인증 코드(1110)를 포함할 수 있다.
제1 순환 인증 코드(1021)는, 센더(810) 및 제1 리시버(821) 간에 공유될 수 있다.
센더(810) 및 제1 리시버(821)는, 동일한 값을 가지는 제1 순환 인증 코드(1021)를 사전에 저장할 수 있다.
제1 순환 인증 코드(1021)는, 센더(810) 및 제1 리시버(821)를 제외한 다른 리시버들에는 공유되지 않는다.
제1 순환 인증 코드(1021)는, 제2 순환 인증 코드(1022)와 다른 값을 가진다.
제1 리시버(821)는, 제1 순환 인증 코드(1021) 및 그룹 인증 코드(1110)에 기초하여, 제1 메시지를 검증할 수 있다.
센더(820)가 제2 메시지를 전송하는 경우, 제1 리시버(821) 및 제2 리시버(822) 각각은 제2 메시지를 수신할 수 있다.
제2 메시지는, 제2 순환 인증 코드(1022) 및 그룹 인증 코드(1110)를 포함할 수 있다.
제2 순환 인증 코드(1022)는, 센더(810) 및 제2 리시버(822) 간에 공유될 수 있다.
센더(810) 및 제2 리시버(822)는, 동일한 값을 가지는 제2 순환 인증 코드(1022)를 사전에 저장할 수 있다.
제2 순환 인증 코드(1022)는, 센더(810) 및 제2 리시버(821)를 제외한 다른 리시버들에는 공유되지 않는다.
제2 순환 인증 코드(1022)는, 제1 순환 인증 코드(1021)와 다른 값을 가진다.
제2 리시버(822)는, 제2 순환 인증 코드(1022) 및 그룹 인증 코드(1110)에 기초하여, 제2 메시지를 검증할 수 있다.
한편, 센더(820)는, 제1 메시지를 전송한 이후에, 제2 메시지를 전송할 수 있다.
복수의 리시버(820)는, 메시지의 오류를 검출하는 경우, 센더(810)에 오류 발생을 리포팅할 수 있다.
제1 리시버(821)는, 제1 메시지의 오류를 검출하는 경우, 센더(810)에 오류 발생을 리포팅할 수 있다.
이경우, 센더(810)는, 제1 리시버(821)에 엔드 투 엔드(end-to-end) 통신 방식으로 메시지를 전송할 수 있다. 엔드 투 엔드 통신 방식으로 제1 메시지를 수신하는 경우, 제1 리시버(821)는, 제1 순환 인증 코드(1021) 및 그룹 인증 코드(1110)에 기초하여, 다시 제1 메시지를 검증할 수 있다.
제2 리시버(821)는, 제2 메시지의 오류를 검출하는 경우, 센더(810)에 오류 발생을 리포팅할 수 있다.
이경우, 센더(810)는, 제2 리시버(822)에 엔드 투 엔드 통신 방식으로 메시지를 전송할 수 있다. 엔드 투 엔드 통신 방식으로 제2 메시지를 수신하는 경우, 제2 리시버(822)는, 제2 순환 인증 코드(1022) 및 그룹 인증 코드(1110)에 기초하여, 다시 제2 메시지를 검증할 수 있다.
복수의 리시버(820)는, 제1 리시버(821), 제2 리시버(822), 제3 리시버(823) 및 제4 리시버(824)를 포함할 수 있다.
센더(810)는, 제1 메시지를 전송할 수 있다.
제1 리시버(821), 제2 리시버(822), 제3 리시버(823) 및 제4 리시버(824) 각각은, 제1 메시지를 수신할 수 있다.
제1 메시지는, 제1 순환 인증 코드 및 그룹 인증 코드(1110)를 포함할 수 있다.
제1 리시버(821) 및 제2 리시버(822)는 각각, 제1 순환 인증 코드 및 그룹 인증 코드(1110)에 기초하여 제1 메시지를 검증할 수 있다. 여기서, 제1 순환 인증 코드는, 센더(810), 제1 리시버(821) 및 제2 리시버(822) 간에 공유될 수 있다. 센더(810), 제1 리시버(821) 및 제2 리시버(822)는, 같은 값을 가지는 제1 순환 인증 코드를 사전에 저장할 수 있다.
센더(810)는, 제1 메시지 전송 이후에, 제2 메시지를 전송할 수 있다.
제1 리시버(821), 제2 리시버(822), 제3 리시버(823) 및 제4 리시버(824) 각각은, 제2 메시지를 수신할 수 있다.
제2 메시지는, 제2 순환 인증 코드 및 그룹 인증 코드(1110)를 포함할 수 있다.
제2 리시버(822) 및 제3 리시버(823)는 각각, 제2 순환 인증 코드 및 그룹 인증 코드(1110)에 기초하여 제2 메시지를 검증할 수 있다. 여기서, 제2 순환 인증 코드는, 센더(810), 제2 리시버(822) 및 제3 리시버(823) 간에 공유될 수 있다. 센더(810), 제2 리시버(822) 및 제3 리시버(823)는, 같은 값을 가지는 제2 순환 인증 코드를 사전에 저장할 수 있다.
복수의 리시버(820)는, 차량(1000에 포함되는 복수의 전자 장치를 포함할 수 있다.
예를 들면, 복수의 리시버(820)는, 차량내 구동 장치를 전기적으로 제어하는 차량 구동 장치(600)일 수 있다.
복수의 리시버(820) 각각은, 메시지 검증에 기초하여, 센더(810)를 검증할 수 있다.
복수의 리시버(820) 각각은, 순환 인증 코드(1120) 및 그룹 인증 코드(1110)의 일치 여부에 기초하여, 메시지가 올바른 센더(810)로부터 전송된 것인지 판단할 수 있다.
센더(810)에 대한 검증이 완료된 경우, 복수의 리시버(820) 각각은 할당된 메시지에 포함된 데이터에 기초하여 동작될 수 있다.
복수의 리시버(820) 각각은, 순환 인증 코드(1120) 및 그룹 인증 코드(1110)가 불일치한 것으로 판단되는 경우, 센더(810) 및 다른 리시버(820)에 오류 발생을 리포팅할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 복수의 리시버(820) 중 어느 하나는 센더로 기능할 수 있다.
네트워크(830)는, 차량 내부 네트워크(In-vehicle network, IVN)로 구현될 수 있다.
예를 들면, 네트워크(830)는, CAN(Controller area network), FlexRay, 및 LIN (Local interconnect network)으로 구현될 수 있다.
네트워크(830)는, 센더(810) 및 리시버(820)와 연결되어, 메시지를 전달하는 매개체로 이해될 수 있다.
메시지는, 신호, 데이터 및 정보를 포함하는 개념일 수 있다.
네트워크(830)는, 유선 또는 무선일 수 있다.
이하에서는, 통신 시스템(800)에서 이루어지는 동작 관점에서 설명한다.
도 10 내지 도 11에 예시된 바와 같이, 센더(810) 및 복수의 리시버(820)는 그룹을 형성할 수 있다.
복수의 리시버(820)는, 제1 리시버(821), 제2 리시버(822), 제3 리시버(823) 및 제4 리시버(824)를 포함할 수 있다.
복수의 리시버(820)는, 4개의 리시버를 포함하는 것으로 예시되나, 4개보다 적을 수도 있고, 5개 이상일 수도 있다.
센더(810) 및 복수의 리시버(820)는, 네트워크(830)를 매개로 하는 그룹 통신을 통해, 메시지를 교환할 수 있다.
센더(810) 및 복수의 리시버(820)는, 네트워크(830)를 매개로 하는 글로벌 통신을 통해, 메시지를 교환할 수 있다.
센더(810)가, 메시지를 전송하면, 복수의 리시버(820)는 순서대로 메시지를 검증할 수 있다. 복수의 리시버(820)는, 메시지 검증에 기초하여, 센더(810)를 검증할 수 있다.
센더(810)가 제1 메시지를 전송하면, 제1 리시버(821)는, 제1 메시지 검증을 통해, 센더(810)를 검증할 수 있다(1110). 여기서, 제1 메시지는, 제1 리시버(821)에 할당된 동작에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
센더(810)에 대한 검증이 완료되는 경우, 제1 리시버(821)는, 제1 메시지에 포함된 데이터에 기초한 동작을 수행할 수 있다.
이후에, 센더(810)가 제2 메시지를 전송하면, 제2 리시버(821)는, 제2 메시지 검증을 통해, 센더(810)를 검증할 수 있다(1120). 여기서, 제2 메시지는, 제2 리시버(822)에 할당된 동작에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
센더(810)에 대한 검증이 완료되는 경우, 제2 리시버(821)는, 제2 메시지에 포함된 데이터에 기초한 동작을 수행할 수 있다.
이후에, 센더(810)가 제3 메시지를 전송하면, 제3 리시버(823)는, 제3 메시지 검증을 통해, 센더(810)를 검증할 수 있다(1130).
제3 리시버(823)는, 제3 순환 인증 코드(1023) 및 그룹 인증 코드(1110)의 일치 여부에 기초하여, 제3 메시지를 검증하고, 제3 메시지 검증을 통해, 센더(810)를 검증할 수 있다.
여기서, 제3 메시지는, 제3 리시버(823)에 할당된 동작에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
이후에, 센더(810)가 제4 메시지를 전송하면, 제4 리시버(824)는, 제4 메시지 검증을 통해, 센더(810)를 검증할 수 있다(1140).
제4 리시버(824)는, 제4 순환 인증 코드(1024) 및 그룹 인증 코드(1110)의 일치 여부에 기초하여, 제4 메시지를 검증하고, 제4 메시지 검증을 통해, 센더(810)를 검증할 수 있다.
여기서, 제4 메시지는, 제4 리시버(824)에 할당된 동작에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
만약, 센더(810)가 아닌 내부자(예를 들면, 제4 리시버(824))로부터 제5 메시지가 수신되는 경우, 제1 리시버(821)는, 제1 순환 인증 코드(1021) 및 그룹 인증 코드(1110)의 일치 여부에 기초하여, 제5 메시지를 검증할 수 있다. 제1 순환 인증 코드(1021) 및 그룹 인증 코드(1110) 중 적어도 어느 하나가 일치하지 않는 경우, 제1 리시버(821)는, 제5 메시지가 센더(810)로부터 수신된 것이 아님을 인식할 수 있다(1150). 제1 리시버(821)는, 오류 발생을 센더(810) 및 다른 리시버(820)에 리포팅할 수 있다.
이러한 검증을 통해, 통신 시스템(800)은, 내부자 공격을 막을 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 메시지를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 12를 참조하면, 센더(810)는, 복수의 리시버(820)들에게 카운터 숫자를 동기화하기 위해 카운터 방송(전송)을 한다.
메시지(1200)는, 그룹 카운터(1210), 순환 인증 코드(1220), 그룹 인증 코드(1230)를 포함할 수 있다.
그룹 카운터(1210)는, 그룹 내 센더(810) 및 복수의 리시버(820)가 공유할 수 있다.
그룹 카운터(1210)는, 초기에는 0으로 설정되고, 이후에, 1씩 증가할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 그룹 카운터(1210) 및 순환 인증 코드(1220)가 결합하여 카운터로 이용될 수도 있다.
카운터 생성은 암호학적인 단방향 해시 함수를 이용하여, 임의의 입력값을 받아 하나의 결과를 낼 수 있다.
센더(810)과 복수의 리시버(820) 각각은, 순환 인증 코드 각각의 초기 비밀값을 공유할 수 있다. 초기 비밀값은 최초 1회만 사용될 수 있다.
복수의 리시버(820) 각각이 최초 메시지를 검증하는 경우, 초기 비밀값을 기초로 결과값을 만들어 순환 인증 코드와 비교할 수 있다.
이후에, 복수의 리시버(820) 각각이 메시지를 검증하는 경우, 아래와 같이 동작할 수 있다.
i) 복수의 리시버(820) 각각은, 이전에 사용된 결과값을 이용하여, 헤시 체이닝(hash chaning)을 한다. 기존 결과값을 통해 해시 값을 미리 만들고, 수신된 값(예를 들면, 메시지에 포함된 순환 인증 코드)을 비교하여, 메시지를 전달 받는 즉시 검증이 가능하다.
ii) 센더(810)는, 카운터에 대한 프레임(그룹 카운터(1210), 순환 인증 코드(1220) 및 그룹 인증 코드(1230))을 네트워크(830)로 전송한다.
iii) 프레임을 수신한 복수의 리시버(820) 각각은, 그룹 인증 코드를 통해 메시지를 검증한다. 이후에, 복수의 리시버(820) 각각은, 순환 인증 코드를 통해 메시지를 검증한다.
iv) 그룹 인증 코드 및 순환 인증 코드 중 적어도 어느 하나에 기초한 검증이 실패하는 경우, 복수의 리시버(820) 중 오류를 검출한 리시버는 센더(810)에 대한 리포팅을 실시한다.
v) 오류를 검출한 리시버는, 오류가 발생된 메시지의 카운터 정보를 포함한 에러 메시지를 센더(810)에 전송한다. 센더(810)는, 오류가 발생된 메시지를 오류를 검출한 리시버에 재전송한다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서 또는 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
[부호의 설명]
100 : 차량
800 : 통신 시스템

Claims (10)

  1. 대칭키(Symmetric-key) 방식으로 보호되는 차량 내부의 복수의 전자 장치 상호 간의 통신 시스템에 있어서,
    순환 인증 코드 및 그룹 인증 코드를 포함하는 메시지를 전송하는 센더(sender); 및
    개별적으로, 기 설정된 순서대로 상기 순환 인증 코드 및 상기 그룹 인증 코드에 기초하여, 상기 메시지를 검증하는 복수의 리시버(receiver);를 포함하는 통신 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 그룹 인증 코드는,
    상기 센더 및 상기 복수의 리시버 간에 공유되는 통신 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 리시버는,
    제1 리시버 및 제2 리시버를 포함하고,
    상기 제1 리시버 및 상기 제2 리시버 각각은,
    제1 순환 인증 코드 및 상기 그룹 인증 코드를 포함하는 제1 메시지를 수신하고,
    상기 제1 리시버는, 상기 제1 순환 인증 코드 및 상기 그룹 인증 코드에 기초하여 제1 메시지를 검증하는 통신 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 리시버 및 상기 제2 리시버 각각은,
    제2 순환 인증 코드 및 상기 그룹 인증 코드를 포함하는 제2 메시지를 수신하고,
    상기 제2 리시버는, 상기 제2 순환 인증 코드 및 상기 그룹 인증 코드에 기초하여 제2 메시지를 검증하는 통신 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 센더는,
    상기 제1 메시지 전송 이후에 상기 제2 메시지를 전송하는 통신 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 순환 인증 코드는,
    상기 센더 및 상기 제1 리시버 간에 공유되고,
    상기 제2 순환 인증 코드는,
    상기 센더 및 상기 제2 리시버 간에 공유되는 통신 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 순환 인증 코드는,
    상기 제2 순환 인증 코드와 다른 값을 가지는 통신 시스템.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 리시버는,
    제1 메시지의 오류를 검출하는 경우, 상기 센더에 오류 발생을 리포팅하고,
    상기 센더는,
    상기 제1 리시버에 엔드 투 엔드(end-to-end) 통신 방식으로 메시지를 전송하는 통신 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 리시버는,
    제1 리시버, 제2 리시버 및 제3 리시버를 포함하고,
    제1 리시버, 제2 리시버 및 제3 리시버는,
    제1 순환 인증 코드 및 상기 그룹 인증 코드를 포함하는 제1 메시지를 각각 수신하고,
    상기 제1 리시버 및 상기 제2 리시버는 각각,
    상기 제1 순환 인증 코드 및 상기 그룹 인증 코드에 기초하여 제1 메시지를 검증하고,
    상기 제1 순환 인증 코드는,
    상기 센더, 상기 제1 리시버 및 상기 제2 리시버 간에 공유되는 통신 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 센더는,
    운전을 위한 사용자 입력을 수신하는 운전 조작 장치 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 복수의 리시버는,
    차량내 구동 장치를 전기적으로 제어하는 차량 구동 장치인 통신 시스템.
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