WO2020177806A1 - Steuerung eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2020177806A1
WO2020177806A1 PCT/DE2020/100063 DE2020100063W WO2020177806A1 WO 2020177806 A1 WO2020177806 A1 WO 2020177806A1 DE 2020100063 W DE2020100063 W DE 2020100063W WO 2020177806 A1 WO2020177806 A1 WO 2020177806A1
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Sven Hofmann
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    • H04L2209/84—Vehicles

Definitions

  • the invention relates to encrypted communication between a device and a device.
  • the device is located in particular on board a motor vehicle.
  • Different methods are known for establishing an encrypted communication link between a first and a second communication partner, some of which also support authentication of the first partner to the second.
  • at least the second partner can verify the identity of the first, so that the connection cannot be established with any partner but with selected partners.
  • PACE Packet Control Protocol
  • a remote computer For this purpose, information must usually be available from the first partner that identifies the second partner.
  • PACE Packet Control Protocol
  • Such a method is known as PACE and can be used, for example, to establish secure communication between an RFID attached to an identity card and a remote computer.
  • Such methods are only suitable to a limited extent for use on board a motor vehicle.
  • physical access to a device mounted on board a motor vehicle is relatively easy to obtain.
  • the communication can be eavesdropped or the device can be manipulated or analyzed.
  • a reference to a communication partner stored in the device can be used to simulate the identity or a communication key of the second partner.
  • One object of the invention is to provide an improved method for authenticating a device to a motor vehicle.
  • the invention solves the problem by means of the subjects of the independent claims. Subclaims give preferred
  • a first one-way hash x of a password p and an encrypted value V from the second one-way hash y of the password p are stored on the part of a motor vehicle.
  • a first aspect of the invention comprises a method for
  • the device generates the communication key on the basis of the session key and the second one-way hash y.
  • the PACE which belongs to the symmetrical family of the PAKE (Password Authenticated Key Exchange) method, can be improved to an asymmetrical PAKE
  • the extended method is also referred to herein as PACE +.
  • the PACE + method can be used to establish secure communication between the device and the motor vehicle.
  • Information that is stored by the motor vehicle to identify the device can be designed in such a way that the password used by the recipient cannot be derived from it.
  • the storage of cryptographic information by the motor vehicle is also called provisioning. Theft of the information by an attacker after provisioning can be safe.
  • Any exchange of information can take place on the basis of the determined session key.
  • the motor vehicle can be controlled using exchanged information.
  • a locking system or an immobilizer can be deactivated in this way.
  • the second one-way hash y of the password is preferably encrypted with respect to a predetermined base point of an encryption system.
  • the base point can, for example, be selected by the device.
  • the device can be linked to the motor vehicle, if one
  • Encryption based on elliptic curves is also preferably carried out. This can be done with the PACE procedure as well as the
  • the device comprises a mobile device.
  • the device can in particular be assigned to a user who is permitted to use a predetermined function of the motor vehicle. By exchanging information via the communication link described, the user can be authenticated so that the function can be enabled.
  • the function can in particular include a normal operation or use of the motor vehicle.
  • the device comprises a personal device assigned to a predetermined user.
  • the device can in particular comprise a mobile phone (smartphone) which is usually only used by the user.
  • a device on board a motor vehicle is set up to store a first one-way hash x of a password p and an encrypted value V from the second one-way hash y of the password p; further perform a PACE process on a device to determine a session key;
  • a motor vehicle comprises a device described herein.
  • a device corresponding to the device described herein on board the motor vehicle is set up to carry out a PACE method with the device in order to determine a session key; and to determine a communication key on the basis of the session key and a one-way hash y of a password p used for the PACE method.
  • the device and / or the device can each include a processing device, a programmable microcomputer or microcontroller and the method can be in the form of a computer program product
  • Program code means are available.
  • the computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Additional features or advantages of the method can be transferred to the device or the device or vice versa.
  • Figure 1 shows a system
  • Figure 2 illustrates a flow chart of a method.
  • FIG. 1 shows a system 100 comprising a motor vehicle 105 and a device 110.
  • a device 115 On board the motor vehicle 105, a device 115 is attached, which preferably has a transmission device 120 and a
  • Processing device 125 comprises.
  • the device 115 and the device 110 are set up to communicate with one another via a preferably wireless interface 130, for which the device 115 can in particular use the transmission device 120.
  • the interface 130 can be restricted for transmission in a predetermined close range, for example at a distance of typically approximately 10 meters between the motor vehicle 105 and the device 110.
  • the interface for communication with the device 110 can be set up in an interior of the motor vehicle 105.
  • the device 110 is preferably assigned to a user 135 and can further preferably comprise a mobile device that is set up for mobile use, for example as a mobile phone, smartphone, tablet computer or laptop computer.
  • the user 135 can be assigned to the motor vehicle 105, for example as a driver, passenger, owner, tenant or lessee.
  • Communication between device 110 and device 115 should be encrypted, with the encryption being dependent on a password that is known by device 110, in particular by user 135. It is further preferred that information about the password is not stored in the device 115 in any form so that an attacker could algorithmically reconstruct the password therefrom.
  • a method described herein can be used to establish encrypted communication.
  • the device 110 can be authenticated against the device 115, or the user 135 can be authenticated against the motor vehicle 105.
  • the use of a function can only be enabled after authentication.
  • FIG. 2 shows a flow chart of a method 200 for encrypted communication between a device 110 and a device 115, which is preferably mounted on board a motor vehicle 105.
  • the method 200 can in particular be carried out using elements of the system 100.
  • the increase in entropy when forming a one-way hash is also called salt and is abbreviated here with s.
  • steps that are preferably carried out by the motor vehicle 105 or the device 115 are shown on the left and steps which are preferably carried out by the device 110 or the user 135, shown on the right.
  • a step shown in the middle can affect both sides.
  • a first section 205 of the method 200 relates to the provisioning, that is to say the storage of information that is required for a later authentication between the communication partners 110 and 115.
  • a second section 205 of the method 200 relates to the provisioning, that is to say the storage of information that is required for a later authentication between the communication partners 110 and 115.
  • Section 210 relates to the negotiation or creation of an encrypted communication link between the device 110 and the device 115. Both sections 205, 210 can also be understood as independent methods.
  • a password p can be determined in a step 215, which the user 135 is to use later for authentication.
  • the user 135 can choose any password p or a password p can be proposed that the user 135
  • the password p preferably comprises a chain, in particular alphanumeric characters, which the user 135 can memorize and enter into the device 110 using a real or virtual keyboard.
  • An operation * stands for a multiplication of a number by a point on an elliptical curve, an operation ⁇ for a multiplication of two numbers.
  • ® denotes an addition, Q a subtraction on elliptic curves.
  • a PACE method Password Authenticated Connection Establishment
  • the PACE procedure is in the
  • PACE belongs to the family of Password Authenticated Key Exchange (PAKE) protocols. Subsequent steps 265 to 275 of the second section 210 result in a total of one
  • the encrypted random number A is preferably transmitted to the device 115 together with a salt s.
  • the opposite direction the
  • the encrypted random number B is preferably transmitted to the device 110 together with a salt s.
  • the actual key exchange preferably takes place in a step 250.
  • the encrypted random number C can then be transmitted to the device 115 on board the motor vehicle 105.
  • a decryption Dec x is used, which is used for
  • Encryption Enc x corresponds and is based on the one-way hash x.
  • the specific encrypted random numbers E and F are then preferably transmitted to the other communication partner, that is, E from device 110 to device 115 and F from device 115 to device 110.
  • Device 115 can then send a first
  • the second section 210 of the method 200 is generally considered to have failed and can be aborted or restarted.
  • H (x, T, D, K, b * V) can be formed. This is possible because b and V were stored in the device 115 in the first section 205.
  • a communication key sk H (x, T, D, K, y * B) can be generated by the device 110.
  • the device 110 can use the encrypted random number B from the Diffie-Hellmann key exchange.
  • the two communication keys s / c formed are identical, since the following applies:
  • step 275 communication between the
  • Communication key sk are carried out. If this is not possible, so the second section 210 of the method 200 can be regarded as having failed.
  • the communication can include the establishment of a connection, which is also called a session, wherein the process of connecting can also be called pairing.
  • the complexity of the proposed second section 210 of the method 200 is manageable.
  • the device 115 requires six scalar multiplications or four to determine the communication key sk

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Abstract

Seitens eines Kraftfahrzeugs sind ein erster Einweg-Hash x eines Passworts p, und ein verschlüsselter Wert V aus dem zweiten Einweg-Hash y des Passworts p abgelegt. Ein Verfahren zum Authentifizieren eines Geräts gegenüber dem Kraftfahrzeug, umfasst Schritte des Durchführens eines PACE-Verfahrens, um seitens des Geräts und des Kraftfahrzeugs den gleichen Sitzungsschlüssel zu bestimmen; des Erzeugens eines Kommunikationsschlüssels seitens des Kraftfahrzeugs auf der Basis des Sitzungsschlüssels und des verschlüsselten Einweg-Hashs V; und des Erzeugens des Kommunikationsschlüssels seitens des Geräts auf der Basis des Sitzungsschlüssels und des zweiten Einweg-Hashs y.

Description

Steuerung eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine verschlüsselte Kommunikation zwischen einem Gerät und einer Vorrichtung. Dabei befindet sich die Vorrichtung insbesondere an Bord eines Kraftfahrzeugs.
Zur Herstellung einer verschlüsselten Kommunikationsverbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Kommunikationspartner sind unterschiedliche Verfahren bekannt, von denen einige auch eine Authentifizierung des ersten Partners gegenüber dem zweiten unterstützen. Hierbei kann zumindest der zweite Partner die Identität des ersten verifizieren, sodass die Verbindung nicht mit beliebigen, sondern mit ausgewählten Partnern hergestellt werden kann.
Hierzu muss üblicherweise seitens des ersten Partners eine Information vorliegen, die den zweiten Partner kennzeichnet. Ein solches Verfahren ist als PACE bekannt und kann beispielsweise verwendet werden, um eine gesicherte Kommunikation zwischen einem in einem Personalausweis angebrachten RFID und einem entfernten Rechner zu etablieren.
Solche Verfahren sind zum Einsatz an Bord eines Kraftfahrzeugs jedoch nur bedingt geeignet. Anders als der entfernte Rechner ist ein physischer Zugang zu einer an Bord eines Kraftfahrzeugs angebrachten Vorrichtung relativ leicht zu erhalten. Die Kommunikation kann abgehört werden oder die Vorrichtung kann manipuliert oder analysiert werden. Ein in der Vorrichtung hinterlegter Hinweis auf einen Kommunikationspartner kann zur Nachbildung der Identität oder eines Kommunikationsschlüssels des zweiten Partners verwendet werden.
Eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Authentifizieren eines Geräts gegenüber einem Kraftfahrzeug anzugeben. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte
Ausführungsformen wieder.
Seitens eines Kraftfahrzeugs sind ein erster Einweg-Hash x eines Passworts p, und ein verschlüsselter Wert V aus dem zweiten Einweg-Hash y des Passworts p abgelegt. Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum
Authentifizieren eines Geräts gegenüber dem Kraftfahrzeug Schritte des
Durchführens eines PACE-Verfahrens, um seitens des Geräts und des
Kraftfahrzeugs den gleichen Sitzungsschlüssel zu bestimmen; des Erzeugens eines Kommunikationsschlüssels seitens des Kraftfahrzeugs auf der Basis des Sitzungsschlüssels und des verschlüsselten Einweg-Hashs V; und des
Erzeugens des Kommunikationsschlüssels seitens des Geräts auf der Basis des Sitzungsschlüssels und des zweiten Einweg-Hashs y.
Durch die beschriebene Bestimmung des Sitzungsschlüssels kann das zur Familie symmetrischen der PAKE (Password Authenticated Key Exchange) Verfahren zählende PACE zu einem asymmetrischen PAKE verbessert
(augmented) werden. Das erweiterte Verfahren wird hierin auch PACE+ genannt.
Mittels des PACE+ Verfahrens kann eine sichere Kommunikation zwischen dem Gerät und dem Kraftfahrzeug etabliert werden. Dabei können Informationen, die seitens des Kraftfahrzeugs zur Identifikation des Geräts abgelegt sind, so gestaltet, dass aus ihnen das empfängerseitig verwendete Passwort nicht abgeleitet werden kann. Das Hinterlegen von kryptographischen Informationen seitens des Kraftfahrzeugs wird auch Provisionieren genannt. Ein Diebstahl der Informationen nach dem Provisionieren durch einen Angreifer kann ungefährlich sein.
Auf der Basis des bestimmten Sitzungsschlüssels kann ein beliebiger Austausch von Informationen erfolgen. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug über ausgetauschte Informationen gesteuert werden. Insbesondere können ein Schließsystem oder eine Wegfahrsperre auf diese Weise deaktiviert werden.
Bevorzugt ist der zweite Einweg-Hash y des Passworts bezüglich eines vorbestimmten Basispunkts eines Verschlüsselungssystems verschlüsselt. Der Basispunkt kann beispielsweise seitens des Geräts gewählt sein.
Das Gerät kann mit dem Kraftfahrzeug verknüpft werden, falls eine
verschlüsselte Kommunikation auf der Basis des Kommunikationsschlüssels möglich ist. Im Folgenden können praktisch beliebige Informationen zwischen dem Gerät und der Vorrichtung an Bord des Kraftfahrzeugs ausgetauscht werden.
Weiter bevorzugt wird eine Verschlüsselung auf der Basis elliptischer Kurven durchgeführt wird. Dies kann sowohl das PACE-Verfahren als auch die
Bestimmung von V im Rahmen des Provisionierens betreffen.
Es ist weiter bevorzugt, dass das Gerät ein mobiles Gerät umfasst. Das Gerät kann insbesondere einem Benutzer zugeordnet sein, dem die Nutzung einer vorbestimmten Funktion des Kraftfahrzeugs erlaubt ist. Durch das Austauschen von Informationen über die geschilderte Kommunikationsverbindung kann der Benutzer authentifiziert sein, sodass die Funktion ermöglicht werden kann. Die Funktion kann insbesondere einen üblichen Betrieb bzw. eine Verwendung des Kraftfahrzeugs umfassen.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Gerät ein einem vorbestimmten Benutzer zugeordnetes persönliches Gerät umfasst. Das Gerät kann insbesondere ein Mobiltelefon (Smartphone) umfassen, das üblicherweise nur durch den Benutzer verwendet wird.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung an Bord eines Kraftfahrzeugs dazu eingerichtet, einen ersten Einweg-Hash x eines Passworts p, und einen verschlüsselten Wert V aus dem zweiten Einweg-Hash y des Passworts p zu speichern; ferner ein PACE-Verfahren mit einem Gerät durchzuführen, um einen Sitzungsschlüssel zu bestimmen; einen
Kommunikationsschlüssel auf der Basis des Sitzungsschlüssels und des verschlüsselten Einweg-Hashs V zu erzeugen und eine auf der Basis des Kommunikationsschlüssels verschlüsselte Kommunikation mit dem Gerät zu führen.
Nach noch einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeug eine hierin beschriebene Vorrichtung.
Ein zu der hierin beschriebenen Vorrichtung an Bord des Kraftfahrzeugs korrespondierendes Gerät ist dazu eingerichtet, ein PACE-Verfahren mit der Vorrichtung durchzuführen, um einen Sitzungsschlüssel zu bestimmen; und einen Kommunikationsschlüssel auf der Basis des Sitzungsschlüssels und eines Einweg-Hashs y eines für das PACE-Verfahren verwendeten Passworts p zu bestimmen.
Auf der Basis des Kommunikationsschlüssels können das Gerät und die
Vorrichtung an Bord des Kraftfahrzeugs eine verschlüsselte Kommunikation führen.
Zur Durchführung wenigstens eines Teils eines hierin beschriebenen Verfahrens können das Gerät und/oder die Vorrichtung jeweils eine Verarbeitungsvorrichtung kann einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit
Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung oder das Gerät übertragen werden oder umgekehrt.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:
Figur 1 ein System; und
Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens illustriert.
Figur 1 zeigt ein System 100, das ein Kraftfahrzeug 105 und ein Gerät 110 umfasst. An Bord des Kraftfahrzeugs 105 ist eine Vorrichtung 115 angebracht, die bevorzugt eine Übertragungsvorrichtung 120 und eine
Verarbeitungsvorrichtung 125 umfasst.
Die Vorrichtung 115 und das Gerät 110 sind dazu eingerichtet, über eine bevorzugt drahtlose Schnittstelle 130 miteinander zu kommunizieren, wozu die Vorrichtung 115 insbesondere die Übertragungsvorrichtung 120 einsetzen kann. Die Schnittstelle 130 kann zur Übertragung in einem vorbestimmten Nahbereich eingeschränkt sein, beispielsweise in einem Abstand von typisch ca. 10 Meter zwischen dem Kraftfahrzeug 105 und dem Gerät 110. In einer weiteren Variante kann die Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Gerät 110 in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 105 eingerichtet sein.
Das Gerät 110 ist bevorzugt einem Benutzer 135 zugeordnet und kann weiter bevorzugt ein Mobilgerät umfassen, das zur mobilen Verwendung eingerichtet ist, beispielsweise als Mobiltelefon, Smartphone, Tablet Computer oder Laptop Computer. Der Benutzer 135 kann dem Kraftfahrzeug 105 zugeordnet sein, beispielsweise als Fahrer, Fahrgast, Eigentümer, Mieter oder Leasingnehmer.
Eine Kommunikation zwischen dem Gerät 110 und der Vorrichtung 115 soll verschlüsselt erfolgen, wobei die Verschlüsselung von einem Passwort abhängen soll, das seitens des Geräts 110 - insbesondere seitens des Benutzers 135 - bekannt ist. Weiter ist bevorzugt, dass Informationen über das Passwort in keiner Form in der Vorrichtung 115 abgelegt sind, dass ein Angreifer daraus das Passwort algorithmisch rekonstruieren könnte.
Ein hierin beschriebenes Verfahren kann zur Herstellung einer verschlüsselten Kommunikation genutzt werden. In einer Ausführungsform kann dadurch das Gerät 110 gegenüber der Vorrichtung 115, oder der Benutzer 135 gegenüber dem Kraftfahrzeug 105 authentifiziert werden. Die Nutzung einer Funktion kann erst nach erfolgter Authentifizierung ermöglicht sein.
Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zur verschlüsselten Kommunikation zwischen einem Gerät 110 und einer Vorrichtung 115, die bevorzugt an Bord eines Kraftfahrzeugs 105 angebracht ist. Das Verfahren 200 kann insbesondere mittels Elementen des Systems 100 durchgeführt werden.
Im Folgenden wird eine Formelschreibweise verwendet, in der ein kleiner lateinischer Buchstabe einer Zahl und ein großer lateinischer Buchstabe einem Punkt auf einer elliptischen Kurve entspricht, der zur Verschlüsselung oder Entschlüsselung verwendet wird. Eine zufällig gewählte Zeichenfolge zur
Entropieerhöhung bei der Bildung eines Einweg-Hashes wird auch Salt genannt und hier mit s abgekürzt.
In Figur 2 sind exemplarisch Schritte, die bevorzugt seitens des Kraftfahrzeugs 105 bzw. der Vorrichtung 115 durchgeführt werden, links dargestellt und Schritte, die bevorzugt seitens des Geräts 110 bzw. des Benutzers 135 durchgeführt werden, rechts dargestellt. Ein in der Mitte dargestellter Schritt kann beide Seiten betreffen.
Ein erster Abschnitt 205 des Verfahrens 200 betrifft das Provisionieren, also das Hinterlegen von Informationen, die für eine spätere Authentifizierung zwischen den Kommunikationspartnern 110 und 115 erforderlich sind. Ein zweiter
Abschnitt 210 betrifft das Aushandeln oder Erstellen einer verschlüsselten Kommunikationsverbindung zwischen dem Gerät 110 und der Vorrichtung 115. Beide Abschnitte 205, 210 können auch als eigenständige Verfahren aufgefasst werden.
Bezug nehmend auf den ersten Abschnitt 205 kann in einem Schritt 215 ein Passwort p bestimmt werden, das der Benutzer 135 später zur Authentifizierung verwenden soll. Der Benutzer 135 kann ein beliebiges Passwort p wählen oder es kann ein Passwort p vorgeschlagen werden, das der Benutzer 135
akzeptieren kann. Bevorzugt umfasst das Passwort p eine Kette insbesondere alphanumerischer Zeichen, die sich der Benutzer 135 merken und mittels einer realen oder virtuellen Tastatur in das Gerät 110 eingeben kann. Eine Operation * steht für eine Multiplikation einer Zahl mit einem Punkt einer elliptischen Kurve, eine Operation · für eine Multiplikation zweier Zahlen. ® bezeichnet eine Addition, Q eine Subtraktion auf elliptischen Kurven.
In einem Schritt 220 können auf der Basis des Passworts mittels einer ersten Einweg-Hashfunktion H ein erster Einweg-Hash x=H(s,p) und mittels einer zweiten Einweg-Hashfunktion G ein zweiter Einweg-Hash y=G(s,p) bestimmt werden. Der zweite Einweg-Hash y wird bevorzugt mittels eines gewählten Generator- oder Basispunkts G verschlüsselt: V = y * G. Diese Operationen können seitens des Geräts 110 oder seitens einer externen Stelle durchgeführt werden, die sich bevorzugt nicht an Bord des Kraftfahrzeugs 105 befindet. In einem Schritt 225 werden bevorzugt x und V, das Salt s, sowie eine Identifikation I des Benutzers 135 in der Vorrichtung 115 hinterlegt.
Bezug nehmend auf den zweiten Abschnitt 210 wird zunächst in Schritten 230 bis 260 ein an sich bekanntes PACE-Verfahren (Password Authenticated Connection Establishment) durchgeführt, das eine Authentisierung und einen sicheren Schlüsselaustausch zur Herstellung einer kryptographisch abgesicherten Kommunikationsverbindung umfasst. Das PACE-Verfahren ist in der
Technischen Richtlinie TR-03110 des Deutschen Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) genau beschrieben. PACE zählt zur Familie der Password Authenticated Key Exchange (PAKE) Protokolle. Durch nachfolgende Schritte 265 bis 275 des zweiten Abschnitts 210 entsteht insgesamt ein
Verbessertes (Augmented) PAKE-Verfahren, das hierin auch PACE+ genannt wird.
In einer genaueren Betrachtung kann in einem Schritt 230 seitens des Geräts 110 eine Zufallszahl a gewählt und verschlüsselt werden: A = a * G. Die verschlüsselte Zufallszahl A wird bevorzugt zusammen mit einem Salt s an die Vorrichtung 115 übermittelt. In umgekehrter Richtung kann seitens der
Vorrichtung 115 eine Zufallszahl b gewählt und verschlüsselt werden: B = b * G. Die verschlüsselte Zufallszahl B wird bevorzugt zusammen mit einem Salt s an das Gerät 110 übermittelt. Auf beiden Seiten kann die empfangene Information auf einen Erzeuger der verwendeten mathematischen Gruppe abgebildet werden: T = a * B = (a - b) * G = (b - a) * G = b * A.
In einem Schritt 250 erfolgt bevorzugt der tatsächliche Schlüsselaustausch. Dazu kann der Benutzer 135 das Passwort p in das Gerät 110 eingeben und der Einweg-Hash x = H(s, p ) kann bestimmt werden. Eine gewählte Zufallszahl c kann auf der Basis von x verschlüsselt werden: C = Enc (c). Die verschlüsselte Zufallszahl C kann dann an die Vorrichtung 115 an Bord des Kraftfahrzeugs 105 übermittelt werden.
Die Vorrichtung 115 kann die empfangene Zufallszahl entschlüsseln: c =
Dec (C). Dabei wird eine Entschlüsselung Decx verwendet, die zur
Verschlüsselung Encx korrespondiert und auf dem Einweg-Hash x basiert. Die Vorrichtung 115 und das Gerät 110 können dann jeweils einen vorübergehenden Generatorpunkt D bestimmen: D = c * G ® T. Auf der Basis von D kann dann eine Diffie-Hellmann Vereinbarung getroffen werden. Seitens des Geräts 110 kann eine weitere Zufallszahl e bestimmt werden, die mit D verschlüsselt werden kann: E = e * D. Seitens der Vorrichtung 115 kann eine weitere Zufallszahl f bestimmt werden, die mit D verschlüsselt werden kann: F = f * D. Die bestimmten verschlüsselten Zufallszahlen E und F werden dann bevorzugt an den jeweils anderen Kommunikationspartner übermittelt, also E vom Gerät 110 an die Vorrichtung 115 und F von der Vorrichtung 115 an das Gerät 110. Die Vorrichtung 115 kann dann einen ersten
Kommunikationsschlüssel KH = e * F = (e · /) * D bestimmen und das Gerät 110 kann einen zweiten Kommunikationsschlüssel Kv = / * E = (/ · e) * D bestimmen. Dabei gilt: K = Ku = KH.
Sollte die Entschlüsselung einer mittels K verschlüsselten und zwischen den Kommunikationspartnern 110, 115 übermittelten Nachricht empfängerseitig nicht möglich sein, so gilt der zweite Abschnitt 210 des Verfahrens 200 allgemein als gescheitert und kann abgebrochen oder neu begonnen werden.
Im Anschluss an das PACE-Verfahren der Schritte 230 bis 260 kann in einem Schritt 265 seitens der Vorrichtung 115 ein Kommunikationsschlüssel sk =
H(x, T, D, K, b * V) gebildet werden. Dies ist möglich, weil im ersten Abschnitt 205 b und V in der Vorrichtung 115 hinterlegt wurden. Seitens des Geräts 110 kann ein Kommunikationsschlüssel sk = H(x, T, D, K, y * B) gebildet werden. Dazu kann das Gerät 110 die verschlüsselte Zufallszahl B aus dem Diffie-Hellmann- Schlüsselaustausch verwenden.
Die beiden gebildeten Kommunikationsschlüssel s/c sind identisch, da gilt:
y * B = y * (b * G) = (y · b) * G = (b · y) * G = b * (y * G) = b * V.
Diese zusätzlichen Operationen verwandeln das bekannte PACE-Verfahren in ein verbessertes PAKE-Protokoll, da auf Seiten der Vorrichtung 115 nur V verwendet wird, während auf Seiten des Geräts 110 der unverschlüsselte Wert y erforderlich ist, der auf der Basis des Schlüssels p gebildet werden muss.
In einem folgenden Schritt 275 kann eine Kommunikation zwischen der
Vorrichtung 115 und dem Gerät 110 auf der Basis des
Kommunikationsschlüssels sk durchgeführt werden. Ist dies nicht möglich, so kann der zweite Abschnitt 210 des Verfahrens 200 als gescheitert angesehen werden. Die Kommunikation kann die Herstellung einer Verbindung umfassen, die auch Sitzung genannt wird, wobei der Vorgang des Verbindens auch Paarung (Pairing) genannt werden kann.
Die Komplexität des vorgeschlagenen zweiten Abschnitts 210 des Verfahrens 200 ist überschaubar. Seitens der Vorrichtung 115 sind zur Bestimmung des Kommunikationsschlüssels sk sechs Skalarmultiplikationen oder vier
Skalarmultiplikationen und eine bilineare Skalarmultiplikation durchzuführen. Der Aufwand seitens des Geräts 110 ist gleich groß.
Bezugszeichen System
Kraftfahrzeug
Gerät, Mobilgerät
Vorrichtung
Übertragungsvorrichtung
Verarbeitungsvorrichtung
Schnittstelle Verfahren
erster Abschnitt
zweiter Abschnitt
Passwort bestimmen
Hashes bestimmen
Hashes hinterlegen
Nonce bestimmen, verschlüsseln, übermitteln entschlüsseln
Nonce auf Erzeuger abbilden
Nonce auf Erzeuger abbilden
Diffie-Hellmann-Schlüsselaustausch
Sitzungsschlüssel ableiten
Sitzungsschlüssel ableiten
Kommunikationsschlüssel ableiten
Kommunikationsschlüssel ableiten
Kommunikation / Pairing

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (200) zum Authentifizieren eines Geräts (110) gegenüber einem Kraftfahrzeug (105), wobei seitens des Kraftfahrzeugs (105) ein erster Einweg-Hash x eines Passworts p, und ein verschlüsselter Wert V aus dem zweiten Einweg-Hash y des Passworts p abgelegt sind, wobei das Verfahren (200) folgende Schritte umfasst:
Durchführen (230-260) eines PACE-Verfahrens (200), um seitens des Geräts (110) und des Kraftfahrzeugs (105) den gleichen
Sitzungsschlüssel zu bestimmen;
Erzeugen (265) eines Kommunikationsschlüssels seitens des
Kraftfahrzeugs (105) auf der Basis des Sitzungsschlüssels und des verschlüsselten Einweg-Hashs V; und
Erzeugen (270) des Kommunikationsschlüssels seitens des Geräts (110) auf der Basis des Sitzungsschlüssels und des zweiten Einweg- Hashs y.
2. Verfahren (200) nach Anspruch 1 , wobei der zweite Einweg-Hash y des Passworts p bezüglich eines vorbestimmten Basispunkts eines
Verschlüsselungssystems verschlüsselt ist.
3. Verfahren (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gerät (110) mit dem Kraftfahrzeug (105) verknüpft (275) wird, falls eine verschlüsselte
Kommunikation auf der Basis des Kommunikationsschlüssels möglich ist.
4. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Verschlüsselung auf der Basis elliptischer Kurven durchgeführt wird.
5. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gerät (110) ein mobiles Gerät (110) umfasst.
6. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gerät (110) ein einem vorbestimmten Benutzer zugeordnetes persönliches Gerät (110) umfasst
7. Vorrichtung (115) an Bord eines Kraftfahrzeugs (105), wobei die Vorrichtung (115) dazu eingerichtet ist, einen ersten Einweg-Hash x eines Passworts p, und einen verschlüsselten Wert V aus dem zweiten Einweg-Hash y des Passworts p zu speichern; ein PACE-Verfahren (200) mit einem Gerät (110) durchzuführen, um einen Sitzungsschlüssel zu bestimmen; einen
Kommunikationsschlüssel auf der Basis des Sitzungsschlüssels und des verschlüsselten Einweg-Hashs V zu erzeugen; und eine auf der Basis des Kommunikationsschlüssels verschlüsselte Kommunikation mit dem Gerät (110) zu führen.
8. Kraftfahrzeug (105), umfassend eine Vorrichtung (115) nach Anspruch 7.
9. Gerät (110), das dazu eingerichtet ist, ein PACE-Verfahren (200) mit einer Vorrichtung (115) an Bord eines Kraftfahrzeugs (105) durchzuführen, um einen Sitzungsschlüssel zu bestimmen; und einen Kommunikationsschlüssel auf der Basis des Sitzungsschlüssels und eines Einweg-Hashs y eines für das PACE-Verfahren (200) verwendeten Passworts p zu bestimmen.
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