CN101288262B - 保护计数器的计数器读数免受事后操纵的编码方法和编码装置以及检验计数器的计数器读数的真实性的检验方法和检验装置 - Google Patents

保护计数器的计数器读数免受事后操纵的编码方法和编码装置以及检验计数器的计数器读数的真实性的检验方法和检验装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于保护计数器的计数器读数免受事后操纵的编码方法，其中在提高或减小计数器读数一个计数单位时启动对新的编码的计数器读数的计算，通过将向前链接的单向函数用于编码的计数器读数来确定该新的编码的计数器读数，其中该向前链接的单向函数的值域包含在该向前链接的单向函数的定义域中。此外本发明还涉及一种用于检验计数器的计数器读数的真实性的检验方法，其中通过将次数减去测试计数器读数来产生测试次数，将向前链接的单向函数用于编码的计数器读数来产生编码的测试计数器读数，其中向前链接的单向函数被使用测试次数t次，将编码的测试计数器读数与编码的最终计数器读数比较，其中在编码的测试计数器读数不等于编码的最终计数器读数的情况下，给出否定的状态信号，否则给出肯定的状态信号。此外本发明还包括用于执行该编码方法的编码装置和执行该检验方法的检验装置。

Description

保护计数器的计数器读数免受事后操纵的编码方法和编码装置以及检验计数器的计数器读数的真实性的检验方法和检验装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的编码方法以及根据权利要求10的前序部分用于检验真实性的检验方法。此外，本发明还涉及根据权利要求17的前序部分的编码装置和根据权利要求25的前序部分的检验装置。
背景技术
当今的计数装置，如私人汽车中的里程计数器或能量消耗计数器，都容易受到对计数器读数的操纵。这种问题同样涉及机械和电子计数装置。
对私人汽车中的里程计数器来说，通过事后减小公里读数来提高私人汽车的值。在租赁合同中通过这种操纵降低租金。尽管在一些现代高级私人汽车中使用了用于识别对公里读数的操纵的机构，但是目前在大多数私人汽车中还可以更改公里读数，使得专业人员无法识别出这种更改。
因此例如公知一种操纵防护，其中通过在私人汽车的不同存储单元中和/或多个电子控制装置中存储当前的公里读数来加大操纵的难度。因为如此一来操纵者必须知道所有的存储单元。
另一种用于防止操纵的原则是，在对存储了当前公里读数的存储区域进行写访问时通过验证方法来保护该公里读数。在此在汽车内存储了秘密信息，如密码或密钥。该原则因为目前在私人汽车中不具有物理上安全的存储区域来安全存储秘密信息而遭到失败。
DE10113317A1描述了一种用于在从存储区域读取数据时识别错误的方法。为此在存储数据时通过对该数据的各个数据字求和来产生校验和，并借助预定的代数运算由该校验和产生校验字。在读取存储的数据时，通过对读取的数据字求和形成校验和，并借助预定的代数函数由该校验和产生校验字。将读取时产生的校验字与对应的、在存储时产生的校验字相比较，在两个校验字彼此不同时确定在存储的数据中存在错误。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种用于保护计数器的错误读书免受事后操纵的方法，该方法可以简单和成本低廉地实现。
该技术问题从根据权利要求1的前序部分的编码方法出发，通过其特征部分的特征解决，以及从根据权利要求10的前序部分的检验方法出发，通过其特征部分的特征解决。此外该技术问题还从根据权利要求17的前序部分的编码装置出发，通过其特征部分的特征解决，以及从根据权利要求25的前序部分的检验装置出发，通过其特征部分的特征解决。
本发明涉及一种用于保护计数器的计数器读数免受事后操纵的编码方法，其中在计数器读数增大或减小一个计数单位时启动对新编码的计数器读数的计算，通过对编码的计数器读数应用向前链接的单向函数来确定新编码的计数器读数，其中该向前链接的单向函数的值域包含在该向前链接的单向函数的定义域中。
通过本发明的编码方法，可以识别几乎任何一次对以前的值的事后操纵，因为必须同时调节对应于该以前的计数器读数的编码计数器读数。由于所述向前链接的单向函数，可以简单地产生新编码的计数器读数，但是实际上无法反过来实现该处理步骤。由此本发明的编码方法在简单处理的同时防止对计数器读数的事后操纵。
优选地，所述向前链接的单向函数是从一个可供使用的向前链接的单向函数的集合中挑选出来的。由此加大了计数器读数的操纵难度，从而提高了安全性。此外，通过随机选择所述向前链接的单向函数，进一步加大了操纵的难度。
如果优选在首次增大或减小计数器读数之前事先用起始计数器读数对计数器读数赋值和/或用编码的起始计数器读数对编码的计数器读数赋值，其中编码的起始计数器读数是从所述向前链接的单向函数的定义域中选择出来的，则进一步防止计数器读数受到操纵。因为通过尤其是随机选择编码的起始计数器读数，可以将一个组合里程计数器的计数器读数和编码的计数器读数到另一个组合里程计数器的传送识别为操纵。
在本发明方法的扩展中，依据私人信息产生编码的起始计数器读数。由此加大了操纵的难度，因为为了获得编码的起始计数器读数必须知道该私人信息。
在本发明编码方法的变形中，通过将向前链接的单向函数用于编码的起始计数器读数而产生编码的最终计数器读数以用于检验计数器读数的真实性，其中所述向前链接的单向函数被使用次数c次。由此进一步加大了操纵计数器读数的难度，因为几乎不可能从编码的最终计数器读数中确定编码的起始计数器读数，由此也无法产生新编码的计数器读数。此外，编码的最终计数器读数可以优选地不加密地存放。由此既可以降低用于管理编码的最终计数器读数的成本，又可以降低存放编码的最终计数器读数的安全存储模块的成本。
根据另一实施方式，如果另外对于编码的最终计数器读数和/或编码的起始计数器读数用密码验证方法在使用第一密码密钥的情况下产生验证信息，则可以将一个组合里程计数器的计数器读数和编码的计数器读数传送到另一个组合里程计数器识别为操纵。由此提高了本发明编码方法的安全性。
根据本发明的另一扩展，如果优选在所述密码验证方法中附加地采用私人信息，尤其是采用唯一对应于计数器的车架号或者计数器的设备号作为私人信息，则进一步提高本发明编码方法的安全性。
优选地，利用密码加密方法在采用第二密码密钥的情况下对编码的起始计数器读数和/或编码的最终计数器读数加密。由此可以简单地加大操纵的难度，或者由于密码加密方法的复杂性排除操纵。
本发明还涉及一种用于检验计数器的计数器读数的真实性的检验方法，其中基于向前链接的单向函数产生编码的计数器读数，基于该计数器读数确定测试计数器读数，该测试计数器读数代表计数器的计数器读数增大或减小的频率，采用该测试计数器读数分析编码的计数器读数，如果该分析认定编码的计数器读数是基于计数器读数产生的，则给出肯定的状态信号，或者如果该分析认定编码的计数器读数不是基于计数器读数产生的，则给出否定的状态信号。借助该检验方法可以简单而可靠地确定编码的计数器读数或计数器读数的真实性。该检验方法具有很小的复杂度，因为在检验时只需要考虑计数器读数和编码的计数器读数。
优选地，测试计数器读数通过计数器读数或通过将计数器读数减去起始计数器读数或者通过形成计数器读数与起始计数器读数之差的绝对值来产生。由此本发明的检验方法可以在计数器读数增大和减小时使用。
在本发明的编码的计数器读数和编码的最终计数器读数都基于向前链接的单向函数而产生的检验方法的扩展中，通过将所述次数减去测试计数器读数来产生测试次数，通过将向前链接的单向函数用于编码的计数器读数来产生编码的测试计数器读数，其中向前链接的单向函数被使用测试次数t次，并将编码的测试计数器读数与编码的最终计数器读数比较，在编码的测试计数器读数不等于编码的最终计数器读数的情况下，给出否定的状态信号，或者在编码的测试计数器读数等于编码的最终计数器读数的情况下，给出肯定的状态信号。
通过该检验方法保证简单和能鲁棒地防止操纵地检验计数器读数的真实性。通过使用编码的最终计数器读数，攻击者几乎不可能推导出编码的起始计数器读数，从而该检验方法的检验结果具有较高的可靠性。此外，该检验方法不复杂，可以简单地在计算单元上实施和执行。
在替换变形中，优选通过将向前链接的单向函数用于编码的起始计数器读数来产生编码的测试计数器读数，其中该向前链接的单向函数被使用测试计数器读数的值Xt次，将编码的测试计数器读数与编码的计数器读数比较，在编码的测试计数器读数不等于编码的计数器读数的情况下给出否定的状态信号，或者在编码的测试计数器读数等于编码的计数器读数的情况下给出肯定的状态信号。本发明检验方法的变形的特征在于减小了复杂度并提高了反操纵的可靠性。在此只需要将编码的起始计数器读数保密，由此攻击者无法基于编码的起始计数器读数产生新编码的计数器读数。
在扩展中，优选利用密码验证检验方法在采用第一密码检验密钥和验证信息的情况下检验编码的最终计数器读数和/或编码的起始计数器读数的真实性。借助验证信息可以简单而可靠地识别对编码的最终计数器读数或编码的起始计数器读数的操纵。尤其是通过采用私人信息，可以轻松地识别出操纵，因为该信息只能对应于一个人和/或一个设备，如一个里程计数器。由此进一步提高该检验方法的可靠性。
如果在所述密码验证检验方法中附加地采用私人信息，尤其是将唯一对应于计数器的车架号或计数器的设备号作为私人信息，则进一步提高本发明检验方法的安全性。
在替换扩展中，采用第二密码检验密钥在执行检验方法之前将加密的编码的起始计数器读数和/或加密的编码的最终计数器读数解密为编码的起始计数器读数或编码的最终计数器读数。由此攻击者只能找到加密的相关计数器读数。由此进一步加大了操纵的难度，并明显提高本发明的检验方法的安全性。
本发明还涉及一种用于执行保护计数器的计数器读数免受事后操纵的编码方法的编码装置，包括密码计数器，用于在计数器读数增大或减小一个计数单位时通过将向前链接的单向函数用于编码的计数器读数来计算新编码的计数器读数，其中该向前链接的单向函数的值域包含在该向前链接的单向函数的定义域中。由此可以简单和成本低廉地执行本发明的编码方法。
如果优选采用处理模块，其具有用于存储编码的计数器读数的存储元件和用于启动对新编码的计数器读数的计算的启动元件，以及采用具有向前链接的单向函数用于从编码的计数器读数中计算出新编码的计数器读数的函数模块，则可以成本低廉地以较少数量的元件实现本发明的编码方法。此外，如果对存储元件和向前链接的单向函数采用标准元件，则可以降低成本。
在替换扩展中，通过所述处理模块预先用编码的起始计数器读数对编码的计数器读数赋值，从而可以轻松识别出对编码的计数器读数的操纵。
此外，编码装置包括确定模块，用于通过将向前链接的单向函数用于编码的起始计数器读数来产生编码的最终计数器读数，其中该向前链接的单向函数被使用次数c次。由此可以简单地产生编码的最终计数器读数。
优选地，编码装置包括验证模块，用于为编码的最终计数器读数和/或编码的起始计数器读数在使用第一密码密钥的情况下产生验证信息。借助该验证信息可以轻松识别操纵。
优选地，所述验证模块这样构成，在所述密码验证方法中附加地采用私人信息，尤其是采用唯一对应于计数器的车架号或者计数器的设备号作为私人信息。由此进一步加大操纵的难度，从而进一步提高编码装置的可靠性。
在本发明编码装置的扩展中，包括加密模块，用于利用第二密码密钥将编码的起始计数器读数和/或编码的最终计数器读数加密成加密的编码的起始计数器读数和/或加密的编码的最终计数器读数。由此可以另外降低计数器读数***纵的风险，该加密模块尤其通过成本低廉的标准模块实现。
在本发明的另一扩展中，编码装置在里程计数装置中使用，尤其是在私人汽车，和/或在耗消耗计数器装置中使用，尤其是用于采集电流消耗、汽油消耗或水消耗。由此防止在操纵可能引起明显经济损失的领域内的操纵。
此外，本发明还涉及一种用于执行检验计数器的计数器读数的真实性的检验方法的检验装置，包括检验模块，用于基于测试计数器读数分析编码的计数器读数，和在该分析认定编码的计数器读数是基于计数器读数产生的情况下给出肯定的状态信号，或者在该分析认定编码的计数器读数不是基于计数器读数产生的情况下给出否定的状态信号，其中测试计数器读数代表计数器的计数器读数增大或减小的频率。由此可简单地实现本发明的检验方法。
优选地，所述检验装置包括减法模块，用于通过将次数减去测试计数器读数来产生测试次数，产生模块，用于将向前链接的单向函数用于编码的计数器读数来产生编码的测试计数器读数，其中向前链接的单向函数被使用测试次数t次，比较模块，用于将编码的测试计数器读数与编码的最终计数器读数比较，其中在编码的测试计数器读数不等于编码的最终计数器读数的情况下，给出否定的状态信号，否则给出肯定的状态信号。由此可以实现本发明的检验方法，使得在检验计数器读数的真实性的同时实现高的可靠性。
在替换的扩展中，所述检验装置包括产生模块，用于通过将向前链接的单向函数用于编码的起始计数器读数来产生编码的测试计数器读数，其中该向前链接的单向函数被使用测试计数器读数的值Xt次，比较模块，用于将编码的测试计数器读数与编码的计数器读数比较，其中在编码的测试计数器读数不等于编码的计数器读数的情况下给出否定的状态信号，否则给出积极的状态信号。该替换扩展的特征在于廉价的实现，因为只需要使用很少数量的模块。此外可以实现抵抗操纵攻击的高的可靠性。
在扩展中，本发明的检验装置包括验证检验模块MAD，用于采用第一密码检验密钥和验证信息来检验编码的最终计数器读数和/或编码的起始计数器读数的真实性。由此降低操纵风险，其中采用标准化的验证检验模块可以达到低廉的实现。
优选地，验证检验模块MAD这样构成，使得在密码验证检验方法中附加地使用私人信息，尤其是使用唯一对应于计数器的车架号或计数器的设备号作为私人信息。由此进一步加大操纵的难度，进一步提高检验装置的可靠性。
在另一扩展中，检验装置包括解密模块，用于在执行检验方法之前采用第二密码检验密钥将加密的编码的起始计数器读数和/或加密的编码的最终计数器读数解密为编码的起始计数器读数和编码的最终计数器读数，从而可以在复杂度减小的同时成本低廉地进一步提高检验计数器读数的真实性的可靠性。
此外，本发明的检验装置在里程计数装置中使用，尤其是在私人汽车中，和/或在消耗计数器装置中使用，尤其适用于采集电流消耗、汽油消耗或水消耗。由此防止在操纵可能引起明显经济损失的领域内的操纵。
附图说明
借助图1至图5详细解释本发明的其它细节和优点。具体的：
图1示出本发明编码方法的流程图；
图2示出本发明编码装置的示例结构；
图3示出用于检验计数器读数的真实性的本发明检验方法的示例结构；
图4示出本发明检验装置的流程图；
图5示出本发明检验装置检验真实性的流程图。
具有相同功能和功效的元件在图1至图5中用相同的附图标记表示。
具体实施方式
下面借助图1和图2详细解释本发明的编码方法，其中保护私人汽车的里程计数器WEG(即计数器)免受事后的操纵。为此为路程计数器WEG增加密码里程计数器KWG(＝密码计数器KZW)。里程计数器WEG和密码里程计数器KWG例如集成在组合的里程计数器KOW中。本发明的编码方法加上几个扩展在图1中以流程图的形式示出，在图2中以示例性的组合里程计数器KOW示出。
里程计数器WEG除了当前的行驶速度之外例如还以公里数示出计数器读数X。在提供组合的里程计数器KOW时，可以分别用特定的起始值预先为里程计数器WEG的计数器读数X和密码里程计数器KWG的编码的计数器读数赋值。起始计数器读数Xo是Xo＝“0000000”，即X＝Xo＝“0000000”，编码的计数器读数Y等于编码的起始计数器读数Yo，即Y＝Yo。在用编码的起始计数器读数Y0预先赋值时，不能采用任意值，而是必须从向前链接的单向函数F的定义域中选择编码的起始计数器读数Yo。稍后就会讨论该定义域和向前链接的单向函数F。编码的计数器读数Y可以存放在处理模块VM的存储元件S中。在图1中示出在步骤S11中对编码的计数器读数Y的预赋值以及在步骤S16中对计数器读数X的预赋值。
如果将里程计数器WEG的计数器读数X增加一个计数单位，例如从X＝“0000000”提高到“0000001”，参见图1的步骤S14中的查询，则例如借助脉冲信号IP启动密码里程计数器KWG，以计算新的编码的计数器读数Yn。该启动可以通过例如位于处理模块VM中的启动元件AM执行。为此从存储元件S中读取编码的计数器读数Y并输入函数模块FM，该函数模块执行向前链接的单向函数F，其中基于编码的计数器读数Y确定新的编码的计数器读数Yn。由此给出新的编码的计数器读数Yn＝F(Y)。新的编码的计数器读数Yn存放在存储元件S中，并由此覆盖以前的编码的计数器读数Y。因此在存储元件S中又出现编码的计数器读数Y。在图1中在步骤S15示出该方法步骤。
单向函数例如由[1]8-9页公知。总之，该单向函数具有这样的特性：可以计算简单地从已有的值中计算出新的值，反之，从新的值中确定已有的值非常复杂，而且该复杂度随着值的字宽增大而剧烈增加。在字宽为128位或更大时，从新的值中无法快速计算出已有的值。该单向函数此外还有这样的特性：该单向函数的值域包含在该单向函数的定义域中。单向函数的公知应用领域是支付协议，其中该支付协议仅采用向后链接的单向函数。这在文献[1]的396-397页中详细描述。反之，本发明采用向前链接的单向函数F。
为了检验里程计数器WEG的计数器读数X的真实性，根据图3采用检验模块PRM。在此用编码的起始计数器读数Yo预先占用处理模块VM的存储元件S。此外，例如通过复制计数器读数X的值形成测试计数器读数Xt。测试计数器读数Xt表示计数器的计数器读数X被增大或减小的频率。如果计数器读数Z的大小在首次增大或减小之前不为0，则可以通过Xt＝X-Xo产生测试计数器读数。
接着，相应于测试计数器读数Xt激励脉冲IP达Xt次。该脉冲IP由处理模块VM的启动元件AM接收，其中该启动元件AM通过Xt次的将向前链接的单向函数F用于编码的起始计数器读数Yo而产生编码的测试计数器读数Yt。向前链接的单向函数位于函数模块FM中，并通过该函数模块执行。该关系可以通过以下等式表示：
Figure S2006800235072D00091
该向前链接的单向函数F和存储元件S例如设置在产生模块GXE中。此后，在比较模块VM中，将编码的测试计数器读数Yt与图1和图2的密码里程计数器KWG的编码的计数器读数Y比较。如果编码的计数器读数Y和编码的测试计数器读数Yt不一致，即Y≠Yt，则组合的里程计数器KOW或其计数器读数X或者Y受到了操纵。在这种情况下，可以输出否定的状态信号“否”。如果该检验指出不存在操纵，即Y＝Yt，则可以启动肯定的状态信号“是”。
在使用编码的起始计数器读数Yo时，编码的起始计数器读数Yo必须保密。否则就可能发生事后的操纵，使得计数器读数X被任意选择，并通过X次地将向前链接的单向函数F用于编码的起始计数器读数Yo来产生经过操纵的编码的计数器读数Y。确保向每个组合的里程计数器KOW分配一个自己的、尤其是随机产生的、编码的起始计数器读数Yo。该变形也导致各个编码的起始计数器读数Yo被可靠地免于未授权的访问。
本发明的编码和检验方法还可以在减小计数器读数X时采用。如果起始计数器读数Xo＝100，计数器读数X＝80，则可以借助以下等式产生测试计数器读数Xt：
Xt＝|X-Xo|＝|80-100|＝20(2)
用于该检验方法的其它措施类似于计数器的计数器读数X被增大的情况。
下面介绍本发明方法的扩展，该扩展不需要安全保存编码的起始计数器读数Yo。首先在首次增大或减小计数器读数X之前产生随机的编码的起始计数器读数Yo。该编码的起始计数器读数Yo存储在存储元件S中。此外，在图1的步骤S12中产生编码的最终计数器读数Ye，使得将向前链接的单向函数F用于编码的起始计数器读数Yo次数c，即c次。该编码的最终计数器读数Ye例如存放在密码里程计数器KWG的存储元件S中。下面在每次增大或减小计数器读数X时都通过将向前链接的单向函数F用于编码的计数器读数Y来计算出新的编码的计数器读数Yn。
为了检验计数器读数X的真实性而采用本发明的检验方法，该方法在图4中详细示出。在此在步骤S41中通过将次数c减去当前计数器读数X来产生测试次数t＝c-X。这例如发生在减法模块MSU中。此后在步骤S42中通过将向前链接的单向函数F用于编码的计数器读数Y来产生编码的测试计数器读数Yt，其中该向前链接的单向函数F被采用测试次数t次。这可以从数学上根据下式表示：
Figure S2006800235072D00101
最后在步骤S43将编码的测试计数器读数Yt与编码的最终计数器读数Ye比较，参见比较模块VM。如果此时显示出编码的测试计数器读数Yt不等于编码的最终计数器读数Ye，即Ye≠Yt，则计数器读数X受到了操纵，参见步骤S44。在此可以输出否定的状态信号“否”。否则在步骤S45中表明计数器读数X没有受到操纵，即Ye＝Yt。这可以通过输出肯定的状态信号“是”来表示。
本发明方法的该扩展的特征尤其在于，编码的最终计数器读数Ye和次数c都不必保密。因为由于向前链接的单向函数F的特性不可能从编码的最终计数器读数Ye中确定编码的起始计数器读数Yo，因此不需要保密。
所述扩展的前提是，计数器读数X不大于次数c。因此在选择次数c时要考虑里程计数器WEG的寿命。目前的私人汽车的平均寿命例如是150000km至300000km。因此，计数器读数X的最大值是500000km，由此次数c＝“500000”足以。但是对载重汽车来说，次数c必须采用更高的值。
在本发明编码方法的另一种实施方式中，编码的最终计数器读数Ye和/或编码的起始计数器读数Yo通过密码机构加密。为此，借助第二密码密钥ES2产生加密的编码的最终计数器读数Y*e或加密的编码的起始计数器读数Y*o，参见图1的步骤S17和S18。为了对加密的编码的最终计数器读数Y*e和/或加密的编码的起始计数器读数Y*o解密，采用第二密码检验密钥DS2。这在图4的步骤S48中示出。通过该加密加大了操纵的难度。
在另一变形中，根据图1或图2，编码的最终计数器读数Ye或编码的起始计数器读数Yo可以通过用于消息验证的密码机构来防止操纵，其中可以考虑附加的私人信息PI。为此既可以采用对称机制来计算消息验证码MAC(Message Authentication Code)，也可以采用非对称机制来计算电子签名。属于该密码机制的秘密的第一密码密钥ES1用于确定消息验证，而且仅为密码里程计数器KWG的制造商所知。作为私人信息PI，例如采用密码里程计数器KWG的序列号和/或包括密码里程计数器KWG的私人汽车的车架号。在此，在考虑验证方法的情况下用第一密码密钥ES1、编码的最终计数器读数Ye和私人信息PI例如以如下方式产生验证信息AI：
AI＝MAU(Ye，ES1，PI)
附图标记MAU在此描述了一种用于产生验证信息AI的验证模块MAU。该步骤在图1的S13中示出。
为了验证计数器读数X的真实性，例如在根据图4的步骤S46和S47中，借助验证检验方法从编码的最终计数器读数Ye、验证信息AI、第一密码检验密钥DS1和私人信息PI获得检验信息。该检验信息表明编码的最终计数器读数Ye是否真实。图5示出步骤S46和S47在验证检验模块MAD中。
在验证检验失败的情况下进行步骤s 44，该步骤表明计数器读数X或编码的最终计数器读数Ye受到了操纵。在此可以输出否定的状态信号“否”。否则继续执行步骤S41。该步骤在图5中用附图标记AJA表示。通过采用私人信息PI保证，不可能不识别出从第一组合里程计数器向第二组合里程计数器简单传送计数器读数、编码的计数器读数和编码的最终计数器读数Ye。
针对编码的最终计数器读数Ye执行的验证检验还可以针对编码的起始计数器读数Yo执行。
在本发明的另一变形中，依据私人信息PI选择编码的起始计数器读数Yo。
在本发明编码方法和检验方法的扩展中，为每个组合里程计数器KOW采用自己的、尤其是随机选择的向前链接的单向函数F。在此必须考虑到，在执行检验计数器读数X的真实性的检验方法时使用对应于各组合里程计数器KOW的向前链接的单向函数F。
在本发明方法的变形中，组合的里程计数器KOW只包括密码里程计数器KWG(未图形示出)。里程计数器WEG在此是不必要的，因为可以从编码的计数器读数Y中确定计数器读数X。为了获得当前有效的计数器读数X，频繁地将向前链接的单向函数F用于编码的计数器读数Y，直到编码的计数器读数Y等于编码的最终计数器读数Ye为止。在此通过重复次数W对使用向前链接的单向函数F的频率计数。当前的计数器读数X通过将次数c减去重复次数W来获得，即X＝c-W。但在该变形中，必须保证在获得当前计数器读数X之前要保留有效的编码的计数器读数Y。否则编码的计数器读数Y等于最终计数器读数Ye，由此会导致组合里程计数器KOW的错误工作。
本发明的编码方法、检验方法和本发明的编码装置和检验装置已经借助私人汽车的里程计数器描述过。但是本发明不限于该应用领域，而是任何计数器都可以通过本发明免于操纵。其它应用领域例如是消耗测量装置，如电流消耗、汽油消耗或游戏机消耗。
文献
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Claims (35)

1.一种用于保护计数器的计数器读数(X)免受事后操纵的编码方法，其特征在于，
在计数器读数(X)增大或减小一个计数单位时启动对新的编码的计数器读数(Yn)的计算，
通过将向前链接的单向函数(F)用于编码的计数器读数(Y)来确定该新的编码的计数器读数(Yn)，其中该向前链接的单向函数(F)的值域包含在该向前链接的单向函数(F)的定义域中。
2.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，所述向前链接的单向函数(F)是从一个可供使用的向前链接的单向函数的集合中挑选出来的。
3.根据权利要求1或2所述的编码方法，其特征在于，在首次增大或减小计数器读数(X)之前事先用起始计数器读数(Xo)对计数器读数(X)赋值。
4.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，在首次增大或减小计数器读数(X)之前事先用编码的起始计数器读数(Yo)对编码的计数器读数(Y)赋值，其中编码的起始计数器读数(Yo)是从所述向前链接的单向函数(F)的定义域中选择出来的。
5.根据权利要求4所述的编码方法，其特征在于，依据私人信息(PI)产生所述编码的起始计数器读数(Yo)。
6.根据权利要求4或5所述的编码方法，其特征在于，通过将向前链接的单向函数(F)用于编码的起始计数器读数(Yo)而产生编码的最终计数器读数(Ye)以用于检验计数器读数(X)的真实性，其中所述向前链接的单向函数(F)被使用次数(c)c次。
7.根据权利要求6所述的编码方法，其特征在于，对于编码的最终计数器读数(Ye)和/或编码的起始计数器读数(Yo)用密码验证方法在使用第一密码密钥(ES1)的情况下产生验证信息(AI)。
8.根据权利要求7所述的编码方法，其特征在于，在所述密码验证方法中附加地采用私人信息(PI)。
9.根据权利要求8所述的编码方法，其特征在于，采用唯一对应于计数器的车架号或者计数器的设备号作为私人信息(PI)。
10.根据权利要求6所述的编码方法，其特征在于，利用密码加密方法在采用第二密码密钥(ES2)的情况下对编码的起始计数器读数(Yo)和/或编码的最终计数器读数(Ye)加密。
11.一种用于检验计数器的计数器读数(X)的真实性的检验方法，其中按照权利要求1至10中任一项基于向前链接的单向函数(F)产生编码的计数器读数(Y)，其特征在于，
基于该计数器读数(X)确定测试计数器读数(Xt)，该测试计数器读数(Xt)代表增大或减小计数器的计数器读数(X)的频率，
采用该测试计数器读数(Xt)分析编码的计数器读数(Y)，
如果该分析认定编码的计数器读数(Y)是基于计数器读数(X)产生的，则给出肯定的状态信号，或者如果该分析认定编码的计数器读数(Y)不是基于计数器读数(X)产生的，则给出否定的状态信号。
12.根据权利要求11所述的检验方法，其特征在于，所述测试计数器读数(Xt)通过计数器读数(X)或通过将计数器读数(X)减去起始计数器读数(Xo)或者通过形成计数器读数(X)与起始计数器读数(Xo)之差的绝对值来产生。
13.根据权利要求11或12所述的检验方法，所述编码的计数器读数(Y)和编码的最终计数器读数(Ye)都按照权利要求6至10中任一项基于向前链接的单向函数(F)产生，其特征在于，
通过将所述次数(c)减去测试计数器读数(Xt)来产生测试次数(t)，
通过将向前链接的单向函数(F)用于编码的计数器读数(Y)来产生编码的测试计数器读数(Yt)，其中向前链接的单向函数(F)被使用测试次数(t)t次，
将编码的测试计数器读数(Yt)与编码的最终计数器读数(Ye)比较，在编码的测试计数器读数(Yt)不等于编码的最终计数器读数(Ye)的情况下，给出否定的状态信号，或者在编码的测试计数器读数(Yt)等于编码的最终计数器读数(Ye)的情况下，给出肯定的状态信号。
14.根据权利要求11或12所述的检验方法，其特征在于，
通过将向前链接的单向函数(F)用于编码的起始计数器读数(Yo)来产生编码的测试计数器读数(Yt)，其中该向前链接的单向函数(F)被使用测试计数器读数(Xt)的值Xt次，
将编码的测试计数器读数(Yt)与编码的计数器读数(Y)比较，在编码的测试计数器读数(Yt)不等于编码的计数器读数(Y)的情况下给出否定的状态信号，或者在编码的测试计数器读数(Yt)等于编码的计数器读数(Y)的情况下给出肯定的状态信号。
15.根据权利要求13所述的检验方法，其中根据权利要求7或8产生验证信息(AI)，其特征在于，
利用密码验证检验方法在采用第一密码检验密钥(DS1)和验证信息(AI)的情况下检验编码的最终计数器读数(Ye)和/或编码的起始计数器读数(Yo)的真实性。
16.根据权利要求15所述的检验方法，其特征在于，在所述密码验证检验方法中附加地采用私人信息(PI)。
17.根据权利要求16所述的检验方法，其特征在于，采用唯一对应于计数器的车架号或计数器的设备号作为私人信息(PI)。
18.根据权利要求11所述的检验方法，其特征在于，采用第二密码检验密钥(DS2)在执行该检验方法之前将加密的编码的起始计数器读数(Y*o)和/或加密的编码的最终计数器读数(Y*e)解密为编码的起始计数器读数(Yo)和/或编码的最终计数器读数(Ye)。
19.一种用于执行保护计数器的计数器读数(X)免受事后操纵的编码方法的编码装置，其特征在于，
包括密码计数器(KZW)，用于在计数器读数(X)增大或减小一个计数单位时通过将向前链接的单向函数(F)用于编码的计数器读数(Y)来计算新的编码的计数器读数(Yn)，其中该向前链接的单向函数(F)的值域包含在该向前链接的单向函数(F)的定义域中。
20.根据权利要求19所述的编码装置，其特征在于，包括
处理模块(VM)，其具有用于存储编码的计数器读数(Y)的存储元件(S)和用于启动对所述新的编码的计数器读数(Yn)的计算的启动元件(AM)，
函数模块(FM)，具有向前链接的单向函数(F)以用于从编码的计数器读数(Y)中计算出该新的编码的计数器读数(Yn)。
21.根据权利要求20所述的编码装置，其特征在于，所述处理模块(VM)预先用编码的起始计数器读数(Yo)对编码的计数器读数(Y)赋值。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的编码装置，其特征在于，包括确定模块(ME)，用于通过将向前链接的单向函数(F)用于编码的起始计数器读数(Yo)来产生编码的最终计数器读数(Ye)，其中该向前链接的单向函数(F)被使用次数(c)c次。
23.根据权利要求22所述的编码装置，其特征在于，包括验证模块(MAU)，用于为编码的最终计数器读数(Ye)和/或编码的起始计数器读数(Yo)在使用第一密码密钥(ES1)的情况下产生验证信息(AI)。
24.根据权利要求23所述的编码装置，其特征在于，所述验证模块(MAU)这样构成，在密码验证方法中附加地采用私人信息(PI)。
25.根据权利要求24所述的编码装置，其特征在于，采用唯一对应于计数器的车架号或者计数器的设备号作为私人信息(PI)。
26.根据权利要求22所述的编码装置，其特征在于，包括加密模块(MV)，用于利用第二密码密钥(ES2)将编码的起始计数器读数(Yo)或编码的最终计数器读数(Ye)加密成加密的编码的起始计数器读数(Y*o)或加密的编码的最终计数器读数(Y*e)。
27.根据权利要求19所述的编码装置，其特征在于，所述编码装置在私人汽车的里程计数装置中使用，和/或在消耗计数器装置中使用，用于采集电流消耗、汽油消耗或水消耗。
28.一种用于根据权利要求13执行检验计数器的计数器读数(X)的真实性的检验方法的检验装置，其特征在于，
包括检验模块(PRM)，用于基于测试计数器读数(Xt)分析编码的计数器读数(Y)，和在该分析认定编码的计数器读数(Y)是基于计数器读数(X)产生的情况下给出肯定的状态信号，或者在该分析认定编码的计数器读数(Y)不是基于计数器读数(X)产生的情况下给出否定的状态信号，其中测试计数器读数(Xt)代表增大或减小计数器的计数器读数(X)的频率。
29.根据权利要求28所述的检验装置，其特征在于，包括
减法模块(MSU)，用于通过将所述次数(c)减去测试计数器读数(Xt)来产生测试次数(t)，
产生模块(GXE)，用于通过将向前链接的单向函数(F)用于编码的计数器读数(Y)来产生编码的测试计数器读数(Yt)，其中向前链接的单向函数(F)被使用测试次数(t)t次，
比较模块(VM)，用于将编码的测试计数器读数(Yt)与编码的最终计数器读数(Ye)比较，其中在编码的测试计数器读数(Yt)不等于编码的最终计数器读数(Ye)的情况下，给出否定的状态信号，否则给出肯定的状态信号。
30.根据权利要求28所述的检验装置，其特征在于，包括
产生模块(GXE)，用于通过将向前链接的单向函数(F)用于编码的起始计数器读数(Yo)来产生编码的测试计数器读数(Yt)，其中该向前链接的单向函数(F)被使用测试计数器读数(Xt)的值Xt次，
比较模块(VM)，用于将编码的测试计数器读数(Yt)与编码的计数器读数(Y)比较，其中在编码的测试计数器读数(Yt)不等于编码的计数器读数(Y)的情况下给出否定的状态信号，否则给出肯定的状态信号。
31.根据权利要求28至30中任一项所述的检验装置，其特征在于，包括验证检验模块(MAD)，用于利用密码验证检验方法采用第一密码检验密钥(DS1)和验证信息(AI)来检验编码的最终计数器读数(Ye)和/或编码的起始计数器读数(Yo)的真实性。
32.根据权利要求31所述的检验装置，其特征在于，所述验证检验模块(MAD)这样构成，使得在密码验证检验方法中附加地使用私人信息(PI)。
33.根据权利要求32所述的检验装置，其特征在于，使用唯一对应于计数器的车架号或计数器的设备号作为私人信息(PI)。
34.根据权利要求28至30中任一项所述的检验装置，其特征在于，包括解密模块(MD)，用于在执行检验方法之前采用第二密码检验密钥(DS2)将加密的编码的起始计数器读数(Y*o)和/或加密的编码的最终计数器读数(Y*e)解密为编码的起始计数器读数(Yo)和/或编码的最终计数器读数(Ye)。
35.根据权利要求28至30中任一项所述的检验装置，其特征在于，该检验装置在私人汽车中的里程计数装置中使用，和/或在消耗计数器装置中使用，用于采集电流消耗、汽油消耗或水消耗。
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