CN110402457B - 用于安全访问机动车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于安全访问机动车辆（10）的方法，机动车辆的开启元件的锁定和解锁是通过便携式访问装置（20）和所述车辆中车载的访问控制模块（100）之间的无线通信实现。

Description

用于安全访问机动车辆的方法
技术领域
本发明涉及机动车辆安全领域，并且更具体地涉及用于无需用手操作地安全访问机动车辆的方法和装置。本发明的目的特别是使得可以解锁和锁定车辆以预防中继类型的攻击。
背景技术
如今，许多机动车辆都配备了无需用手操作的访问和起动***。这种***包括由车辆的用户携带的访问装置（例如钥匙、胸卡或移动电话类型），以及车辆车载的访问控制模块和起动模块，其被配置成在无线通信链路上与所述访问装置通信，以便对其进行认证并授权解锁和锁定车辆的开启元件以及起动发动机。
众所周知，控制模块经由天线周期性地发射广播信号。当携带访问装置的用户接近车辆以为了解锁它时，广播信号由访问装置经由其天线而捕获，访问装置通过向控制模块发送包含其标识符的认证消息来响应控制模块。当标识符有效并且携带访问装置的用户进入与车辆的预定区域接触时（例如当他将他的手放在配备有接近检测传感器的驾驶员车门的把手上时），控制模块解锁车辆的开启元件并授权起动发动机。
这种无线通信***可能受到攻击，允许未经授权的人侵入乘客舱或甚至起动车辆发动机。一种已知类型的攻击，称为中继攻击，允许窃贼解锁车辆的开启元件，同时保持与其相距一定距离，例如超过10米。更确切地说，窃贼触发由访问装置进行的认证消息的发送，其中继至控制模块，以解锁车辆然后起动发动机。该中继可以在UHF（超高频）通信链路上执行，其可操作直至100米。
第一种类型的中继攻击可以使用包括经由同轴电缆连接至彼此的两个无线电天线的攻击装置来执行。当其中一个天线靠近车门时，它捕获由控制模块的天线发射的广播信号。该磁场激发攻击装置的第一天线，其通过感应产生在同轴电缆中传播的电信号。当该信号被攻击装置的第二天线接收时，后者产生全向磁场。该无线电场然后激发访问装置的天线，其解调信号并向车辆发送允许打开开启元件和起动发动机的认证消息。
第二种类型的中继攻击可以利用包括两个无线电天线、发射器和接收器的无线攻击装置来执行。发射器捕获由控制模块的天线发射的广播信号，以便将其转换成无线电波，例如2.5GHz，且然后将它放大，以便将它传输到接收器。接收器接收该信号，将其转换并将其发送到访问装置的天线。访问装置以认证消息来响应该信号，该认证消息由攻击装置传输到控制模块，然后控制模块解锁开启元件并授权起动发动机。
用于对抗这种中继攻击的已知解决方案涉及为访问装置配备运动传感器，该运动传感器使得在长时间没有运动的情况下（例如在几分钟之后），可以停用所述访问装置，后者应该不是即将被使用。因此，当其被停用时，访问装置不能响应中继攻击。然后，当检测到运动时（例如当用户拿起它时），重新启用访问装置。
然而，访问装置可能在即使必须能启动发动机时是不动的。例如，可能的情况为当用户将访问装置放在车辆中并且在前几分钟没有起动发动机，例如当他在打电话。在这种情况下，访问装置在没有运动的情况下停用，因此妨碍了用户起动发动机，除非再次移动访问装置，这构成了主要的缺点。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种简单有效的解决方案来纠正这些缺点，该解决方案允许已授权的用户使用车辆访问装置以解锁车辆及稍后起动发动机而不需要再次操作该访问装置，同时防止来自车辆附近的中继攻击。
为此，本发明首先涉及一种用于安全地访问机动车辆的方法，机动车辆的开启元件的锁定和解锁是通过便携式访问装置和所述车辆中车载的访问控制模块之间的无线通信而实现，所述装置包括运动传感器。
该方法的特征在于，它包括以下步骤：利用访问控制模块认证装置；在装置已被认证时解锁车辆；在车辆解锁后通过访问控制模块以装置为目的方向周期性地将询问信号发射到车辆乘客舱的至少一部分中；在由装置每次接收到所述询问信号时触发第一延迟（其持续时间大于询问信号的发射周期）；并且当第一延迟已到期且所述装置被运动传感器检测到不动状态时停用装置。
术语“解锁车辆”应理解为意指解锁车辆的至少一个开启元件，例如解锁至少一个门，解锁乘客舱，解锁行李箱等等。术语“停用装置”应理解为意指装置不能解锁车辆（或甚至不能起动车辆的发动机）。
本发明使得可以避免当访问装置可能在车辆中被使用时其被停用。更确切地说，本发明使得一旦车辆已经解锁，就可以防止访问装置被停用，即使该装置保持不动的持续时间大于当它远离车辆时（例如在用户的家中）停用它所需的持续时间。具体地，由于通过装置解锁车辆与所述装置的使用（及因此车辆的使用）同义，根据本发明的方法使得可以保持装置在车辆中活跃，并且一旦用户携带装置远离车辆和放下装置，就可以使其保持不活跃。
根据本发明的一个方面，利用访问控制模块认证装置的步骤包括：装置与标识符相关联，用于接收由访问控制模块发射的广播信号的子步骤；由装置向访问控制模块发送解锁请求的子步骤，所述请求包括所述装置的标识符，然后，装置的认证由访问控制模块基于接收到的解锁请求中包含的标识符来进行。
在这种情况下，装置的停用可以由装置通过防止发送解锁请求来执行，例如通过切断对其天线的电力供应，或者响应于广播信号的接收及取代解锁请求而发送其中表示其状态为停用的消息。
根据本发明的一个有利方面，第一延迟的持续时间大于或等于询问信号的周期的三倍。
有利地，询问信号的周期的持续时间包括在1到5分钟之间。
再次有利地，第一延迟的持续时间包括在3到15分钟之间。可以提供例如5％的余量，以便在适用的情况下补偿装置中使用的电子部件的时钟的不准确性。
优选地，当运动传感器在第二延迟的持续时间内未检测到任何运动时，检测为装置的不动状态。
在第一实施例中，在由运动传感器检测到的装置的每次运动时，触发第二延迟，第二延迟的持续时间则大于第一延迟的持续时间。
在第二实施例中，仅在第一延迟已到期时才触发第二延迟。
优选地，第二延迟的持续时间大于第一延迟的持续时间。第二延迟的持续时间可以例如包括在3到20分钟之间。
在一个实施例中，该方法包括通过装置锁定车辆的步骤，和在车辆的所述锁定之后停止通过访问控制模块周期性发射询问信号的步骤以便允许第一延迟到期。
本发明还涉及用于访问机动车辆的便携式的装置，机动车辆的开启元件通过所述装置与所述车辆中车载的访问控制模块之间的无线通信而被锁定和解锁，所述装置包括运动传感器并且能够通过访问控制模块认证其自身。
该装置的特征在于，它被配置成在车辆解锁后接收由访问控制模块以装置为目的方向周期性地发射到车辆乘客舱的至少一部分中的询问信号；在每次由装置接收所述询问信号时触发第一延迟（第一延迟的持续时间大于询问信号的发射周期）；在第一延迟已到期时并且由运动传感器检测到所述装置的不动状态时停用装置。
根据本发明的一个有利方面，第一延迟的持续时间大于或等于询问信号的周期的三倍。
有利地，询问信号的周期的持续时间包括在1到5分钟之间。
再次有利地，第一延迟的持续时间包括在3到15分钟之间。可以提供例如5％的余量，以便在适用的情况下补偿装置中使用的电子部件的时钟的不准确性。
优选地，该装置被配置成当运动传感器在第二延迟的持续时间内未检测到任何运动时检测为不动状态。
在第一实施例中，在由运动传感器检测到的装置的每次运动时触发第二延迟，第二延迟的持续时间则大于第一超时的持续时间。
在第二实施例中，仅在第一延迟已到期时才触发第二延迟。
优选地，第二延迟的持续时间大于第一延迟的持续时间。第二延迟的持续时间可以例如包括在3到20分钟之间。
本发明还涉及机动车辆，其开启元件能够通过装置和所述车辆中车载的访问控制模块之间的无线通信而被锁定和解锁，所述访问控制模块被配置成对所述装置进行认证，从而当装置已经被认证时解锁车辆，并且在解锁车辆之后以装置为目的方向周期性地将询问信号发射到车辆的乘客舱的至少一部分中。
本发明最后涉及用于机动车辆的安全解锁和锁定的***，所述***至少包括如上所述的装置和车辆。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从参考作为非限制性示例给出的附图的以下描述中显现出来，并且在附图中对相似的对象给出了相同的附图标记。
- 图1示意性地示出了根据本发明的***的一个实施例；
- 图2示意性地示出了根据本发明的装置的一个实施例；
- 图3示意性地示出了根据本发明的方法的一个实施例。
具体实施方式
根据本发明的***使得可以安全访问机动车辆，特别是为了减少或甚至消除中继攻击的风险。
在图1所示的示例中，根据本发明的***1包括机动车辆10及允许锁定和解锁所述车辆10（并且优选地起动车辆10的发动机（未示出））的访问装置20。“锁定/解锁车辆”应理解为意指锁定/解锁车辆的至少一个开启元件，例如门、行李箱等。应当注意，该***可以包括多于一个的装置而不限制本发明的范围。
车辆10包括访问控制模块100，其可以例如具有以名称ECU（电子控制单元）已知的计算机形式，其连接到天线100A（或多个天线），天线例如安装在车辆的门的把手中，以便与装置20通信。
该访问控制模块100被配置成周期性地将广播信号发射到车辆10周围的覆盖区域（未示出），并且以便接收包含装置20的标识符的解锁请求，以便对其进行认证，且然后如下文将描述地授权解锁车辆10。
访问控制模块100被配置成在无线通信链路L1上与装置20通信，特别是为了解锁车辆10。这种通信链路L1可以是LF（低频）通信链路，例如在几十到几百kHz的频段，或者在30 MHz - 3 GHz段的UHF（超高频），再例如在2到2.4 GHz频段（Bluetooth®）。
一旦车辆10被解锁并且直到它再次被锁定，访问控制模块100也被配置成周期性地向装置20发射询问信号。优选地，该询问信号在装置20和访问控制模块100之间的现有通信链路L1之间传输，但应注意，它可以在任何其他合适的通信链路上传输。询问信号可以发射到乘客舱的全部或一部分中，或者甚至也可以同时发射到车辆10的乘客舱内和乘客舱外。优选地，询问信号的周期的持续时间包括在1到5分钟之间。
装置20旨在由用户携带，以便允许他控制车辆10的锁定和解锁。参考图2，装置20包括管理模块200和运动传感器210。
运动传感器210能够检测装置20的运动并且在检测到装置的运动时发射检测信号。
管理模块200被配置成在无线通信链路L1上与访问控制模块100的天线100A通信，特别是为了解锁车辆10。
因此，当装置20进入车辆10的覆盖区域时（访问控制模块100周期性地发射广播信号到覆盖区域中），装置20能够接收该广播信号并通过发送解锁请求（该解锁请求包含装置20的标识符）响应访问控制模块100，这使得可以通过访问控制模块100认证和授权解锁车辆10。
应注意，可以在装置20和访问控制模块100之间的无线通信链路L1上交换其他数据，而不限制本发明的范围。
管理模块200还被配置成接收由访问控制模块100周期性发射的询问信号，并且被配置成每次接收到所述询问信号时触发第一延迟，第一延迟的持续时间大于询问信号的发射周期。优选地，第一延迟的持续时间包括在3到15分钟之间。可以提供例如5％的余量，以便在适用的情况下补偿装置20中使用的电子部件的时钟的不准确性。
管理模块200还被配置成当运动传感器210在第二延迟的持续时间内未检测到任何运动时，检测为装置20的不动状态。
在第一实施例中，在由运动传感器210检测到的装置20的每次运动时，触发第二延迟，第二延迟的持续时间则大于第一延迟的持续时间。
在第二实施例中，仅在第一延迟已到期时才触发第二延迟。
优选地，第二延迟的持续时间大于第一延迟的持续时间。第二延迟的持续时间可以例如包括在3到20分钟之间。
术语“延迟”应理解为意指预定的持续时间的时间区间。实际上，这种延迟可以例如使用计算机化的计时器来实现。由于这种延迟的管理本身是已知的，因此这里将不再详细描述。
管理模块200还被配置成当第一延迟已经过去并且检测到装置的不动状态时停用装置，且特别是停用解锁车辆的功能。
术语“停用装置”和“装置的停用”应理解为意指装置切换到“非活跃”模式（在该模式中它不能发送解锁请求），例如通过中断对其天线的供电，或者通过发送停用状态消息而非在接收到广播信号之后发送解锁请求。
在一个优选实施例中，只要它在访问控制模块100的覆盖区域中，装置20周期性地接收由访问控制模块100发射的广播信号，其响应访问控制模块100以通知它装置的在场。当装置20退出广播信号的覆盖区域时，访问控制模块100不再从装置20接收其在场的消息，且然后锁定车辆10。
现在将参考图1至3以其实现方式描述本发明。
首先，在车辆10被锁定的情况下，访问控制模块100周期性地将广播信号发射到围绕车辆10延伸的覆盖区域中，例如在10米的半径内。
当携带装置20的用户进入覆盖区域并接收广播信号时，装置20向访问控制模块100发送包括其标识符的解锁请求。
一旦访问控制模块100已经接收到解锁请求，它就在步骤E1中认证装置20。为此目的，它验证装置20的标识符是有效的，也就是说对应于装置20被授权解锁车辆10的开启元件，且然后在步骤E2中，它控制所述开启元件（例如门或行李箱）的解锁。
一旦车辆10的开启元件已经解锁，访问控制模块100就在步骤E3中开始周期性地发射询问信号。
在每次接收到询问信号时，装置20的管理模块200在步骤E4中触发第一延迟，第一延迟的持续时间大于访问控制模块100的询问信号的发射周期。换句话说，每次接收到周期性询问信号时，第一延迟重置。因此，只要装置20在访问控制模块100的发射范围内并且只要它接收到询问信号，第一延迟就将是有效的。
并行地，当运动传感器210在第二延迟的持续时间内未检测到任何运动时，装置20被管理模块200确定为不动状态（步骤E5）。
在第一实施例中，在由运动传感器210检测到的每次运动时触发第二延迟，第二延迟的持续时间则大于第一延迟的持续时间。在这种情况下，只要装置20处于运动中，就因此重置第二延迟。
在第二实施例中，仅在第一延迟已到期时才触发第二延迟。
只要第一延迟有效，即只要由装置20接收到由访问控制模块100发射的询问信号，装置20就保持活跃。
当装置20不再接收询问信号时第一延迟到期。该情况可能是，当装置20不再处于询问信号的接收区域中时（例如，因为装置20已经由用户移离车辆10）或者当访问控制模块100停止周期性地发射询问信号时，例如当车辆10的乘客舱被装置20锁定时。
一旦第一延迟已到期，当检测到装置20的不动状态时在步骤E6中停用装置，然后防止任何中继攻击。
当使用第二延迟检测到该不动状态时，在第二延迟到期时（也就是说当运动传感器210在所述第二延迟的持续时间内未检测到任何运动时）停用装置20。

Claims (8)

1.一种用于安全地访问机动车辆（10）的方法，机动车辆的开启元件的锁定和解锁是通过便携式访问装置（20）和所述车辆（10）中车载的访问控制模块（100）之间的无线通信实现，所述便携式访问装置（20）包括运动传感器（210），所述方法包括以下步骤：
- 利用访问控制模块（100）认证（E1）便携式访问装置（20），
- 当便携式访问装置（20）已被认证时解锁（E2）车辆（10），
- 在车辆（10）解锁之后，通过访问控制模块（100）周期性地以便携式访问装置（20）为目的方向将询问信号发射（E3）到车辆（10）的乘客舱的至少一部分中，
- 在由便携式访问装置（20）每次接收到所述询问信号时触发（E4）第一延迟，第一延迟的持续时间大于询问信号的发射周期，
- 当第一延迟已到期并且运动传感器（210）检测到所述便携式访问装置（20）的不动状态时，停用（E6）便携式访问装置（20），所述方法的特征在于：当运动传感器（210）在第二延迟的持续时间内未检测到任何运动时，检测为便携式访问装置（20）的不动状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在由运动传感器（210）检测到的便携式访问装置（20）的每次运动时触发第二延迟，第二延迟的持续时间则大于第一延迟的持续时间。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，仅在第一延迟已到期时才触发第二延迟。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，询问信号的周期的持续时间包括在1到5分钟之间。
5.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，第一延迟的持续时间包括在3到15分钟之间。
6.一种用于访问机动车辆（10）的便携式访问装置（20），机动车辆的开启元件的锁定和解锁是通过便携式访问装置（20）和所述车辆（10）中车载的访问控制模块（100）之间的无线通信实现，所述便携式访问装置（20）包括运动传感器（210）并且能够通过访问控制模块（100）对其自身进行认证，所述便携式访问装置（20）被配置成：
- 在车辆（10）解锁之后，接收由访问控制模块（100）周期性地以便携式访问装置（20）为目的方向发射到车辆（10）的乘客舱的至少一部分中的询问信号，
- 在每次由便携式访问装置（20）接收到所述询问信号时触发第一延迟，第一延迟的持续时间大于询问信号的发射周期，
- 当第一延迟已到期时并且基于运动传感器（210）检测到所述便携式访问装置（20）的不动状态时停用便携式访问装置（20），该便携式访问装置的特征在于，其被配置成当运动传感器（210）在第二延迟的持续时间内未检测到任何运动时，检测为不动状态。
7.如权利要求6所述的便携式访问装置（20），其特征在于，第一延迟的持续时间大于或等于询问信号的周期的三倍。
8.一种用于机动车辆（10）的安全解锁和锁定的***（1），所述***（1）包括：
- 至少一个如权利要求6或7所述的便携式访问装置（20），和
- 机动车辆（10），其开启元件能够通过所述便携式访问装置（20）与所述车辆（10）上车载的访问控制模块（100）之间的无线通信来锁定和解锁，所述访问控制模块（100）配置成对便携式访问装置（20）进行认证，以便在便携式访问装置（20）被认证时解锁车辆（10），并且在车辆（10）解锁后周期性地将询问信号以便携式访问装置（20）为目的方向发射到车辆（10）的乘客舱的至少一部分中。
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