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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zugangsverfahren und eine entsprechende Zugangsvorrichtung für ein Fahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Zugangsverfahren, mit welchem ein so genannter Funkreichweitenverlängerungsangriff verhindert werden kann.
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Bei einem Fahrzeug, wie z.B. einem Personenkraftwagen oder einem Lastkraftwagen, kann für eine Entriegelung von Fahrzeugöffnungen, beispielsweise einer Fahrzeugtür oder einer Fahrzeugheckklappe, sowie für eine Freigabe eines Motorstarts automatisch eine Funkverbindung zu einem elektronischen Fahrzeugschlüssel aufgebaut werden. Zwischen dem Fahrzeug und dem Fahrzeugschlüssel werden Informationen per Funk ausgetauscht, wodurch sich der Fahrzeugschlüssel gegenüber dem Fahrzeug authentisiert. Bei erfolgreicher Authentifikation können Öffnungen des Fahrzeugs, wie z.B. Türen oder eine Heckklappe des Fahrzeugs, entriegelt werden oder ein Motorstart des Fahrzeugs freigegeben werden. Statt mit einem elektronischen Fahrzeugschlüssel kann das Fahrzeug eine Funkverbindung mit einem mobilen Endgerät aufbauen, welches sich gegenüber dem Fahrzeug authentisiert. Dadurch ist eine Entriegelung oder ein Starten des Motors des Fahrzeugs möglich, ohne dass ein Fahrer einen speziellen Fahrzeugschlüssel mit sich führt. Das mobile Endgerät kann beispielsweise ein Mobilfunktelefon sein. Aufgrund der begrenzten Reichweite der verwendeten Funkverfahren in sowohl dem Fahrzeug als auch in dem mobilen Endgerät oder elektronischen Fahrzeugschlüssel, arbeitet eine derartige automatische Entriegelung des Fahrzeugs oder Freigabe für den Motorstart nur, wenn sich das mobile Endgerät oder der elektronische Fahrzeugschlüssel innerhalb einer verhältnismäßig geringen Entfernung zu dem Fahrzeug befindet. Dadurch kann ein Zugangsschutz und ein unberechtigtes Starten des Fahrzeugs erreicht werden.
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Bei der Verwendung eines mobilen Endgeräts oder elektronischen Fahrzeugschlüssels als Fahrzeugschlüssel besteht bei Funkverfahren das Problem von so genannten Funkreichweitenverlängerungsangriffen. Bei einem Funkreichweitenverlängerungsangriff wird die zuvor beschriebene begrenzte Funkreichweite mit elektronischen Sende- und Empfangsvorrichtungen verlängert, sodass ein Angreifer das Fahrzeug öffnen und den Motor starten kann, ohne dass ein berechtigter elektronischer Fahrzeugschlüssel oder ein berechtigtes mobiles Endgerät in der Nähe des Fahrzeugs innerhalb der beschränkten Funkreichweite angeordnet ist. Dazu begibt sich ein Angreifer zunächst in Funkreichweite des mobilen Endgeräts eines Fahrzeugbesitzers. Ein Komplize des Angreifers begibt sich in Funkreichweite des Fahrzeugs. Nun können die Funksignale, welche zwischen dem mobilen Endgerät und dem Fahrzeug zur Authentisierung ausgetauscht werden, mit elektronischen Sende- und Empfangsvorrichtungen moduliert und verstärkt über eine beliebig große Entfernung zwischen Angreifer und Komplize weitergeleitet werden. Aus Sicht des Fahrzeugs ist der elektronische Fahrzeugschlüssel in Form von dem mobilen Endgerät somit in unmittelbarer Nähe und das Fahrzeug erhält die korrekten Authentifizierungsdaten zur Entriegelung von Türen des Fahrzeugs oder zum Starten des Motors.
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Um einen derartigen Funkreichweitenverlängerungsangriff abzuwehren, können beispielsweise extrem breitbandige Funksignale verwendet werden, deren Empfang, Modulierung, Verstärkung und Aussendung verhältnismäßig aufwändig sind. Derartige extrem breitbandige Funksignale, so genannte Ultra Wideband Signals, benötigen jedoch sehr viel Energie für die Übertragung, sodass dadurch verhältnismäßig viel Energie sowohl in dem Fahrzeug als auch in dem mobilen Endgerät verbraucht wird. Eine weitere Möglichkeit zur Verhinderung von Funkreichweitenverlängerungsangriffen ist die Messung von Signallaufzeiten der Funksignale zwischen dem Fahrzeug und dem mobilen Endgerät. Dazu sind jedoch Messungen im Nanosekundenbereich erforderlich, welche verhältnismäßig teuer und schwierig zu realisieren sind.
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In diesem Zusammenhang offenbart die
DE 10 2013 015 478 A1 ein Verfahren zum Erkennen, ob sich ein mobiles Kommunikationsgerät innerhalb eines zu definierenden Radius um ein Lesegerät eines Kraftfahrzeugs befindet. Das Kommunikationsgerät und das Lesegerät verwenden eine kontaktlose Schnittstelle zur Kommunikation. Zwischen der kontaktlosen Schnittstelle des Lesegeräts und der kontaktlosen Schnittstelle des Kommunikationsgeräts besteht eine Kommunikationsverbindung, um Daten zwischen dem Lesegerät und dem Kommunikationsgerät auszutauschen. Das Kraftfahrzeug und das Kommunikationsgerät verwenden jeweils eine Einrichtung zum Empfang und zur Verarbeitung mindestens eines Positionssignals, um die eigene Position ermitteln zu können. Im Kraftfahrzeug ist die Einrichtung zum Empfang und zur Verarbeitung mindestens eines Positionssignals mit dem Lesegerät verbunden. Mittels der Kommunikationsverbindung werden zwischen dem Lesegerät und dem Kommunikationsgerät die ermittelten Positionen des Kraftfahrzeugs und des Kommunikationsgeräts ausgetauscht. Mindestens eine Funktion des Kraftfahrzeugs wird ausgeführt, wenn bei einem Vergleich der ausgetauschten Positionen des Kraftfahrzeugs und des Kommunikationsgeräts festgestellt wird, dass die Position des Kraftfahrzeugs und die Position des Kommunikationsgeräts innerhalb eines zu definierenden Radius liegen.
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Die
DE 10 2013 221 335 A1 betrifft einen Türaußengriff für ein Fahrzeug mit einem Griffkörper. In dem Griffkörper ist eine Nahfeldkommunikationseinrichtung vorgesehen. Die Nahfeldkommunikationseinrichtung ist ausschließlich zur passiven Datenübertragung und/oder ausschließlich als Sender ausgebildet.
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Die
DE 10 2011 110 972 A1 betrifft ein Verfahren zum automatischen Erkennen eines Manipulationsversuchs an einer Ortungseinrichtung oder an einer Kommunikationseinrichtung in einem Kraftfahrzeug. Dabei wird die Erreichbarkeit eines Kommunikationsnetzes durch die Kommunikationseinrichtung oder die Funktionsfähigkeit der Ortungseinrichtung laufend überwacht und die Information dieser Einrichtung mit weiteren Fahrzeugdaten verknüpft und plausibilisiert.
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Bei dem Verfahren der
DE 10 2013 015 478 A1 besteht das Problem, dass ein zuverlässiger Empfang des Positionssignals an sowohl dem Kraftfahrzeug als auch an dem Kommunikationsgerät erforderlich ist, um die Funktion des Fahrzeugs, beispielsweise ein Entriegeln von Fahrzeugöffnungen oder ein Freigeben von einem Motorstart, zu gewährleisten. Der Empfang eines Positionssignals, beispielsweise eines so genannten GPS-Signals, kann jedoch insbesondere beispielsweise in Parkhäusern, Tiefgaragen oder engen Straßenschluchten gestört sein.
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Die
DE112013006560 T5 veröffentlicht ein Leistungsverbrauchs-Unterdrückungssystem für elektronisches Schlüssel-Endgerät und Leistungsverbrauchs-Unterdrückungsverfahren für elektronisches Schlüssel-Endgerät.
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Die
DE102013209612 A1 offenbart ein Verfahren zum Durchführen eines automatischen Öffnens eines Fahrzeugs oder eines Bezahl-Vorgangs sowie zugehörige Vorrichtung.
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Keine dieser zwei oben genannten Schriften offenbart für sich ein Zugangsverfahren für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren ein Entriegeln des Fahrzeugs in Abhängigkeit von einem zeitlichen Abstand zwischen dem zuletzt gespeicherten Positionsbestimmungszeitpunkt und dem Verriegelungszeitpunkt umfasst.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Funkreichweitenverlängerungsangriffe abzuwehren und trotzdem den Komfort eines automatischen Entriegelns des Fahrzeugs und Freigebens des Motorstarts in den zuvor beschriebenen schwierigen Situationen zu gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Zugangsverfahren für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, eine Zugangsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 8 und ein Fahrzeug nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Zugangsverfahren für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug ist mittels einer mobilen Sendevorrichtung, beispielsweise einem mobilen Endgerät, wie z.B. einem Mobilfunktelefon, insbesondere einem Smartphone, berührungslos entriegelbar. Dazu können beispielsweise Funksignale zwischen der mobilen Sendevorrichtung und dem Fahrzeug ausgetauscht werden. Bei dem Verfahren wird eine Fahrzeugpositionsinformation, welche eine aktuelle Position des Fahrzeugs angibt, und ein Positionsbestimmungszeitpunkt, welcher einen Zeitpunkt des Bestimmens der Fahrzeugpositionsinformation angibt, bestimmt. Die Fahrzeugpositionsinformation und der Positionsbestimmungszeitpunkt werden gespeichert, beispielsweise in einem elektronischen Speicher eines Fahrzeugs. Ferner wird ein Verriegelungszeitpunkt des Fahrzeugs, zu welchem das Fahrzeug verriegelt wird, erfasst. Der Verriegelungszeitpunkt kann beispielsweise erfasst werden, wenn bestimmt wird, dass sich keine Person mehr in dem Fahrzeug befindet und die Türen des Fahrzeugs geschlossen werden. Das Fahrzeug befindet sich somit nun in einem verriegelten Zustand und der Verriegelungszeitpunkt sowie der Zeitpunkt, zu welchem eine Fahrzeugpositionsinformation bestimmt wurde, insbesondere zu welchem eine letzte Fahrzeugpositionsinformation gespeichert wurde, sind bekannt. Als nächstes werden ein Entriegelungssignal und eine Positionsinformation von der mobilen Sendevorrichtung empfangen. In Abhängigkeit von einem zeitlichen Abstand zwischen dem zuletzt gespeicherten Positionsbestimmungszeitpunkt und dem Verriegelungszeitpunkt sowie der zuletzt gespeicherten Fahrzeugpositionsinformation und dem Entriegelungssignal wird das Fahrzeug entriegelt. Im Detail, kann über das Entriegelungssignal festgestellt werden, ob das empfangene Entriegelungssignal von einer mobilen Sendevorrichtung stammt, welche zum Entriegeln des Fahrzeugs berechtigt ist. Durch beispielsweise einen Vergleich der Positionsinformation, welche von der mobilen Sendevorrichtung empfangen wird und welche die aktuelle Position der mobilen Sendevorrichtung anzeigt, mit der zuletzt gespeicherten Fahrzeugpositionsinformation kann bestimmt werden, ob sich die mobile Sendevorrichtung in der Nähe des Fahrzeugs befindet und somit kein Reichweitenverlängerungsangriff vorliegt. Anhand des zuletzt gespeicherten Positionsbestimmungszeitpunkts und dem Verriegelungszeitpunkt kann festgestellt werden, ob die zuletzt gespeicherte Fahrzeugpositionsinformation überhaupt geeignet ist, um die Abstellposition des Fahrzeugs festzulegen. Wenn beispielsweise eine sehr große Zeitdifferenz zwischen der letzten Fahrzeugpositionsbestimmung und dem Verriegeln des Fahrzeugs besteht, weil das Fahrzeug beispielsweise in einer Tiefgarage oder einer Häuserschlucht über einen längeren Zeitraum keine Positionsinformation empfangen konnte, ist die Fahrzeugpositionsinformation weniger gut geeignet, um als Kriterium zum Entriegeln des Fahrzeugs verwendet zu werden. In diesem Fall könnte beispielsweise das Fahrzeug nur anhand des Entriegelungssignals entriegelt werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Komfort des automatischen Öffnens des Fahrzeugs auch in Tiefgaragen oder in Häuserschluchten funktioniert. Im Gegenzug verringert sich dadurch die Sicherheit gegenüber Funkreichweitenverlängerungsangriffen, welche jedoch in einem derartigen Szenario aufgrund der schlechten Funkübertragungsbedingungen ebenfalls schwer zu realisieren sind und daher recht unwahrscheinlich sind.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein Abstellzeitpunkt des Fahrzeugs erfasst werden. Der Abstellzeitpunkt gibt den Zeitpunkt an, zu dem das Fahrzeug eine ortsfeste Position einnimmt. Dieser Zeitpunkt kann beispielsweise in Abhängigkeit von einem Abstellen des Motors oder einem Anziehen der Handbremse oder anhand von Tachosignalen des Fahrzeugs ermittelt werden. Der Abstellzeitpunkt kann alternativ oder zusätzlich zu dem Verriegelungszeitpunkt bei dem Zugangsverfahren verwendet werden. Anders ausgedrückt kann bei dem zuvor beschriebenen Verfahren und bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen jeweils statt des Verriegelungszeitpunkts alternativ oder zusätzlich der Abstellzeitpunkt des Fahrzeugs verwendet werden.
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Bei einer Ausführungsform werden die Fahrzeugpositionsinformation und der Positionsbestimmungszeitpunkt bestimmt, während sich das Fahrzeug in einem nicht abgestellten Zustand befindet, d.h., während beispielsweise der Motor des Fahrzeugs läuft oder sich das Fahrzeug bewegt. Dadurch kann die zuletzt von dem Fahrzeug erreichte Position zusammen mit dem entsprechenden Positionsbestimmungszeitpunkt zuverlässig bereitgestellt werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform werden die Fahrzeugpositionsinformation und der Positionsbestimmungszeitpunkt in einem vorbestimmten zeitlichen Abstand wiederholend bestimmt und gespeichert. Beispielsweise können die Fahrzeugpositionsinformation und der Positionsbestimmungszeitpunkt alle fünf Sekunden ermittelt werden und in beispielsweise einem Ringspeicher gespeichert werden. Dadurch stehen bei einem Abstellen oder Verriegeln des Fahrzeugs die zuletzt bestimmten Fahrzeugpositionsinformationen mit ihren zugehörigen Positionsbestimmungszeitpunkten zuverlässig zur Verfügung. Durch die Verwendung des Ringspeichers kann die Menge der zu speichernden Daten begrenzt werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Zugangsverfahrens wird beim Entriegeln des Fahrzeugs zunächst der zeitliche Abstand zwischen dem zuletzt gespeicherten Positionsbestimmungszeitpunkt und dem Verriegelungs- oder Abstellzeitpunkt mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. In Abhängigkeit von dem Vergleich wird entweder das Fahrzeug abhängig von dem Entriegelungssignal, aber unabhängig von der von der mobilen Sendevorrichtung empfangenen Positionsinformation entriegelt, oder das Fahrzeug wird abhängig von dem Entriegelungssignal und abhängig von einem Vergleich der von der mobilen Sendevorrichtung empfangenen Positionsinformation mit der zuletzt gespeicherten Fahrzeugpositionsinformation entriegelt. Der Schwellenwert kann beispielsweise im Bereich von 30 Sekunden bis 5 Minuten liegen, vorzugsweise kann der Schwellenwert einen Wert von einer Minute aufweisen. Anders ausgedrückt kann bei dem Entriegeln des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem Vergleich wahlweise die Positionsinformation berücksichtigt werden oder nicht.
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Beispielsweise kann der zeitliche Abstand zwischen dem zuletzt gespeicherten Positionsbestimmungszeitpunkt und dem Abstell- oder Verriegelungszeitpunkt mit dem vorgegebenen Schwellenwert von beispielsweise einer Minute verglichen werden. Wenn der zeitliche Abstand zwischen dem zuletzt gespeicherten Positionsbestimmungszeitpunkt und dem Verriegelungszeitpunkt beispielsweise kleiner als der Schwellenwert von einer Minute ist, wird das Fahrzeug unter Berücksichtigung der Positionsinformationen von dem Fahrzeug und der mobilen Sendevorrichtung entriegelt. Das Fahrzeug wird daher nur entriegelt, wenn ein gültiges Entriegelungssignal empfangen wird und die Positionsinformation von der mobilen Sendevorrichtung, welche die aktuelle Position der mobilen Sendevorrichtung anzeigt, beispielsweise innerhalb eines vorbestimmten Radius von der zuletzt gespeicherten Fahrzeugpositionsinformation liegt. Funkreichweitenverlängerungsangriffe werden in diesem Fall mithilfe des Vergleichs der Positionsinformationen wirksam verhindert. Liegt der zeitliche Abstand zwischen dem zuletzt gespeicherten Positionsbestimmungszeitpunkt und dem Verriegelungs- bzw. Abstellzeitpunkt über dem vorgegebenen Schwellenwert von beispielsweise einer Minute, wird das Fahrzeug nur in Abhängigkeit von dem Entriegelungssignal entriegelt. Die Positionsinformation, welche von der mobilen Sendevorrichtung empfangen wird, wird nicht mit der zuletzt gespeicherten Fahrzeugpositionsinformation verglichen, d.h., ein Funkreichweitenverlängerungsangriff kann in diesem Fall nicht abgewehrt werden. Dafür besteht jedoch weiterhin der Komfort des automatischen Entriegelns des Fahrzeugs bei einer Annäherung des Fahrzeugbesitzers zusammen mit der mobilen Vorrichtung an das Fahrzeug. Der Fall, dass der zeitliche Abstand zwischen dem zuletzt gespeicherten Positionsbestimmungszeitpunkt und dem Verriegelungs- bzw. Abstellzeitpunkt größer als der Schwellenwert ist, tritt beispielsweise insbesondere in Tiefgaragen oder engen Straßenschluchten auf. In diesen Szenarien sind jedoch auch Funkreichweitenverlängerungsangriffe aufgrund der schwierigen funktechnischen Bedingungen schwierig zu realisieren, sodass ein Entriegeln des Fahrzeugs ohne Abwehr eines Funkreichweitenverlängerungsangriffs akzeptabel sein kann. Demgegenüber wird in allen Situationen ein komfortabler Zugang zu dem Fahrzeug sichergestellt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Zugangsverfahrens wird beim Entriegeln des Fahrzeugs ein Entfernungsschwellenwert in Abhängigkeit von dem zeitlichen Abstand zwischen dem zuletzt gespeicherten Positionsbestimmungszeitpunkt und dem Verriegelungszeitpunkt bestimmt. Der Entfernungsschwellenwert gibt eine zulässige Entfernung zwischen der mobilen Sendevorrichtung und dem Fahrzeug beim Entriegeln des Fahrzeugs an. Weiterhin wird eine Sendevorrichtungsentfernung in Abhängigkeit von der von der mobilen Sendevorrichtung empfangenen Positionsinformation und der zuletzt gespeicherten Fahrzeugpositionsinformation bestimmt. Anders ausgedrückt gibt die Sendevorrichtungsentfernung die Entfernung zwischen Fahrzeug und mobiler Sendevorrichtung aufgrund der Positionsinformationen von der mobilen Sendevorrichtung bzw. von dem Fahrzeug an. Das Fahrzeug wird in Abhängigkeit von einem Vergleich der Sendevorrichtungsentfernung mit dem Entfernungsschwellenwert entriegelt. Anders ausgedrückt wird der Entfernungsschwellenwert dynamisch festgelegt. Der Empfangsschwellenwert kann beispielsweise umso höher festgelegt werden, je größer der zeitliche Abstand zwischen dem zuletzt gespeicherten Positionsbestimmungszeitpunkt und dem Verriegelungszeitpunkt ist. Dadurch können Ungenauigkeiten beim Bestimmen der letzten Position des Fahrzeugs ausgeglichen werden. Gleichzeitig wird eine Abwehr von Funkreichweitenverlängerungsangriffen mit zunehmender Ungenauigkeit der letzten Positionsbestimmung des Fahrzeugs schwächer. Eine komfortable Öffnung des Fahrzeugs kann jedoch sichergestellt werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform wird von der mobilen Sendevorrichtung eine Authentisierungsinformation empfangen. Die Authentisierungsinformation umfasst die Positionsinformation. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die empfangene Positionsinformation auch tatsächlich von der mobilen Sendevorrichtung ausgesendet wurde und nicht von einem Angreifer im Rahmen des Reichweitenverlängerungsangriffs verändert wurde. Dadurch können Funkreichweitenverlängerungsangriffe zuverlässig abgewehrt werden. Die Positionsinformation wird dazu in dem Fahrzeug authentifiziert und das Fahrzeug in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Authentifizierung der Positionsinformation entriegelt. Entsprechende Verfahren zur Authentifizierung sind bekannt und bieten eine äußerst hohe Sicherheit, sodass es für einen Angreifer fast unmöglich ist, die Positionsinformation, welche als eigene Position von der mobilen Sendevorrichtung gesendet wurde, zu manipulieren. Vorzugsweise wird die Integrität der Positionsinformation und einer Absenderinformation grundsätzlich bewiesen, insbesondere kryptographisch, um eine Manipulation dieser Informationen durch einen Angreifer zu verhindern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Zugangsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Zugangsvorrichtung umfasst eine Empfangsvorrichtung zum berührungslosen Empfangen von Signalen, insbesondere Funksignalen, von einer mobilen Sendevorrichtung. Die Zugangsvorrichtung umfasst weiterhin einen Eingang zum Empfangen einer Fahrzeugpositionsinformation, welche eine aktuelle Position des Fahrzeugs angibt. Über den Eingang kann beispielsweise ein Positionssignal von einem globalen Positionsbestimmungssystem des Fahrzeugs empfangen werden. Die Fahrzeugpositionsinformation kann beispielsweise Längengrad und Breitengrad des Fahrzeugs umfassen. Die Zugangsvorrichtung umfasst weiterhin eine Verarbeitungsvorrichtung, welche in der Lage ist, die Fahrzeugpositionsinformation und einen Positionsbestimmungszeitpunkt, welcher einen Zeitpunkt des Bestimmens der Fahrzeugpositionsinformation angibt, zu speichern. Die Verarbeitungsvorrichtung erfasst weiterhin einen Verriegelungszeitpunkt oder einen Abstellzeitpunkt des Fahrzeugs, zu welchem das Fahrzeug verriegelt bzw. abgestellt wird. Weiterhin werden von der Verarbeitungsvorrichtung über die Empfangsvorrichtung ein Entriegelungssignal und eine Positionsinformation von der mobilen Sendevorrichtung empfangen. Die Positionsinformation gibt eine aktuelle Position der mobilen Sendevorrichtung an. Die mobile Sendevorrichtung kann diese aktuelle Positionsinformation beispielsweise mithilfe eines globalen satellitengestützten Positionsbestimmungsempfängers bestimmen. In Abhängigkeit von einem zeitlichen Abstand zwischen dem zuletzt gespeicherten Positionsbestimmungszeitpunkt und dem Verriegelungszeitpunkt, der zuletzt gespeicherten Fahrzeugpositionsinformation und dem Entriegelungssignal gibt die Verarbeitungsvorrichtung ein Steuersignal zum Entriegeln des Fahrzeugs aus. Das Steuersignal kann beispielsweise an eine Zentralverriegelung des Fahrzeugs ausgegeben werden und Fahrzeugöffnungen des Fahrzeugs entriegeln. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuersignal an eine Motorsteuerung des Fahrzeugs ausgegeben werden, um ein Starten des Fahrzeugmotors freizugeben. Die Zugangsvorrichtung ist somit zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens oder einer seiner Ausführungsformen geeignet und umfasst daher auch die im Zusammenhang mit dem Verfahren zuvor beschriebenen Vorteile.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine Positionsbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen einer Fahrzeugpositionsinformation umfasst. Die Fahrzeugpositionsinformation gibt eine aktuelle Position des Fahrzeugs an und kann beispielsweise mithilfe eines GPS-Empfängers bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrzeugpositionsinformation auch Signale von beispielsweise Telekommunikationsnetzen zur Bestimmung der aktuellen Position des Fahrzeugs verwenden. Weiterhin kann die Positionsbestimmungsvorrichtung Odometriedaten des Fahrzeugs, beispielsweise eine Lenkwinkelinformation und eine Geschwindigkeitsinformation des Fahrzeugs, zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugpositionsinformation verwenden. Das Fahrzeug umfasst weiterhin eine Fahrzeugöffnungsentriegelungsvorrichtung, welche in der Lage ist, eine Fahrzeugöffnung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von einem Steuersignal zu entriegeln. Das Fahrzeug umfasst schließlich die zuvor beschriebene Zugangsvorrichtung, welche beispielsweise mit der Fahrzeugöffnungsentriegelungsvorrichtung gekoppelt ist, um die Fahrzeugöffnung automatisch bei einer Annäherung der mobilen Sendevorrichtung an das Fahrzeug zu entriegeln. Das Fahrzeug kann weiterhin eine Motorsteuerung umfassen, welche von der Zugangsvorrichtung freigeschaltet wird. Das Fahrzeug umfasst somit die Vorteile der zuvor beschriebenen Zugangsvorrichtung und ist daher in den meisten Situationen gegen einen Funkreichweitenverlängerungsangriff geschützt und kann jederzeit komfortabel allein durch eine Annäherung der mobilen Sendevorrichtung an das Fahrzeug geöffnet und in Betrieb genommen werden.
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Obwohl in der obigen Zusammenfassung verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unabhängig voneinander beschrieben wurden, können diese beliebig miteinander kombiniert werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Detail beschrieben werden.
- 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einem Antriebsmotor 11, einer Fahrzeugtür 19 und einer Zugangsvorrichtung 14. Die Zugangsvorrichtung 14 ermöglicht, dass die Fahrzeugtür 19 berührungslos und ohne Zutun des Benutzers automatisch bei einer Annäherung des Benutzers an das Fahrzeug entriegelt werden kann. Ferner kann die Zugangsvorrichtung 14 ein Starten des Motors 11 freigeben, wenn sich der Benutzer des Fahrzeugs 10 in der Nähe oder in dem Fahrzeug 10 befindet. Dazu muss der Fahrzeugbenutzer eine mobile Sendevorrichtung 20 mit sich führen. Diese mobile Sendevorrichtung 20 kann beispielsweise eine spezielle, dem Fahrzeug 10 zugeordnete, mobile Sendevorrichtung oder ein mobiles Endgerät, wie z.B. ein Mobilfunktelefon oder ein so genanntes Smartphone umfassen. Die Zugangsvorrichtung 14 umfasst eine Empfangsvorrichtung 17, welche über die Kommunikationsverbindung 30 Signale von der mobilen Sendevorrichtung 20 empfangen kann, und eine Verarbeitungsvorrichtung 15, beispielsweise eine Mikroprozessorsteuerung.
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Zum Entriegeln der Fahrzeugtür 19 kann der Benutzer des Fahrzeugs 10 beispielsweise einen Türgriff 18 berühren oder sich dem Türgriff 18 annähern, während er die mobile Sendevorrichtung 20 mit sich führt. Aufgrund der Berührung des Türgriffs 18 oder der Annäherung an den Türgriff 18 kann eine Funkverbindung 30 zwischen der Zugangsvorrichtung 14 und der mobilen Sendevorrichtung 20 aufgebaut werden und die Zugangsvorrichtung 14 kann eine Anforderung an die mobile Sendevorrichtung 20 senden, woraufhin die mobile Sendevorrichtung 20 ein Entriegelungssignal zu der Zugangsvorrichtung 14 überträgt. Nach einer Überprüfung des Entriegelungssignals kann die Zugangsvorrichtung 14 beispielsweise eine Verriegelungseinrichtung 12 in der Fahrzeugtür 19 entriegeln oder ein Starten des Motors 11 freigeben. Neben der Berührung des Türgriffs 18 oder der Annäherung an den Türgriff 18 ist keine weitere Interaktion des Benutzers erforderlich, d.h., der Benutzer muss insbesondere die mobile Sendevorrichtung 20 lediglich mit sich führen, jedoch keine spezielle Interaktion mit der mobilen Sendevorrichtung 20 ausführen.
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Aufgrund der begrenzten Sendereichweite von sowohl der Zugangsvorrichtung 14 als auch dem mobilen Endgerät 20 kann das Fahrzeug 10 nur dann entriegelt und der Motor 11 nur dann gestartet werden, wenn sich die mobile Sendevorrichtung 20 innerhalb dieser Sendereichweite befindet, welche typischerweise nur wenige Meter beträgt.
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Bei der Verwendung der mobilen Sendevorrichtung 20 zum Entriegeln und Starten des Fahrzeugs 10 besteht jedoch die Gefahr von so genannten Funkreichweitenverlängerungsangriffen. Dabei wird die Funkkommunikationsverbindung 30 mithilfe von zusätzlichen Funksendern und Funkempfängern künstlich verlängert. Diese zusätzlichen Funksender und Funkempfänger werden einerseits in der Nähe des Benutzers, welcher die mobile Sendevorrichtung 20 mit sich führt, und andererseits in der Nähe des Fahrzeugs 10 angeordnet. Dies ermöglicht einem Angreifer das Fahrzeug 10 zu entriegeln und den Motor 11 zu starten, obwohl sich die mobile Sendevorrichtung 20 außerhalb der direkten Funkreichweite zu der Zugangsvorrichtung 14 befindet.
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Um einen derartigen Funkreichweitenverlängerungsangriff zu vereiteln, kann das Fahrzeug 10 seine aktuelle geografische Position bestimmen und der Zugangsvorrichtung 14 über einen Eingang 16 zur Verfügung stellen. Die aktuelle geografische Position des Fahrzeugs 10 kann beispielsweise von einem Satellitenempfänger 13 bereitgestellt werden, welcher in dem Fahrzeug 10 für beispielsweise ein Navigationssystem vorgesehen ist. Die mobile Sendevorrichtung 20 kann ebenfalls ihre aktuelle geografische Position bestimmen. Neben dem Entriegelungssignal überträgt die mobile Sendevorrichtung 20 zusätzlich ihre aktuelle geografische Position und die Zugangsvorrichtung 14 vergleicht die aktuelle Position des Fahrzeugs 10 mit der Position der mobilen Sendevorrichtung 20. Befindet sich die mobile Sendevorrichtung 20 innerhalb einer vorgegebenen Entfernung zu dem Fahrzeug 10, beispielsweise in einer Entfernung von nur wenigen Metern zu dem Fahrzeug 10, so wird das Fahrzeug 10 entriegelt. Anderenfalls bleibt das Fahrzeug 10 verriegelt. Ein Funkreichweitenverlängerungsangriff, bei welchem die Funkkommunikation 30 künstlich verlängert wird, scheitert daher an den Positionsinformationen. Andererseits lässt sich das Fahrzeug 10 nicht automatisch bei einer Annäherung durch den Benutzer trotz Vorhandensein der mobilen Sendevorrichtung 20 komfortabel entriegeln, wenn das Fahrzeug 10 seine aktuelle Position nicht bestimmen kann, weil sich das Fahrzeug beispielsweise in einer Tiefgarage oder in einer Häuserschlucht befindet, in welcher Signale zur Positionsbestimmung von beispielsweise einem Satelliten nicht empfangen werden können. Um dies zu vermeiden, führt die Verarbeitungsvorrichtung 15 der Zugangsvorrichtung 14 das nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Verfahren durch.
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Die Verarbeitungsvorrichtung 15 empfängt über den Eingang 16 im Schritt 100 kontinuierlich oder zyklisch, beispielsweise alle 5-10 Sekunden, die aktuelle Position des Fahrzeugs 10. Im Schritt 101 werden die aktuelle Fahrzeugposition und der Zeitpunkt, zu dem die Fahrzeugposition erfasst wurde, gespeichert. Die Fahrzeugposition und der Positionsbestimmungszeitpunkt können beispielsweise in einem als Ringspeicher organisierten Speicher gespeichert werden. Während der Fahrt des Fahrzeugs 10 werden die Schritte 100 und 101 kontinuierlich oder zyklisch durchgeführt, bis im Schritt 102 festgestellt wird, dass das Fahrzeug 10 abgestellt und verriegelt wird. Im Schritt 103 wird der Verriegelungs- und/oder Abstellzeitpunkt bestimmt und im Schritt 104 eine Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die letzte Fahrzeugposition bestimmt wurde, und dem Verriegelungs- und Abstellzeitpunkt bestimmt. Wenn das Fahrzeug 10 unter guten Empfangsbedingungen für die Bestimmung der Fahrzeugposition abgestellt wurde, ist die Zeitdifferenz verhältnismäßig gering und beträgt nur beispielsweise wenige Sekunden, wenn die Fahrzeugposition zyklisch beispielsweise alle fünf Sekunden bestimmt wurde. Wurde das Fahrzeug hingegen unter schlechten Empfangsbedingungen für die Bestimmung der Fahrzeugposition abgestellt, beispielsweise in einer Tiefgarage oder einer Häuserschlucht mit schlechten Empfangsbedingungen, kann die Zeitdifferenz erheblich größer sein, beispielsweise mehrere Minuten. Somit gibt die Zeitdifferenz eine Güte der zuletzt bestimmten Fahrzeugposition im Vergleich zu der tatsächlichen Position des Fahrzeugs beim Abstellen an. Die Zeitdifferenz wird in dem Fahrzeug gespeichert und der Besitzer des Fahrzeugs verlässt das abgestellte und verriegelte Fahrzeug.
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Zum Auslösen eines Entriegelungsvorgangs des Fahrzeugs 10 kann beispielsweise eine nachfolgende Annäherung an den Türgriff 18 oder eine Berührung des Türgriffs 18 erfasst werden. Über die Empfangsvorrichtung 17 versucht die Zugangsvorrichtung 14 ein Entriegelungssignal sowie eine Positionsinformation von der mobilen Sendevorrichtung 20 zu empfangen (Schritt 105). Nach einem Empfang des Entriegelungssignals im Schritt 105 wird im Schritt 106 die im Schritt 104 bestimmte Zeitdifferenz mit einem Schwellenwert verglichen. Der Schwellenwert kann beispielsweise einige Sekunden oder einige wenige Minuten betragen. Wenn die Zeitdifferenz unterhalb des Schwellenwerts liegt, bedeutet dies, dass die Güte der zuletzt bestimmten Fahrzeugposition hinreichend hoch ist, um die tatsächliche Position des Fahrzeugs anzugeben, und kann daher als Sicherheitsmerkmal mit der von der mobilen Sendevorrichtung 20 empfangenen Positionsinformation verglichen werden (Schritt 107). Wenn die von der mobilen Sendevorrichtung 20 empfangene Positionsinformation anzeigt, dass die aktuelle Position der mobilen Sendevorrichtung 20 innerhalb einer vorbestimmten Entfernung zu der zuletzt gespeicherten Fahrzeugposition ist, liegt voraussichtlich kein Funkreichweitenverlängerungsangriff vor und das Verfahren wird im Schritt 108 fortgesetzt. Ist die aktuelle Position der mobilen Sendevorrichtung 20 jedoch weit entfernt von der zuletzt gespeicherten Fahrzeugposition, wird das Verfahren im Schritt 105 fortgesetzt, d.h. das Fahrzeug wird nicht entriegelt, sondern wartet auf den Empfang eines weiteren Entriegelungssignals. Wird im Schritt 106 festgestellt, dass die Zeitdifferenz zwischen dem letzten Empfang einer aktuellen Fahrzeugposition und dem Abstellen des Fahrzeugs größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, ist die Güte der zuletzt bestimmten Fahrzeugposition verhältnismäßig gering. Daher wird der Positionsvergleich im Schritt 107 übersprungen und das Verfahren sofort im Schritt 108 fortgesetzt. Im Schritt 108 wird überprüft, ob das Entriegelungssignal authentisch ist, beispielsweise mithilfe einer digitalen Signatur. Falls das Entriegelungssignal nicht authentisch ist, wird das Verfahren im Schritt 105 fortgesetzt und das Fahrzeug nicht entriegelt. Anderenfalls wird das Fahrzeug im Schritt 109 entriegelt.
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Zusammenfassend zeichnet das Fahrzeug 10 während der Fahrt zyklisch die GPS-Positionsdaten mit Zeitstempel in einem Speicher auf. Der Fahrer stellt das Fahrzeug 10 ab und beim Verriegeln wird ein weiterer Zeitstempel gespeichert. Das Fahrzeug 10 bestimmt aus der Differenz zwischen Verriegelungs- und Speicherungszeit der letzten GPS-Position die Güte dieser Daten. Wenn diese Güte hoch genug ist und bei einer Entriegelung mitgeschickte Positionsdaten eines mobilen Endgeräts, welches als elektronischer Fahrzeugschlüssel dient, authentisch sind und nicht zu sehr von den GPS-Positionsdaten des Fahrzeugs abweichen, wird das Fahrzeug 10 entriegelt und/oder ein Start des Motors freigegeben. Befindet sich der Fahrer und somit sein mobiles Endgerät in einer gewissen Distanz zum Fahrzeug und haben die Positionsdaten im Fahrzeug eine hohe Güte, wird ein Reichweitenverlängerungsangriff effektiv verhindert. Die Positionsdaten von dem Fahrzeug und/oder dem mobilen Endgerät können geografische Positionsdaten, beispielsweise Längengrad und Breitengrad, umfassen. Zusätzlich können die Positionsdaten auch eine Höheninformation umfassen, sodass dreidimensionale Positionen von dem Fahrzeug und dem mobilen Endgerät ausgewertet werden können. Dadurch kann beispielsweise ein Angriff in einem Parkhaus mit mehreren Stockwerken abgewehrt werden, wenn das Fahrzeug beispielsweise im vierten Stockwerk abgestellt wird und ein Angreifer Signale des elektronischen Fahrzeugschlüssels aus dem Erdgeschoss an das Fahrzeug weiterleitet.
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Über den Zeitstempel im Speicher kann das Fahrzeug einschätzen, wie „gut“ die zuletzt abgespeicherten Positionsdaten des Fahrzeugs sind. Basierend auf dieser Güte kann das Fahrzeug bei geringer Güte den Schutz gegen einen Reichweitenverlängerungsangriff deaktivieren, um die Zuverlässigkeit der komfortablen schlüssellosen Fahrzeugöffnung und Inbetriebnahme nicht einzuschränken, oder bei hoher Güte die Positionsdaten berücksichtigen und sich somit effektiv vor Reichweitenverlängerungsangriffen schützten. Es handelt sich daher um einen skalierbaren Schutz, welcher die Zuverlässigkeit des Fahrzeugzugriffs durch einen berechtigten Fahrer nicht einschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 11
- Motor
- 12
- Türverriegelungsvorrichtung
- 13
- Satellitenempfänger
- 14
- Zugangsvorrichtung
- 15
- Verarbeitungsvorrichtung
- 16
- Eingang
- 17
- Empfangsvorrichtung
- 18
- Türgriff
- 19
- Fahrzeugtür
- 20
- mobile Sendevorrichtung
- 30
- Funkkommunikationsverbindung
- 100-109
- Schritt
