DE102016221108A1 - Verfahren zum Aktualisieren einer Software eines Steuergeräts eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aktualisieren einer Software eines Steuergeräts (18) eines Fahrzeugs (12), mit den Schritten: Austauschen einzelner Datenblöcke (30a-30f) der Software auf einem Speicher (20) des Steuergeräts (18), und Erzeugen von kryptographischem Material für jeden ausgetauschten Datenblock (30a-30f) durch Verarbeiten jedes ausgetauschten Datenblocks (30a-30f) mit einer kryptographischen Funktion.Es ist vorgesehen, dass das Verfahren das Speichern des erzeugten kryptographischen Materials in einem Prüfdatenblock (32), welcher kryptographisches Material zu jedem Datenblock (30a-30f) beinhaltet, und das Verifizieren der Konsistenz des in dem Prüfdatenblock (32) gespeicherten kryptographischen Materials sämtlicher Datenblöcke (30a-30f) der Software durch Abgleichen des in dem Prüfdatenblock (32) gespeicherten kryptographischen Materials mit Konsistenzprüfdaten, umfasst.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die notwendigen kryptographischen Operationen bei einer teilweisen Aktualisierung der Software eines Steuergeräts eines Fahrzeugs zu reduzieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aktualisieren einer Software eines Steuergeräts eines Fahrzeugs, ein Steuergerät, ein Fahrzeug und ein Kommunikationssystem.
  • Die Software von Steuergeräten moderner Fahrzeuge kann aktualisiert werden, um beispielsweise die Funktionalität des Steuergeräts zu erweitern oder zu verbessern. Darüber hinaus kann die Kompatibilität von Steuergeräten zu aktueller Hardware und/oder anderer Software durch eine Softwareaktualisierung erweitert werden.
  • Die Aktualisierung der Software eines Steuergeräts kann dabei beispielsweise durch den Fahrzeughersteller oder den Fahrzeugnutzer erfolgen. Zukünftig werden die durch den Fahrzeugnutzer initiierten Softwareaktualisierungen erheblich zunehmen, da Fahrzeugnutzer Funktionen des Fahrzeugs oder dessen Steuergeräte nachträglich erwerben können, wobei die Nutzung der neu erworbenen Funktionen teilweise ein entsprechendes Softwareupdate erfordern wird.
  • Bei der Aktualisierung der Software eines Steuergeräts muss verhindert werden, dass nichtauthentische und somit möglicherweise schadhafte Software auf das Steuergerät aufgespielt wird.
  • Hinsichtlich eines gesicherten Datenaustauschs schlägt die Druckschrift DE 10 2004 036 810 A1 ein Kommunikationsverfahren für zwei Systemkomponenten über ein CAN-Bussystem eines Kraftfahrzeugs vor, wobei die Systemkomponenten jeweils eine vorgegebene feste Anzahl von nur ihnen bekannten Prüfcodes bereithalten. Basierend auf einem zeitveränderlichen Signal, welches beiden Systemkomponenten zugänglich ist, wird beim Fahrzeugstart von beiden Systemkomponenten über eine als Hash-Funktion ausgebildete Zuordnungsfunktion einer der Prüfcodes ausgewählt und mit diesem die zu übertragenden Nutzdaten codiert.
  • Ferner ist aus der Druckschrift DE 10 2010 033 229 A1 ein Verfahren zum Erkennen einer Manipulation bei der Übertragung von Steuerdaten von einer ersten Steuereinheit zu einer zweiten Steuereinheit bekannt, wobei senderseitig Integritätsprüfinformationsdaten für die von der ersten Steuereinheit gesendeten Steuerdaten durch eine Integritätsprüferzeugungseinheit erzeugt werden, eine kryptographische Prüfsumme für die senderseitig erzeugten Integritätsprüfinformationsdaten durch die Integritätsprüferzeugungseinheit mittels eines kryptographischen Schlüssels berechnet wird und die senderseitig erzeugten Integritätsprüfinformationsdaten und die zugehörigen kryptographische Prüfsumme zu einer Integritätsprüfverifikationseinheit übertragen wird. Die Integritätsprüfverifikationseinheit verifiziert die kryptographische Prüfsumme mittels eines kryptographischen Schlüssels.
  • Darüber hinaus ist aus der Druckschrift DE 10 2012109 619 A1 ein Verfahren zum Bereitstellen digitaler Signaturen zum Authentifizieren der Quelle und des Inhalts von binären Files, welche in eingebettete Steuergeräte von Automobilen flashprogrammiert werden, bekannt.
  • Diese und andere bekannte Ansätze haben den Nachteil, dass diese entweder lediglich für die Aktualisierung einer kompletten Software und nicht für die teilweise beziehungsweise partielle Aktualisierung einer Software geeignet sind und/oder eine zu hohe Rechenleistung zur Durchführung der notwendigen kryptographischen Operationen erfordern.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die notwendigen kryptographischen Operationen bei einer teilweisen Aktualisierung der Software eines Steuergeräts eines Fahrzeugs zu reduzieren.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein Steuergerät gemäß Anspruch 13, ein Fahrzeug gemäß Anspruch 14 beziehungsweise ein Kommunikationssystem gemäß Anspruch 15.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aktualisieren einer Software eines Steuergeräts eines Fahrzeugs werden einzelne Datenblöcke der Software auf einem Speicher des Steuergeräts ausgetauscht und kryptographisches Material für jeden ausgetauschten Datenblock durch Verarbeiten jedes ausgetauschten Datenblocks mit einer kryptographischen Funktion erzeugt. Erfindungsgemäß wird das erzeugte kryptographische Material in einem Prüfdatenblock gespeichert, welcher kryptographisches Material zu jedem Datenblock beinhaltet, wobei die Konsistenz des in dem Prüfdatenblock gespeicherten kryptographischen Materials sämtlicher Datenblöcke der Software durch Abgleichen des in dem Prüfdatenblock gespeicherten kryptographischen Materials mit Konsistenzprüfdaten verifiziert wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass jeder Datenblock der Software nur einmal durch die kryptographische Funktion verarbeitet werden muss. Die Verifikation der Konsistenz und somit auch die Prüfung der Authentizität der auf das Steuergerät aufgespielten Software erfolgt durch ein Prüfen des mittels der kryptographischen Funktion erzeugten und in dem Prüfdatenblock gespeicherten kryptographischen Materials. Jeder Datenblock wird darüber hinaus nur dann verarbeitet, wenn dieser auch verändert wird. Das kryptographische Material der bei der Aktualisierung nicht ausgetauschten Datenblöcke liegt bereits in dem Prüfdatenblock vor, sodass dieses kryptographische Material vor der Konsistenzverifikation nicht erneut erzeugt werden muss. Das Abgleichen des in dem Prüfdatenblock gespeicherten kryptographischen Materials mit Konsistenzprüfdaten muss bei der Konsistenzverifikation außerdem nur einmal erfolgen. Die notwendigen kryptographischen Operationen bei einer teilweisen Aktualisierung der Software eines Steuergeräts eines Fahrzeugs werden somit erheblich reduziert, sodass der Rechenaufwand bei einer sicheren Aktualisierung beträchtlich verringert wird. Es soll verstanden werden, dass der Prüfdatenblock selbst nicht zum Erzeugen kryptographischen Materials mit der kryptographischen Funktion verarbeitet wird, sodass der Prüfdatenblock auch kein kryptographisches Material zu sich selbst beinhaltet. Dies würde eine Rekursion erzeugen.
  • Das Verfahren kann das Löschen des kryptographischen Materials von den einzelnen auszutauschenden oder ausgetauschten Datenblöcken von dem Prüfdatenblock umfassen. Dadurch, dass das kryptographische Material von den einzelnen auszutauschenden oder ausgetauschten Datenblöcken von dem Prüfdatenblock gelöscht und das neu erzeugte kryptographische Material von den einzelnen ausgetauschten Datenblöcken in dem Prüfdatenblock gespeichert wird, liegt in dem Prüfdatenblock stets nur aktuelles kryptographisches Material zu sämtlichen Datenblöcken vor. Auf diese Weise werden die Menge des zu speichernden kryptographischen Materials und die Menge des bei der Konsistenzverifikation mit den Konsistenzprüfdaten abzugleichenden kryptographischen Materials eingeschränkt, sodass einerseits Speicherplatz eingespart und die Verifikation der Konsistenz des kryptographischen Materials vereinfacht und beschleunigt wird.
  • Das Verfahren kann ferner das Bereitstellen der auszutauschenden Datenblöcke und/oder der Konsistenzprüfdaten für das Steuergerät durch eine externe Software-Aktualisierungsinstanz umfassen. Vorzugsweise ist die externe Software-Aktualisierungsinstanz ein Backend eines Fahrzeugherstellers oder eines Drittanbieters. Das Bereitstellen der auszutauschenden Datenblöcke und/oder der Konsistenzprüfdaten kann über ein Kommunikationsmodul des Steuergeräts und/oder über ein signalleitend mit dem Steuergerät verbundenes Kommunikationsmodul des Fahrzeugs erfolgen. Insbesondere erfolgt das Bereitstellen der auszutauschenden Datenblöcke und/oder der Konsistenzprüfdaten für das Steuergerät durch die externe Software-Aktualisierungsinstanz über eine kabellose Kommunikationsverbindung, beispielsweise unter Nutzung eines WLAN-Netzwerks oder eines Mobilfunkkommunikationsnetzes. Es ist außerdem bevorzugt, dass das Bereitstellen der auszutauschenden Datenblöcke und/oder der Konsistenzprüfdaten für das Steuergerät durch eine externe Software-Aktualisierungsinstanz über eine Internetverbindung erfolgt.
  • Die auszutauschenden Datenblöcke und die Konsistenzprüfdaten können gleichzeitig oder mit einem zeitlichen Abstand dem Steuergerät bereitgestellt werden. Wenn die auszutauschenden Datenblöcke und die Konsistenzprüfdaten mit einem zeitlichen Abstand dem Steuergerät bereitgestellt werden, können dem Steuergerät entweder die auszutauschenden Datenblöcke oder die Konsistenzprüfdaten zuerst bereitgestellt werden. Wenn die auszutauschenden Datenblöcke und die Konsistenzprüfdaten dem Steuergerät gleichzeitig bereitgestellt werden, benötigt das Steuergerät nach dem Austauschen der einzelnen Datenblöcke keine Kommunikationsverbindung zu der externen Software-Aktualisierungsinstanz, sodass die Konsistenzverifikation unter Verwendung der Konsistenzprüfdaten nach dem Austauschen der einzelnen Datenblöcke auch durchgeführt werden kann, wenn ein Datenaustausch mit der externen Software-Aktualisierungsinstanz nicht möglich ist. Somit wird der Aktualisierungsprozess weiter vereinfacht.
  • Der Prüfdatenblock kann in einem sicheren Speicher des Steuergeräts gespeichert sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Prüfdatenblock in einem sicheren Speicher außerhalb des Steuergeräts gespeichert sein, wobei das Steuergerät über Zugriffsrechte auf den sicheren Speicher außerhalb des Steuergeräts verfügt. Vorzugsweise sind die auf dem sicheren Speicher gespeicherten Daten und somit auch der Prüfdatenblock gegen Modifikation und Auslesen durch Unbefugte gesichert. Auf dieser Weise wird das Sicherheitsniveau beim Ausführen der Softwareaktualisierung nochmals erhöht.
  • Die zum Erzeugen des kryptographischen Materials für jeden ausgetauschten Datenblock verwendete kryptographische Funktion kann eine Hashfunktion sein. Alternativ oder zusätzlich kann das durch die kryptographische Funktion erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock einen Hashwert über den Inhalt des jeweiligen Datenblocks umfassen. Eine Hashfunktion erzeugt einen Hashwert, welcher einen Datenblock eindeutig kennzeichnet, wobei der Hashwert aufgrund dieser Kennzeichnungseigenschaft als Fingerabdruck verstanden werden kann. Dieser Fingerabdruck hat die Eigenschaft, dass Unberechtigte auf Basis dieses Fingerabdrucks keinen entsprechenden Datenblock erzeugen können, welcher denselben Fingerabdruck liefert. Hashfunktionen erfordern darüber hinaus eine vergleichsweise geringe Rechenleistung und eigenen sich somit besonders als kryptographische Funktion.
  • Das durch die kryptographische Funktion erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock kann zusätzlich zu dem Hashwert einen kryptographischen Schlüssel umfassen. Dadurch, dass das durch die kryptographische Funktion erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock zusätzlich zu dem Hashwert einen kryptographischen Schlüssel umfasst, wird die Sicherheit gegen das Aufspielen von nicht authentischer Software auf das Steuergerät nochmals erhöht.
  • Die zum Erzeugen des kryptographischen Materials für jeden ausgetauschten Datenblock verwendete kryptographische Funktion kann eine Signierfunktion sein. Alternativ oder zusätzlich kann das durch die kryptographische Funktion erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock eine digitale Signatur des jeweiligen Datenblocks umfassen. Eine Signierfunktion erzeugt eine Signatur, welche einen Datenblock eindeutig kennzeichnet, wobei die Signatur oder ein Teil der Signatur aufgrund dieser Kennzeichnungseigenschaft als Fingerabdruck verstanden werden kann. Dieser Fingerabdruck hat die Eigenschaft, dass Unberechtigte auf Basis dieses Fingerabdrucks keinen entsprechenden Datenblock erzeugen können, welcher denselben Fingerabdruck liefert. Signierfunktionen eigenen sich somit ebenfalls besonders als kryptographische Funktion.
  • Das durch die kryptographische Funktion erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock kann eine symmetrische Signatur des jeweiligen Datenblocks umfassen. Wenn das durch die kryptographische Funktion erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock eine symmetrische Signatur des jeweiligen Datenblocks umfasst, erfordert die Verifikation der Konsistenz des in dem Prüfdatenblock gespeicherten kryptographischen Materials sämtlicher Datenblöcke der Software eine besonders geringe Rechenleistung, sodass der Prozess der Softwareaktualisierung weiter beschleunigt wird.
  • Das durch die kryptographische Funktion erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock kann einen Message Authentication Code des jeweiligen Datenblocks umfassen. Der Message Authentication Code (MAC) wird durch einen Algorithmus erzeugt, welcher aus dem jeweiligen Datenblock und einem geheimen Schlüssel eine Prüfsumme erzeugt, welche als Message Authentication Code bezeichnet wird. Ein Message Authentication Code kennzeichnet eindeutig einen Datenblock, wobei der Message Authentication Code aufgrund dieser Kennzeichnungseigenschaft ebenfalls als Fingerabdruck verstanden werden kann, welcher die zuvor beschriebenen Eigenschaften aufweist.
  • Die Konsistenzprüfdaten können eine kryptographische Signatur über das in dem Prüfdatenblock zu erwartende kryptographische Material sämtlicher Datenblöcke der Software nach dem Aktualisieren der Software umfassen. Zum Verifizieren der Konsistenz des in dem Prüfdatenblock gespeicherten kryptographischen Materials sämtlicher Datenblöcke der Software wird somit das in dem Prüfdatenblock gespeicherte kryptographische Material mit einer kryptographischen Signatur über das in dem Prüfdatenblock zu erwartende kryptographische Material sämtlicher Datenblöcke der Software nach dem Aktualisieren der Software abgeglichen. Wenn die zum Erzeugen des kryptographischen Materials für jeden ausgetauschten Datenblock verwendete kryptographische Funktion eine Hashfunktion ist, werden die erzeugten und in dem Prüfdatenblock gespeicherten Hashwerte mit einer kryptographischen Signatur über die in dem Prüfdatenblock zu erwartenden Hashwerte sämtlicher Datenblöcke der Software nach dem Aktualisieren der Software abgeglichen.
  • Das Erzeugen des kryptographischen Materials für jeden ausgetauschten Datenblock kann durch das Steuergerät und/oder durch die externe Software-Aktualisierungsinstanz erfolgen. Vorzugsweise erzeugt das Steuergerät das kryptographische Material, um dieses in dem Prüfdatenblock abzuspeichern. Insbesondere erzeugt die externe Software-Aktualisierungsinstanz das kryptographische Material, um eine kryptographische Signatur über das in dem Prüfdatenblock zu erwartende kryptographische Material sämtlicher Datenblöcke der Software nach dem Aktualisieren der Software erzeugen zu können.
  • Das erfindungsgemäße Steuergerät eines Fahrzeugs ist dazu eingerichtet, das Verfahren zum Aktualisieren einer Software eines Steuergeräts eines Fahrzeugs nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auszuführen. Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst ein Steuergerät, wobei das Steuergerät nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Kommunikationssystem umfasst ein Fahrzeug mit einem Steuergerät, und eine externe Software-Aktualisierungsinstanz. Das Kommunikationssystem ist dazu eingerichtet, das Verfahren zum Aktualisieren einer Software eines Steuergeräts eines Fahrzeugs nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auszuführen. Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems in einer schematischen Darstellung; und
    • 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aktualisieren einer Software eines Steuergeräts eines Fahrzeugs in einer Blockdarstellung.
  • 1 zeigt ein Kommunikationssystem 10 mit einem Fahrzeug 12 und einer externen Software-Aktualisierungsinstanz 14, wobei die externe Software-Aktualisierungsinstanz 14 ein Backend eines Fahrzeugherstellers ist.
  • Das Fahrzeug 12 weist ein Steuergerät 18 auf. Das Steuergerät 18 umfasst einen Speicher 20, eine Recheneinheit 22 und ein Kommunikationsmodul 24. Das Kommunikationsmodul 24 ist mittels der Kommunikationsverbindungen 26, 28 über das Internet 16 mit der externen Software-Aktualisierungsinstanz 14 signalleitend verbunden. Die Kommunikationsverbindungen 26, 28 erlauben einen bidirektionalen Datenaustausch zwischen dem Kommunikationsmodul 24 des Steuergeräts 18 und der externen Software-Aktualisierungsinstanz 14. Die Recheneinheit 22 ist dazu eingerichtet, innerhalb des Steuergeräts 18 anfallende Rechenoperationen, welche insbesondere auch kryptographische Operationen umfassen, auszuführen.
  • Auf dem Speicher 20 des Steuergeräts 18 sind mehrere Datenblöcke 30a-30f einer Software des Steuergeräts 18 gespeichert. Ferner ist auf dem Speicher 20 des Steuergeräts 18 ein Prüfdatenblock 32 gespeichert, welcher kryptographisches Material zu jedem Datenblock 30a-30f beinhaltet.
  • Das Steuergerät 18 ist dazu eingerichtet, einzelne Datenblöcke 30a-30f der Software auf dem Speicher 20 des Steuergeräts 18 auszutauschen und kryptographisches Material für jeden ausgetauschten Datenblock 30a-30f durch Verarbeiten jedes ausgetauschten Datenblocks 30a-30f mit einer kryptographischen Funktion zu erzeugen.
  • Außerdem ist das Steuergerät 18 dazu eingerichtet, das erzeugte kryptographische Material in dem Prüfdatenblock 32 zu speichern und die Konsistenz des in dem Prüfdatenblock 32 gespeicherten kryptographischen Materials sämtlicher Datenblöcke 30a-30f der Software durch Abgleichen des in dem Prüfdatenblock 32 gespeicherten kryptographischen Materials mit Konsistenzprüfdaten zu verifizieren.
  • Die externe Software-Aktualisierungsinstanz 14 ist dazu eingerichtet, dem Steuergerät 18 die auszutauschenden Datenblöcke 30a-30f und die Konsistenzprüfdaten bereitzustellen, wobei die auszutauschenden Datenblöcke 30a-30f und die Konsistenzprüfdaten dem Steuergerät 18 entweder gleichzeitig oder mit einem zeitlichen Abstand von der externen Software-Aktualisierungsinstanz 14 bereitgestellt werden können.
  • Das Steuergerät 18 und die externe Software-Aktualisierungsinstanz 14 verwenden zum Erzeugen des kryptographischen Materials für jeden ausgetauschten Datenblock 30a-30f eine Hashfunktion, sodass das erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock 30a-30f einen Hashwert über den Inhalt des jeweiligen Datenblocks 30a-30f umfasst. Die Konsistenzprüfdaten umfassen eine kryptographische Signatur über die nach dem Aktualisieren der Software in dem Prüfdatenblock 32 zu erwartenden Hashwerte sämtlicher Datenblöcke 30a-30f der Software.
  • 2 zeigt ein Verfahren zum Aktualisieren einer Software eines Steuergeräts 18 eines Fahrzeugs 12, welches beispielsweise von dem Steuergerät aus 1 ausführbar sein kann.
  • Das Verfahren wird eingeleitet durch den folgenden Schritt:
    • 34) Austauschen einzelner Datenblöcke 30a-30f der Software auf einem Speicher 20 des Steuergeräts 18.
  • Durch das Austauschen einzelner und nicht sämtlicher Datenblöcke 30a-30f wird eine teilweise beziehungsweise partielle Aktualisierung der Software des Steuergeräts 18 durchgeführt. Die Datenblöcke 30a-30f können beispielsweise Flashblöcke sein, welche zum Aufspielen eines Software-Updates auf das Steuergerät 18 neu beschrieben werden. Die auszutauschenden Datenblöcke 30a-30f werden dem Steuergerät 18 durch eine externe Software-Aktualisierungsinstanz 14 bereitgestellt, wobei die externe Software-Aktualisierungsinstanz 14 ein Backend eines Fahrzeugherstellers ist.
  • Nachdem die einzelnen Datenblöcke 30a-30f der Software auf dem Speicher 20 des Steuergeräts 18 ausgetauscht wurden, kann der folgende Schritt ausgeführt werden:
    • 36) Erzeugen eines Hashwerts für jeden ausgetauschten Datenblock 30a-30f durch Verarbeiten jedes ausgetauschten Datenblocks 30a-30f mit einer Hashfunktion.
  • Nachdem für jeden ausgetauschten Datenblock 30a-30f ein Hashwert erzeugt wurde, können die folgenden beiden Schritte ausgeführt werden:
    • 38) Löschen der Hashwerte von den einzelnen ausgetauschten Datenblöcken 30a-30f von einem Prüfdatenblock 32, welcher Hashwerte zu jedem Datenblock 30a-30f beinhaltet; und
    • 40) Speichern der neu erzeugten Hashwerte in dem Prüfdatenblock 32.
  • Der Prüfdatenblock 32 ist in einem sicheren Speicher des Steuergeräts 18 gespeichert. Durch das Löschen der Hashwerte von den einzelnen ausgetauschten Datenblöcken 30a-30f von dem Prüfdatenblock 32 und das Speichern der neu erzeugten Hashwerte in dem Prüfdatenblock 32 werden die nach dem Austausch der einzelnen Datenblöcke 30a-30f der Software nicht mehr aktuellen Hashwerte durch die aktuellen Hashwerte der einzelnen veränderten Datenblöcke 30a-30f ersetzt.
  • Nachdem nun zu sämtlichen Datenblöcken 30a-30f der Software des Steuergeräts 18 aktuelle Hashwerte in dem Prüfdatenblock 32 vorliegen, kann der folgende Schritt ausgeführt werden:
    • 42) Verifizieren der Konsistenz der in dem Prüfdatenblock 32 gespeicherten Hashwerte sämtlicher Datenblöcke 30a-30f der Software durch Abgleichen der in dem Prüfdatenblock 32 gespeicherten Hashwerte mit einer kryptographischen Signatur über die in dem Prüfdatenblock 32 zu erwartenden Hashwerte sämtlicher Datenblöcke 30a-30f der Software nach dem Aktualisieren der Software.
  • Die kryptographische Signatur über die in dem Prüfdatenblock 32 zu erwartenden Hashwerte sämtlicher Datenblöcke 30a-30f der Software nach dem Aktualisieren der Software wird dem Steuergerät 18 ebenfalls durch die externe Software-Aktualisierungsinstanz 14 bereitgestellt.
  • Dadurch, dass das erzeugte kryptographische Material in einem Prüfdatenblock gespeichert wird, welcher kryptographisches Material zu jedem Datenblock beinhaltet, und die Konsistenz des in dem Prüfdatenblock gespeicherten kryptographischen Materials sämtlicher Datenblöcke der Software durch Abgleichen des in dem Prüfdatenblock gespeicherten kryptographischen Materials mit Konsistenzprüfdaten verifiziert wird, werden die notwendigen kryptographischen Operationen bei einer teilweisen Aktualisierung der Software eines Steuergeräts eines Fahrzeugs erheblich reduziert.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kommunikationssystem
    12
    Fahrzeug
    14
    Software-Aktualisierungsinstanz
    16
    Internet
    18
    Steuergerät
    20
    Speicher
    22
    Recheneinheit
    24
    Kommunikationsmodul
    26
    Kommunikationsverbindung
    28
    Kommunikationsverbindung
    30a-30f
    Datenblöcke
    32
    Prüfdatenblock
    34-42
    Verfahrensschritte
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (15)

  1. Verfahren zum Aktualisieren einer Software eines Steuergeräts (18) eines Fahrzeugs (12), mit den Schritten: - Austauschen einzelner Datenblöcke (30a-30f) der Software auf einem Speicher (20) des Steuergeräts (18); und - Erzeugen von kryptographischem Material für jeden ausgetauschten Datenblock (30a-30f) durch Verarbeiten jedes ausgetauschten Datenblocks (30a-30f) mit einer kryptographischen Funktion; gekennzeichnet durch die Schritte: - Speichern des erzeugten kryptographischen Materials in einem Prüfdatenblock (32), welcher kryptographisches Material zu jedem Datenblock (30a-30f) beinhaltet; und - Verifizieren der Konsistenz des in dem Prüfdatenblock (32) gespeicherten kryptographischen Materials sämtlicher Datenblöcke (30a-30f) der Software durch Abgleichen des in dem Prüfdatenblock (32) gespeicherten kryptographischen Materials mit Konsistenzprüfdaten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt: - Löschen des kryptographischen Materials von den einzelnen auszutauschenden oder ausgetauschten Datenblöcken (30a-30f) von dem Prüfdatenblock (32).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch den Schritt: - Bereitstellen der auszutauschenden Datenblöcke (30a-30f) und/oder der Konsistenzprüfdaten für das Steuergerät (18) durch eine externe Software-Aktualisierungsinstanz (14), wobei die externe Software-Aktualisierungsinstanz (14) vorzugsweise ein Backend eines Fahrzeugherstellers oder eines Drittanbieters ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auszutauschenden Datenblöcke (30a-30f) und die Konsistenzprüfdaten gleichzeitig oder mit einem zeitlichen Abstand dem Steuergerät (18) bereitgestellt werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfdatenblock (32) in einem sicheren Speicher des Steuergeräts (18) gespeichert ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Erzeugen des kryptographischen Materials für jeden ausgetauschten Datenblock (30a-30f) verwendete kryptographische Funktion eine Hashfunktion ist und/oder das durch die kryptographische Funktion erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock (30a-30f) einen Hashwert über den Inhalt des jeweiligen Datenblocks (30a-30f) umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die kryptographische Funktion erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock (30a-30f) zusätzlich zu dem Hashwert einen kryptographischen Schlüssel umfasst.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Erzeugen des kryptographischen Materials für jeden ausgetauschten Datenblock (30a-30f) verwendete kryptographische Funktion eine Signierfunktion ist und/oder das durch die kryptographische Funktion erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock (30a-30f) eine digitale Signatur des jeweiligen Datenblocks (30a-30f) umfasst.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die kryptographische Funktion erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock (30a-30f) eine symmetrische Signatur des jeweiligen Datenblocks (30a-30f) umfasst.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die kryptographische Funktion erzeugte kryptographische Material zu jedem Datenblock (30a-30f) einen Message Authentication Code des jeweiligen Datenblocks (30a-30f) umfasst.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsistenzprüfdaten eine kryptographische Signatur über das in dem Prüfdatenblock (32) zu erwartende kryptographische Material sämtlicher Datenblöcke (30a-30f) der Software nach dem Aktualisieren der Software umfassen.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des kryptographischen Materials für jeden ausgetauschten Datenblock (30a-30f) durch das Steuergerät (18) und/oder durch die externe Software-Aktualisierungsinstanz (14) erfolgt.
  13. Steuergerät (18) eines Fahrzeugs (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (18) dazu eingerichtet ist, das Verfahren zum Aktualisieren einer Software eines Steuergeräts (18) eines Fahrzeugs (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen.
  14. Fahrzeug (12), mit - einem Steuergerät (18), wobei das Steuergerät (18) nach Anspruch 13 ausgebildet ist.
  15. Kommunikationssystem (10), mit - einem Fahrzeug (12), welches ein Steuergerät (18) aufweist; und - einer externen Software-Aktualisierungsinstanz (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationssystem (10) dazu eingerichtet ist, das Verfahren zum Aktualisieren einer Software eines Steuergeräts (18) eines Fahrzeugs (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen.
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