DE102019201133A1 - Motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem inneren sicherheitsrelevanten Fahrzeugbussystem sowie mit unmittelbar an das innere Fahrzeugbussystem angeschlossenen die Sicherheit des Kraftfahrzeugs betreffenden Modulen, wobei das Kraftfahrzeug ein äußeres Fahrzeugbussystem sowie unmittelbar an das äußere Fahrzeugbussystem angeschlossene nicht sicherheitsrelevante Module wie zum Beispiel eine Telefonschnittstelle, eine Klimaautomatik, ein Navigationssystem oder ein Infotainmentsystem aufweist, wobei das Kraftfahrzeug ein Sicherheitsmodul zur datentechnischen Kopplung des inneren Fahrzeug Bussystems mit dem äußeren Fahrzeugbussystem aufweist, und wobei das Sicherheitsmodul einen an das innere Fahrzeugbussystem angeschlossenen inneren Transceiver und einen an das äußere Fahrzeugbussystem angeschlossenen äußeren Transceiver umfasst.The invention relates to a motor vehicle with an inner safety-relevant vehicle bus system and with modules relating to the safety of the motor vehicle which are connected directly to the inner vehicle bus system, the motor vehicle comprising an outer vehicle bus system and non-safety-related modules directly connected to the outer vehicle bus system, for example a telephone interface, automatic climate control, has a navigation system or an infotainment system, the motor vehicle having a security module for data-technical coupling of the inner vehicle bus system to the outer vehicle bus system, and the security module comprising an inner transceiver connected to the inner vehicle bus system and an outer transceiver connected to the outer vehicle bus system.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem inneren (sicherheitsrelevanten) Fahrzeugbussystem sowie mit unmittelbar an das innere Fahrzeugbussystem angeschlossenen die Sicherheit des Kraftfahrzeugs betreffenden (d.h. sicherheitskritischen) Modulen, wobei das Kraftfahrzeug ein äußeres Fahrzeugbussystem sowie unmittelbar an das äußere Fahrzeugbussystem angeschlossene nicht sicherheitsrelevante Module aufweist, wobei das Kraftfahrzeug ein Sicherheitsmodul zur datentechnischen Kopplung des inneren Fahrzeugbussystems mit dem äußeren Fahrzeugbussystem aufweist, und wobei das Sicherheitsmodul einen an das innere Fahrzeugbussystem angeschlossenen inneren Transceiver und einen an das äußere Fahrzeugbussystem angeschlossenen äußeren Transceiver umfasst.The invention relates to a motor vehicle with an inner (safety-relevant) vehicle bus system and with modules relating to the safety of the motor vehicle (ie safety-critical) modules connected directly to the inner vehicle bus system, the motor vehicle having an outer vehicle bus system and non-safety-related modules connected directly to the outer vehicle bus system, wherein the motor vehicle has a security module for data-technical coupling of the inner vehicle bus system to the outer vehicle bus system, and the security module comprises an inner transceiver connected to the inner vehicle bus system and an outer transceiver connected to the outer vehicle bus system.
Insbesondere sicherheitskritische Steuergeräte sind vor unberechtigten Zugriffen zu schützen. Über die Fahrzeugbussysteme sind jedoch auch diese Steuergeräte, wie zum Beispiel ABS-Steuergeräte, mit anderen, nicht sicherheitsrelevanten, Komponenten verbunden. Einige dieser Komponenten, beispielsweise das
Die
Es ist Aufgabe der Erfindung, die die Sicherheit des Kraftfahrzeugs betreffenden Module in einem Kraftfahrzeug vor unlauterem Zugriff, insbesondere vor Hackerangriffen, zu schützen. Dabei ist es jedoch insbesondere wünschenswert, trotz dieser Schutzfunktion Updates dieser Module zuzulassen, insbesondere online-Updates.It is an object of the invention to protect the modules relating to the safety of the motor vehicle in a motor vehicle from unfair access, in particular from hacker attacks. However, it is particularly desirable to allow updates of these modules, in particular online updates, despite this protective function.
Vorgenannte Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit einem inneren (sicherheitsrelevanten) Fahrzeugbussystem sowie mit unmittelbar an das innere Fahrzeugbussystem angeschlossenen die Sicherheit des Kraftfahrzeugs betreffenden Modulen gelöst, wobei das Kraftfahrzeug ein äußeres Fahrzeugbussystem sowie unmittelbar an das äußere Fahrzeugbussystem angeschlossene nicht sicherheitsrelevante Module aufweist, wobei das Kraftfahrzeug ein Sicherheitsmodul zur datentechnischen Kopplung des inneren Fahrzeugbussystems mit dem äußeren Fahrzeugbussystem aufweist, und wobei das Sicherheitsmodul einen an das innere Fahrzeugbussystem angeschlossenen (z.B. einen oder mehrere Mikrocontroller umfassenden) inneren Transceiver und einen an das äußere Fahrzeugbussystem angeschlossenen (z.B. einen oder mehrere Mikrocontroller umfassenden) äußeren Transceiver umfasst, wobei das Sicherheitsmodul eine erste eindirektionale Datenleitung zur, insbesondere direkten, Kopplung des äußeren Transceivers mit dem inneren Transceiver zwecks Übertragung von Daten ausschließlich von dem äußeren Transceiver zum inneren Transceiver und/oder eine zweite eindirektionale Datenleitung zur, insbesondere direkten, Kopplung des inneren Transceivers mit dem äußeren Transceiver zwecks Übertragung von Daten ausschließlich von dem inneren Transceiver zum äußeren Transceiver umfasst.The aforementioned object is achieved by a motor vehicle with an inner (safety-relevant) vehicle bus system and with modules relating to the safety of the motor vehicle connected directly to the inner vehicle bus system, the motor vehicle having an outer vehicle bus system and non-safety-relevant modules directly connected to the outer vehicle bus system, the motor vehicle has a security module for data-technical coupling of the inner vehicle bus system with the outer vehicle bus system, and wherein the security module has an inner transceiver connected to the inner vehicle bus system (e.g. comprising one or more microcontrollers) and an outer transceiver connected to the outer vehicle bus system (e.g. comprising one or more microcontrollers) Transceiver comprises, wherein the security module a first unidirectional data line for, in particular direct, coupling of the outer transceiver with the inner one Transceiver for the purpose of transmitting data exclusively from the outer transceiver to the inner transceiver and / or a second unidirectional data line for, in particular direct, coupling of the inner transceiver to the outer transceiver for the purpose of transmitting data exclusively from the inner transceiver to the outer transceiver.
Nicht sicherheitsrelevante Module können z.B. ein Infotainmentsystem, eine Klimaautomatik und/oder ein Navigationssystem sein. Nicht sicherheitsrelevante Module im Sinne der Erfindung können jedoch auch z.B. eine Telefonschnittstelle oder ein Telefon sein. Nicht sicherheitsrelevante Module können auch eine W-LAN-Schnittstelle eine USB-Schnittstelle oder eine Bluetooth-Schnittstelle umfassen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein nicht sicherheitsrelevantes Modul im Sinne der Erfindung ist ein
Ein Fahrzeugbussystem kann beispielsweise ein CAN-Bus sein. Ein inneres Fahrzeugbussystem ist im Sinne der Erfindung ein sicherheitsrelevantes Fahrzeugbussystem also insbesondere ein Fahrzeugbussystem, mit dem die Sicherheit des Kraftfahrzeuges betreffende Module gekoppelt sind.A vehicle bus system can be a CAN bus, for example. For the purposes of the invention, an internal vehicle bus system is a safety-relevant vehicle bus system, in particular a vehicle bus system with which modules relating to the safety of the motor vehicle are coupled.
Unter einer direkten Kopplung zwischen einem inneren Transceiver und einem äußeren Transceiver soll verstanden werden, dass diese mit einer Datenleitung bzw. Datenleitungen verbunden sind. Es soll insbesondere bedeuten, dass zwischen dem inneren und dem äußeren Transceiver kein Modul, insbesondere kein Modul mit Rechenleistung oder Rechenaufgaben oder ähnlichem vorgesehen ist. Insbesondere ist kein FILTER / PROXY ELEMENT (MESSAGE CLASSIFICATION AND ANALYZER UNIT) vorgesehen, wie es beispielsweise die
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Datenleitung eine parallele Datenleitung. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Datenleitung eine serielle Datenleitung. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erzeugt der innere Transceiver das Taktsignal für die serielle Datenleitung. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der innere Transceiver das Taktsignal für die serielle Datenleitung mittels einer Takt Datenleitung an den äußeren Transceiver überträgt.In an advantageous embodiment of the invention, the first data line is a parallel data line. In a further advantageous embodiment of the invention, the second data line is a serial data line. In a further advantageous embodiment of the invention, the inner transceiver generates the clock signal for the serial data line. In particular, it is provided that the inner transceiver transmits the clock signal for the serial data line to the outer transceiver by means of a clock data line.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Sicherheitsmodul eine dritte eindirektionale Datenleitung zur, insbesondere direkten, Kopplung des äußeren Transceivers mit dem inneren Transceiver zwecks Übertragung von Empfangsbestätigungen von dem äußeren Transceiver zum inneren Transceiver.In a further advantageous embodiment of the invention, the security module comprises a third unidirectional data line for, in particular direct, coupling of the outer transceiver to the inner transceiver for the purpose of transmitting acknowledgments of receipt from the outer transceiver to the inner transceiver.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der innere Transceiver eine Datenbasis mit zugelassenen Signalnummern und/oder gültigen Wertebereichen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der innere Transceiver derart ausgestaltet, dass er nur Nachrichten an das innere Fahrzeugbussystem übermittelt, die aus gültigen Signalnummern und/oder gültigen Wertebereichen bestehen.In a further advantageous embodiment of the invention, the inner transceiver comprises a database with approved signal numbers and / or valid value ranges. In a further advantageous embodiment of the invention, the inner transceiver is designed such that it only transmits messages to the inner vehicle bus system that consist of valid signal numbers and / or valid value ranges.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Kraftfahrzeug auch ein, insbesondere drahtloses, Kommunikationsmodul, das mit dem inneren Transceiver gekoppelt und/oder verbunden ist. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind Daten von dem Kommunikationsmodul an den inneren Transceiver und/oder ein sicherheitsrelevantes Modul nur nach einer Aktivierung übertragbar. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind Daten von dem Kommunikationsmodul an den inneren Transceiver und/oder ein sicherheitsrelevantes Modul nur innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach einer Aktivierung übertragbar. Eine Aktivierung kann beispielsweise einmal am Tag erfolgen oder durch äußere Einflüsse getriggert sein (siehe detaillierte Beschreibung). Ein vorbestimmtes Zeitintervall ist beispielsweise nicht länger als 30 Sekunden.In a further advantageous embodiment of the invention, the motor vehicle also includes a, in particular wireless, communication module which is coupled and / or connected to the inner transceiver. In a further advantageous embodiment of the invention, data can only be transmitted from the communication module to the inner transceiver and / or a security-relevant module after activation. In a further advantageous embodiment of the invention, data can only be transmitted from the communication module to the inner transceiver and / or a security-relevant module within a predetermined time interval after activation. Activation can take place once a day, for example, or be triggered by external influences (see detailed description). For example, a predetermined time interval is not longer than 30 seconds.
Kraftfahrzeug im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein individuell im Straßenverkehr benutzbares Landfahrzeug. Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind insbesondere nicht auf Landfahrzeuge mit Verbrennungsmotor beschränkt.A motor vehicle in the sense of the invention is in particular a land vehicle that can be used individually in road traffic. Motor vehicles in the sense of the invention are in particular not limited to land vehicles with an internal combustion engine.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges in einer Prinzipdarstellung, -
2 ein Ausführungsbeispiel eines Sicherheitsmoduls für ein Kraftfahrzeug gemäß1 , -
3 eine alternative Ausgestaltung eines Sicherheitsmoduls, -
4 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel für eine Sicherheitseinrichtung, und -
5 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel für eine Sicherheitseinrichtung.
-
1 an embodiment of a motor vehicle according to the invention in a schematic diagram, -
2nd an embodiment of a security module for a motor vehicle according to1 , -
3rd an alternative embodiment of a security module, -
4th another alternative embodiment for a safety device, and -
5 another alternative embodiment for a safety device.
Das Kraftfahrzeug
Das äußere Fahrzeugbussystem
Die Übertragung vom äußeren Transceiver
Die Geschwindigkeit, mit der der innere Transceiver
Da vom inneren Transceiver
Der äußere Transceiver
Das sicherheitsrelevante Fahrzeugbussystem
Eine Aktualisierung der Steuergeräte bzw. Module
Für Online-Updates des inneren Fahrzeugbussystems
In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das innere Fahrzeugbussystem
- (i) Das innere Fahrzeugbussystem
BI aktiviert (in einer bevorzugten Ausführungsform) in bestimmten Abständen die Kommunikation von sich aus. Um Vorhersagen zu erschweren, sollte dies nicht zu festen Zeiten erfolgen, sondern zufällig innerhalb eines Zeitraums, z.B. einmal am Tag. Wird die Kommunikation einmal am Tag zur Prüfung auf Updates für 30 Sekunden eingeschaltet, soist das Kraftfahrzeug 1 nur ca. 0,035% eines Tages erreichbar. Updates können hierbei zwar nicht vom Server angestoßen und sofort verteilt werden, sondern erst,wenn das Kraftfahrzeug 1 die Kommunikation von sich aus aktiviert. - (ii) Der Updateserver sendet zunächst an das äußere Fahrzeugbussystem
BA die Information, dass Updates bereitstehen. Das äußere FahrzeugbussystemBA aktiviert daraufhin die Kommunikation für das innere FahrzeugbussystemBI . - (iii) Der Kunde/Bediener/Fahrer aktiviert die Kommunikation manuell, ggf. für eine automatisch begrenzte Zeit (Timer). Ein Hinweis, dass Updates verfügbar sind, könnte bei Bedarf vom äußeren Fahrzeugbussystem
BA angezeigt werden, z.B. imHMI .
- (i) The inner vehicle bus system
BI activates communication (in a preferred embodiment) at certain intervals on its own. To make predictions more difficult, this should not be done at fixed times, but randomly within a period of time, e.g. once a day. If the communication is switched on once a day to check for updates for 30 seconds, the motor vehicle is1 only reachable approx. 0.035% one day. Updates cannot be triggered by the server and distributed immediately, but only when themotor vehicle 1 communication is activated by itself. - (ii) The update server first sends to the outer vehicle bus system
BA the information that updates are available. The outer vehicle bus systemBA then activates communication for the inner vehicle bus systemBI . - (iii) The customer / operator / driver activates the communication manually, if necessary for an automatically limited time (timer). An indication that updates are available could be provided by the outside vehicle bus system if necessary
BA are displayed, e.g. inHMI .
Eine Kommunikation baut das innere Fahrzeugbussystem
Wird für jedes Fahrzeug ein eigenes fahrzeugspezifisches digitales Zertifikat verwendet, idealerweise fahrzeug- und gegenstellenseitig, werden Diebstahl oder Fälschung des Zertifikates erschwert, da sich mit einem entwendeten oder gefälschten digitalen Zertifikat nur ein einzelnes Fahrzeug angreifen lässt und nicht die gesamte Flotte. Umgekehrt lassen sich mit einem entwendeten oder gefälschten Fahrzeugzertifikat von der Gegenstelle nur Updates für ein Fahrzeug/Fahrzeugmodell herunterladen und nicht für unterschiedliche Fahrzeuge/Fahrzeugmodelle. Digitale Zertifikate sollten ein Ablaufdatum und/oder die Möglichkeit eines Wiederrufs besitzen, damit kompromittierte digitale Zertifikate ungültig gemacht werden können.If a separate vehicle-specific digital certificate is used for each vehicle, ideally on the vehicle and remote side, theft or forgery of the certificate is made more difficult, since a stolen or falsified one can be used digital certificate can only attack a single vehicle and not the entire fleet. Conversely, with a stolen or forged vehicle certificate, the remote station can only download updates for one vehicle / vehicle model and not for different vehicles / vehicle models. Digital certificates should have an expiry date and / or the possibility of revocation so that compromised digital certificates can be invalidated.
Die Übertragung der Daten zwischen innerem Fahrzeugbussystem
Die vorliegende Offenbarung erlaubt in besonders geeigneter Weise Schutz vor Hackerangriffen bezüglich des sicherheitsrelevanten bzw. sicherheitskritischen Bereichs eines Kraftfahrzeugs auf der einen und Update-Fähigkeit auf der anderen Seite. Dabei wird auch in geeigneter Weise übergreifenden Funktionen Rechnung getragen. So liegt beispielsweise in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sporttaste
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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