PT2360646E

PT2360646E - Método de comunicação dsrc

Info

Publication number: PT2360646E
Application number: PT10450009T
Authority: PT
Inventors: Jasja Tijink; Refi-Tugrul Guener; Georg Karner
Original assignee: Kapsch Trafficcom Ag
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2012-08-27
Also published as: US20110187506A1; EP2378489B1; DK2529359T3; EP2378489A1; PT2378489E; SI2529359T1; WO2011091459A1; PT2529359E; ES2387756T3; CA2785564A1; EP2360646B1; PL2378489T3; PL2529359T3; CA2785564C; EP2529359A1; ES2471876T3; ATE557372T1; EP2529359B1; PL2360646T3; ES2389246T3

Description

ΕΡ 2 360 646/ΡΤ

DESCRIÇÃO "Método de comunicação DSRC" O presente invento refere-se a um método de comunicação de curto alcance dedicada DSRC entre balizas e aparelhos de veiculo de um sistema de portagens de estradas, em que as balizas dispõem de uma chave comum de sistema e os aparelhos de veículos não dispõem da chave comum de sistema mas sim de chaves individuais, as quais são formadas, respectivamente, a partir da chave comum de sistema com base numa identificação derivada específica do veículo, em que a identificação derivada, quando da comunicação, é transmitida do aparelho de veículo para a baliza, para permitir à baliza a reprodução da chave individual para a codificação ou descodificação da comunicação com o aparelho do veículo e/ou para o acesso a dados memorizados no aparelho de veículo. É conhecido a partir da EP 0 769 763 A2 um método de codificação para comunicações entre balizas e aparelhos de veículos, que no início de uma comunicação trocam identificações derivadas para esta comunicação de balizas. Os aparelhos de veículos dispõem neste caso de cópias locais da chave comum de sistema.

Os sistemas de portagens de estradas DSRC (Dedicated Short Range Communication Toll System (sistema de comunicações de curto alcance dedicado)) são, por exemplo, regulados pelas normas ISO 14906 e EN 15509; a comunicação DSRC na interface via rádio pode neste caso por exemplo ser realizada de acordo com a norma WAVE IEEE 1609.11. Por questões de segurança em sistemas de portagens de estradas DSRC deste género as chaves comuns de sistema (Master Keys -chaves mestras) não são memorizadas nos aparelhos de veículos (Onboard Units, OBUS), mas os mesmos apenas recebem chaves individuais derivadas das mesmas (Derived Keys). A partir da interface via rádio DSRC só estas chaves individuais são comunicadas ou utilizadas. A identificação derivada, necessária para o efeito, nas normas ISO 14906 ou EN 15509, designada por "Aey Diversifier", representa uma identificação individual para cada aparelho de veículo da respectiva regra utilizada para a derivação da chave individual (Derived Key) da chave comum de 2 ΕΡ 2 360 646/ΡΤ sistema (Master Key - chave mestra). A identificação derivada (Key Diversifier) é anunciada, de acordo com o estado da técnica, quando de cada comunicação entre um aparelho de veiculo e uma baliza, pelo aparelho do veiculo, à baliza, para que esta possa do código para todo os sistema "on the fly" derivar a respectiva chave individual do aparelho de veiculo para comunicação ou acesso ao aparelho de veiculo. 0 presente invento baseia-se na consideração de que esta situação envolve um problema de protecção de dados. Dado que a identificação derivada - específica do aparelho de veículo - quando de cada comunicação via rádio DSRC é, em primeiro lugar, transmitida a partir do aparelho de veículo através da interface via rádio, podia, por intermédio de escutas da interface via rádio ou de uma leitura sistemática, fraudulentas de um aparelho de veículo a passar, o mesmo respectivamente ser identificado e assim ser seguido o seu trajecto. Com isto poderia ser elaborado um perfil de movimentos de um determinado aparelho de veículo ou do seu utilizador num sistema de portagens de estradas. 0 invento soluciona, pela primeira vez, o problema aqui enunciado da protecção de dados, visto que o aparelho de veículo, durante comunicações com sucessivas balizas transmite identificações derivadas alternadas, quando a baliza, no âmbito de uma comunicação com um aparelho de veículo, transmite para o mesmo, pelo menos, um novo par composto pela chave individual e a respetiva identificação derivada, a qual o veículo utiliza numa nova comunicação. Deste modo já não é possível, seguir os aparelhos de veiculo com base nas identificações derivadas das comunicações DSRC emitidas pelos mesmos, durante um período de tempo prolongado ou através de várias zonas de balizas. De acordo com o invento as identificações derivadas são, durante o trajecto do veículo através das várias zonas de balizas alteradas continuamente.

De preferência a baliza transmite o referido par no final da comunicação e também, de particular preferência, apenas no caso de reduzida ocorrência de comunicação actual ("dependente do tráfego"), para não prejudicar as suas funções de portagem, por meio de funções de protecção de dados adicionais. 3 ΕΡ 2 360 646/ΡΤ

De acordo com uma outra forma de realização do invento uma reserva de pares de chaves individuais e as respectivas identificações derivadas são memorizadas num aparelho de veiculo e o aparelho de veiculo selecciona, no âmbito de uma comunicação com uma baliza, um par desta reserva, e utiliza o mesmo para a comunicação, em que no âmbito de uma comunicação com um aparelho de veiculo transmite ao mesmo, pelo menos, um novo par de chave individual e a respetiva identificação derivada, o qual o aparelho de veiculo memoriza na sua reserva para uma selecção posterior. Deste modo pode ser atingida uma elevada segurança de protecção de dados, porque a identificação derivada é frequentemente altera, sendo ao mesmo tempo reduzida a carga adicional das balizas e da interface via rádio. De preferência o mencionado par é seleccionado, de forma aleatória ou pelo menos pseudo-aleatória a partir da reserva, no aparelho de veiculo. 0 invento é particularmente adequado para as comunicações de acordo com a norma DSRC ISO 14906 ou EN 15509 ou normas compatíveis com as mesmas, em que a identificação derivada é o "Key Diversifier" destas normas. 0 invento é a seguir explicado em pormenor na base nos exemplos de realização representados nos desenhos anexos. Os desenhos mostram nas Fig. 1 e Fig. 2 um diagrama de blocos e um diagrama sequencial de uma primeira forma de realização do método do invento; e nas Fig. 3 e Fig. 4 um diagrama de blocos e um diagrama sequencial de uma segunda forma de realização do método do invento.

Nas Figs. 1 a Fig. 4 são mostrados de forma exemplificativa um aparelho de veiculo (Onboard Unit OBU) e de forma exemplificativa uma baliza (Roadside Equipment) RSE de um sistema de portagens de estradas com uma pluralidade de aparelhos de veiculo OBU e balizas RSE. Os aparelhos de veiculo OBU e as balizas RSE comunicam entre si respectivamente através de uma interface via rádio 1 de curto alcance de acordo com a norma DSRC (Dedicated Short Range Communication) , em particular, de acordo com a norma ISO 14906 ou EN 15509 ou normas baseadas nas mesmas ou 4 ΕΡ 2 360 646/ΡΤ compatíveis com as mesmas. São mostradas por um lado nas Fig. 1 e 2 e por outro lado nas Fig. 3 e 4 duas formas de realização diferentes de um método de comunicação DSRC de acordo com o invento na interface via rádio 1.

Em ambas as variantes as balizas RSE dispõem, respectivamente, de uma ou várias chaves MK (Master Key -chave mestra) para todo o sistema. Por exemplo estão ligadas a uma central (não representada), a qual gere a ou as chaves MK para as balizas RSE ou distribui esta ou estas para as balizas.

Por razões de segurança uma chave MK para todo o sistema não é memorizada nos aparelhos de veículo OBU, mas em vez disso os mesmos mantêm apenas as chaves DK (Derived Keys) derivadas individualmente da mesma. As chaves individuais DK podem ser utilizadas para a codificação da comunicação na interface via rádio 1 (como "Encryption Keys") e/ou para autorização de acesso ("Access Credential Keys") para o acesso aos dados memorizados no aparelho de veiculo OBU, como é do conhecimento de um especialista na técnica.

As chaves individuais DK são derivadas da chave comum de sistema MK, de acordo com uma regra de derivação predefinida, em que a identificação da derivação ("Key Diversifier") Div identifica a respetiva regra de derivação específica do aparelho de veículo, utilizada ou é um parâmetro desta regra de derivação, isto é DK = f (MK, Div) . A chave individual DK pode ser apenas formada a partir do código MK comum do sistema com o conhecimento da identificação de derivação Div.

De acordo com a variante do método das Figs. 1 e 2 a baliza RSE transmite numa primeira etapa 2 a sua tabela de serviços (Beacon Service Table, BST) para um aparelho de veiculo OBU que passa. 0 aparelho de veículo OBU responde então com a sua própria tabela de serviços (Vehicle Service Table, VST), a qual também contém a sua identificação derivada actual Div (etapa 3). A baliza RSE pode agora derivar a chave individual DK do respectivo aparelho de veículo OBU a partir da chave comum de sistema MK (etapa 4) 5 ΕΡ 2 360 646/ΡΤ com base na identificação derivada Div e utilizar a mesma para a continuação das comunicações, por exemplo com "Encryption Key" (chave de codificação) ou Access Credential Key (chave credencial de acesso) (etapa 5).

No final da comunicação 5, a baliza RSE gera uma nova identificação derivada Div, de uma forma aleatória, e calcula a correspondente chave individual DK (etapa 6). Numa etapa 7 a baliza RSE transmite este par (Div, DK) para o aparelho de veiculo OBU. O aparelho de veiculo OBU memoriza o par recebido (Div, DK) , para utiliza o mesmo na próxima ou pelo menos numa das próximas comunicações 2-5, seja com esta ou com uma outra baliza RSE no seu trajecto.

As Figs. 3 e 4 mostram uma forma de realização alternativa, em que as mesmas referências se referem aos mesmos elementos. O aparelho de veiculo OBU contém neste caso uma reserva (Pool) 8 de pares de identificações derivadas diferentes Divi e as correspondentes chaves individuais DKi. A reserva 8 pode ser previamente calculada a partir da chave comum de sistema MK , por exemplo, quando da iniciação ou entrega de um aparelho de veiculo OBU numa estação de programação OPS (OBU Programming Station,), e memorizada no aparelho de veiculo OBU.

Após a solicitação BST através da baliza RSE o aparelho de veiculo OBU selecciona agora numa etapa 9 ("randomize i") de forma aleatória (ou pseudo-aleatória) um par (Divi, DKi) da sua reserva 8 e envia a identificação derivada Divi do par seleccionado na resposta VST à baliza RSE (etapa 10) . Em alternativa o par (Divi, DKi) também poderia ser seleccionado de acordo com determinadas regras a partir da lista de pares na reserva 8, por exemplo respectivamente em primeiro lugar o par utilizado mais antigo respectivamente o menos recente. A baliza RSE pode agora novamente na etapa 4, a partir da chave comum de sistema MK e da identificação derivada Divi recebida, derivar o correspondente chave individual DKi e utiliza-lo para a continuação da comunicação 5.

Opcionalmente as formas de realização das Fig. 1, 2 e 3, 4 podem ser combinadas entre si. Assim a baliza RSE na forma de realização da Fig. 3, 4 poderia por exemplo no final da comunicação 5 - quando ela tiver o tempo suficiente, isto é a ocorrência de comunicações com este e outros aparelhos de 6 ΕΡ 2 360 646/ΡΤ veículo OBU for neste momento reduzido - de forma análoga como a etapa 6 gerar um novo par (Divj, DKj) e de forma análoga como a etapa 7 envia-lo ao aparelho de veículo OBU, o qual memoriza o par (Divj, DKj) na sua reserva 8 - substituindo um par já utilizado ou adicionalmente aos pares existentes - para a utilização posterior. 0 invento não se restringe às formas de realização representadas, mas sim compreende todas as variantes e modificações que se integram no âmbito das reivindicações anexas.

Lisboa, 2012-08-20

Claims

ΕΡ 2 360 646/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Método de comunicação de curto alcance dedicada DSRC entre balizas (RSE) e aparelhos de veiculo (OBU) num sistema de portagens de estradas, em que as balizas (RSE) têm de um chave comum de sistema (MK) e os aparelhos de veiculo (OBU) não dispõem da chave comum do sistema (MK) mas têm chaves individuais (DK), as quais são, respectivamente, formadas a partir da chave comum de sistema (MK) com base numa identificação derivada (Div) especifica do aparelho de veiculo, em que a identificação derivada (Div), quando de uma comunicação (3) a partir do aparelho de veículo (OBU), é transmitida para a baliza (RSE), a fim de permitir à baliza (RSE) a reprodução da chave individual (DK) para a codificação ou a descodificação da comunicação (5) com o aparelho de veículo (OBU) e/ou para o acesso aos dado memorizados no aparelho de veículo (OBU), caracterizado por o aparelho de veículo (OBU), quando da comunicação (2-5) com as sucessivas balizas (RSE), transmitir identificações alternadas (Div), por, no âmbito de uma comunicação (2-5) com um aparelho de veiculo (OBU) uma baliza (RSE) transmitir para o mesmo, pelo menos, um novo par composto por uma chave individual (DK) e a identificação derivada associado (Div), o qual o aparelho de veículo (OBU) utiliza numa comunicação (2-5) com uma próxima baliza (RSE).
2 - Método de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a baliza (RSE) transmitir o referido par (Div, DK) no final da comunicação (2-5).
3 - Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a baliza (RSE) transmitir o referido par (Div, DK) apenas no caso de reduzida ocorrência de comunicação actual.
4 - Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma reserva (8) de pares de chaves individuais (DKi) e as correspondentes identificações derivadas (Divi) serem memorizadas num aparelho de veículo (OBU) e o aparelho de veículo (OBU) seleccionar, no âmbito de uma comunicação (2-5) com uma baliza (RSE), um par desta reserva (8) e utilizar o mesmo como parte desta comunicação (2-5), em que a baliza (RSE), no âmbito de uma comunicação (2-5) com um aparelho de veiculo (OBU), transmite ao mesmo, pelo menos, um novo par composto por uma chave individual ΕΡ 2 360 646/ΡΤ 2/2 (DKj) e a correspondente identificação (Divj), o qual o aparelho de veiculo (OBU) memoriza na sua reserva (8).
5 - Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o par (Díví, DKi) ser seleccionado, de forma aleatória ou pelo menos pseudo-aleatória da reserva (8), no aparelho de veículo (OBU).
6 - Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por, a comunicação (2-5) se realizar de acordo com a normas DSRC ISO 14906 ou EN 15509 ou normas compatíveis com as mesmas, sendo a identificação derivada (Div) o "Key Diversifier" destas normas. Lisboa, 2012-08-20