被动无钥匙进入系统技术方案

一种用于电子锁的被动无钥匙进入系统，包括锁装置和密钥卡，锁装置包括锁控制器、RF发送器和接收器，密钥卡具有控制器、RF发送器和接收器。密钥卡在解锁事件中生成用以对锁解锁的消息。控制器共享指定要在装置与密钥卡之间双向交换的消息序列的参数的秘密，该参数在每个解锁事件与紧随之后的解锁事件之间变化。针对每个解锁事件，控制器之一根据指定参数生成并发送消息序列的第一消息。另一控制器响应于接收到第一消息根据指定参数发送序列的第二消息。序列的至少一个消息包括多个帧，相邻帧通过帧间间隔彼此分隔开。序列中的相邻消息通过消息间间隔彼此分隔开。序列的给定消息与紧接之前或紧随之后的消息之间的消息间间隔不长于第一帧间间隔。

Passive keyless entry system

【技术实现步骤摘要】
被动无钥匙进入系统
本专利技术涉及被动无钥匙进入系统，并且特别涉及用于车辆的被动无钥匙进入系统。
技术介绍
密钥卡或钥匙包括用于与车辆中的相应接收器通信以锁定或解锁车门的RF发送器的无钥匙进入系统已被证明是机动车辆的非常普遍的选择。最初，这些系统需要要被致动以便锁定或解锁车辆的门的密钥卡上的按钮或其他致动器。然而，随后，设计了所谓的被动无钥匙进入系统，其中当用户靠近车辆时不需要用户与密钥卡交互以解锁或锁定车辆的门。这样的系统通过检测密钥卡与车辆发送器以及发出周期性信标信号的车辆的接近度来工作，该周期性信标信号当由密钥卡检测到时使密钥卡醒来并提供响应。如果响应来自配对的密钥卡，则车门被解锁。其他被动无钥匙进入系统要求：用户触摸或接近汽车的门把手，电容感测用于检测存在，从而使车辆向密钥卡发送唤醒消息。密钥卡提供响应，并且如果密钥卡是配对的密钥卡，则车门被解锁。这样的系统的密钥卡还可以包括按钮或等同的致动器，以使用户能够使密钥卡从更远的距离向车辆发送信号以锁定或解锁汽车——或者甚至远程启动车辆。尽管无钥匙进入系统通常具有改善的车辆安全性，但是与使用常规机械钥匙相比，已发现被动无钥匙进入系统具有安全弱点。该弱点被称为“中继攻击”。在中继攻击中，两个潜在的盗窃者一起工作。盗窃者之一位于车辆附近，而另一盗窃者使他自己位于靠近携带密钥卡的车辆的拥有者处。盗窃者中的每一个都有射频设备，这两个设备通过物理电缆连接，或者更常见的是，这两个设备通过另一射频链路连接。偷盗车辆的盗窃者接近车辆，并且如果需要，提升或触摸门把手。该动作触发汽车内部的低频发送器发出唤醒信号。盗窃者的射频设备接收唤醒信号并将该唤醒信号转发至另一盗窃者的设备。然后由第二盗窃者的在密钥卡的范围内的射频设备发送唤醒信号。接收到转发的唤醒信号的密钥卡做出响应，并且由密钥卡发出的信号被第二盗窃者的RF设备接收并被转发至第一盗窃者的设备。第一盗窃者的设备发出来自密钥卡的转发的响应，欺骗安装在车内的系统使其相信密钥卡位于足够靠近汽车处，因此车门被解锁。同样的过程有效地欺骗汽车系统使其相信密钥卡存在，从而允许汽车被启动并被驾驶离开。本专利技术试图使这样的中继攻击更少成功。
技术实现思路
在第一实施方式中，本专利技术提供了一种用于电子锁的被动无钥匙进入系统，该系统包括：锁装置，其包括第一控制器、第一RF发送器和第一RF接收器；以及密钥卡，其包括密钥卡控制器、第二RF发送器和第二RF接收器，该密钥卡被配置成在解锁事件中生成用以对锁进行解锁的消息；其中：第一控制器和密钥卡控制器共享秘密，该秘密指定要使用第一RF发送器和第二RF接收器以及第二RF发送器和第一RF接收器在锁装置与密钥卡之间双向交换的消息序列的参数，该参数在每个解锁事件与紧随之后的解锁事件之间变化；其中，针对每个解锁事件，第一控制器和密钥卡控制器中的一个被配置成根据所指定的参数生成消息序列的第一消息，并且使第一RF发送器或第二RF发送器中的一个根据所指定的参数发送序列的第一消息；并且第一控制器和密钥卡控制器中的另一个被配置成响应于接收到序列的第一消息来控制第一RF发送器和第二RF发送器中的另一个根据所指定的参数发送序列的第二消息；并且第一控制器还被配置成仅在第一接收器正确接收到序列所需的由密钥卡发送的消息或每个消息的情况下解锁电子锁；并且其中，消息序列的至少一个消息包括多个帧，每个帧包括特定的比特序列，多个帧的相邻帧通过帧间间隔彼此分隔开；消息序列中的相邻消息通过消息间间隔彼此分隔开；并且所指定的参数使得序列的给定消息包括第一帧间间隔，并且序列的所述给定消息与紧接之前的消息和紧随之后消息中的至少一个之间的消息间间隔不长于所述第一帧间间隔更长。通过在序列的消息中引入帧间间隔，攻击者变得更难以判断传输中的间隙是否表示传输方向的改变。因此，当检测到传输中的间隙时，攻击者不能安全地切换其设备的传输方向。因此，攻击者可能创建反馈回路。使持续时间相当的帧间间隔和消息间间隔中的至少一些使得攻击者的任务更加困难。可选地，消息序列的给定消息可以包括至少三个帧，并且不同的相邻帧对由具有不同持续时间的帧间间隔分隔开。这加剧了攻击者面临的困难。可选地，序列的所述给定消息与序列的紧接之前或紧随之后的消息之间的消息间间隔具有在消息序列的所述给定消息的帧间间隔的持续时间之间的持续时间。这进一步加剧了攻击者面临的困难。有利地，第一控制器被配置成通过控制第一RF发送器向第二RF接收器发送指定消息序列的参数的第一加密消息来在第一控制器与密钥卡控制器之间共享秘密。以该方式提供或更新共享的秘密意味着攻击者可能更难以揭示控制消息序列的秘密。这进一步提高了安全性。可选地，第一RF发送器和第二RF发送器在相同的RF载波频率上操作使得攻击者更难以区分源自锁装置的信号与源自密钥卡的信号。优选地，第一控制器被配置成针对解锁电子锁的每次尝试来指定不同的参数集。通过该方式，使攻击者更难以预测序列的细节，并且因此更难以击败系统。可选地，加密消息中指定的参数包括以下中的至少一个：第一RF发送器或第二RF发送器是否要发送序列的第一消息的指示；序列中的每个消息的起始时间；序列中的每个消息的持续时间；序列中的相邻消息之间的间隔的持续时间。通过能够在这些各种参数之间进行选择，可以使系统更难以被攻击者攻克。在加密消息中指定的参数可以包括第一RF发送器或第二RF发送器是否要发送序列的第一消息的指示，以及序列中的每个消息的起始时间和序列中的每个消息的持续时间中的至少一个。具有其中序列的第一消息的源变化的系统并且改变序列的每个消息的起始时间和持续时间中的至少一个也可以增加击败系统的难度。第一控制器可以被配置成仅在第一控制器已识别出密钥卡已经与第一控制器配对之后控制第一RF发送器向第二RF接收器发送指定消息序列的参数的加密消息。这样的方法通过防止当没有检测到配对的密钥卡时传输加密消息来提高系统的安全性。利用这样的布置，锁装置还可以包括低频发送器以向密钥卡发送唤醒消息。第一RF发送器和第一RF接收器可以被配置为第一RF收发器，该第一RF收发器可以允许更紧凑的安装并且通过避免一些部件的重复来降低成本。类似地，第二RF发送器和第二RF接收器可以被配置为第二RF收发器。通过加密用于将参数从锁装置发送至密钥卡的消息——该密钥卡具有允许密钥卡解密消息的钥匙，根据本专利技术实施方式的系统的安全性可以通过使攻击者更难以预测系统的行为来提高。电子锁可以是车辆的锁，但是同样可以是房间、建筑物或其他结构或装备的锁。在本专利技术的另一实施方式中，提供了一种被配置用于被动无钥匙进入的电子锁装置，该锁装置包括：电子锁、用于与被配置成在解锁事件中生成对锁进行解锁的消息的密钥卡通信的RF发送器和RF接收器，以及控制器，其在操作上耦接至锁、RF发送器和RF接收器；其中，控制器与密钥卡共享秘密，该秘密指定要使用RF发送器和RF接收器在锁装置与密钥卡之间双向交换的消息序列的参数，该参数在每个解锁事件与紧随之后的解锁事件之间变化；控制RF发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电子锁的被动无钥匙进入系统，所述被动无钥匙进入系统包括：/n锁装置，其包括第一控制器、第一RF发送器和第一RF接收器；以及/n密钥卡，其包括密钥卡控制器、第二RF发送器和第二RF接收器，所述密钥卡被配置成在解锁事件中生成用以解锁所述锁的消息；/n其中，/n所述第一控制器和所述密钥卡控制器共享秘密，所述秘密指定要使用所述第一RF发送器和所述第二RF接收器以及所述第二RF发送器和所述第一RF接收器在所述锁装置与所述密钥卡之间双向交换的消息序列的参数，所述参数在每个解锁事件与紧随之后的解锁事件之间变化；/n其中，针对所述每个解锁事件，所述第一控制器和所述密钥卡控制器中的一个被配置成根据所指定的参数生成所述消息序列的第一消息，并且使所述第一RF发送器或所述第二RF发送器中的一个根据所指定的参数发送所述序列的所述第一消息；/n并且所述第一控制器和所述密钥卡控制器中的另一个被配置成响应于接收到所述序列的所述第一消息来控制所述第一RF发送器和所述第二RF发送器中的另一个根据所指定的参数发送所述序列的第二消息；并且所述第一控制器还被配置成仅在所述第一接收器正确接收到所述序列所需的由所述密钥卡发送的消息或每个消息的情况下解锁所述电子锁；并且其中，/n所述消息序列中的至少一个消息包括多个帧，每个帧包括特定的比特序列，所述多个帧中的相邻帧通过帧间间隔彼此分隔开；/n所述消息序列中的相邻消息通过消息间间隔彼此分隔开；/n并且所指定的参数使得所述序列的给定消息包括第一帧间间隔，并且所述序列的所述给定消息与紧接之前的消息和紧随之后的消息中的至少一个之间的消息间间隔不长于所述第一帧间间隔。/n...

【技术特征摘要】
20180725 US 16/044,6471.一种用于电子锁的被动无钥匙进入系统，所述被动无钥匙进入系统包括：
锁装置，其包括第一控制器、第一RF发送器和第一RF接收器；以及
密钥卡，其包括密钥卡控制器、第二RF发送器和第二RF接收器，所述密钥卡被配置成在解锁事件中生成用以解锁所述锁的消息；
其中，
所述第一控制器和所述密钥卡控制器共享秘密，所述秘密指定要使用所述第一RF发送器和所述第二RF接收器以及所述第二RF发送器和所述第一RF接收器在所述锁装置与所述密钥卡之间双向交换的消息序列的参数，所述参数在每个解锁事件与紧随之后的解锁事件之间变化；
其中，针对所述每个解锁事件，所述第一控制器和所述密钥卡控制器中的一个被配置成根据所指定的参数生成所述消息序列的第一消息，并且使所述第一RF发送器或所述第二RF发送器中的一个根据所指定的参数发送所述序列的所述第一消息；
并且所述第一控制器和所述密钥卡控制器中的另一个被配置成响应于接收到所述序列的所述第一消息来控制所述第一RF发送器和所述第二RF发送器中的另一个根据所指定的参数发送所述序列的第二消息；并且所述第一控制器还被配置成仅在所述第一接收器正确接收到所述序列所需的由所述密钥卡发送的消息或每个消息的情况下解锁所述电子锁；并且其中，
所述消息序列中的至少一个消息包括多个帧，每个帧包括特定的比特序列，所述多个帧中的相邻帧通过帧间间隔彼此分隔开；
所述消息序列中的相邻消息通过消息间间隔彼此分隔开；
并且所指定的参数使得所述序列的给定消息包括第一帧间间隔，并且所述序列的所述给定消息与紧接之前的消息和紧随之后的消息中的至少一个之间的消息间间隔不长于所述第一帧间间隔。


2.根据权利要求1所述的被动无钥匙进入系统，其中，所述消息序列的所述给定消息包括至少三个帧，并且不同的相邻帧对由具有不同持续时间的帧间间隔分隔开。


3.根据权利要求2所述的被动无钥匙进入系统，其中，所述序列的所述给定消息与所述序列的紧接之前或紧随之后的消息之间的消息间间隔具有在所述消息序列的所述给定消息的帧间间隔的持续时间之间的持续时间。


4.根据权利要求1所述的被动无钥匙进入系统，其中，所述第一控制器被配置成通过控制所述第一RF发送器向所述第二RF接收器发送指定所述消息序列的参数的第一加密消息来在所述第一控制器与所述密钥卡控制器之间共享所述秘密。


5.根据权利要求4所述的被动无钥匙进入系统，其中，所述第一控制器被配置成针对解锁所述电子锁的每次尝试来指定不同的参数集。


6.根据权利要求4所述的被动无钥匙进入系统，其中，在所述给定消息中指定的参数包括以下中的至少一个：
所述第一RF发送器或所述第二RF发送器是否要发送所述序列的第一消息的指示；所述序列中的每个消息的起始时间；所述序列中的每个消息的持续时间；所述序列中的相邻消息之间的帧间间隔的持续时间。


7.根据权利要求6所述的被动无钥匙进入系统，其中，在所述给定消息中指定的参数包括：所述第一RF发送器或所述第二RF发送器是否要发送所述序列的第一消息的指示；以及所述序列中的每个消息的起始时间和所述序列中的每个消息的持续时间中的至少一个。


8.根据权利要求4所述的被动无钥匙进入系统，其中，所述第一控制器被配置成仅在所述第一控制器已识别出所述密钥卡已经与所述第一控制器配对之后控制所述第一RF发送器向所述第二RF接收器发送指定消息序列的参数的给定消息。


9.根据权利要求8所述的被动无钥匙进入系统，其中，所述锁装置还包括低频发送器以向所述密钥卡发送唤醒消息。


10.根据权利要求1所述的被动无钥匙进入系统，其中，所述第一RF发送器和所述第一RF接收器被配置为第一RF收发器。


11.根据权利要求1所述的被动无钥匙进入系统，其中，所述第二RF发送器和所述第二RF接收器被配置为第二RF收发器。


12.根据权利要求1所述的被动无钥匙进入系统，其中，所述电子锁是车辆的锁。


13.根据权利要求1所述的被动无钥匙进入系统，其中，所述第一RF发送器和第二RF发送器在相同的RF载波频率上工作。


14.一种被配置用于被动无钥匙进入的电子锁装置，所述电子锁装置包括：
电子锁；用于与被配置成在解锁事件中生成用以解锁所述锁的消息的密钥卡通信的RF发送器和RF接收器；以及控制器，其在操作上耦接至所述锁、所述RF发送器和所述RF接收器；其中，所述控制器与所述密钥卡共享秘密，所述秘密指定要使用所述RF发送器和所述RF接收器在所述锁装置与所述密钥卡之间双向交换的消息序列的参数，所述参数在每个解锁事件与紧随之后的解锁事件之间变化；
控制所述RF发送器根据所指定的参数向所述密钥卡发送所述序列的至少一个消息；
控制所述RF接收器根据所指定的参数接收由所述密钥卡发送的所述序列的至少一个消息；
并且其中，所述消息序列的至少一个消息包括多个帧，每个帧包括特定的比特序列，所述多个帧中的相邻帧通过帧间间隔彼此分隔开；
所述消息序列中的相邻消息通过消息间间隔彼此分隔开；以及
所指定的参数使得所述序列的给定消息包括第一帧间间隔，并且所述序列的所述给定消息与紧接之前的消息和紧随之后的消息中的至少一个之间的消息...

【专利技术属性】
技术研发人员：林兴平，
申请(专利权)人：美国BCS接入系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US