Brevet FR2652216A1 — publié le 19910322

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de génération et de validation d'un mes- sage numérique d'identification d'au moins une station d'émission de ce message vers une station de réception de celui-ci et une application de ce dispositif. On connait déjà dans l'état de la technique de nombreux systèmes radiants de commande à distance par exemple à haute fréquence ou à infrarouge, qui émettent un mot de passe adapté pour être reçu et reconnu par un récepteur approprié.. Ces systèmes sont par exemple utilisés pour assurer le verrouillage ou le déverrouillage d'une porte par exemple de garage, de maison ou de véhicule automobile. Cependant, tous les systèmes connus appor- tent plus de confort que de sécurité et présentent au moins l'un des inconvénients majeurs que sont la copie et la reproduction du message ou la violabilité par exploration systématique ("scanning") que l'on ne peut éviter que par un blocage momentané du système. Il existe en effet dans l'état de la techni- que deux grands types de systèmes, les uns utilisant des codes fixes et les autres, des codes mobiles. Les codes fixes de même que les codes mobiles, c'est à dire à changement de code après cha- que usage, sont facilement copiables et explorables. En effet, pour les codes mobiles, la connaissance de l'opérateur permettant de passer du message Mn au message Mn + 1, qui est tenu secret par le fabricant, est vite obtenue en cas de production en grande série, ce qui rend illusoire la sécurité procurée par ces systèmes. De plus, leur désynchronisation inévitable réduit énormément le nombre de combinaisons possibles. Les codes mobiles à changement de code de temps en temps sont copiables et reproductibles pen- dant une certain temps et sont d'autant plus explora- bles que la période entre deux changements de code est longue. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un procédé et un dispositif de génération et de validation d'un message numérique d'identification d'une station d'émission qui permette d'identifier une station d'émission de ce message, par exemple parmi un certain nombre de stations possibles, et qui ne soit pas susceptible de copie, de reproduc- tion, d'exploration ou même de détermination par con- naissance de plusieurs messages et de l'opérateur. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de génération et de validation d'un message numérique d'identification d'au moins une station d'émission de ce message vers une station de réception de celui-ci, caractérisé en ce que, ces stations d'é- mission et de réception comportant des horloges au moins à peu prés synchrones, on affecte à ces stations un nombre N quelconque, en ce que le message codé est obtenu dans la station d'émission, en: a) calculant un premier temps Tie à partir du temps écoulé depuis l'initialisation de l'horloge de cette station d'émission, éventuellement en tenant compte du temps écoulé entre l'initialisation de cette horloge et celle de l'horloge de la station de récep- tion, si ces initialisations n'ont pas été simulta- nées, b) calculant un premier code Ael à partir de N et de Tie suivant une première relation, c) calculant un second code Ae2 à partir du premier code Ael suivant une seconde relation, d) calculant le message codé M à partir de N. Tie et Ae2, suivant une troisième relation, et en ce que l'opération de validation est réalisée, dans la station de réception, en: e) calculant un second temps Tirl à partir du temps écoulé depuis l'initialisation de l'horloge de la station de réception, éventuellement en tenant compte du temps écoulé entre l'initialisation de cette horloge et celle de l'horloge de la station d'émis- sion, si ces initialisations n'ont pas été simultanées et dans le cas o on n'a pas tenu compte de ce temps pour le calcul de Tie, f) calculant un troisième code Arn à partir du message codé reçu M, de N et de Tirl, en utilisant la troisième relation, g) calculant un quatrième code Ar2 à partir des n bits de poids fort du code Arl, non affectés par la dérive des horloges des stations d'émission et de réception, n étant le nombre de bits du premier code Ael, h) calculant un cinquième code Ar3 à partir du quatrième code Ar2 suivant la seconde relation, i) calculant un troisième temps Tir2 à par- tir du message codé reçu M, de N et de Ar3, en utili- sant la troisième relation, j) calculant un sixième code Ar4 à partir de N et de Tir2 en utilisant la première relation, et k) en vérifiant que le code Ar2 est égal au code Ar4 et que la valeur absolue de la différence Tir2 - Tirn est inférieure à un seuil déterminé, pour valider l'identification. Selon un autre aspect, l'invention a égale- ment pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel que décrit précédemment, caractérisé en ce que les stations d'émission et de réception compor- tent chacune un calculateur relié à une mémoire de stockage du ou de chaque nombre N affecté et à une horloge. Selon un autre aspect, l'invention a égale- ment pour objet une application du dispositif tel que décrit précédemment, à la commande du verrouillage et du déverrouillage d'au moins une serrure de porte de véhicule automobile, dans laquelle la station d'é- mission est autonome et la station de réception est disposée dans le véhicule, la validation du message d'identification déclenchant la commande du verrouil- lage ou du déverrouillage de la serrure. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 représente un schéma synoptique d'un mode de réalisation d'une station d'émission entrant dans la constitution d'un dispositif de génération et de validation selon l'invention; - la Fig.2 représente un schéma synoptique d'un premier mode de réalisation d'une station de réception entrant dans la constitution d'un dispositif selon l'invention; et - la Fig.3 représente un schéma synoptique d'un second mode de réalisation d'une station de ré- ception entrant dans la constitution d'un dispositif selon l'invention. Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig.1, une station d'émission, entrant dans la constitution d'un dispositif selon l'invention, comporte un calculateur 1 relié à une horloge 2 et à une mémoire 3 de stockage d'un nombre N quelconque affecté à cette station d'émission. Ce calculateur est également relié à un or- gane 4 de déclenchement de l'émission d'un message numérique d'identification de cette station, cet organe étant constitué par exemple par un bouton poussoir, et à des moyens d'émission 5 de ce message en direction d'une station de réception. La génération du message numérique d'iden- tification de cette station d'émission est obtenue par les différentes étapes du procédé décrit ci-dessous. Dans un premier temps, le calculateur 1 cal- cule un premier temps Tie à partir du temps écoulé depuis l'initialisation de l'horloge de cette station d'émission. Eventuellement et comme cela sera décrit plus en détail par la suite, lors de ce calcul, le calculateur peut tenir compte du temps écoulé entre l'initialisation de cette horloge de la station d'émission et celle de l'horloge d'une station de réception associée, si ces initialisations n'ont pas été simultanées. Après le calcul de ce premier temps Tie, le calculateur 1 calcule un premier code Ael à partir de N et de Tie suivant une première relation. A titre d'exemple, ce premier code Ael peut être calculé à partir du nombre N quelconque affecté à cette station d émission et du temps Tie, donnés ci- dessous en numérique, par une opération réversible, l'écriture étant décimale. N = nl n2 n3 n4 n5 n6 Tie = tl t2 t3 t& t5 tS t7 t8 Ael = úni - *Etij (t7 t8 f 1) Le code Ael se présente alors sous la forme d'un nombre exceptionnellement nul à quatre chiffres et à variation rapide et erratique, représenté par: Ael = al a2 a3 aI A partir de ce code Ael et suivant une seconde relation, le calculateur calcule un second code Ae2 en mettant par exemple bout à bout deux fois le code Ael, comme indiqué ci-dessous: Ae2 = al a2 a3 a4 al a2 a3 a4 Apres ces différents calculs, le calculateur calcule un message codé M à partir de N. de Tie et de Ael suivant une troisième relation qui peut par exem- ple être une addition des différents éléments mention- nés précédemment. Dans ce cas, cette opération se présente de la façon suivante: N = nl n2 n3 n4 n5 n6 Tie = tl t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 Ae2 = al a2 a3 a4 al a2 a3 a4 M = ml m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 Ce message est alors transmis par le calcu- lateur 1 aux moyens d'émission 5 de cette station d'é- mission, ceux-ci se chargeant de transmettre ce messa- ge sous une forme quelconque vers des moyens de récep- tion d'une station de réception dont le schéma synop- tique d'un mode de réalisation est donné sur la Fig.2. Sur cette figure 2, on peut constater que la station de réception comporte un calculateur 6 relié à des moyens 7 de réception du message codé, à une hor- loge 8 et à des moyens de stockage 9 du nombre N af- fecté à la station d'émission. Bien entendu, les horloges des stations d'émission et de réception sont au moins à peu prés synchrones. Plusieurs stations d'émission peuvent être associées à cette station de réception, ces stations d'émission étant alors affectées de nombres d'iden- tification N différent également introduits dans les moyens de mémorisation 9 de la station de réception, pour permettre la validation d'un message provenant de l'une ou l'autre de ces stations. Dans l'exemple de réalisation décrit en re- gard de cette figure 2, on considère que les horloges des stations d'émission et de réception sont initiali- sées au meme instant. Dans ce cas, le calculateur 6 calcule un second temps Tirl à partir du temps écoulé depuis l'initialisation de l'horloge de cette station de réception. A la suite de ce calcul de Tirl, le calcula- teur calcule un troisième code Arl à partir du message codé reçu M, d'un nombre N choisi dans la mémoire 9 et du temps Tirl, en utilisant la troisième relation dé- crite précédemment. Cette opération peut alors s'écrire dans l'exemple décrit: M = ml m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 N = nl n2 n3 n4 n5 n6 Tirl= tl t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 Arl = al a2 a3 a4 aS aS a7 a8 La troisième relation qui était pour la génération du message d'identification M, une addition des termes N, Tie et Ae2 devient maintenant une sous- traction à partir de M, de l'un des nombres N prélevé dans la mémoire 9 est de Tirl obtenu à partir de l'horloge 8 de la station de réception. Le message obtenu Arl comporte huit chiffres al à a8 respectivement. Le calculateur 6 de la station de réception calcule alors un quatrième code Ar2 à partir des n bits de poids fort du code Arl, n étant le nombre de bits du premier code Ael mentionné précé- demment. Les n bits de poids fort du code Arl ne sont pas affectés par la dérive possible des horloges des stations d'émission et de réception, ce qui permet d'obtenir un code équivalent au code Ael décrit pré- cédemment. Ce code Ar2 reprend alors par exemple les quatre premiers bits al à a4 du code Ar1, à partir desquels le calculateur 6 calcule un cinquième code Ar3 suivant la seconde relation mentionnée précédem- ment, c'est à dire par exemple en reproduisant bout à bout deux fois ce code Ar2. Le code Ar3 se présente alors de la façon suivante: Ar2 = al a2 a3 a4 Ar3 = al a2 a3 a4 al a2 a3 a4 A la suite de cette opération, le calcula- teur 6 de la station de réception calcule un troisième temps Tir2 à partir du message codé reçu M, du nombre N sélectionné et de Ar3 en utilisant la troisième relation. Ceci se présente alors de la façon suivan- te: M = ml m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 N = nl n2 n3 n4 n5 n6 Ar3 = al a2 a3 a4 al a2 a3 a4 Tir2 = tl t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 Le calculateur peut alors calculer un sixième code Ar4 à partir de N et de Tir2 en utilisant la première relation mentionnée précédemment, comme suit: Ar4 =:ni - I tit (t7 t8 + 1) Pour valider l'identification, le calcula- teur vérifie alors que le code Ar2 est égal au code Ar4 et que la valeur absolue de la différence Tir2 - Tirl est inférieure à un seuil déterminé, ce seuil pouvant être lié, comme cela sera décrit plus en dé- tail par la suite, à une dérive réaliste des horloges. Bien entendu, en cas de défaut de corres- pondance entre les codes pour le nombre N sélectionné, le calculateur effectue une tentative de validation pour chaque nombre N. On conçoit donc que le calculateur de la station de réception effectue un calcul d'un premier code à partir des informations du message codé, d'un nombre N en mémoire et du temps écoulé depuis l'ini- tialisation de sa propre horloge. Il effectue ensuite un second calcul pour déterminer par une autre voie, et à partir d'informa- tions tirées des informations mentionnées précédemment pour le premier calcul, un second code qui est comparé au premier pour valider le message en cas de corres- pondance. La station de réception peut également être dotée de moyens de stockage pour la ou chaque station d'émission associée, du temps Tir2 calculé lors du message précédent reçu de cette station. Lors de la validation du message suivant, le calculateur compare le temps Tir2 calculé à partir des informations con- tenues dans le message reçu, au temps Tir2 stocké en mémoire, c'est à dire au temps Tir2 calculé à partir du message précédent, pour ne valider l'identification que si le temps Tir2 calculé à partir des informations contenues dans le message reçu, est supérieur au temps Tir2 stocké et correspondant au temps calculé à partir du message précédent. Ces deux temps peuvent également être uti- lisés pour calculer le seuil déterminé mentionné pré- cédemment, par exemple suivant la relation Tir2 cal- culé - Tir2 stocké / 100 000. On a mentionné précédemment que dans l'exem- ple décrit, les horloges des stations d'émission et de réception sont initialisées simultanément. Il va de soi que ces initialisations peuvent également être décalées dans le temps et qu'il y a alors lieu de tenir compte de ce décalage pour les différents calculs. Sur la Fig.3, on a représenté un mode de réalisation d'une station de réception adaptée pour tenir compte de ce décalage. Cette station de réception comporte toujours un calculateur 10 relié à des moyens de réception du message codé 11. Ce calculateur 10 est également relié à une série de moyens de mémorisation, par exemple 12, 13 et 14 affectés par exemple à différentes stations d'émis- sion et mémorisant pour chaque station, un nombre N affecté à cette station, le dernier Tir2 calculé pour cette station et un écart A T représentant le temps écoulé depuis la réception du dernier message de cette station d'émission. Une horloge 15 permet de réactualiser ces compteurs d'écart A T. En variante, cette station de réception peut être dotée de moyens de stockage du temps écoulé entre l'initialisation des stations d'émission associées et la station de réception pour fournir une référence de décalage pour les différents calculs. Dans tous les cas., lors des différents cal- culs, le calculateur de la station de réception tient compte de ce décalage entre les initialisations des horloges des stations d'émission et de réception, s'il existe, pour calculer des temps de manière cohérente et valider correctement le message. Il va de soi également que ce décalage entre l'initialisation de l'horloge de la station d'émission ou des stations d'émission associées et celle de l'horloge de la station de réception, peut être pris en compte au niveau du calcul du premier temps Tie par le calculateur de la station d'émission et que celui- ci peut alors être relié à des moyens de mémorisation de ce décalage. Dans les deux modes de réalisation de la station de réception représentés sur les Fig.2 et 3, les sorties S1 à Si du calculateur sont utilisées pour assurer différentes commandes par exemple d'organes mécaniques ou autres à la suite de la validation du message. C'est ainsi par exemple que le dispositif représenté sur ces figures peut être utilisé pour la commande du verrouillage et du déverrouillage d'au moins une serrure de porte de véhicule automobile, dans laquelle la ou chaque station d'émission est autonome et la station de réception est disposée dans le véhicule, la validation du message d'identification déclenchant la commande du verrouillage ou du déver- rouillage de la serrure. Bien entendu, d'autres utilisations peuvent être envisagées, comme par exemple, l'accès d'un terminal d'interrogation à une base de données, etc. REVENDICATIONS 1. Procédé de génération et de validation d'un message numérique M d'identification d'au moins une station d'émission de ce message vers une station de réception de celui-ci, caractérisé en ce que ces stations d'émission et de réception comportant des horloges (2,8; 15), au moins à peu près synchrones, on affecte à ces stations un nombre N quelconque, en ce que le message codé est obtenu, dans la station d'é- mission, en: a) calculant un premier temps Tie à partir du temps écoulé depuis l'initialisation de l'horloge de cette station d'émission, éventuellement en tenant compte du temps écoulé entre l'initialisation de cette horloge et celle de l'horloge de la station de récep- tion, si ces initialisations n'ont pas été simulta- nées, b) calculant un premier code Ael à partir de N et de Tie suivant une première relation, c) calculant un second code Ae2 à partir du premier code Ael suivant une seconde relation, d) calculant le message codé M à partir de N, Tie et Ae2, suivant une troisième relation, et en ce que l'opération de validation est réalisée, dans la station de réception, en: e) calculant un second temps Tirl à partir du temps écoulé depuis l'initialisation de l'horloge de la station de réception, éventuellement en tenant compte du temps écoulé entre l'initialisation de cette horloge et celle de l'horloge de la station d'émission, si ces initialisations n'ont pas été simultanées et dans le cas o on n'a pas tenu compte de ce temps pour le calcul de Tie, f) calculant un troisième code Ar1 à partir du message codé reçu M, de N et de Tir1, en utilisant la troisième relation, g) calculant un quatrième code Ar2 à partir des n bits de poids fort du code Arn, non affectés par la dérive des horloges des stations d'émission et de réception, n étant le nombre de bits du premier code Ael, h) calculant un cinquième code Ar3 à partir du quatrième code Ar2 suivant la seconde relation, i) calculant un troisième temps Tir2 à par- tir du message codé reçu M, de N et de Ar3, en utili- sant la troisième relation, j) calculant un sixième code Ar4 à partir de N et de Tir2 en utilisant la première relation, et k) en vérifiant que le code Ar2 est égal au code Ar4 et que la valeur absolue de la différence Tir2 - Tirl est inférieure à un seuil déterminé, pour valider l'identification. 2. Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que plusieurs stations d'émission étant associées à une station de réception, on affecte à chaque station d'émission un nombre N différent, et ces différents nombres, à la station de réception, et en ce qu'on effectue une tentation de validation d'un message reçu pour chaque nombre N affecté. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la station de réception stocke pour la ou chaque station d'émission, le dernier temps Tir2 calculé. 4. Procédé selon la revendication 3, carac- térisé en ce que lors de la validation, on compare le temps Tir2 calculé à partir des données contenues dans le message reçu au temps Tir2 stocké et correspondant à celui calculé à partir du message précédent et en ce qu'on valide l'identification si le temps Tir2 calculé est supérieur au temps Tir2 stocké. 5. Procédé selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le seuil déterminé est égal à Tir2 calculé - Tir2 stocké / 100 000. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les stations d'émission et de réception comportent chacune un calculateur (1, 6; 10) relié à une mémoire (3,9; 12, 13,14) de stockage du ou de chaque nombre N affecté et une horloge (2,8; 15). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la ou chaque station d'émission ou la station de réception comporte des moyens de sto- ckage du temps écoulé entre l'initialisation de l'hor- loge de la ou chaque station d'émission et celle de l'horloge de la station de réception. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la station de réception comporte des moyens (12,13,14) de stockage du dernier temps Tir2 calculé pour la ou chaque station d'émission et des moyens de comptage et de stockage du temps écoulé depuis la réception du dernier message de la station d'émission correspondante. 9. Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, à la commande du verrouillage et du déverrouillage d'au moins une serrure de porte de véhicule automobile, dans laquelle la station d'émission est autonome et la station de réception est disposée dans le véhicule, la validation du message d'identification déclenchant la commande du verrouillage ou du déverrouillage de la serrure.