Brevet FR2719962A1 — publié le 19951117

Dispositif électronique de sécurité et procédé pour son fonctionnement L'invention concerne un dispositif électronique de sécurité, notamment un dispositif empêchant le démarrage pour un véhicule automobile. Elle concerne également un procédé pour faire fonctionner un tel dispositif de sécurité. Un dispositif de sécurité connu (brevet allemand 37 29 024) comporte un émetteur- récepteur fixe placé dans le véhicule automobile et un transpondeur portable, qui y est associé. L'émetteur-récepteur envoie un signal d'interrogation qui contient un mot de code aléatoire (nombre aléatoire) et un mot de code d'identification (désigné ci-après sous le terme indicatif). Alors un signal de réponse est produit par15 le transpondeur et renvoyé uniquement lorsque le signal d'interrogation contient un indicatif autorisé. L'indicatif est codé au moyen du nombre aléatoire sur la base de plusieurs opérations mathématiques différentes. De ce fait, le décodage du code est fortement compliqué même dans le cas20 d'une écoute réitérée du dialogue. Cependant, dans un tel dispositif de sécurité, il s'établit un dialogue bidirectionnel entre l'émetteur- récepteur fixe et le transpondeur portable. C'est pourquoi, aussi bien l'émetteur-récepteur que le transpondeur doivent25 être tout d'abord accordé ou initialisé avant que le dialogue puisse se dérouler. L'invention a pour but de réaliser un dispositif électronique de sécurité du type indiqué plus haut, qui, moyennant une faible dépense, fournit une sécurité élevée 2 2719962 contre le vol et qui n'a pas besoin d'être initialisé. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, à l'aide d'un dispositif électronique de sécurité, notamment dispositif empêchant le démarrage pour un véhicule automobile, caractérisé par un émetteur servant à produire et à émettre un mot de code alternatif, un dispositif de codage qui est disposé dans l'émetteur et qui produit le mot de code alternatif, en appliquant des opérations mathématiques à au moins deux mots de code de base différents, un récepteur qui reçoit le mot de code alternatif, un dispositif de décodage qui est disposé dans le récepteur, qui décode le mot de code alternatif reçu, sur la base d'opérations mathématiques inverses, et le décompose en des mots de code de base, un dispositif de codage qui est disposé dans le récepteur et qui15 produit un mot de code alternatif à l'aide des mots de code de base décodés et des mêmes opérations mathématiques que dans l'émetteur, un dispositif comparateur qui compare entre eux le mot de code alternatif reçu et le mot de code alternatif produit dans le récepteur et, en cas de20 coïncidence, produit un signal de commande. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'un des codes de base est un mot de code aléatoire qui est produit à nouveau par un générateur de nombres aléatoires, disposé dans l'émetteur, lors de chaque actionnement de25 l'émetteur, et qu'un autre des mots de code de base, est un mot de code d'identification qui est mémorisé dans une unité de mémoire de l'émetteur et contient les informations ou les instructions de commande qui sont spécifiques à l'utilisateur.30 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'émetteur et le récepteur sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un bus dans le véhicule automobile. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'émetteur et le récepteur sont disposés respectivement dans un appareil de commande du véhicule automobile, les appareils de commande étant reliés entre eux par l'intermédiaire du bus. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'émetteur est monté sur une clé de démarrage et le récepteur est disposé dans un appareil de commande du moteur. Le problème est également résolu, conformément à l'invention, à l'aide d'un procédé pour faire fonctionner un dispositif électronique de sécurité selon l'une des dispositions précédentes, caractérisé par les étapes suivantes: production et émission d'un mot de code alternatif dans l'émetteur, par codage des mots de code de base, par exécution de l'opération mathématique sur ces mots de code; décodage du mot de code alternatif reçu dans le récepteur, moyennant l'application de l'opération mathématique inverse au mot de code alternatif, et par conséquent production de mots de code de base à partir du mot de code alternatif reçu, production d'un mot de code alternatif dans le récepteur, par application, aux mots de code de base décodés, des mêmes opérations mathématiques que20 dans l'émetteur, et comparaison du mot de code alternatif reçu ainsi que du mot de code alternatif produit dans le récepteur et production d'un signal de commande en cas de coïncidence. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les opérations mathématiques sont des combinaisons logiques des mots de code et de base, les mots de code de base représentant une suite tirée d'une réserve mathématique de codes. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le signal de commande est un signal d'autorisation pour un dispositif empêchant le démarrage. Conformément à une caractéristique particulière de l'invention, seule est réalisée une transmission unidirectionnelle d'un émetteur à un récepteur. Le signal35 d'émission est codé à l'aide d'un algorithme mathématique et 4 2719962 est transmis au récepteur. Le récepteur décode le signal reçu à l'aide de l'algorithme mathématique inverse et décompose le signal en ses éléments constitutifs antérieurs. Dans le récepteur est produit, avec le même algorithme que dans l'émetteur, un signal de code, qui est comparé au signal reçu. En cas de coïncidence entre les deux signaux, l'émetteur est accepté comme autorisé. On obtient une grande sécurité vis-à-vis d'une écoute sur la base de l'algorithme connu uniquement de l'utilisateur et du nombre aléatoire qui alterne en permanence. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente un schéma-bloc d'un dispositif électronique de sécurité selon l'invention, et - la figure 2 représente un organigramme servant à illustrer le procédé pour faire fonctionner le dispositif de sécurité de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté un schéma-bloc d'un dispositif électronique de sécurité qui peut être monté par exemple dans un véhicule automobile. Il sert à pouvoir faire démarrer le véhicule automobile uniquement en cas d'autorisation. Cependant, le dispositif de sécurité est également approprié pour d'autres cas d'utilisation, par exemple pour l'échange de données, protégées contre une écoute, entre deux appareils de commande situés dans le véhicule automobile. Le dispositif de sécurité comporte un émetteur 1 et un récepteur 2, qui sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un bus 3. Dans l'émetteur 1 est disposé un générateur de nombres aléatoires 11, qui, lors de l'actionnement d'un interrupteur 12 ou d'un contact électrique, produit un mot de code aléatoire (désigné ci-après sous l'expression nombre aléatoire). Les mots de code de base sont insérés d'une35 manière programmée, côté fabricant, dans une unité de mémoire 13, par exemple une mémoire ROM, de l'émetteur 1. Ils peuvent contenir un indicatif spécifique à l'utilisateur ou des inscriptions de commande déterminées, qui doivent être transmises au récepteur 2. Un codeur 14 code le nombre aléatoire conjointement avec au moins l'un des mots de code de base, par exemple l'indicatif, et produit un mot de code alternatif (désigné ci-après sous l'expression signal de code. Le signal de code est transmis par l'unité d'émission 15 au récepteur 2 par10 l'intermédiaire d'un bus 3. La transmission entre l'unité d'émission 15 et le bus 3 peut être formée galvaniquement ou également sans fil. Le récepteur 2 comporte une unité de réception 21, qui reçoit le signal de code. Un décodeur 22 décode le signal de code et décompose ce dernier en ses éléments constitutifs, c'est-à-dire en une suite de bits correspondant au nombre aléatoire et en une suite de bits correspondant à l'indicatif. Les éléments constitutifs du signal de code sont envoyés à un codeur 23 et y sont codés, ce qui aboutit à la20 production d'un signal de code. Le signal de code codé est envoyé à une unité de comparaison 24, qui compare le signal de code reçu au signal de code codé. Lorsque les deux signaux de code coïncident, c'est que l'émetteur 1 a émis l'indicatif correct, c'est-à-dire que l'émetteur 1 est accepté comme autorisé. Alors, l'unité de commande 25 produit un signal de commande qui est envoyé à l'unité électronique située dans le véhicule automobile et y est exécuté. En référence à l'organigramme de la figure 2, on va expliquer l'invention de façon plus détaillée. Lors de chaque actionnement de l'émetteur 1, un nombre aléatoire est produit. Le nombre aléatoire est constitué par une suite logique, qui a été produite à volonté selon un modèle prédétermine.35 Plusieurs mots de code de base sont mémorisés sous la 6 2719962 forme de suites de bits dans l'unité de mémoire 13 (ROM). Les mots de code de base peuvent contenir l'indicatif de l'émetteur 1 et/ou également une ou plusieurs instructions de commande qui doivent être retransmises par le récepteur 2 à un appareil de commande et doivent y être exécutées. L'indicatif est envoyé, conjointement avec le nombre aléatoire, au codeur 14 qui applique à ces suites de bits une ou plusieurs opérations mathématiques. Des opérations mathématiques peuvent être des combinaisons logiques, comme10 par exemple des combinaisons OU-EXCLUSIF. Un algorithme programmé côté fabricant peut être également appliqué à ces deux suites de bits. Ceci aboutit à la production du signal de code, qui est envoyé au récepteur 2. Les étapes opératoires exécutées côté émetteur sont représentées sur le15 côté gauche de la figure 2, et les étapes opératoires exécutées côté récepteur sont représentées sur le côté droit de la figure 2. La flèche en forme d'éclair symbolise la transmission entre l'émetteur 1 et le récepteur 2. Le récepteur 2 décode le signal de code, c'est-à-dire qu'il calcule en retour le signal de code sur la base d'une opération mathématique qui se déroule d'une manière inverse à l'opération mathématique intervenant dans l'émetteur 1. Il subdivise, par conséquent, le signal de code en deux suites de bits, qui correspondent à l'indicatif et au nombre25 aléatoire. Le codeur 23 code ces deux suites de bits au moyen de la même opération mathématique que celle qui est exécutée dans l'émetteur 1, et produit à nouveau le signal de code. Le nouveau signal de code produit et le signal de code reçu sont comparés entre eux dans l'unité de comparaison 24. Lorsque les deux signaux de code coïncident, l'émetteur 1 est accepté comme autorisé. Le signal de code est alors traité. Par conséquent, il se produit dans le récepteur 2 un calcul de contrôle, qui a pour objet de vérifier si l'émetteur 1 était autorisé à envoyer un signal au récepteur 2. En cas d'autorisation, le signal de commande est alors produit. 7? 2719962 Le signal de commande peut contenir une instruction de commande envoyée à un appareil de commande, non représenté, monté dans le véhicule automobile. De cette manière, le signal de commande peut être un signal d'autorisation pour le dispositif empêchant le démarrage, par le fait que l'autorisation est communiquée à l'unité de commande du moteur ou à un autre appareil commandant l'allumage ou l'injection. Le signal de commande peut, en outre, contenir l'indicatif de l'émetteur 1. On va expliquer de façon plus détaillée le codage et le décodage sur la base d'un exemple concret, dans lequel l'émetteur 1 pourrait transmettre l'instruction de commande "7E" hex (hexadécimal) = "1111 1110" bin (binaire) au récepteur 2 et, par conséquent, à une unité de commande raccordée au bus 4. Lors de l'actionnement de l'interrupteur, un nombre aléatoire "B4A" hex = "1011 0100 1010" bin est produit. Le numéro de l'émetteur 1 doit être "5" hex = "0101" bin Le numéro et l'instruction de commande doivent être transmis en commun en tant qu'indicatifs: "57E" hex = "0101 0111 1110" bin. L'indicatif est codé conjointement avec les nombres binaires, au moyen d'un circuit combinatoire OU-EXCLUSIF. On obtient25 alors le mot de code alternatif "E34" hex = "1110 0011 0100" bin. En outre, le nombre aléatoire doit être ajouté au mot de code alternatif, de sorte qu'on dispose du mot de code alternatif suivant pour la transmission30 "B4A E34" hex = "1011 0100 1010 1110 0011 0100" bin. Avant que le mot de code alternatif soit transmis, un codage est à nouveau exécuté, à savoir un décalage de bits à l'intérieur du mot de code alternatif (les deux derniers bits "00" du mot binaire sont décalés vers la gauche jusqu'aux premiers emplacements), de sorte que le mot de code binaire 8 2719962 suivant est transmis en tant que signal de code: "2D 2B 8D" hex = "0010 1101 0010 1011 1000 1101" bin. Le récepteur 2 annule tout d'abord ce décalage des bits, sépare le nombre aléatoire et applique également une combinaison OU- EXCLUSIF au code transmis. Le récepteur 2 sélectionne deux suites de bits, qui correspondent au nombre aléatoire et à l'indicatif. Ces bits sont alors codés exactement comme dans l'émetteur 1 et un mot de code alternatif est produit à partir de là. Ce mot de code10 alternatif codé dans le récepteur 2 est comparé au mot de code alternatif reçu par l'émetteur 1. Grâce à ce procédé de codage avec les nombres aléatoires, chaque information transmise est différente de l'information transmise auparavant. Un signal de code15 transmis une fois n'est plus valable à l'avenir. C'est pourquoi, la transmission peut être écoutée, mais les signaux écoutés ne peuvent pas être utilisés ensuite. Etant donné que l'algorithme mathématique, à l'aide duquel les signaux de code sont codés et décodés, est soit réglé de façon20 matérielle, soit programmé de façon logicielle, côté fabricant, dans l'émetteur 1 et le récepteur 2, l'utilisateur n'a pas à exécuter une initialisation du système. Le dispositif de sécurité peut être utilisé en tant que dispositif empêchant le démarrage. A cet effet, l'émetteur 1 est intégré dans une clé d'allumage ou de démarrage non représentée. Dès qu'on fait tourner la clé dans la serrure de contact, un contact électrique est fermé et de ce fait le nombre aléatoire est produit. Le procédé selon l'invention se déroule ensuite. Le fait que l'utilisateur est autorisé à30 faire démarrer le véhicule et que ceci doit alors s'effectuer, est communiqué au récepteur 2 sur la base de l'indicatif. L'émetteur 1 peut être également disposé dans un appareil de commande du véhicule automobile, qui est relié par l'intermédiaire du bus interne du véhicule, à un récepteur 2 situé dans un autre appareil de commande. On utilise le procédé selon l'invention lorsqu'il faut transmettre des informations importantes du point de vue de la sécurité, du premier appareil de commande au second5 appareil de commande. Un mot de code alternatif est contenu dans le signal de code. Le concept utilisé "code alternatif" représente une prescription, au moyen de laquelle les mots de code sont produits à partir d'un nombre fini de mot de code,10 conformément à un algorithme déterminé. Lors de chaque transmission, les mots de code diffèrent des mots de code transmis auparavant. Il s'agit par conséquent d'une suite mathématique, qui se répète au bout d'un nombre fini de transmissions - conditionné par la production du nombre15 aléatoire. REVENDICATIONS 1. Dispositif électronique de sécurité, notamment dispositif empêchant le démarrage pour un véhicule automobile, caractérisé par - un émetteur (1) servant à produire et émettre un mot de code alternatif, - un dispositif de codage (4), qui est disposé dans l'émetteur et produit le mot de code alternatif, en appliquant des opérations mathématiques à au moins deux mots de code de base différents, - un récepteur (2), qui reçoit le mot de code alternatif, - un dispositif de décodage (22), qui est disposé dans le récepteur et qui décode le mot de code alternatif reçu, sur la base d'opérations mathématiques inverses, et le décompose en des mots de code de base, - un dispositif de codage (23), qui est disposé dans le récepteur et qui produit un mot de code alternatif à l'aide des mots de code de base décodés et des mêmes opérations mathématiques que dans l'émetteur (1), un dispositif comparateur (24), qui compare entre eux le mot de code alternatif reçu et le mot de code alternatif produit dans le récepteur (2) et, en cas de coïncidence, produit un signal de commande. 2. Dispositif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'un des codes de base est un mot de code aléatoire, qui est produit à nouveau par un générateur de nombres aléatoires (11), disposé dans l'émetteur (1), lors de chaque actionnement de l'émetteur, et qu'un autre des mots de code de base, est un mot de code d'identification, qui est mémorisé dans une unité de mémoire Il 2719962 (13) de l'émetteur et contient les informations ou les instructions de commande qui sont spécifiques à l'utilisateur. 3. Dispositif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'émetteur (1) et le récepteur (2) sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un bus (3) dans le véhicule automobile. 4. Dispositif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'émetteur (1) et le récepteur (2) sont disposés respectivement dans un appareil de commande du véhicule automobile, les appareils de commande étant reliés entre eux par l'intermédiaire du bus (3). 5. Dispositif empêchant le démarrage pour un véhicule automobile comportant un dispositif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'émetteur (1) est monté sur une clé d'allumage ou de contact et que le récepteur (2) est disposé dans un appareil de commande du moteur. 6. Procédé pour faire fonctionner un dispositif électronique de sécurité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par les étapes suivantes: - production et émission d'un mot de code alternatif dans l'émetteur (1), par codage des mots de code de base, par exécution de l'opération mathématique sur ces mots de code; - décodage du mot de code alternatif reçu dans le récepteur (2), moyennant l'application de l'opération mathématique inverse au mot de code alternatif, et, par conséquent, production de mots de code de base à partir du mot de code alternatif reçu, - production d'un mot de code alternatif dans le récepteur (2), par application, aux mots de code de base décodés, des mêmes opérations mathématiques que dans l'émetteur, et comparaison du mot de code alternatif reçu ainsi que du mot de code alternatif produit dans le récepteur et 12 2719962 production d'un signal de commande en cas de coïncidence. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les opérations mathématiques sont des combinaisons logiques des mots de code et de base, les mots de code5 alternatifs représentant une suite tirée d'une réserve mathématique de codes. 8. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que le signal de commande est un signal d'autorisation pour un dispositif empêchant le démarrage.