(57)【要約】  とりわけコイルの形態を取る少なくとも１つのアンテナユニット（１６）を備え、とりわけ不正な使用及び/又は不正なアクセスに対して安全にされるべき対象例えば移動の手段又はアクセスシステム上に配置された少なくとも１つの基地局（１０）と、とりわけ、コイルの形態を取る、少なくとも１つのアンテナユニット（４４）を備え、とりわけ正当なユーザによって携行することができ、及び/又は  アクティブ状態においては、基地局（１０）とデータ信号（２２、２４）を交換するように設計され、これらデータ信号（２２、２４）をよって前記使用及び/又はアクセスの権利が決定され及び/又は前記基地局（１０）がこれに従って制御される少なくとも１つのトランスポンダ局（４０）と、を備える電子通信システム（１００）は、更に、「リレーアタック」が少なくとも大幅に妨げられ、もし可能であれば完全に回避され、防止されるように構築されるように、前記トランスポンダ局（４０）とりわけ前記トランスポンダ局（４０）の前記アンテナユニット（４４）は、パッシブ状態において、電場及び/又は磁場及び/又は電磁場から少なくとも１つの遮蔽ユニット（５０）によって遮蔽されることが提唱される。
2007511682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
とりわけコイルの形態を取る少なくとも１つのアンテナユニットを備え、とりわけ不正な使用及び/又は不正なアクセスに対して安全にされるべき対象、例えば移動の手段又はアクセスシステム上に配置された少なくとも１つの基地局と、
とりわけ、コイルの形態を取る少なくとも１つのアンテナユニットを備え、とりわけ正当なユーザによって携行することができ及び/又はアクティブ状態においては前記基地局とデータ信号を交換するように設計され、これらデータ信号によって前記使用及び/又はアクセスの権利が決定される及び/又は前記基地局がこれに従って制御される少なくとも１つのトランスポンダ局と、
を備え、
前記トランスポンダ局、とりわけ前記トランスポンダ局の前記アンテナユニットはパッシブ状態において少なくとも一つの遮蔽ユニットによって電場及び/又は磁場及び/又は電磁場から遮蔽されることを特徴とする電子通信システム。
【請求項２】
前記遮蔽ユニットは、前記トランスポンダのアクティブ状態から前記トランスポンダ局のパッシブ状態への遷移が起こると、例えば前記トランスポンダ局とりわけ前記トランスポンダ局の前記アンテナユニットに対する前記遮蔽ユニットの少なくとも１つの回転及び/又は平行移動によって、前記トランスポンダ局とりわけ前記トランスポンダ局の前記アンテナユニットに対してもたれ及び/又は接し及び/又は上方に自動的又は手動で配置されることを特徴とする請求項１記載の電子通信システム。
【請求項３】
前記遮蔽ユニットは、
少なくとも部分的に少なくとも１つの金属材料及び/又は少なくとも１つのフェライトから形成される、及び/又は
前記トランスポンダ局とりわけ前記トランスポンダ局の前記アンテナユニットを収容するための金属ハウジングの形態を取ることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の電子通信システム。
【請求項４】
とりわけコイルの形態を取る少なくとも１つのアンテナユニットを備える電子通信システムに対する基地局であって、
この基地局は、
とりわけ、不正な使用及び/又は不正なアクセスに対して安全にされるべき対象、例えば移動の手段又はアクセスシステム上に配置され、
アクティブ状態にあるときはトランスポンダ局とデータ信号を交換するように設計され、これらデータ信号によって前記使用及び/又はアクセスの権利が決定される、及び/又はこれに従って制御される基地局。
【請求項５】
少なくとも１つのマイクロコントローラユニットと、
前記マイクロコントローラユニットに接続された少なくとも１つのアナログインタフェースと、を含むことを特徴とする請求項４記載の基地局。
【請求項６】
とりわけコイルの形態を取る少なくとも１つのアンテナユニットを備える電子通信システムに対するトランスポンダ局であって、
このトランスポンダ局は、
とりわけ正当なユーザによって携行することができ及び/又は
アクティブ状態においては、基地局とデータ信号を交換するように設計され、
これらデータ信号によって、
前記使用及び/又はアクセスの権利が決定され、
前記トランスポンダ局、とりわけ前記トランスポンダ局の前記アンテナユニットは、パッシブ状態において、電場及び/又は磁場及び/又は電磁場から少なくとも１つの遮蔽ユニットによって遮蔽されるトランスポンダ局。
【請求項７】
前記アンテナユニットに接続される少なくとも１つの電気又は電子回路構成を含むことを特徴とする請求項６記載のトランスポンダ局。
【請求項８】
前記トランスポンダ局は、キーのウェブ内に配置され、前記ウェブは、
前記トランスポンダ局のパッシブ状態においては、前記遮蔽ユニット内に収容され、
前記トランスポンダ局のアクティブ状態においては、前記遮蔽ユニットの外側に配置される請求項６又は７のいずれかに記載のトランスポンダ局。
【請求項９】
例えば、前記キーが移動の手段のロックから引き出されとき、前記トランスポンダ局がアクティブ状態からパッシブ状態に遷移すると、前記遮蔽ユニットは、前記トランスポンダ局、とりわけ前記トランスポンダ局の前記アンテナユニット上に、少なくとも１つのばね装置を備える少なくとも１つの結合ユニットによって置かれる請求項６乃至８の少なくとも１つに記載のトランスポンダ局。
【請求項１０】
認証のため及び/又は識別のため及び/又は電子通信システムを介して安全にされるべき任意の対象例えば移動の手段又なアクセスシステムを使用する、これに入ること等の承認を制御するための、請求項１乃至３の少なくとも１つに記載の少なくとも１つの電子通信システムとりわけ請求項６乃至９の少なくとも１つに記載の少なくとも１つのトランスポンダ局の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、例えば、移動の手段の分野、とりわけ自動車の分野において用いられるような、とりわけ電子固定化システム（electronic immobilizer system）を含むセキュリティシステムの技術分野に関する。
【０００２】
とりわけ、本発明は請求項１のプリアンブルにおいて請求されているような電子通信システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
上で述べられたタイプの、とりわけ従来の受動トランスポンダシステムを含む電子通信システムを実現するためには、様々な構成が従来から用いられている。上で述べられたタイプのセキュリティシステムを実現するための１つの可能な構成が、図面の図１Ａに、自動車に対する電子固定化システムの例との関連で示されている。
【０００４】
コイルの形態を取る関連するアンテナユニット１６を有する基地局１０は、最初に、トランスポンダ局４０に誘導的に電力２０を供給し、すなわち、トランスポンダ局４０は誘導性場（inductive field）を介して給電され、次に、この基地局１０とトランスポンダ局４０との間で認証目的の通信シーケンスが起こる。
【０００５】
詳細には、これら基地局１０とトランスポンダ局４０との間の信号伝送接続として、例えば、誘導性結合（inductive coupling）を有する少なくとも１つのＬＦ（Low Frequency）チャネルの形態を取り、基地局１０からトランスポンダ局４０への信号を介して伝送される、いわゆるアップリンクフレーム２２と、少なくとも１つのＬＦチャネルの形態を取り、トランスポンダ局４０から基地局１０への信号を介して伝送される、いわゆるダウンリンクフレーム２４とが存在する。
【０００６】
例えば、自動車のイグニションキーの作動に続いて、その自動車と機能的及び空間的に関連する基地局１０は、“チャレンジ（challenge）”として知られる信号の生成を開始し、この信号は、アップリンクフレーム２２を介してトランスポンダ局４０に伝送される。その後、暗号アルゴリズム（cryptographic algorithm）と機密コード（secret code）を用いて、トランスポンダ局４０内の、好ましくは少なくとも１つのマイクロプロセッサを備える電子回路構成（electronic circuit configuration）４２は、このチャレンジから、“レスポンス（response）”として知られる信号列（signal train）を計算する。このレスポンス信号は、次に、トランスポンダ局４０からダウンリンクフレーム２４を介して基地局１０に伝送される。
【０００７】
基地局１０は、次に、このレスポンスを、同一の暗号アルゴリズムと同一の機密コードを用いて、比較し、もし、同一性が確立されたときは、基地局１０は、その自動車のエンジンを始動させる。すなわち、この認証動作によって、そのトランスポンダ局４０が、通常は暗号方法を用いて、正当（valid）であると認識された場合にのみ、説明の実施形態の例においては自動車のエンジンが始動されることとなる。
【０００８】
もしこの回路構成が、図１Ａに示されるような形態にて、さらなる技術的補充なしに、動作される場合は、認証されることなく、自動車のエンジンを始動することを試みる外部アタッカ（attacker）が、下に述べるようなやり方にて、比較的小さな技術的介入で、“リレーアタック（relay attack）”を遂行することが可能となる危険が存在する。
【０００９】
図１Ｂは、簡略的に、このタイプのリレーアタックを遂行するための構成を示す。これを達成するためには、図１Ａに示されるような構成内に、トランスポンダ局に対するエミュレータ（emulator）の形態を取る第一のリレー３２と、基地局に対するエミュレータの形態を取る第二のリレー３６と、これら第一のリレー３２と第二のリレー３６との間のメッセージ接続３５とを備える、追加の伝送路３０の形態を取る“アタッカのツール（attacker' tool）”が導入される。
【００１０】
この状況においては、これら第一のリレー３２と第二のリレー３６との間のメセージ接続３５は、これら第一のリレー３２と第二のリレー３６との間の任意のタイプの距離に対応できる少なくとも１つの任意のタイプの双方向伝送チャネルの形態を取っても良い。
【００１１】
基地局１０のアンテナユニット１６との誘導性結合のために、トランスポンダ局エミュレータの形態を取るこの第一のリレー３２には、コイルの形態に設計された関連するアンテナユニット３４が装備され、これと類似するように、基地局エミュレータの形態を取る第二のリレー３６には、トランスポンダユニット４０のコイル状のアンテナユニット４４との誘導性結合のために、コイルの形態に設計された関連するアンテナユニット３８が装備される。
【００１２】
次に、一人のアタッカが、自動車のすぐとなりに、第一のリレー３２と共に位置する。第二のアタッカは、第二のリレー３６と共に、この正当なトランスポンダ局４０に十分に接近するように移動する。自動車の基地局１０は、例えば、その車のイグニションロックの所の接点のブリッジングによって始動されると、そのチャレンジを第一のリレー３２に、元のすなわちエミュレートされたものでないアップリンクフレーム２２によって送る。
【００１３】
このチャレンジは、この第一のリレー３２から上述のメッセージ接続３５を介して第二のリレー３６に転送される。この第二のリレー３６はアップリンク２２’をエミュレートし、こうして、このチャレンジを、コイル形状のアンテナユニット３８によって正当なトランスポンダ局４０に渡す。この正当なトランスポンダ局４０内でのこのレスポンスの計算に続いて、このトランスポンダ局４０は、この第二のリレー３６に、このレスポンスを、元のすなわちエミュレートされたものではないダウンリンクフレーム２４によって渡すことで応じる。
【００１４】
この第二のリレー３６から、このレスポンスは、上述のメッセージ接続３５を介して第一のリレー３２に転送される。この第一のリレー３２は、ダウンリンク２４’をエミュレートし、こうして、このレスポンスを、コイル形状のアンテナユニット３４によってその自動車内の正当な基地局１０に渡す。
【００１５】
このレスポンスは、真のトランスポンダ局４０によって基地局１０の真のチャレンジに基づいて、正しい暗号アルゴリズムと正しいコードを介して生成されているために、このレスポンスは、正当であると認識され、エンジンが、これは許可された合法なユーザの意志に反するという事実にもかかわらず、始動される。
【００１６】
今日、あるコンポーネントに、それらの機能及びセキュリティに関して、より厳しい要件が課されているのは、まさに、例えば、自動車又はアクセスの分野であるという事実に鑑み、図１Ａ及び１Ｂに示されるような構成は、もはや十分には安全ではないように思われる。
【００１７】
従って、このタイプのリレーアタックを検出及び回避するために、過去において幾つかの提唱がなされている。例えば、チャレンジとレスポンスとの間の時間を決定し、これによって、リレーエレクトロニクスの遅延に及びこれらリレー局間の追加の信号伝播時間に起因する任意の追加の時間遅延を検出することができないか、考えられてきた（伝播時間を測定する方法）。
【００１８】
しかし、１２５ｋＨｚなる搬送周波数を有する従来のトランスポンダシステム内では、時間測定と関連する高い精度要件は、現実には満たすことができないために、伝播時間を測定する方法によってリレーアタックを検出することは事実上不可能である。主な理由は、用いられるフィルタの許容差と、温度問題にある。
【発明の開示】
【００１９】
上に説明されたような欠点及び短所を背景として、概説された従来の技術の欠陥を認めた上で、本発明の一つの目的は、上で述べられたタイプの電気通信システムを、リレーアタックが少なくとも大幅に阻害され、もし可能であれば、完全に、回避され、防止されるように、構築させることにある。
【００２０】
この目的は、請求項1に請求されるような特徴を有する電子通信システムによって達成される。本発明の有利な実施形態及び好適な更なる実施形態が従属クレーム内に識別されている。
【００２１】
本発明の原理は、トランスポンダ局の望ましくない動作を、例えば、金属材料又はフェライト製の、とりわけトランスポンダアンテナに帰すことができる、少なくとも１つの遮蔽手段によって不可能にすることに依拠する。
【００２２】
本発明の基本的なアイデアは、こうして、トランスポンダ局が認証（authentication）、識別（identification）及び/又は制御（control）機能を遂行することを意図されてないとき、すなわち、トランスポンダ局がパッシブ状態にあるとき（これとは対比的に、トランスポンダ局は、これが認証、識別及び/又は制御機能を遂行することを意図されるときは、アクティブ状態にあるが）は、全ての時間において、電場から、磁場から、又は電磁場から、トランスポンダ局を遮蔽することにある。
【００２３】
本発明と関連して、通信エレクトロニクスの分野に知識を有する人、例えば、セキュリティシステムの分野に広範な知識を有する電気エンジニアであれば、とりわけ、トランスポンダ局に対するリレーアタックは、説明された遮蔽技術によって防止することができるという事実を理解されるであろう。とりわけ、この後者の技術態様は、従来から知られているシステムと比較して、本発明が提供する、アクティブ状態並びにパッシブ状態時のセキュリティにおける非常に大きな利得を示す。
【００２４】
本発明との関連で注目すべき更なる長所は、実際的な実現が、しばしば既にデザイン上の理由から類似の形態にて存在し、単に修正することのみを必要とする、単純な機械的手段にて可能である、ということである。このため、コスト的に効果的なさまざまな実現オプションによって、本発明の方法を、トランスポンダの自動的又は手動による遮蔽を可能にする多くの機械的バリエーションが考え得るために、大量生産に用いるのに極めて魅力的なものとすることができる。
【００２５】
例えば、遮蔽ユニットは、トランスポンダ局に対して、回転移動させることも、又は平行移動させることもできる。更に、これとは無関係に、又はこれとの関連で、遮蔽の目的で、様々な材料、例えば金属、フェライト等を用いることができる。更に、この遮蔽ユニット法は、本発明にとって意味のある方法で、受動すなわち蓄電池によって作動されないトランスポンダにも、能動すなわち蓄電池によって作動されるトランスポンダに対しても適用できる。
【００２６】
本発明の一つの実施形態によると、この遮蔽ユニットは、これは、キーが車のロックから引き抜かれると自動的に作動状態となるように実現される。この場合は、ばねによって金属性ハウジングをトランスポンダ局上に磁気遮蔽物として移動させることもできる。
【００２７】
上で説明されたタイプの少なくとも１つの基地局と、上で説明されたタイプの少なくとも１つの基地局の両方にも拡張する、本発明は、効果的なやり方にて、移動力の手段のための固定化システムの分野、とりわけ自動車の分野において非常に広く見られるトランスポンダシステム内で用いても良い。
【００２８】
本発明のもう一つの用途の領域は、建物のセキュリティの分野であるが、これは、その基地局とそのトランスポンダ局を備えるこの電気通信システムは、安全なトランスポンダベースのアクセスシステムを実現するためにも良く適するためである。
【００２９】
こうして、この基地局は、とりわけ、不正な使用及び/又は不正なアクセスに対して保護されるべき対象の上、例えば移動の手段の上又はアクセスシステムの上に配置しても良い。
【００３０】
以下では本発明が図面に示される実施形態との関連で更に説明されるが、しかし、本発明は、これらに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１Ａから２Ｂにおいて、同一もしくは類似の実施形態、要素又は特徴には、同一の参照符号が与えられる。
【００３２】
図２Ａに示されているように、１つの実施形態との関連で、本発明によると、とりわけ、トランスポンダシステム（すなわち、トランスポンダ局４０）を装備する電子通信システム１００が実現され、このトランスポンダ局４０は、自動車に対する電子固定化器（electronic immobilizer）の形態としてのセキュリティシステムの部分を構成する。
【００３３】
このトランスポンダ局４０自体は、その自動車の正当のユーザによって持ち運ばれ、この目的のために、車のイグニションロックに属するキー４６のウェブ（web）４８内に収容される（図２Ａ参照）。
【００３４】
加えて、図２Ａには基地局１０も示されているが、この基地局１０はマイクロコントローラユニット１２を備え、このマイクロコントローラユニット１２に接続される。基地局１０は、更に、アナログインタフェースユニット１４と、これに加えて、２つの抵抗１１、１５、及び容量性ユニット（すなわちコンデンサ１３）とを備えるが、このコンデンサ１３は、これら２つの抵抗１１、１５の間に接続されかつアンテナユニット１６に接続されるが、後者は、コイルの形態を取る。
【００３５】
一方において、アンテナユニット１６は、トランスポンダ局４０に電力２０を誘導的に供給し、すなわちトランスポンダ局４０は誘電場を介して給電され、他方において、トランスポンダ局４０がアクティブ状態にあるときは（図２Ａ参照）、認証のための通信シーケンスが、基地局１０とトランスポンダ局４０との間で行なわれるが、この目的のために、基地局１０とトランスポンダ局４０との間でデータ信号２２、２４が交換され、これらデータ信号２２、２４によって、自動車の使用及び/又はこれへのアクセスに対する権利について決定されるのみでなく、基地局１０もこれに従って制御される。
【００３６】
詳細には、これら基地局１０とトランスポンダ局４０との間の信号伝送リンクとして、例えば、誘導結合にて給電される少なくとも一つのＬＦ（Low Frequency）チャネルの形態をとり、基地局１０からトランスポンダ局４０に向かう信号を介して伝送される、アップリンクフレーム２２と、例えば、少なくとも１つのＵＨＦ（Ultra High Frequency）チャネルの形態を取り、トランスポンダ局４０から基地局１０に向かう信号を介して伝送されるダウンリンクフレーム２４との両方が存在する。
【００３７】
例えば、自動車のイグニションキーの作動に続いて、この自動車と機能的及び空間的に関連する基地局１０は、“チャレンジ（challenge）”として知られる信号の生成を開始し、この信号は、アップリンクフレーム２２を介してトランスポンダ局４０に伝送される。その後、このトランスポンダ局４０内の、好ましくは少なくとも１つのマイクロプロセッサを含む電子回路構成は、このチャレンジから、ある暗号アルゴリズム及び機密コードを介して、“レスポンス（response）”として知られる信号列を計算する。このレスポンス信号は、次に、このトランスポンダ局４０からダウンリンクフレーム２４を介して基地局１０に伝送される。
【００３８】
基地局１０は、次に、このレスポンスを、同一の暗号アルゴリズムと同一の機密コードを用いて比較し、もし同一性が確立されると、基地局１０は、自動車のエンジンを始動させる。すなわち、この認証によって、トランスポンダ局４０が、通常は暗号方法を用いて、正当であると認識された場合にのみ、説明の実施形態においては、自動車のエンジンは、始動されることとなる。
【００３９】
認証されることなく、自動車のエンジンを始動させることを試みる外部アタッカが、比較的小さな技術的介在にて、“リレーアタック（relay attack）”を遂行すること（図１Ｂ及び上の関連する説明を参照）を、信頼できるやり方にて防止するために、トランスポンダ局４０は、パッシブ状態（図２Ｂ参照）においては、電気、磁気及び電磁場から、金属材料（フェライト）から製造されるハウジング形状の遮蔽ユニット５０によって遮蔽される。
【００４０】
図２Ａには、トランスポンダ４０を備える車のキー４６の１つの実施形態が示されているが、このトランスポンダ４０は、図１Ｂとの関連で説明されたタイプのリレーアタックに耐える。
【００４１】
この目的のために、トランスポンダ局４０がアクティブ状態にあるときは遮蔽ユニット５０の外側に位置するキーウェブ４８（図２Ａ参照、トランスポンダ４０は“起動された（activated）”状態にあり、もはや遮蔽されていない）は、トランスポンダ局４０がパッシブ状態にあるときは、遮蔽ユニット５０内に収容される（図２Ｂ参照、トランスポンダ４０は遮蔽されている、すなわち、“反応しないようにされた（passivated）”状態にある）。
【００４２】
この遮蔽を実現するためには、トランスポンダ局４０がアクティブ状態（図２Ａ参照）からパッシブ状態に遷移すると、遮蔽ユニット５０がトランスポンダ局４０上に戻りばね備える接合ユニット（articulation unit）５２を介して自動的に引かれる（パッシブ状態においてトランスポンダ４０を遮蔽するためのいわゆる“ロータリ式の変形例（rotary embodiment variant）”）。
【００４３】
例えば、このキー４６が保護されるべき移動の手段のロックから引き出されると、このときはトランスポンダ４０を用いないという明確な意図が存在するために、この引出される過程と同時に、キーウェブ４８はトランスポンダ４０と共に、金属ハウジング５０内に後退する。
【００４４】
図２Ａと図２Ｂとの関連で説明された構成は、類似のやり方にて、アクセス／入力システム内においてリレーアタックを回避するために用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１Ａ】従来の技術からの１つの実施形態による基地局と関連するトランスポンダ局との間の誘導結合ベースの通信原理の簡略表現を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示されるような従来の技術からの実施形態に対するリレーアタックの簡略表現を示す図である。
【図２Ａ】本発明の１つの実施形態による基地局と関連するトランスポンダ局との間の誘導結合ベースの通信原理のアクティブ状態における簡略表現を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示されるようなトランスポンダ局のパッシブ状態における簡略表現を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００    電子通信システム
１０      基地局
１１      基地局１０の第一の抵抗
１２      基地局１０のマイクロコントローラユニット
１３      基地局１０の容量性ユニット
１４      基地局１０のアナログインタフェース
１５      基地局１０の第二の抵抗
１６      基地局１０のアンテナユニット
２０      電力
２２      ＬＦ（Low Frequency）チャネルの形態での上りリンクフレーム
２２’    LFチャネルの形態での上りリンクフレームエミュレーション
２４      例えば、ＬＦチャネルの形態での下りリンクフレーム
２４’    例えば、ＬＦチャネルの形態での下りリンクフレームエミュレーション
３０      追加の伝送路
３２      トランスポンダ局４０に対するエミュレータの形態での第一のリレー
３４      第一のリレー３２のアンテナユニット
３５      第一のリレー３２と第二のリレー３６との間のメッセージ接続
３６      基地局１０に対するエミュレータの形態での第二のリレー
３８      第二のリレー３６のアンテナユニット
４０      トランスポンダ局
４２      トランスポンダ局４０の回路構成
４４      トランスポンダ局４０のアンテナユニット
４６      キー
４８      キー４６のウェブ
５０      遮蔽ユニット
５２      少なくとも１つのばねデバイスを有する結合ユニット
【図１Ａ】
2007511682.tif 000003
【図１Ｂ】
2007511682.tif 000004
【図２Ａ】
2007511682.tif 000005
【図２Ｂ】
2007511682.tif 000006
【国際調査報告】
2007511682.tif 000007
2007511682.tif 000008