(57)【要約】本発明は、基地局（１）および少なくとも１つの補助局（２）を含み、基地局（１）が、補助局（２）にエントリを許可するために、各補助局（２）に、ＲＦ搬送波上で変調され且つそれぞれ少なくとも１ビットのｎ個のデータワードを含むリクエストビットシーケンスを送信し、補助局が、各基地局に、ＲＦ搬送波上で変調され且つそれぞれ少なくとも１ビットのｍ個のデータワードを含むレスポンスビットシーケンスを、再送信し、基地局（１）が、リクエストビットシーケンスの少なくとも数データワードの送信と、レスポンスビットシーケンスの関連する各データワードの受信と、の間のレスポンスタイムと、許容レスポンスタイムと、を比較し、補助局（２）は、レスポンスのテストされたデータワードに対する許容レスポンスタイムが、最大エラーカウントに基づいて設定された値より少ない回数しか超過しなかったときのみ、エントリを許可される、エントリシステムに関する。
2006512515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局および少なくとも１つの補助局を含み、
前記基地局が、前記補助局にエントリを許可するために、前記補助局に、ＲＦ搬送波上で変調され且つそれぞれ少なくとも１ビットのｎ個のデータワードを含むリクエストビットシーケンスを送信し、
前記補助局が、各前記基地局に、ＲＦ搬送波上で変調され且つそれぞれ少なくとも１ビットのｍ個のデータワードを含むレスポンスビットシーケンスを、再送信し、
前記基地局が、
前記リクエストビットシーケンスの少なくとも数データワードの送信と、前記レスポ
ンスビットシーケンスの関連する各データワードの受信と、の間のレスポンスタイム
と、
許容レスポンスタイムと、
を比較し、
前記補助局は、
レスポンスのテストされたデータワードに対する許容レスポンスタイムが、最大エラ
ーカウントに基づいて設定された値より少ない回数しか超過しなかったときのみ、
エントリを許可される、
エントリシステム。
【請求項２】
前記基地局は、前記リクエストビットシーケンスのデータワードの送信後にそれぞれ前記レスポンスビットシーケンスの関連する各データワードのレスポンスタイムを決定し、それを最長許容レスポンスタイムと比較し、その後でのみ前記リクエストビットシーケンスの次のデータワードを送信することを特徴とする請求項１に記載のエントリシステム。
【請求項３】
前記リクエストビットシーケンスおよびレスポンスビットシーケンスがチャレンジレスポンスエントリシステムの一部を形成することを特徴とする請求項１に記載のエントリシステム。
【請求項４】
前記基地局は、前記リクエストビットシーケンスの所定数のデータワードに応答してのみ、前記レスポンスビットシーケンスの関連する各データワードを、期待することを特徴とする請求項１に記載のエントリシステム。
【請求項５】
最長レスポンスタイムが可変であり、特に実際に生ずるレスポンスタイムに対応可能であることを特徴とする請求項１に記載のエントリシステム。
【請求項６】
前記レスポンスビットシーケンス内のデータワードの再送信が前記リクエストビットシーケンスの関連するデータワードの内容に依存して行われることを特徴とする請求項１に記載のエントリシステム。
【請求項７】
前記レスポンスビットシーケンスのデータワードが所定のロジックビット値を持っているときのみ、前記レスポンスビットシーケンスのデータワードが、前記リクエストビットシーケンスの関連するデータワードに応答して、再送信されることを特徴とする請求項６に記載のエントリシステム。
【請求項８】
前記基地局内に存在するデータに依存して、前記レスポンスビットシーケンスのデータワードが、前記リクエストビットシーケンスの関連するデータワードに応答して、再送信されることを特徴とする請求項６に記載のエントリシステム。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のエントリシステムの車両における使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局および少なくとも１つの補助局を含み、前記基地局が、前記補助局にエントリを許可するために、各前記補助局に、ＲＦ搬送波上で変調され且つそれぞれ少なくとも１ビットのｎ個のデータワードを含むリクエストビットシーケンスを送信し、前記補助局が、各前記基地局に、ＲＦ搬送波上で変調され且つそれぞれ少なくとも１ビットのｍ個のデータワードを含むレスポンスビットシーケンスを、再送信（retransmit）する、エントリシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のエントリシステムは、いわゆる受動型キーレスエントリシステムであり、それは他のシステムに比較して外部アタックに対して著しく改良された保護を提供している。この種のシステムは車両エントリシステムの分野への応用も拡大されてきているばかりでなく、それらはビルディング等におけるエントリシステムの実施に対しても適当なものである。
【０００３】
このようなシステムにおいて直面する可能性のあるセキュリティ上の問題は、正当と認められていないアタッカが、いわゆるリレーアタック（relay attack）を実行できることである。その場合、いわゆるリレー局（relay station）を２つ用いることによって、基地局と補助局との間の無線リンク内に付加的な双方向接続が構築される。そして、実際に認証された補助局はより遠い遠隔地、例えば補助局の実際に認証されたユーザのエリアに存在しうる。アタッカは、実際に認証されてはいるが異なる場所に位置している補助局手段によって基地局からエントリに対する認証を得るためにリレーリンクを利用する。
【０００４】
このようなリレーアタックを認識するために、リクエストビットシーケンスと補助局によって再送信されたレスポンスビットシーケンスとの間の遅れ時間を決定すべく、送信と受信との間の時間内にビットシーケンスを変調するＲＦ搬送波上で振動カウントを実行することは公知である（ＰＣＴ出願ＷＯ0012848号明細書参照）。この刊行物によれば、送信搬送波と受信搬送波との間の位相比較または周波数比較またはその両者を実行することも公知である。このようにして、与えられた信号特性を用いて間接遅れ時間測定が実行される。この装置の本質的な欠点は製造するのに比較的大きなコストがかかることにある。それは例えば車両の製造においては非常に望ましくないことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、いわゆるリレーアタックに対して強く、それにも拘わらず可能な限り安いコストしかかからない、冒頭に述べた型のエントリシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は本発明により、請求項１の特徴部に記載されたエントリシステムによって達成される。すなわち、基地局および少なくとも１つの補助局を含み、前記基地局が、前記補助局にエントリを許可するために、各前記補助局に、ＲＦ搬送波上で変調され且つそれぞれ少なくとも１ビットのｎ個のデータワードを含むリクエストビットシーケンスを送信し、前記補助局が、各前記基地局に、ＲＦ搬送波上で変調され且つそれぞれ少なくとも１ビットのｍ個のデータワードを含むレスポンスビットシーケンスを、再送信し、基地局がリクエストビットシーケンスの少なくとも数データワードの送信とレスポンスビットシーケンスの関連する各データワードの受信との間のレスポンスタイムを許容レスポンスタイムと比較し、補助局はレスポンスのテストされたデータワードに対する許容レスポンスタイムが最大エラーカウントに基づいて設定された値より少ない回数しか超過しなかったときのみエントリを許可される。
【０００７】
本発明によるエントリシステムにおいては、リクエストビットシーケンスがそれぞれ少なくとも１ビットからなる複数のデータワードを含んでいる。補助局によって再送信されたレスポンスビットシーケンスもそれぞれ少なくとも１ビットからなるｍ個のデータワードを含んでいる。リクエストビットシーケンスは少なくとも数個のデータワードを含んでおり、それに対する応答が基地局によってレスポンスビットシーケンスの関連する各データワード手段を介して提供される。言い換えれば、リクエストビットシーケンスは、それに応答してデータワードが補助局によって再送信されることのない複数のデータワードを含む。しかしながらレスポンスビットシーケンスの対応するデータワードの形で応答が期待されるデータワードも存在する。そこで、応答が期待されるそのようなデータワードに対して、対応する各関連データワードがレスポンスビットシーケンスに含まれることになる。
【０００８】
本発明は、レスポンスタイムを最長許容レスポンスタイムと比較するというアイデアに基づいており、前記レスポンスタイムは、リクエストビットシーケンスのそのようなワードの送信とそのレスポンスデータワードの到着との間のタイムであり、前記リクエストビットシーケンスは関連するレスポンスデータワードが期待されるシーケンスである。
【０００９】
リクエストビットシーケンスは、レスポンスビットシーケンスのレスポンスデータワードが期待される複数のデータワードを含むので、選択された最長レスポンスタイムとのそのような比較はそれらの関連するデータワードのそれぞれに対して行われる。このようにして最長レスポンスタイムとの比較がリクエストビットシーケンス内で、再送信されたレスポンスビットシーケンス内に関連するデータワードが存在しうるすべてのデータワードに対して行われる。
【００１０】
本発明は従来技術との比較において幾多の利点を提供するものである。一方では、すでに述べたように、レスポンスタイムがリクエストビットシーケンス内で数回テストされうる。すなわち、リクエストビットシーケンスとレスポンスビットシーケンスとの間に関連データワードが存在する度ごとに正確にテストされる。このようにして従来技術とは異なり、レスポンスタイムがレスポンスビットシーケンス内で１回だけテストされるのではない。
【００１１】
さらに本発明によるエントリシステムにおいては、搬送波等をカウントすることによって遅れ時間を測定する必要がなく、その代わり、レスポンスタイムと選択された最長レスポンスタイムとの間の単純な遅れ時間の比較を実行するだけで十分である。その比較は遅れ要素手段によって比較的簡単に実行されうる。いかなるカウント動作または周波数測定や位相比較などを実行する必要もない。
【００１２】
レスポンスタイムがリクエストビットシーケンス内で上述のようにして何回かテストされるので、レスポンスタイムが最長許容レスポンスタイムより長いか短いかの決定は関連するデータワードの各ペアに対して行われうる。したがって１つのリクエストビットシーケンス内で何回かの決定が行われる。それ故に、１つのリクエストビットシーケンス中で最長許容レスポンスタイムをいかにしばしば超過するかについての決定が行われうる。予め設定された最大エラーカウントより大きいそのような超過が何回か起こると、エラーまたはアタックが認識され、エントリが許可されない。しかし、エントリは他のケースで許可される。
【００１３】
請求項２に記載した本発明の実施態様によれば、リクエストビットシーケンスのデータワードの送信後にまずレスポンスビットシーケンスの関連するデータワードの受信が待機され、最長レスポンスタイムとの上述の比較が行われる。リクエストビットシーケンスの次のデータワードはその後でのみ送信される。この手順によれば、エラーの最大数の超過がそのような何回かの個々の比較の後に検出されたら、例えば許容しうるリクエストに関する決定が中断されうる。
【００１４】
請求項３に記載した本発明のさらなる実施態様によれば、リクエストビットシーケンスは例えば、いわゆるチャレンジレスポンスエントリ（challenge response entry）法の一部でありうる。この種の方法は従来技術によって公知であるが、それは本発明によるエントリシステムに良好に用いられうる。というのは、多重の送信および受信がすでにそのようなエントリ法の中に組み込まれているので、そのようなチャレンジレスポンス法の実行中に、リレーアタックに関するテストも同時に行われうるからである。
【００１５】
測定された時間と比較される上述の最長レスポンスタイムは、好ましくは請求項５に記載の本発明によるさらなる実施態様に従い可変であるように設定される。例えばそれは実際に生ずるレスポンスタイムに対応する可能性である。この対応はもちろん、リクエスト手順内では行われ得ない。なぜなら、このようにしてリレーアタックに対する望ましくない対応が行われるかもしれないからである。しかしながら、それは複数のエントリ手順にわたって長期のやり方で実行されうる。このようにして例えば部品の段階的変化への対応を可能にすることができる。
【００１６】
請求項４によれば、各リクエストビットシーケンスはレスポンスビットシーケンス内に関連するデータワードが存在しないデータワード、すなわちデータワード手段による直接レスポンスが期待されるデータワードを含みうる。請求項６によれば、レスポンスビットシーケンス内のデータワードの再送信がリクエストビットシーケンスのデータワードの内容に依存して行われうる。その場合、内容がチェックされるが、請求項７に従い、そのような関連するデータワードの再送信はリクエストビットシーケンスのデータワード内の与えられたビットシーケンスまたはロジックビット値に依存して実行することもできる。代替的に、請求項８に従い、決定は基地局内に存在する他のデータに基づいて行われてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する。
【００１８】
図面に示す実施例は、本発明によるエントリシステムが車両用に構成されるものと仮定している。このことは、基地局１が図１に示す車両に搭載されていることを意味する。もし望むならば、車両へのエントリを行う少なくとも１つの補助局が設けられる。図１は例えばチップカードでありうる１つの補助局２を示している。図１の２つの矢印は基地局１と補助局２との間でＲＦリンクを介してデータの交換が行われることを模式的に示している。
【００１９】
本発明によるエントリシステムに従って少なくとも１つのビットからなるデータワードを含むリクエストビットシーケンスがＲＦ搬送波上で変調され、補助局２に送信される。このことは、例えばエントリのための許可をリクエストする信号が基地局１に送られるたびに、車両のドアハンドルの活性化によって行われる。そのとき基地局１はそのリクエストビットシーケンスを補助局２に送信する。補助局２は基地局１に送信されるレスポンスビットシーケンス手段によって応答する。レスポンスビットシーケンスはそれぞれ少なくとも１ビットのデータワードからなっている。
【００２０】
例えば、いわゆるチャレンジレスポンス法の使用が行われる。そこでは、基地局がリクエストビットシーケンスの中で、いわゆるチャレンジ（challenge）を送信する。そのチャレンジは補助局２内で暗号化アルゴリズムおよび秘密キーの手段によってレスポンスに変換される。次に、そのレスポンスはレスポンスビットシーケンスの形で基地局１に再送信され、基地局がそのレスポンスを同一暗号化アルゴリズムおよび同一秘密キーの手段によって基準レスポンスと比較する。一致した場合、許容可能なレスポンスタイムが次に述べる所定の最大エラーカウントより長い相当の時間を超過していなければ、原則的にエントリに対する許可が出される。
【００２１】
エントリに対する許可が図１に示されている状況の中で得られた時、例えばチップカードの中の補助局２は車両の近くに存在している。正当なユーザはチップカードを携帯しており、上述のように車両のセンサを活性化させることによって基地局１を活性化することができ、それによりエントリ許可のための上述した手順が行われうる。しかしながら、データワードの内容の評価によって認められない、いわゆるリレーアタック（relay attack）が実行されるという事態が起こりうる。その場合、図１に示されている基地局１と補助局２との間にＲＦ搬送波を介しての直接接続を生ずることはなく、それら２つの局間に、いわゆるリレーリンク（relay link）が接続される。そのときデータワードはことによるとそのようなリレーリンクを介して長距離の間を送信される。その場合、補助局２は車両１つまりは基地局１から遠い所に位置しており、もはや両局の間で直接送信は行われない。しかしながら、そのような送信はリレーリンクを介して行うことができ、したがって望ましくないエントリの許可が出されてしまう。それは、そのリレーアタックを介して正当でないユーザによっていつでもリクエストビットシーケンスがトリガーされ、そのリクエストビットシーケンスがリレーリンクを介して遠隔地の補助局２に送信されうるからである。このようにして、リレーリンクが用いられている場合、そのようなリンクを確立し、かつ車両へのエントリを得る手順を実行した者は誰でも車両へのエントリが許可される可能性があることになる。しかしながら、そのようなリレーリンクを介してデータワードを方々に送信している間に、基地局１と補助局２との間にデータの直接送信中に生ずる時間遅れより長い時間遅れが生ずる。遅れ時間の直接測定はそのリレーアタックの認識を可能にはするであろうが、少なくとも基地局１内の構成部品に比較的大きなコスト増を必要とすることでもあろう。
【００２２】
したがって本発明によるエントリシステムにおいては、実際に生ずるレスポンスタイムと次に述べる最長許容レスポンスタイムとの間で比較が行われる。そのような比較は単純な遅れ要素手段と比較器とによって行うことができるので、必要な部品についてのコスト増はかなり小さくなる。さらに最長レスポンスタイムとの比較はそれぞれ複数のデータワードとそれに関連する送信データワードに対して実行可能であり、それにより、全ビットシーケンスに対するただ１つの比較の代わりに、リクエストビットシーケンス内で最長許容レスポンスタイムと送信されたレスポンスビットシーケンスとの多重比較が実行可能となる。
【００２３】
図２はリクエストビットシーケンスＡＦのデータワードの送信、およびレスポンスビットシーケンスＡＷのデータワードの再送信に関係する上述の手順を図表的に表現したものである。
【００２４】
図２の図表的な表現を参照して、本発明の実施例におけるタイミングは、基地局１がまずリクエストビットシーケンスＡＦのデータワード１を補助局２に送信し、それに応答して補助局２がレスポンスビットシーケンスＡＷのデータワード１を基地局１に再送信する。この手順がさらなるデータワードによって、最終的に基地局１がリクエストビットシーケンスの最後のデータワードｎを送信し、補助局２がレスポンスビットシーケンスのデータワードｍなる手段によって応答するまで繰り返される。リクエストビットシーケンスのデータワードｎの数とレスポンスビットシーケンスのデータワードｍの数とが同一である必要はない。それは、リクエストビットシーケンスに対してレスポンスビットシーケンス内に関連するデータワードが存在しないデータワード、すなわちレスポンスビットシーケンス内にデータワードの形でのレスポンスが存在しないデータワードを含むことが可能だからである。上述のことはリクエストビットシーケンスＡＦのデータワードの内容に応じて行われる（図示省略）。しかしながら図２においては簡単化のために、レスポンスビットシーケンスＡＷの関連するデータワードはリクエストビットシーケンスＡＦの各データワードに対して存在すると仮定されている。
【００２５】
図２は、リクエストビットシーケンスＡＦのデータワードの送信後に、まずレスポンスビットシーケンスＡＷの関連するデータワードの受信が待機される。基地局１はレスポンスビットシーケンスの関連するデータワードの受信後にのみリクエストビットシーケンスＡＦの次のデータワードを送信する。
【００２６】
このアプローチはチャレンジレスポンス法の場合に有意義なものであるが、挿入して用いられる他の方法のためにそのデータワードに対して用いることもできる。
【００２７】
図３は基地局１に設けられるエントリシステムの要部のブロック図を示すものである。
【００２８】
すでに述べたように、基地局１はリクエストビットシーケンス内にデータワードを生成する。図３は、データワードＡＦＸが出力増幅器１１を介して送信アンテナ１２に印加されることを示している。データワードＡＦＸは図３には示されていない方法で変調器手段によってＲＦ搬送波上で変調される。この変調された形態でそれらはＲＦパルスとして送信アンテナ１２から補助局２に送信される。
【００２９】
基地局は図３に示されているように遅れ要素１３を備えている。遅れ要素１３は例えば送信されたデータワードＡＦを、最長許容レスポンスタイムに関する所定の遅れ時間だけ遅らせる。それに対応して遅らされた遅れ要素１３の出力信号が決定器１４の一方の入力端に入力される。
【００３０】
決定器１４は補助局２（図３には示していない）からのデータワードをも他方の入力端に受信する。このデータワードはＲＦ搬送波上で変調され、受信アンテナ１５によって受信される。このデータワードは検出器１６によって検出され、決定器１４に入力される。
【００３１】
次に遅れ要素１３は比較的単純な手段、例えば表面弾性波素子または直列配置されたロジックゲートの形で実現することができる。
【００３２】
決定器１４は例えば単純な双安定フリップフロップとして実現可能である。決定器１４の出力信号の値は一旦決定が行われるともはや変わることはない。この単純な決定は、遅れ要素１３からの信号と検出器１６からの信号との都合２つの信号が決定器１４に入力されたという事実のタイミングに基づいて行われる。この結果に応じて決定器１４は、遅れ要素１３から出力されたパルスが決定器に到達してはじめてロジック１を出力する。これは、例えば補助局２がパルスを再送信していないか、またはこのパルスが最大許容遅れ時間を超過している場合である。
【００３３】
逆に、補助局２によって再送信されたパルス、すなわち送信されたレスポンスビットシーケンスのデータワードが遅れ要素１３から出力されたパルスより前に決定器１４に到達した時は、決定器１４はロジック０を出力する。
【００３４】
決定器１４は、新規な各決定プロセスに先だって信号Ｒによってリセットされる。
【００３５】
決定器１４のこの出力信号はロジック回路１７によって評価される。ロジック回路１７は、例えばレスポンスビットシーケンスの関連するデータワードのどのレスポンスが送信されたデータワードに応答して待機したかという事実を考慮することができる。この終わりに、この決定のためのベースを形成する信号Ｄが印加される。
【００３６】
決定器１４の出力信号の実際の評価が実行されるべきすべての場合において、ロジック回路１７はこの信号をカウンタ１８に送出する。カウンタ１８はリクエストビットシーケンス内で送信された複数のデータワードに対して決定器１４から出力された対応する比較結果をカウントする。
【００３７】
この例においては、決定器１４は、関連するデータワードのレスポンスが遅すぎるか、または全く生じなければ、「１」を出力する。これがロジック回路１７によって評価され、カウンタ１８に送出される。カウンタ１８はリクエストビットシーケンス内のすべてのデータワードに対してロジック１のカウント対象とする。
【００３８】
さらにカウンタ１８を用いて、リクエストビットシーケンスおよびレスポンスビットシーケンスの受信／送信の間にカウンタ１８によってカウントされた実際に生じたエラーと、最大許容エラーカウントＥｍａｘとの間で比較が実行される。この動作は、カウンタ１８を例えばリクエストビットシーケンスの送信に先立ってこの最大エラーカウントＥｍａｘに設定し、またこのカウンタ１８をロジック回路１７の決定器１４によってカウンタ１８に印加される実際に生じたエラー１に応じて、カウンタ１８の値が０になるまで減算することによって実行されうる。この値がリクエストビットシーケンスおよび再送信されたレスポンスビットシーケンスに到達すれば、それは最大エラーカウントＥｍａｘに到達したということであり、このリクエストビットシーケンスに関してエントリに対する許可は与えられない。
【００３９】
しかし、リクエストビットシーケンスのデータワード、およびレスポンスビットシーケンスの関連するデータワードの送信および再送信の終わりに最大エラーカウントＥｍａｘに到達していなければ、エントリに対する許可が適当な補助局に送信されうる。
【００４０】
図３のブロック図において、この決定はそのようなリクエスト動作の終わりにカウンタ１８の出力信号Ｅに基づいて簡単に行うことができる。
【００４１】
図３のブロック図は、本発明によるエントリシステムがレスポンスタイムの直接測定を必要とするものではないことを示している。送信され受信されたＲＦ搬送波の位相または周波数の関係を検出することは不要である。それに代わり、各データワードに対して、実際のレスポンスタイムと所定の最長レスポンスタイムとの単純な比較が遅れ要素１３および決定器１４の両手段によって実行される。そのとき、最長許容レスポンスタイムが遅れ要素１３から出力される遅れ時間によって与えられる。
【００４２】
望むなら遅れ要素１３から出力されるレスポンスタイムは、種々の条件への対応を可能とするように可変に作ることもできる。総合的に言えば、本発明によるエントリシステムはリレーアタックの比較的信頼性の高い認識を可能とする。その理由は、実際のレスポンスタイムと最長許容レスポンスタイムとの比較がリクエストビットシーケンスの複数のデータワードおよびレスポンスビットシーケンスの関連する各データワードに対して行われうるからである。このようにしてそのようなビットシーケンス内で多重比較を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】車両内の基地局およびチップカード内の補助局を示す図である。
【図２】リクエストビットシーケンスおよびレスポンスビットシーケンスの時間的流れを示す図である。
【図３】基地局の動作を遂行する要部のブロック図である。
【図１】
2006512515.tif 000003
【図２】
2006512515.tif 000004
【図３】
2006512515.tif 000005
【国際調査報告】
2006512515.tif 000006
2006512515.tif 000007