(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスポンダユニット（１００，１３０）と、該トランスポンダユニットに依存しない送信ユニット（１４０，１６０，Ｓ４，Ｓ５）と、ただ１つの信号形成ユニット（１１０）とを有し、
前記トランスポンダユニットは、質問コード信号を定置の送受信ユニット（２０）から受信し、これに基づき質問コード信号を用いて応答コード信号を形成し、送受信ユニット（２０）に認証の実行のために返信し、
当該認証では、経過が成功した場合に安全装置がイネーブル信号により制御され、
前記送信ユニットは、スイッチ要素（Ｓ４，Ｓ５）の操作によってトリガされた制御信号を定置の送受信ユニット（２０）に無線で送信し、
該制御信号は、正当である場合にその他の制御機器を遠隔操作し、
前記ただ１つの信号形成ユニットには、送信ユニット（１４０，１６０，Ｓ４，Ｓ５）とトランスポンダ（１００，１３０）とが制御信号ないしは応答コード信号の形成のためにアクセスする、
ことを特徴とするコード信号発生器（１０）。
【請求項２】
制御ユニット（１５０）を有し、
該制御ユニットはトランスポンダと送信ユニットとを、受信された質問コード信号ないしはスイッチ要素（Ｓ４，Ｓ５）の操作に依存して制御する、請求項１記載のコード信号発生器。
【請求項３】
トランスポンダユニット（１００，１３０）、送信ユニット（１４０，１６０）および信号形成ユニット（１１０）は、回路として半導体チップに集積して設けられている、請求項１または２記載のコード信号発生器。
【請求項４】
トランスポンダユニット（１００，１３０）は、コイル（１０６）およびコンデンサ（１０７）を備えた共振回路を有し、該共振回路により応答コード信号を誘導性送信し、質問コード信号を誘導性受信する、請求項１から３までのいずれか１項記載のコード信号発生器。
【請求項５】
送信ユニットは無線アンテナ（１６３）を有し、
該無線アンテナを介して制御信号が変調器（１６１）および高周波発振器から無線で送信される、請求項１から４までのいずれか１項記載のコード信号発生器。
【請求項６】
送信ユニットは光学的送信器（１６２）を有し、該光学的送信器により制御信号が光学的に送信される、請求項１から５までのいずれか１項記載のコード信号発生器。
【請求項７】
コード信号発生器（１０）はメモリユニット（１３０，１３１）を有しており、
該メモリユニットにデータが書き込まれ、ただしデータを外部から読み出すことはできない、請求項１から６までのいずれか１項記載のコード信号発生器。
【請求項８】
メモリユニット（１３０）には同期データが記憶されており、
該同期データは信号形成ユニット（１１０）に応答コード信号または制御信号を形成するために供給され、
前記同期データは質問コード信号でコード信号発生器（１０）に伝送され、
当該同期データによりこれまで記憶されていた同期データが上書きされる、請求項１から７までのいずれか１項記載のコード信号発生器。
【請求項９】
クロック再生ユニット（１０３）を有し、
該クロック再生ユニットは受信された質問コード信号からクロックを再生して、該クロックを用いて前記制御ユニット（１５０）を制御する、請求項１から８までのいずれか１項記載のコード信号発生器。
【請求項１０】
自動車の盗難防止装置に使用され、
送受信ユニット（２０）は自動車に定置され、
信号形成ユニット（２３０）を有し、
該信号形成ユニットは、目標コード信号をコード信号発生器（１０）の信号形成ユニット（１１０）と同じアルゴリズムに従って形成し、
受信された応答コード信号ないしは受信された制御信号は目標コード信号と比較され、
少なくともほぼ一致した場合にイネーブル信号が形成され、
該イネーブル信号により自動車の安全装置（２７０）が制御される、請求項１記載のコード信号発生器。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求項１の上位概念による、例えば自動車の盗難防止装置に対するコード信号発生器に関する。
公知のコード信号発生器（ＥＰ０６５９９６３Ａ１）はトランスポンダユニットを有し、このトランスポンダユニットは自動車に配置された送受信ユニットからの質問コード信号を受信する。質問コード信号を用いこれに基づいてコード信号発生器では、応答コード信号が形成され、自動車の送受ユニットに戻し送信される。応答コード信号が正当である場合（認証）、自動車の発進阻止が解除される。
さらにコード信号発生器は、トランスポンダユニットに依存しない遠隔操作ユニットを有し、この遠隔操作ユニットは符号化制御信号をキースイッチの操作に従って形成し、アンテナを介して送信する。自動車の受信ユニットは符号化制御信号を受信し、制御信号が正当である場合には中央ロック装置を制御する。
ここでトランスポンダユニットと遠隔操作ユニットとは相互に依存せずにキーグリップに配置されている。ここで各ユニットは計算ユニットを有し、計算ユニットはそれぞれ応答コード信号ないしは制御信号を形成する。
さらに公知のコード信号発生器（ＷＯ９６／１７２９０）は、トランスポンダユニットまたは遠隔操作ユニットを有する。単方向信号伝送の際には、遠隔操作ユニットだけが必要であり、双方向信号伝送の際にはトランスポンダだけが必要である。伝送される信号の盗聴を困難にするため、同じ信号が少なくとも２つの異なる伝送チャネルを介して伝送される。従ってコード信号発生器は２つの異なる送信器を有する。受信された両方の信号が、安全装置を制御するためには正しくなければならない。
本発明の課題は、有する構成素子ができるだけ少なく、かつ認証が盗聴されたり改竄されたりすることのないコード信号発生器を提供することである。
この課題は本発明により、請求項１の構成によって解決される。ここでコード信号発生器はただ１つの暗号化ユニットを有し、この暗号化ユニットに遠隔操作ユニットとトランスポンダユニットの両方がアクセスする。従って符号化制御信号ないしは応答コード信号は暗号化ユニットにより形成され、送信される。
本発明の有利な構成は従属請求項に記載されている。トランスポンダユニット、遠隔操作ユニットおよび暗号化ユニットを回路として半導体チップに集積して設けると有利である。このことによりコード信号発生器は非常に小さな寸法を有するようになる。コード信号発生器は、コイルおよびコンデンサを備えた共振回路を有することができ、この共振回路を介して信号が誘導的に送信または受信される。同時にコード信号発生器はさらに１つまたは複数の送信器を有し、この送信器により符号化制御信号が無線で送信される。
コード信号発生器はエネルギー蓄積器を有することができ、イベントメモリは無線で受信されたエネルギー信号により充電される。従ってコード信号発生器は、容量を使い果たしたら直ちに交換しなければならないような電池を必要としない。
本発明の実施例を以下、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のコード信号発生器のブロック回路図である。
図２は、自動車の送受信ユニットのブロック回路図である。
本発明の携帯型コード信号発生器１０（図１）はトランスポンダユニット１００，１１１，１１２，１３０と、遠隔操作ユニット１４０，１６０，Ｓ４，Ｓ５を有する。コード信号発生器１０はコード信号の送信および／または受信により定置された送受信ユニット２０（図２）と通信する。コード信号発生器１０によって認証が実行され、この認証が成功した際には安全装置２７０がイネーブル信号によって制御される。
コード信号発生器１０のトランスポンダユニットは送受信素子として、コイル１０６とコンデンサ１０７を備えた共振回路を有する。共振回路１０６，１０７を介し信号が高周波磁界によって誘導的に受信または送信される。このためにトランスポンダユニットは復調器１０２を備えた誘導性インターフェース１００を有する。この復調器１０２は受信された信号を復調し、さらなる処理のためにシリアルデータ信号に変換する。復調器１０２と同じように誘導性インターフェース１００は変調器１０５を有し、この変調器１０５は送信すべき信号を搬送波周波数で変調し、共振回路１０６，１０７を介して送信する。
さらに誘導性インターフェース１００は、整流器および電圧監視器を備えたエネルギー復元ユニット１０１を有することができる。このエネルギー復元ユニットにより、受信された信号から必要な場合にはエネルギーを取り出すことができる。取り出されたエネルギーはコード信号発生器１０の構成部材に直接、供給することができる。
このエネルギーによりさらに、再充電可能なエネルギー蓄積器１０８（例えばコンデンサまたは蓄電池の形態）を受電することができる。エネルギー蓄積器１０８の代わりに、電池をエネルギー蓄積器として使用することもできるが、この場合は電池が放電したならこれを交換しなければならない。
エネルギー蓄積器１０８の充電状態または電池は電圧監視器により常時、監視することができ、これにより必要に応じて直ちにエネルギーを後充電するか、または電池が空であることを指示することができる。さらに電圧監視器によりコード信号発生器１０の動作電圧が監視される。これにより電圧低下によるエラーが発生しない。
コード信号発生器１０の遠隔操作ユニットは１つまたは複数のキースイッチＳ４およびＳ５を有する。このキースイッチは、ユーザが電子装置（以下、安全装置と称する）を遠隔操作したい場合に操作される。キー問い合わせユニット１４０は、キーが操作されたか、またはどのキーＳ４，Ｓ５が操作されたかを識別する。さらに遠隔操作ユニットは、無線アンテナ１６３、または光学的／音響的送信素子１６２を備えた送信器を有する。これらの素子にも同じように、後置接続された高周波発振器または相応の信号変換器を備えた変調器１６１を前置接続することができる。
キースイッチＳ４またはＳ５の操作の際に、キー問い合わせユニット１４０がキーＳ４またはＳ５の操作されたことを識別すると直ちに遠隔操作ユニットはアクティブとなる。これに続いて、信号形成ユニット１１０のプロトコル発生器１１２で符号化制御信号が形成され、この制御信号が送信器１６０を介して無線で送信される。
制御信号は制御情報を有し、この制御情報はｄのキースイッチＳ４またはＳ５が操作されたか、すなわち何を遠隔操作すべきかを表す。さらにプロトコル発生器１１２は、信号形成ユニット１１０の暗号化ユニット１１１で形成される施錠２進信号（以下、コード語と称する）を制御信号に追加する。
暗号化ユニット１１１はメモリ１３０と接続されている。メモリ１３０はここでは、秘密コードメモリ１３１と、カウンタ１３２と、データレジスタ１３３に分割されている。秘密コードメモリには秘密キー（以下秘密コードと称する）が記憶されている。カウンタには同期データが記憶されている。データレジスタにはユーザ固有のデータまたは車両固有のデータが記憶されている。同期データと秘密コードは暗号化ユニット１１１に供給される。これらは暗号化ユニット１１１で、施錠アルゴリズムを用いて施錠され、コード語として制御信号に追加される。
暗号化ユニット１１１はデータを施錠するのに使用される。この暗号化ユニット１１１には、トランスポンダユニットと遠隔操作ユニットの両方がアクセスし、それぞれ応答コード信号ないし制御信号を施錠し、または信号に少なくともコード語を追加する。
施錠された信号の利点は、１つまたは複数の盗聴された信号から施錠アルゴリズムを推定することができないか、または非常に大きなコストをかけなければ推定できないことである。各送信過程で周期的に別の信号が形成され、送信される。これにより、一度信号が盗聴されても、これを以降に認証のために使用することができない。なぜならその信号はその間に正当でなくなるからである。
メモリ１３０は、正当性が証明された場合にだけ秘密コードを上書きできるように構成される。秘密コードは外部からは読み出すことができない。同期データはメモリ１３０のカウンタ１３２に記憶され、必要に応じて変更するか（記憶内容の変更＝計数状態の変更）、または新たな同期データにより上書きすることができる。
コード信号発生器１０にはフロー制御ユニット１５０が配置されており、このフロー制御ユニットはコード信号発生器１０のすべての構成部材（誘導性インターフェース１００，メモリ１３０，送信器１６０，プロトコル発生器１１２等）を制御する。従ってこの油にとはすべての構成部材と電気的に接続されている（分かりやすくするために電気接続は図面に示されていない）。
フロー制御ユニット１３０はスイッチＳ１〜Ｓ３も制御する。スイッチＳ１からＳ３の切替位置に依存して種々異なる経過がコード信号発生器１０で実行される。スイッチＳ１はプロトコル発生器１１２の出力端を、誘導性インターフェース１００の変調器１０５の入力端（応答コード信号）または送信器１６０（制御信号）に接続する。スイッチＳ２は暗号化ユニット１１１に受信され復調された質問コード信号またはカウンタ１３２のメモリ内容を供給する。スイッチＳ３は、データをメモり１３０に書き込むべき場合だけ閉じられる。スイッチＳ３は、質問コード信号が受信された場合に自動的に閉じられる。しかし正当性（これはフロー制御ユニット１５０に質問コード信号により土される）の証明が必要なこともある。これは、スイッチＳ３を閉じ、これにより秘密コードまたは同期データを上書きするためである。
フロー制御ユニット１５０は発振器１０４またはクロック再生ユニット１０３によりクロッキングされる。遠隔操作ユニットだけがアクティブにされる場合、まず発振器１０４がアクティブにされ、発振器が次にフロー制御ユニットをクロッキングする。これに対してトランスポンダユニットが質問コード信号の受信によりアクティブにされる場合、フロー制御ユニット１５０に対するクロックはクロック再生ユニット１０３により、トランスポンダにより受信された交番磁界から取り出される。
有利にはこのようなコード信号発生器１０は自動車の盗難防止保護装置に対して使用される。ここでコード信号発生器はユーザにより共に携帯される。コード信号発生器１０は、自動車に定置された送受信ユニット２０（図２参照）と通信する。
ここで盗難防止保護装置は安全装置２７０として発進阻止を含み、車両を使用できるようにする前に発進阻止をまず正当性の証明によって解除しなければならない。コード信号発生器１０によりさらに、自動車のドア錠を施錠または開錠する例えば中央施錠装置のような別の安全装置２７０を遠隔操作することができる。さらに安全装置２７０としてのその他の制御機器も遠隔操作で制御することができる。これは例えば、窓の開閉機能、座席の調整、ヒータのオン／オフ等である。
ユーザが自動車に乗り込みたい場合、ユーザはコード信号発生器１０のキースイッチＳ４またはＳ５を操作する。すなわちこれにより、自動車の中央施錠装置にすべてのドア、場合によりトランクルームも開錠すべきことを指示する。
ここではキースイッチＳ４がすべてのドアの開錠のために、キースイッチＳ５がすべてのドアの施錠のために設けられているとする。キースイッチＳ４の操作がキー問い合わせユニット１４０により識別されると直ちに、プロトコル発生器１１２で制御信号が形成される。このためにコード語が暗号化ユニットにより、制御情報（以下、制御データと称する）と共に、場合によりデータレジスタ１３３からのデータ（以下、車両データと称する）と共に符号化によって統合される。このようにして形成された制御信号は次に変調され、または変調されずに自動車へ送信される。
自動車にある送受信ユニット２０の受信器２６０は制御信号を光学的または音響的受信素子２６２を介して、または無線アンテナにより受信し、制御信号を復調器２６１で復調する。復調器２６１は制御信号をその構成成分、すなわちコード語、制御データ、車両データに分離する。コード語は比較ユニット２４０に、残りのデータは安全装置２７０に供給される。
まず受信されたコード語に基づいて認証が実行される。このためにコード語は予期される目標コード語と比較器２４０で比較される。認証が成功すればイネーブル信号が形成され、このイネーブル信号により制御データの内容および場合により車両データが安全装置２７０により実行される。制御データの内容は、自動車のどの装置を制御すべきかを指示する。キースイッチＳ４の操作の場合には、自動車のすべてのドアとトランクルームを開錠すべきである。
ユーザが自分の自動車と共に発進したい場合には、まず発進阻止を解除しなければならない。このためにユーザは点火スイッチ２１０を操作する。これは例えば点火錠の点火キーを位置“点火ＯＮ”または“スタート”に回転することにより行われる。これに基づき自動車の送受信ユニット２９は２進質問コード信号（チャレンジとも称する）を誘導性インターフェース２００と、コイル２０４およびコンデンサ２０５を備えた共振回路２０４とを介して送信する。ここで質問コード信号は前もって暗号化しておいて送信するか、または暗号化せずに、並びに符号化しない信号として送信することができる。質問コード信号には有利には同期データ、例えばランダム数が含まれている。
コード信号発生器１０のトランスポンダユニットは質問コード信号を受信する。質問コード信号は評価される。質問コード信号が許容される質問コード信号であった場合は、暗号化ユニット１１１で秘密コードによりコード語が形成される。このコード語はプロトコル発生器１１２により２進暗号化応答コード信号（レスポンスとも称する）へと完全にされる。応答コード信号は、コード信号発生器１０の共振回路１０６，１０７を介して、自動車の送受信ユニット２０の共振回路２０４，２０５へ送信される。
応答コード信号は、送受信ユニット２０にある誘導性インターフェース２００の復調器２０３によって復調され、比較器２４０に供給される。
送受信ユニット２０の暗号化ユニット２３０ではその間に目標コード語が形成される。このために暗号化ユニット２３０には、秘密コードメモリ２２３からの秘密コードと、ランダム発生器２２１で形成された同期データ（ランダム数）との両方が供給される。ここで秘密コードはコード信号発生器１０の秘密コードと同じにすべきである。同期データとして同じランダム数が使用される。なぜなら、これが質問コード信号と共にコード信号発生器１０に送信されたからである。
受信された応答コード信号は目標コード語と比較される。２つのコード信号が少なくともほぼ一致すれば、コード信号発生器１０がその盗難防止保護装置に所属し、正当であると仮定される。なぜならこの場合、２つの秘密コードが同じであると証明されるからである。従って認証が成功する。その結果、発進阻止が解除される。
コード信号発生器１０でも自動車の送受信ユニット２０でも、同じ秘密コードがコード信号を形成するために使用される。秘密コードは２進数とすることができ、この２進数には数学的暗号化アルゴリズム（例えばＥＸＯＲ結合のような２つの２進数の論理演算）を適用することができる。同じようにランダム数が目標コード語の形成に使用される。
暗号化アルゴリズムは、コード信号が周期的に変化するように構成することができる。これによりコード信号の各形成の際に、直前のコード信号に対して変更されたコード信号が形成される。
周期の長さ（すなわち一度送信されたコード信号の反復性）は、暗号化アルゴリズムと、暗号化に使用されるデータ（ランダム数）に依存する。従って例えば秘密コードは１２８ビット、同期データは３２ビットの長さとすることができる。これにより多数の異なるコード信号を形成することができ、伝送されたコード信号を盗聴し、秘密コードを探るためにすべての可能性を試みるコストが非経済的になる。従って、一度送信されたコード信号が、盗難防止装置のコード信号発生器１０を使用した場合に繰り返されるようなことは通常、あり得ない。周期長は比較的に長い同期データまたは秘密コードによりさらに拡大することができる。ランダム数が比較的に多くのビット桁を有すればそれだけ、盗難防止装置はより複雑になり、より確実になる。
有利には２進ランダム数は同期データに含まれ、このランダム数は点火スイッチ２１０の各操作の際にランダム発生器２１１により新たにランダムに形成される。このランダム数はまたスタート値としてカウンタ２２２に記憶される。ランダム数は変調直後に、質問コード信号として送信することができる。ランダム数を暗号化ユニット２３０で暗号化し、続いて変調して送信することもできる。
コード信号発生器１０により受信されたランダム数はそこでカウンタ１３２に記憶される（すでに前に記憶されたランダム数は上書きされる）。ランダム数およびコード信号発生器１０の秘密コードは暗号化ユニットで所定の暗号化アルゴリズムに従い暗号化される。これによりコード語が形成される。
有利には制御信号の形成の際に、送受信ユニット２０との対話は行われない。すなわち質問コード信号は受信されない。従ってこれまでの同期データ（ランダム数）は有効なままである。制御信号の受信の際に、先行する制御信号に対して変更された制御信号を送信するために、同期データがカウンタ１３２によりスタート値（＝ランダム数）から出発して、キースイッチＳ４またはＳ５の各操作の際に増分または減分によって変更される。このようにして得られた計数状態は次に、コード語を制御信号に対して形成するために使用される。
自動車の送受信ユニット２０は、コード信号発生器１０と同じように構成される。そこにも暗号化ユニット２３０が設けられており、同じようにコード語、すなわち目標コード語を形成する。同期データは質問応答ダイアローグ（すなわち質問コード信号の送信と応答コード信号の受信）の際に、ランダム数発生器２２１から到来する。直前に質問コード信号が送信されなければ、同期データがカウンタ２２２から到来する。コード信号の受信の際に同期データは、目標コード語を暗号化により形成するのに使用される。ランダム数発生器２２１とカウンタ２２２とは、必要に応じてフロー制御部２５０により切り換えられる。
質問応答ダイアローグの際に、送受信ユニット２０でもコード信号発生器１０でも同じランダム数から出発する。なぜなら、ランダム数がコード信号発生器１０に伝送され、そこで同じように記憶されるからである。その結果、盗難防止装置は“同期”する。
制御信号をコード信号発生器１０で形成する際に、同期データ、すなわちランダム数（＝計数状態）がカウンタ１３２により増／減分によって変更される。なぜなら、キースイッチＳ４またはＳ５が操作されたからである。これに対して送受信ユニット２０の同期データは取り敢えず変更されずに留まる。なぜならそこでは、コード信号発生器１０のキースイッチＳ４またはＳ５の操作が記録されないからである。これは、誰かがコード信号発生器１０で遊んでいて、複数回キースイッチＳ４またはＳ５を操作したが、自動車のそばにはいなかったような場合もそうである。
制御信号を送受信ユニット２０により受信する際、カウンタ２２２に瞬時に記憶されている計数状態（ランダム数に等しいスタート値）が、目標コード信号を暗号化により形成するために使用される。続いて、目標コード語と制御信号の受信されたコード語との比較が行われる。
両者が一致しない場合には、送受信ユニット２０の計数状態が増分または減分によりコード信号発生器１０の計数状態と同じように変更される。この新たな計数状態を用い暗号化によって別の目標コード語が形成される。従って、新たな目標コード語と受信されたコード語との比較が新たに行われる。このときに一致が識別されれば、認証は成功する。それ以外の場合は、送受信ユニット２０の計数状態が新たに変更され、別の目標コード語が形成される。
比較ユニット２４０により一致が識別されなければ、この方法ステップは継続されるが安全のために暗号化ステップは制限された数だけ行われる。すなわち所定の最大回数だけ比較ステップが実行され、その最大回数内に認証が成功しなければならない。認証が成功しなければ、コード発生器１０は正当ではないと見なされる。
所定数の比較ステップにより、いわゆるキャッチ領域が得られる。キャッチ領域内では、制御信号のコード語が繰り返し新たに形成された目標コード語と一致した場合には、認証を成功させることができる。キャッチ領域の外では、目標コード語と受信されたコード語とのそれ以上の比較は行われない。この場合、送受信ユニット２０とコード信号発生器１０とはもはや“同期”しない。
認証を再度可能にするためには、盗難防止装置を同期しなければならない。このことは質問コード信号の送信によって行うことができる。ここでは同期データが一方では送受信ユニット２０のカウンタ２２２に記憶され、他方ではコード信号発生器１０のカウンタ１３２に伝送され、そこに記憶される。新たな同期データは次に再度、暗号化、すなわちコード語と目標コード語の形成のための出発点となる。
制御信号の受信されたコード語がキャッチ領域内で正当と識別されなければ、盗難防止装置は取り敢えず電子的に操作できなくなる。しかしユーザが自分の自動車を使用することができるようにするため、ドア錠はキーによる機械的操作に切り換えられる。従ってユーザはドアを機械的に開錠し、自分の自動車に乗り込むことができる。
自分の自動車をスタートさせるためには、ユーザは電子的発進阻止を解除しなければならない。このためにユーザは点火キーを点火錠に差し込み、キーを回転させ、これにより点火スイッチ２１０を操作する。続いて、質問応答ダイアローグがコード信号発生器１０と送受信ユニット２０との間で行われ、このときにフローが成功すれば発進阻止が解除される。
質問応答ダイアローグの間、ランダム数発生器２１１では新たな同期データが形成され、質問コード信号でコード信号発生器１０に伝送される。同期データは送受信ユニット２０にもコード信号発生器１０にも記憶されるから、このようにして同期が行われる。制御信号を将来、伝送する際には、再び認証を成功させることができる。
同期は外部の接続可能な診断装置によって行うこともできる。この場合、コード信号発生器１０も送受信ユニット２０も診断装置に接続することができる。正当性の証明の際（例えば車両固有のＰＩＮ番号の入力により）に、新たな同期データは送受信ユニット２０にも、また誘導性インターフェース２００と１００を介してコード信号発生器１０のメモリにも記憶される。診断装置を介して、送受信ユニット２００に同期データを誘導性インターフェース２００と１００を介してコード信号発生器１０に伝送させ、これをそこに記憶させることもできる。
トランスポンダユニット１００と１３０，遠隔操作ユニット１４０と１１２，並びに暗号化ユニット１１１は有利には集積回路として（シリコン）半導体チップに構成される。これによりコード信号発生器１０の機械的寸法は非常に小さくなる。主席回路として半導体チップに配置されたすべての構成素子は、図１に破線により示された枠内に含まれる。半導体チップの外にはキースイッチＳ４とＳ５、エネルギー蓄積器１０８，共振回路１０６，１０７，並びに光学的または音響的送信素子１６２と無線アンテナ１６３が配置されている。これら構成部材はもちろんすべて、半導体チップと電気接続されている。
共振回路１０６，１０７を介して質問コード信号または応答コード信号が高周波磁界の形態で受信ないしは送信される。磁界からはクロック再生ユニット１０３を用いてフロー制御ユニット１５０に対するクロックを得ることができる。
質問コード信号はまた、エネルギーをコード信号発生器１０に伝送するために利用することができる。このためにコイル１０６に誘導された電圧が、質問コード信号の受信の際に整流器で整流される。このようにして発生した直流電圧は、エネルギー蓄積器１０８を充電するために、またはコード信号発生器１０のすべての構成素子に直接、エネルギーを供給するために使用することができる。エネルギー蓄積器１０８が十分に充電されたなら、充電は一時的に終了する。このことは電圧監視ユニットにより監視される。エネルギー蓄積器１０８のエネルギーが閾値以下に低下すると、エネルギー蓄積器１０８は再び充電される。
質問コード信号、応答コード信号および制御信号は２進形態のデジタル信号である。このような信号の論理状態０と１はレベルＬ（ロー）とＨ（ハイ）を有する。コード信号発生器１０に対して必要なエネルギーは質問コード信号に、または別個に伝送されるエネルギー信号に含むことができる。エネルギー伝送のために質問コード信号は有利には、ＨレベルおよびＬレベルにおいて、０Ｖ以上の電圧振幅を有する。
信号は振幅変調、周波数変調、位相変調、またはそれ以外の変調方式で変調することができる。通常、質問コード信号と応答コード信号は約１２5ｋＨｚの搬送波周波数で誘導的に伝送され、制御信号は約４３３ＭＨｚの搬送周波数において無線で送信される。
制御信号は光学的または音響的に伝送することもできる。また同時に無線を介しても光学的にも送信できる。制御信号は必ずしも変調して伝送する必要はない。この場合には制御信号は発振器を介して（変調器１６１の代わりに）直接、無線アンテナ１６３または光学的または音響的送信素子１６２に供給される。
もちろん、信号を変調して伝送するのに他の搬送波周波数を使用することもできる。信号をパラレルに少なくとも２つの異なる搬送波周波数で伝送することもできる。質問コード信号の送信出力はコード信号発生器１０の必要エネルギーに調整することができる。送信出力を介して伝送される信号の伝搬距離も調整することができる。伝搬距離は別のパラメータ、例えば伝送形式、搬送波周波数等を介して調整することもできる。
２進信号は所定の電気信号形式、例えばＮＲＺ形式、ＲＺ形式、またはバイフェース形式で伝送することができる。自動車技術で無線データ伝送を適用するにはバイフェーズ形式が有利であることが判明した。これはマンチェスターコードとも称される。ここでは２進値０と１の信号がＴ／２の長さのパルスによって表される。値１の信号は周期期間Ｔの最初の半分によって、値０の信号は第２の半分によって伝送される。
伝送されるすべての信号は、スタートビット、ストップビットまたはパリティビットにより拡張することができる。これによって伝送がより確実になる。信号形式および伝送データ語（プロトコル）の構造はプロトコル発生器１１２により調整される。プロトコル発生器１１２はさらに、キー問い合わせユニット１４０またはデータレジスタ１３３から得られたデータを、暗号化ユニット１１１で形成されたコード語に追加する。
メモリ１３０は複数のＥＥＰＲＯＭからなることができる。安全のために秘密コードを外部から読み出すことはできない。秘密コードは正当性が証明された場合だけ上書きすることができる。正当性の証明の際には、スイッチＳ３がフロー制御ユニット１５０により閉じられ、共振回路１０６，１０７により受信された新たな秘密コードが秘密コードメモリ１３１に書き込まれる。正当性の証明として、すなわちスイッチＳ３を閉じ、新たな秘密コードを書き込むために、コード信号発生器１０の所定のスイッチＳ４またはＳ５を例えば所定の持続時間の間、または複数回、順次所定のリズムで操作するように構成することもできる。
有利には質問コード信号は単に、送受信ユニット２０のランダム数発生器２１１で形成された、例えば３２ビット長の２進ランダム数であり、この２進ランダム数はカウンタ２２２と１３２に記憶される。カウンタ１３２の計数状態はキースイッチＳ４またはＳ５の操作の際に１だけ増分または減分される。
データレジスタ１３３にはユーザ固有または車両固有のデータを記憶することができる。同じように診断データを車両の動作中に誘導性インターフェース１００と２００を介してデータレジスタ１３３に書き込むことができる。この場合、コード信号発生器１０はできるだけ送受信ユニット２０のそばになければならない。これは、コード信号発生器１０が点火キーのグリップに配置され、点火キーが点火錠に差し込まれ、送受信ユニット２０のコイル２０４が点火錠の回りに配置された場合である。
診断データ、とりわけエラーデータは車両内部の診断ユニット（オンボード診断）により常時、自動車の動作中に検出され、誘導性インターフェース１００と２００を介してデータレジスタ１３３に書き込まれる。中央部はこの診断データを外部から、自動車の受信器２６０と誘導性インターフェース１００，２００を介してコード信号発生器１０のメモリ１３０から呼び出す。次に診断データは誘導性インターフェース１００と２００を介して、またはコード信号発生器１００の送信器１６０を介して無線で中央部に送信される。
このような中央部は例えば交通監視局（警察）の車両に搭載することができ、通過する車両の診断データを限界値を守っているか（排ガス中の許容できない高濃度の有害物質）どうかについて監視する。
暗号化ユニット１１１と１３０では、データが暗号化アルゴリズムによって暗号化される。暗号化アルゴリズムが秘密である場合、すなわちこれを外から読み出すことができない場合、秘密コードは必ずしも必要ではない。これに対して暗号化アルゴリズムが外部から比較的容易にアクセスできる場合、秘密コードはデータを確実に暗号化するために必要である。
暗号化ユニット１１１と２３０は、ハードウェア的に固定配線の帰還結合シフトレジスタとして構成することができる。暗号化ユニット１１１，２３０はマイ
クロプロセッサまたは暗号化プロセッサとして構成することもできる。
本発明に対しては、どのようにデータが暗号化されるかは重要でない。暗号化の際に、平文が暗号化ユニットで暗号化アルゴリズムを用い、場合により秘密コードを用いて、暗号文に変換される。逆の変換は解読と称される。暗号化または解読のために種々の手段を使用することができる。
暗号化または解読のために例えば同期法または非同期法のような暗号化法を使用することもできる。暗号化法では、暗号化されたデータが反対側で再び解読され、平文として存在するようになる。しかし認証に対しては、データが両側で暗号化だけされ、２つの結果を相互に比較するだけで十分である。一致する場合には、正当なコード信号発生器１０がコード語を送信したことが保証される。このためには、暗号化アルゴリズムまたは秘密の鍵が両側で同一であるか否かを検出するか、または受信されたコード語が正しいか否かを検出することができる。従って解読は必ずしも必要ではない。
暗号化法では、公開鍵または秘密鍵（＝秘密コード）を暗号化および解読に使用することができる。このために、いわゆる暗号化プロセッサが使用される。すべての暗号化法では共通して、暗号化され、伝送された信号をデータ通信の盗聴により“ハッキング”したり、データを評価することは莫大なコストをかけてのみ可能である。従ってこのような暗号化法は有利には自動車の盗難防止装置に適する。
コード信号発生器１０は例えば、ドアキーまたは点火キーのキーグリップに配置することができる。
同じようにチップカードまたはいわゆるスマートカードも、コード信号発生器１０を収容するのに適する。ユーザはコード信号発生器１０を快適に携帯することができる。なぜなら、これらのカードは非常に小型に構成されているからである。必要に応じて、コード信号発生器１０は、キースイッチＳ４，Ｓ５以上のまたはこれ以下のキーを有することができる。例えば必要に応じて、すべてのドアを開錠するためのキースイッチ、１つだけのドアを開錠するための別のキースイッチ、すべてのドアを施錠するためのキースイッチ、非常呼び出しを送信するためのキースイッチ、トランクルームを施錠／開錠するためのキースイッチ、窓／サンルーフ／幌を開放／閉鎖するためのキースイッチ、建物のドアを開錠するためのキースイッチ、建物の照明をオンするためのキースイッチ、ガレージを開放するためのキースイッチ等を設けることができる。
本発明のコード信号発生器１０により、制御信号を形成するための固有の符号化または暗号化ユニットが必要なくなる。トランスポンダユニットも遠隔操作ユニットも同じ暗号化ユニット１１１にアクセスする。
本発明のコード信号発生器１０は、自動車の盗難防止装置に使用できるだけでなく、２つのユニット間の質問応答ダイアローグ（双方向通信）による認証と、単方向遠隔制御が行われる他の適用分野に対しても使用することができる。
概念“発進阻止”とは、自動車の使用を阻止することのできる自動車のすべての装置と理解されたい。これら装置は、前もって認証が成功した場合だけイネーブルされる。発進阻止には例えば、機関制御機器、燃料供給に対する阻止弁、バッテリーの接続スイッチ、トランスミッション制御機器、点火回路の投入接続スイッチ、ブレーキ制御機器、ステアリング等を関連させることができる。
概念“トランスポンダユニット”とは、信号を受信し、これに基づいて自動的に信号を返信する装置と理解されたい。
質問コード信号、応答コード信号、および制御信号は、それぞれコード語を有するコード信号である。コード語は、多数のビット桁を有する２進符号化信号である。暗号化によりコード語は、各新たな暗号化ステップで変化する。コード語には、場合により確実なデータ伝送のために必要な複数のビットが先行または後続することができる。
【図１】
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【図２】
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