[发明专利]用于超宽带测距中的数据帧传输的密钥导出方案

说明书

公开了用于导出用于对将在无钥匙进入系统中，在耦合到待打开和关闭和/或待锁定和解锁的基础结构的收发器装置与和所述结构耦合收发器装置相关联的移动收发器装置之间的超宽带测距会话期间传输的数据帧的内容进行编码的密钥的方法和装置。

技术领域

本公开涉及用于导出用于对将在无钥匙进入系统中，在耦合到待打开和关闭和/或待锁定和解锁的基础结构的收发器装置与和所述结构耦合收发器装置相关联的移动收发器装置之间的超宽带测距会话期间传输的数据帧的内容进行编码的密钥的方法和装置。

背景技术

当前市场上的现代舒适型汽车可以配备有被动无钥匙进入(PKE)系统。在这种PKE系统中，用相关联的标签(或钥匙坠)接近作为待打开和关闭和/或待锁定和解锁的基础结构的例子的汽车足以解锁汽车，而无需按下可以设置在标签(或钥匙坠)上的按钮。

在尝试在现代无钥匙进入系统中提供安全的汽车访问时——虽然并非市场上可获得的所有系统都真正安全，使用射频(RF)测距系统来防止已知可能存在于超宽带(UWB)RF测距系统中的如所谓的中继攻击等目前已知的攻击和/或如所谓的前导码注入攻击等原则上可能的攻击以及理论上已知但尚未在现场发现的蝉攻击。

UWB RF测距系统通常采用飞行时间原理确定标签与待打开的结构或结构上的标记之间的距离。收发器的发射器通常发出被物体反射或被第二收发器重传的波形，通常为啁啾或脉冲。基于反射或重传到达起始收发器的接收器所耗费的时间量，可以计算物体之间的距离。之后，将如此确定的接收器与发射器之间的距离用作实现访问的控制点。

EP 3 255 851 A1公开了一种用于防止重放之前传输的脉冲的概念，其中每个所传输脉冲都包括(或设置有)所谓的安全训练序列(STS)，仅通过对一些共享密钥的了解就可以预测所述安全训练序列的内容。STS的概念还可以用于涉及数据帧的传输的RF通信中。

本申请人以所陈述的名称在本行业中参与开发了“安全训练序列”(STS)的概念。同时，除了别的之外，标准化组织正在考虑此概念以标准化、进一步完善并传播这种技术。如此，此概念已成为名称为“通用加扰时间戳序列”(GSTS)的IEEE 802.15.4z标准文档的主题。在本公开中，名称“安全训练序列”(STS)和名称“通用加扰时间戳序列”(GSTS)被同义或可互换地使用。

此外，在标签与相关联基础结构之间，例如在钥匙坠与相关联的汽车之间的通信中，还需要保护数据传送。具体地说，在测量脉冲以包括时间戳的数据帧的形式发送的RF测距应用中，期望防止在测距会话结束时发生时间戳操纵。这可以通过使用所谓的2型数据帧实现，所述数据帧可以用于传送长度无法预测的测距测量结果和其它信息中的时间戳。

为了应对两种不同类型的数据帧——1型数据帧和2型数据帧——的使用，期望提供必须允许实现以下的密钥导出方案：

-接收器必须能够接收STS索引并检查其真实性和完整性。

-在传输STS索引时，必须保护其机密性。

-一旦接收器同步到STS索引，就必须允许接收器生成STS。

-必须允许有效载荷的传送，其中应保护其机密性、真实性和完整性。

-必须通过确保不会明文(即在未加密的情况下)传送任何指纹，例如递增计数器、地址等来保护用户的隐私。

所有这些特征应以最小的开销支持。实际上，在超宽带RF通信操作中，每个额外的字节都将降低RF预算。因此，简而言之，应最小化所传输数据的量。

发明内容

本公开的目的在于提供一种用于涉及使用第一类型的数据帧和第二类型的数据帧(例如，上述1型和2型数据帧)的超宽带RF通信的密钥导出方案，其中相对于常规使用的组帧方案，所传输数据的量减少，并且对用户隐私的保护以及所传输数据的机密性、完整性和真实性得到改进。