Автомобильное противоугонное устройство (варианты)

Автомобильное противоугонное устройство (АПУ) содержит микроконтроллер, в программу которого заложен процесс аутентификации на основе алгоритма хеширования SHA-256 или алгоритма цифровой подписи на эллиптических кривых ECDSA с технологией физически неклонируемой функции PUF, подключаемые контактным способом ключи, работающие на вышеуказанных алгоритмах, блок ввода для контроля состояния датчиков, концевых выключателей дверей автомобиля и т.п., а также обладает функциями включения или отключения блокировки запуска двигателя посредством реле и CAN-шины, функцией формирования и передачи соответствующих СМС-уведомлений и дозвона пользователю посредством GSM-модуля с установленной сим-картой, а также функцией определения координат автомобиля посредством GPS-модуля. Для связи АПУ с GSM- и GPS-модулями используется интерфейс RS-422. Прием поступающих на входы АПУ сигналов осуществляется посредством устройства ввода, выполненного на базе сдвигового регистра с возможностью считывания состояния входных сигналов через интерфейс SPI. Устройство вывода АПУ выполнено на основе специализированной микросхемы-драйвера с обратной диагностической связью с транзисторными выходами по типу «открытый сток», состояние которых управляется АПУ по интерфейсу SPI или посредством подачи сигналов на параллельные входы указанной микросхемы-драйвера. Драйвер CAN-шины предназначен для подключения контроллера к общей шине автомобиля для последующей блокировки запуска двигателя в режимах охраны, а также для считывания кодов неисправностей электронной системы управления двигателем (ЭСУД). Повышается степень защиты АПУ. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к автомобильным противоугонным устройствам (АПУ) и может быть использовано для усиления защиты автомобиля от несанкционированного доступа и угона в составе штатных или дополнительно устанавливаемых автомобильных противоугонных систем.

В существующих на сегодняшний день АПУ применяют методы аутентификации владельца автомобиля на основе передачи данных между брелоком (аутентификатором) и АПУ по открытому радиоканалу, что позволяет злоумышленникам сканировать его для определения (подбора) секретного кода разблокировки, препятствовать постановке автомобильной противоугонной системы (АПС) в режим охраны путем генерации помех на частотах передачи или использовать методы ретрансляции радиосигнала, от чего также не всегда защищены и бесконтактные аутентификаторы малого радиуса действия, работающие на технологии ближнего поля (NFC).

В то же время в некоторых АПС применяют контактные ключи «iButton®», работающие через интерфейс «1-Wire®» и не передающие свой секретный код в диапазоне радиочастот, но в таких ключах полностью отсутствует криптографическая защита от преднамеренного считывания кода ключа. Контактные ключи «iButton®» используют на транспортном предприятии для идентификации водителя, например, при вахтовом методе работы, когда несколько водителей попеременно работают на одном транспортном средстве или строительной технике и необходимо подсчитать время работы каждого водителя.  Так же система идентификации или доступа может вовремя оповестить диспетчера об использовании техники в нерабочее время или движении без идентификации (если не стоит блокировка), то есть попытке угона транспорта или техники (см. Идентификация водителя Ключ «iButton», atl-t.ru/identifikaciya). Персональный ключ или таблетка «iButton®» хранит в себе уникальный не повторяющийся цифровой код без криптографической защиты, который может быть считан с помощью простого двухполюсного контактного считывателя.

Известно автомобильное противоугонное устройство, содержащее микроконтроллер, драйвер мультиплексной CAN-шины, (см. описание изобретение к патенту № 2 613 927 «Способ защиты транспортного средства от угона и устройство для его применения», МПК B60R 25/04, опубл. 22.03.2017).

В известном устройстве снятие с охраны производят с помощью кнопок или радиометки. Кнопки подвержены механическому износу и не отличаются высокой надежностью, что является их недостатком. Кроме того, злоумышленник может подсмотреть за владельцем автомобиля, какие кнопки он набирает и впоследствии набрать ту же комбинацию. Передаваемые рассматриваемым противоугонным устройством и радиометкой сигналы могут быть считаны в открытом диапазоне радиочастот и ретранслированы злоумышленниками.

Блокировку запуска двигателя производят только по CAN-шине и в нем отсутствует блокировка с помощью реле, что несколько ограничивает возможности его использования, так как не на всех автомобилях имеется CAN-шина.

Известно автомобильное противоугонное устройство, принятое в качестве прототипа, содержащее микроконтроллер, драйвер CAN-шины для работы в составе автомобильных электронных систем, ключ и реле (см. описание полезной модели к патенту № 174 036 «Устройство защиты диагностического разъема транспортного средства от несанкционированного доступа», МПК B60R 25/00, опубл. 26.09.2017).

Главный недостаток известного устройства это наличие блока идентификации на основе микросхемы DS2411R (ключ семейства «iButton») - открытость идентификационного кода, т.е. отсутствие криптографической защиты.

Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является повышение степени защиты АПУ за счет применения криптостойкого алгоритма хеширования (SHA-256) или алгоритма цифровой подписи на эллиптических кривых (ECDSA) с технологией физически неклонируемой функции (PUF) на основе контактных ключей без передачи данных между ключами и АПУ в диапазоне радиочастот.

Технический результат достигается тем, что АПУ содержит микроконтроллер, драйвер CAN-шины для работы в составе автомобильных электронных систем, ключи и реле, при этом оно дополнительно содержит драйверы интерфейса RS-422, устройство вывода для включения и отключения блокировок запуска двигателя, GSM-модуль, GPS-модуль, устройство ввода, выполненного на базе сдвигового регистра, для приема поступающей на входы АПУ информации (сигналов) и контактные ключи для аутентификации владельца автомобиля, при этом микроконтроллер через драйверы интерфейса RS-422 соединен с GSM- и GPS- модулями, размещенными по всему доступному для монтажа и закрытому от злоумышленников пространству автомобиля, а контактные ключи выполнены с возможностью применения глубоко защищенного криптостойкого алгоритма хеширования по типу «запрос-ответ» (SHA-256, вариант 1) или алгоритма цифровой подписи на эллиптических кривых ((ECDSA) с технологией физически неклонируемой функции (PUF), вариант 2).

Процесс аутентификации владельца построен на основе контактных ключей с применением глубоко защищенного криптостойкого алгоритма хеширования по типу «запрос-ответ» (SHA-256, вариант 1) и алгоритма цифровой подписи на эллиптических кривых ((ECDSA) с технологией физически неклонируемой функции (PUF), вариант 2), исключающих возможность перехвата посылок обмена между ключом и АПУ, так как обмен данными происходит посредством электрического контакта, а не путем передачи данных между ключом и АПУ в открытом диапазоне радиочастот. Контактные ключи двух типов работают на разных алгоритмах и одинаково надежные.

Блокировка запуска двигателя автомобиля производится как по CAN-шине, так и посредством реле.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков предлагаемого устройства, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого устройства условию патентоспособности «новизна».

Предлагаемое автомобильное противоугонное устройство иллюстрировано блок-схемой.

Автомобильное противоугонное устройство содержит микроконтроллер 1 фирмы «Microchip» AT90CAN64-16AU(SHA-256, вариант 1) или ATSAMC21E16A (ECDSA) c технологией физически неклонируемой функции (PUF) вариант 2), контактные ключи 2, например, DS28E15 или DS28E38 производства компании «Maxim Integrated», драйверы 3 и 4 интерфейса RS-422 для обмена данными между микроконтроллером 1 и GSM-модулем 5 и GPS-модулем 6 соответственно, устройство ввода 7 на основе сдвигового регистра, например, 74HC165D для считывания состояния входных сигналов с датчиков автомобиля по интерфейсу SPI, устройство вывода 8 на основе специализированной микросхемы-драйвера с обратной диагностической связью, например, TLE6220GP и драйвер CAN-шины 9, например, MCP2561 фирмы «Microchip».

В программу микроконтроллера 1 заложен процесс аутентификации на основе алгоритма хеширования (SHA-256) (вариант 1) или алгоритма цифровой подписи на эллиптических кривых (ECDSA) с технологией физически неклонируемой функции (PUF) (вариант 2).

Посредством программы микроконтроллера 1:

- осуществляется обмен данными между микроконтроллером 1 и контактными ключами 2 (вариант 1 или вариант 2);

-производятся расчеты в соответствии с вышеуказанными криптографическими алгоритмами;

- осуществляются прием и обработка всей поступающей с входов информации (состояние датчиков, концевых выключателей дверей автомобиля и т.п.);

- производится включение или отключение блокировок запуска двигателя (устройства блокировок запуска двигателя на блок-схеме условно не показаны);

- происходит формирование и передача соответствующих СМС-уведомлений и дозвон пользователю;

- производится анализ поступающих СМС-команд и обеспечивается их выполнение при совпадении номера телефона абонента, приславшего команду, и пароля с номером телефона и паролем, записанными в память микроконтроллера 1.

При необходимости обновление основной программы микроконтроллера осуществляют посредством защищенного от несанкционированного доступа загрузчика (bootstrap loader) через интерфейс RS-422.

Подключаемые контактным способом ключи 2 служат для аутентификации владельца при постановке АПУ в режим охраны и выходе из него.

Контактные ключи 2 могут быть выполнены двух типов, работающие через интерфейс «1-Wire®» (интерфейс «1-Wire®» на блок-схеме не показан), например, DS28E15 (SHA-256, вариант 1) или DS28E38 (ECDSA на основе технологии физически неклонируемой функции (PUF), вариант 2) производства компании «Maxim Integrated», и служат для аутентификации водителя с последующей постановкой АПУ в режим охраны или выходом из него. Электрические цепи интерфейса «1-Wire®» между АПУ и контактными ключами 2 защищены от воздействий статическим электричеством и электрошоковыми устройствами.

Для связи АПУ с GSM-модулем 5 и GPS-модулем 6 используют драйверы 3 и 4 интерфейса RS-422 соответственно, например, MAX488EUP производства компании «Maxim Integrated», для чего использованы два порта UART микроконтроллера 1 (порты UART на блок-схеме не показаны).

Через GSM-модуль 5 и драйвер 3 интерфейса RS-422 микроконтроллер 1 также получает СМС-команды и обеспечивает их выполнение при совпадении номера телефона абонента, приславшего команду, и пароля с номером телефона и паролем, записанными в память микроконтроллера 1.

GPS-модуль 6, построенный, например, на микросхеме GY-NEO6MV2 производства компании «U-blox» и драйвер 4 интерфейса RS-422 используют для получения микроконтроллером 1 информации о координатах местонахождения автомобиля.

Устройство ввода 7 выполнено на базе сдвигового регистра, например, 74HC165D, и служит для приема поступающей на входы АПУ информации (сигналов) от датчиков удара, наклона, концевых выключателей дверей автомобиля и т.д. с возможностью считывания состояния входных сигналов по интерфейсу SPI.

Устройство вывода 8 АПУ выполнено на основе специализированной микросхемы-драйвера с параллельными входами и обратной диагностической связью, например, TLE6220GP, с транзисторными выходами по типу «открытый сток», состояние которых управляется АПУ по интерфейсу SPI или посредством подачи сигналов на параллельные входы.

Драйвер CAN-шины 9, например, MCP2561 фирмы «Microchip», предназначен для подключения АПУ к общей мультиплексной шине автомобиля для последующей блокировки запуска двигателя в режимах охраны, а также для факультативного считывания кодов неисправностей электронной системы управления двигателем (ЭСУД) с их последующей отправкой микроконтроллером 1 по СМС-запросу владельца автомобиля.

Автомобильное противоугонное устройство работает следующим образом.

При включении устройства микроконтроллер 1 проверяет в своей энергонезависимой памяти состояние флага включения режима блокировки запуска двигателя, на основе чего микроконтроллер 1 определяет последующий режим работы: продолжение режима блокировки запуска двигателя (автоматический переход в режим охраны) или переход в режим ожидания с разрешением запуска двигателя. Далее микроконтроллер 1 настраивает GSM-модуль 5 по протоколу UART посредством интерфейса RS-422 через драйвер 3. Устройство готово к работе.

Для регистрации номера телефона абонента в системе, т.е. номера телефона, с которого будет осуществляться прием СМС-команд и на который будут направляться СМС-уведомления и на который будет осуществляться дозвон, необходимо обратиться к изготовителю АПУ. Регистрация номера телефона будет произведена изготовителем удаленно. Изготовитель также сообщит временный пароль для управления системой посредством СМС-команд. СМС-команды представляют собой запросы владельца автомобиля, например, на постановку в режим охраны, запрос координат местонахождения автомобиля, запрос о состоянии охраняемых зон автомобиля и т.д. При этом снятие АПУ с охраны с помощью СМС-команды невозможно: оно производится только с помощью контактных ключей 2.

После регистрации номера телефона изготовителем на данный номер поступит соответствующее уведомление, после чего доступ изготовителя к системе будет закрыт. Владелец сможет изменить пароль для работы с АПУ посредством СМС-команды.

В АПУ используются три контактных ключа на основе одного из алгоритмов (SHA-256 или ECDSA с технологией физически неклонируемой функции (PUF)), обмен с которыми осуществляется АПУ через интерфейс «1-Wire®» (интерфейс «1-Wire®» на блок-схеме не показан). Один из ключей со специальной меткой представляет собой «мастер-ключ», который необходим для восстановления работы АПУ в случае утери владельцем двух остальных «рабочих» ключей.

Путем поднесения контактного ключа 2 к считывателю (на блок-схеме не показан) производят постановку АПУ в режим охраны. При этом владельцу определено время для того, чтобы покинуть автомобиль и закрыть все двери, по истечении которого АПУ в соответствии с программой микроконтроллера 1 начнет контролировать все охраняемые зоны посредством блока ввода 7.

При открытии двери водителю также определено время для снятия системы с охраны путем поднесения контактного ключа 2. В течение этого времени все охраняемые зоны с контроля не снимаются. Подтверждением постановки в режим охраны и выхода из него является звучание сигналов нарастающего и спадающего тонов соответственно.

При постановке и снятии системы с охраны осуществляется дозвон владельцу посредством GSM-модуля 5, обмен с которым производится по протоколу UART через интерфейс RS-422 посредством драйвера 3. При любых срабатываниях АПУ владелец получает СМС-уведомление о причинах срабатывания системы и дозвон на номер, записанный в память микроконтроллера 1. Постановка АПУ в режим в охраны и выход из него сопровождаются дозвоном владельцу автомобиля. АПУ также обладает возможностью определять попытки генерации злоумышленниками помех на частотах GSM-связи с включением режима тревоги.

Для получения информации о координатах местонахождения автомобиля микроконтроллер 1 производит опрос GPS-модуля 6 по протоколу UART также через интерфейс RS-422 посредством драйвера 4. Владелец получает информацию о координатах местонахождения автомобиля по СМС-запросу и каждый раз при срабатывании режима тревоги.

Посредством устройства вывода 8 осуществляют включение и отключение реле блокировки запуска двигателя (реле блокировки запуска двигателя на блок-схеме не показаны), включение и отключение звукового извещателя, срабатывающего в режиме тревоги.

Устройство вывода 8 обладает функцией диагностики электрических неисправностей реле с последующей передачей информации о неисправностях микроконтроллеру 1.

Драйвер CAN-шины 9 служит для обмена данными между микроконтроллером 1 и электронным блоком управления двигателем (ЭБУ) с целью постановки или снятия с охраны на уровне системы управления двигателем (ЭСУД).

1. Автомобильное противоугонное устройство, содержащее микроконтроллер, драйвер САN-шины для работы в составе автомобильных электронных систем, ключи и реле, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит драйверы интерфейса RS-422, устройство вывода для включения и отключения блокировок запуска двигателя, GSМ-модуль, GPS-модуль, устройство ввода, выполненное на базе сдвигового регистра, для приема поступающей на входы АПУ информации в виде сигналов с датчиков автомобиля, контактные ключи для аутентификации владельца автомобиля и считыватель, при этом микроконтроллер через драйверы интерфейса RS-422 соединен с GSМ- и GPS-модулями, размещенными по всему доступному для монтажа и закрытому от злоумышленников пространству автомобиля, а контактные ключи выполнены с возможностью применения глубокозащищенного криптостойкого алгоритма хеширования по типу «запрос-ответ» SНА- 256.

2. Автомобильное противоугонное устройство, содержащее микроконтроллер, драйвер САN-шины для работы в составе автомобильных электронных систем, ключи и реле, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит драйверы интерфейса RS-422, устройство вывода для включения и отключения блокировок запуска двигателя, GSМ-модуль, GPS-модуль, устройство ввода, выполненное на базе сдвигового регистра, для приема поступающей на входы АПУ информации в виде сигналов с датчиков автомобиля, контактные ключи для аутентификации владельца автомобиля и считыватель, при этом микроконтроллер через драйверы интерфейса RS-422 соединен с GSМ- и GPS-модулями, размещенными по всему доступному для монтажа и закрытому от злоумышленников пространству автомобиля, а контактные ключи выполнены с возможностью применения глубокозащищенного криптостойкого алгоритма цифровой подписи на эллиптических кривых ECDSA с технологией физически неклонируемой функции PUF.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к идентификации пассажиров транспортного средства. Способ опознавания водителя транспортного средства, который содержит множество маяков, множество ультразвуковых датчиков и устройство для опознавания водителя, выполненное с возможностью предсказывать траектории для первого и второго мобильных устройств на основании информации, принятой с множества маяков и множества ультразвуковых датчиков, и определять, какое одно из мобильных устройств связано с водителем, на основании предсказанных траекторий.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для блокировки капота автомобиля. Устройство включает управляющий трос, управляемый трос, корпус, полую цилиндрическую втулку, связанную с управляемым тросом, цилиндрический плунжер, связанный с управляющим тросом, и по меньшей мере один запорный шарик.

Предложен ключ-брелок. Ключ-брелок (203) содержит устройство связи для приема принимаемых опросов и выдачи ответа на опрос транспортному средству (215), аккумуляторную батарею, процессор.

Изобретение относится к способам и системам для обнаружения создающих помехи сигналов, передаваемых из движущихся транспортных средств. Способ идентификации бортового передающего устройства, испускающего создающий помехи сигнал в предварительно заданной полосе частот, при этом способ содержит этап, на котором отслеживают предварительно заданную полосу частот в первом местоположении, чтобы идентифицировать испускание создающего помехи сигнала из проезжающего транспортного средства.

Транспортное средство включает в себя приемник(и), таймер, отсчитывающий время, память и процессор(ы), выполненный(ые) с возможностью приема сигнала с временной меткой от брелока; сравнения временной метки с временным окном; отклонения временной метки, если временная метка находится за пределами временного окна; расширения временного окна в соответствии с отсчитываемым временем; вычисления временного окна как тригонометрической функции от отсчитываемого времени и предопределенного угла, который представляет собой максимальный угол расхождения между таймером и таймером брелока для ключей из-за непостоянного сдвига таймера.

Транспортное средство включает в себя датчик обнаружения проникновения, выполненный с возможностью определять доплеровский сдвиг частоты в пассажирском салоне и выдавать сигнал обнаружения проникновения, указывающий на этот доплеровский сдвиг.

Изобретение относится к способу и когнитивной системе видеоанализа, мониторинга, контроля состояния водителя и транспортного средства (ТС) в режиме реального времени.

Группа изобретений относится к системе и способу доступа в транспортное средство. Система доступа в транспортное средство, осуществляющая способ, содержит: запираемый дверной запор и блок управления, побуждающий запор отпираться при приеме кодированного сигнала, совпадающего с предопределенным кодированным сигналом, записанным в блоке управления и представляющим собой комбинацию действий над по меньшей мере одним существующим ранее компонентом транспортного средства.

Изобретение относится к транспорту и касается защиты от несанкционированного управления подвижными узлами транспортного средства, в частности, капота и коробки переключения передач.

Система безопасности транспортного средства содержит замок зажигания транспортного средства, исполнительный механизм дверного замка, основную схему управления отпиранием дверей и зажиганием транспортного средства, резервную схему управления доступом к транспортному средству и ключ (12), включающий в себя главную подсистему управления транспортного средства и резервную схему отпирания дверей транспортного средства.

Группа изобретений относится к системе и способу отслеживания содержимого инвентаря. Система, реализующая способ отслеживания содержимого инвентаря, включает в себя пассивную систему отпирания дверей, выполненную с возможностью аутентифицировать брелок для ключей и включающую в себя, по меньшей мере, одну антенну и контроллер, функционально согласованный с, по меньшей мере, одной антенной.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системе транспортного средства для дистанционного запуска. Система дистанционного запуска включает в себя терминал (200) пользователя.
Изобретение относится к области транспорта, а именно к противоугонным системам и электронным ключам для самоходных транспортных средств. Безопасный электронный ключ транспортного средства представляет собой включаемый рукой герметизированный выключатель, разрывающий электрические цепи электронного ключа.

Система дистанционной остановки транспортных средств (ТС) предполагает использование GSM–приемопередатчика, установленного на ТС, для его принудительной остановки.

Во время дистанционной блокировки запуска транспортного средства осуществляют беспроводной обмен данными с внешней системой. Обнаруживают преднамеренную порчу транспортного средства.

Изобретение относится к автомобильным охранным системам. Система обхода автомобильного иммобилайзера содержит два устройства, модуль обхода ключа и устройство управления дистанционным запуском.

Изобретение относится к противоугонным устройствам для предотвращения несанкционированного пользования автомобилем. Противоугонное устройство для автомобилей с инжекторным двигателем, содержит последовательно соединенные переключатель с двумя входами, блок управления и исполнительные устройства, резистивный датчик положения дроссельной заслонки и резистор, имеющий сопротивление, равное сопротивлению датчика положения дроссельной заслонки в полностью открытом состоянии.

Противоугонное устройство содержит основной блок (1). Основной блок (1) содержит процессор (2), драйвер мультиплексной шины (3).

Изобретение относится к промышленным и сельскохозяйственным тракторам и агрегатам на их базе, в частности к бульдозерам. Тракторный агрегат содержит остов с ДВС и трансмиссией, ходовую систему, состоящую из колесного или гусеничного движителя и подвески, кабину с рабочим местом оператора, рабочее оборудование, органы и приводы управления ДВС, трансмиссией и/или рабочим оборудованием, панель оператора и контроллер, формирующий сигналы разрешения/блокирования действий оператора по запуску ДВС, управлению ДВС, трансмиссией и/или рабочим оборудованием, или сигналы, обеспечивающие их принудительную остановку.

В транспортном средстве (ТС) установлены блок кодирования идентификационного радиосигнала (4) и радиоприемно-передающее устройство (5), соединенные шинами с иммобилайзером (2).

Автомобильное противоугонное устройство содержит микроконтроллер, в программу которого заложен процесс аутентификации на основе алгоритма хеширования SHA-256 или алгоритма цифровой подписи на эллиптических кривых ECDSA с технологией физически неклонируемой функции PUF, подключаемые контактным способом ключи, работающие на вышеуказанных алгоритмах, блок ввода для контроля состояния датчиков, концевых выключателей дверей автомобиля и т.п., а также обладает функциями включения или отключения блокировки запуска двигателя посредством реле и CAN-шины, функцией формирования и передачи соответствующих СМС-уведомлений и дозвона пользователю посредством GSM-модуля с установленной сим-картой, а также функцией определения координат автомобиля посредством GPS-модуля. Для связи АПУ с GSM- и GPS-модулями используется интерфейс RS-422. Прием поступающих на входы АПУ сигналов осуществляется посредством устройства ввода, выполненного на базе сдвигового регистра с возможностью считывания состояния входных сигналов через интерфейс SPI. Устройство вывода АПУ выполнено на основе специализированной микросхемы-драйвера с обратной диагностической связью с транзисторными выходами по типу «открытый сток», состояние которых управляется АПУ по интерфейсу SPI или посредством подачи сигналов на параллельные входы указанной микросхемы-драйвера. Драйвер CAN-шины предназначен для подключения контроллера к общей шине автомобиля для последующей блокировки запуска двигателя в режимах охраны, а также для считывания кодов неисправностей электронной системы управления двигателем. Повышается степень защиты АПУ. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх