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Smart Mobility 30 Elektronik Smart Mobility Cities & Energy 2020 Entriegeln des Fahrzeugs einen klar definierten Umkreis einhalten Zum Beispiel kann das PEPS-System des Fahrzeugs mit dem Verfolgen der Position des autorisierten Smartphones beginnen sobald es sich in einem Umkreis von etwa 20 bis 30 m befindet Dies würde Autofahrern zum Beispiel die Aktivierung der Klimaanlage oder des Infotainment-Systems aus der Ferne ermöglichen noch bevor sie in ihr Fahrzeug steigen Die Türen würden jedoch erst dann entriegelt wenn das Smartphone mit dem Schlüssel weniger als 3 m entfernt ist Selbst wenn für einen autorisierten Benutzer die Türen entriegelt wurden würde das PEPSSystem das Anlassen des Motors erst dann freigeben wenn sich das Smartphone mit dem Schlüssel im Innern des Fahrzeugs befindet Die PhoneasaKey-Technik muss aus diesem Grund die Position des autorisierten Smartphones sowohl innerhalb als auch außerhalb des Fahrzeugs exakt ermitteln können Schutz gegen Angriffe Eine der wichtigsten Anforderungen die ein Kfz-Zugangssystem zu erfüllen hat ist der Schutz vor reichweitensteigernden Attacken wie dem RelaisAngriff Eine sichere Methode zur Reichweiteneingrenzung ist beispielsweise die Laufzeitmessung TimeofFlight ToF mit der die Zeit zwischen dem Aussenden eines Funksignals und dem Eintreffen der Antwort von der Gegenstelle gemessen wird Damit sind Rückschlüsse auf die ungefähre Distanz zwischen Sender und dem antwortenden Empfänger möglich Bei digitalen Low-Power-Funkprotokollen lässt sich die Entfernung zwischen zwei Geräten abschätzen indem die Zeit ermittelt wird die ein Datenpaket für den Hinund Rückweg benötigt Wie Bild 2 veranschaulicht kann das Smart-Key-Modul eines PEPS-Systems eine Anfrage an das Smartphone oder den Funkschlüssel aussenden und die Zeit bis zum Eintreffen der Antwort messen Indem es mehrere Messungen durchführt kann das anfragende Modul des PEPS-Systems die Authentizität des antwortenden Smartphones oder Funkschlüssels sicherstellen Moderne Wireless-Mikrocontroller wie der CC2640R2F-Q1 von Texas Instruments unterstützen diese Funktion zusammen mit dem für die Verbindung mit Smartphones genutzten BluetoothLow-Energy-Protokoll Die Mehrzahl der Bluetooth-Geräte darunter auch Smartphones können das Bluetooth-Low-Energy-Protokoll anwenden dessen Bestandteil die Funktion LE Secure Connections ist Mit LE Secure Connections kann das Smart-Key-Modul des PEPS-Systems zur Schlüsselgenerierung den ECDH-Algorithmus Elliptical Curve Diffie Hellman nutzen der den Federal Information Processing Standards FIPS entspricht Die Verbindung mit dem Phoneasa-Key wird dagegen nach dem AES-Verfahren Advanced Encryption Standard verschlüsselt Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme können das PEPS-System und das Smartphone die LE Secure Connections durch eine weitere Verschlüsselung auf der Applikationsebene ergänzen um die Verbindung immun gegen jegliche Schnüffeleien durch Angreifer zu machen die nach dem ManintheMiddle-Verfahren vorgehen Zusammengenommen versetzen diese Eigenschaften das PEPS-System in die Lage Fahrzeuge vor reichweitensteigernden Attacken wie etwa Relais-Angriffen zu schützen Genauigkeit der Positionsbestimmung In einem PEPS-System auf der Basis von Bluetooth Low Energy können proprietäre Implementierungen in einem SoC mit Funktransceiver die passiven Satellitenknoten dazu befähigen die Verbindung zwischen dem Smart-KeyModul und dem Smartphone zu überwachen indem sie die Empfangsfeldstärke Received Signal Strength Indication RSSI der vom Smartphone empfangenen Signale messen Der Nachverarbeitungs-Algorithmus des Phoneasa-Key kann daraufhin die RSSI-Informationen mehrerer Knoten kombinieren um durch Triangulation die Position des Telefons zu ermitteln Diese Technik wird schon seit Jahren zur Lokalisierung angewendet Real-Time Location Service RTLS Einige der bei Bluetooth v5 1 neu hinzugefügten Funktionen zur Richtungsermittlung wie etwa die Messung des Einfallswinkels Angle of Arrival AoA können dazu beitragen die Genauigkeit der Positionsbestimmung zu verbessern Werden zwei oder mehr Antennen in einem bestimmten Abstand an einem Smart-Key-Modul platziert werden diese Antennen sequenziell mit dem Bild 2 Die Entfernung zwischen Smart-Key-Modul im Fahrzeug und Funkschlüssel lässt sich anhand der gemessenen Laufzeit ermitteln Dazu misst das Smart-Key-Modul die Zeit die vergeht bis nach dem Senden der Anfrage eine Antwort empfangen wird und subtrahiert die Zeit für die Bearbeitung der Anfrage im Empfänger Bild Texas Instruments