WO2015074942A1 | 2015-05-28 |
DE102013224330A1 | 2014-07-03 | |||
DE102016108721A1 | 2016-11-17 | |||
US20140357192A1 | 2014-12-04 |
Patentansprüche 1. Authentifizierungsverfahren zur Prüfung einer Berechtigung eines Bedieners zur Freischaltung einer Funktion eines Kraftfahrzeugs, wobei eine kraftfahrzeugseitige Steuerschaltung die folgenden Schritte veranlasst: - Kontaktaufnahme einer Bluetooth-Low-Energy-Schnittstelle (BLE-Schnittstelle) des Kraftfahrzeugs mit einem berechtigten Endgerät des Bedieners, das für Bluetooth-Low-Energy- Kommunikation (BLE-Kommunikation) vorbereitet ist; - Übermittlung von Berechtigungsdaten von dem Endgerät an die BLE-Schnittstelle; - Auswertung der Berechtigungsdaten mittels hinterlegter Referenzberechtigungsdaten zur Berechtigungsprüfung des Endgeräts ; - Erfassen eines biometrischen Merkmals des Bedieners mittels eines an dem Kraftfahrzeug unlösbar angeordneten Biometriesensors ; - Biometrieprüfung, ob das erfasste biometrische Merkmal hinterlegten Referenzbiometriedaten des berechtigten Bedieners entspricht ; - Freischalten der Funktion mittels der Steuerschaltung, nachdem o die Auswertung der Berechtigungsdaten die Berechtigung des Endgeräts bestätigt hat und o die Biometrieprüfung ergeben hat, dass das biometrische Merkmal den Referenzbiometriedaten entspricht. 2. Authentifizierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung von Berechtigungsdaten umfasst, dass nach Etablierung einer Bluetooth-Verbindung (Pairing) zwischen der BLE-Schnittstelle und dem Endgerät eine auf dem Endgerät installierte Software veranlasst, einen auf dem Endgerät gespeicherten Berechtigungscode an die BLE-Schnittstelle zu senden . 3. Authentifizierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung von Berechtigungsdaten umfasst, dass vor Etablierung einer Bluetooth-Verbindung (Pairing) eine Abfrage einer BD_ADDR-Kennzeichnung des Endgeräts durch die BLE-Schnittstelle vorgenommen wird, und dass die Auswertung der Berechtigungsdaten umfasst, dass die abgefragte BD_ADDR-Kennzeichnung mit einer vorgegebenen und kraftfahrzeugseitig gespeicherten Referenz-Kennzeichnung verglichen wird, die von den Referenzberechtigungsdaten umfasst ist. 4. Authentifizierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bluetooth-Verbindung (Pairing) etabliert wird, nachdem das biometrische Merkmal erfasst wurde, wobei aus dem biometrischen Merkmal abgeleitete Daten zur Generierung eines Schlüssels verwendet werden. 5. Authentifizierungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pairing die Auswertung des Schlüssels durch das Endgerät voraussetzt, und dass die Biometrieprüfung und/oder die Auswertung der Berechtigungsdaten den Abschluss des Pairings umfassen. 6. Authentifizierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bluetooth-Verbindung etabliert wird, nachdem das biometrische Merkmal erfasst wurde, wobei aus dem biometrischen Merkmal abgeleitete Daten zur Generierung eines Schlüssels verwendet werden. 7. Authentifizierungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bluetooth-Verbindung die Auswertung des Schlüssels durch das Endgerät voraussetzt, und dass die Biometrieprüfung und/oder die Auswertung der Berechtigungsdaten den Aufbau der Verbindung umfassen. 8. Authentifizierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ermittlung des Abstands des Endgeräts von der BLE- Schnittstelle erfolgt, und dass das Freischalten der Funktion voraussetzt, dass der Abstand einen vorgegebenen und kraftfahrzeugseitig gespeicherten Wert nicht überschreitet. 9. Authentifizierungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Abstands ein Inquiry-Result-with-RSSI zur Ermittlung eines RSSI-Werts des Endgeräts sowie ein anschließendes kraftfahrzeugseitig durchgeführtes Vergleichen des RSSI-Werts mit einem hinterlegten RSSI-Schwellwert umfasst. 10. Authentifizierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des biometrischen Merkmals die Kontaktaufnahme der BLE-Schnittstelle mit dem Endgerät auslöst. 11. Authentifizierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Freischalten der Funktion, nachdem zusätzlich zwischen der Kontaktaufnahme der BLE-Schnittstelle mit dem Endgerät und dem Erfassen des biometrischen Merkmals eine Maximalkarenzzeit nicht überschritten wurde. 12. Authentifizierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Biometriesensor ein Fingerabdrucksensor und/oder ein Venenscanner ist. 13. Authentifizierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät ein Smartphone ist. 14. Authentifizierungsanordnung (300) eines Kraftfahrzeugs (301), aufweisend: - eine Bluetooth-Low-Energy-Schnittstelle (BLE- Schnittstelle) (302), die für eine Kontaktaufnahme mit einem für Bluetooth-Low-Energy-Kommunikation (BLE-Kommunikation) vorbereiteten Endgerät (303) eines Bedieners vorbereitet ist, - einen Biometriesensor (304), - eine Steuerschaltung (305) , die mit der BLE- Schnittstelle (302) und dem Biometriesensor (304) gekoppelt ist, - ein mit der Steuerschaltung (305) gekoppeltes Speichermittel (306), auf dem zumindest Referenzdaten zu einem mit dem Biometriesensor (304) erfassbaren biometrischen Merkmal eines berechtigten Bedieners hinterlegt sind, wobei die Steuerschaltung (305) eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen . |
Die Erfindung betrifft ein Authentifizierungsverfahren zur Prüfung einer Berechtigung eines Bedieners zur Freischaltung einer Funktion eines Kraftahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Authentifizierungsanordnung eines Kraftfahrzeugs.
Während einer langen Zeitspanne waren Kraftfahrzeuge mit einem mechanischen Schließsystem als einziger Maßnahme zur
Zugangsbeschränkung versehen. Im Zuge der technischen
Entwicklung wurden mechanisch ausgelöste Schließsysteme um elektrisch wirkende Berechtigungsprüfungssysteme ergänzt.
Beispielsweise wurden Zugangs- und Berechtigungssysteme
etabliert, deren Funktionalität auf der Funkkommunikation eines tragbaren ID-Gebers mit einem Steuerschaltkreis eines
Kraftfahrzeugs basiert. Beispiele hierfür sind Schließsysteme, welche - je nach Anbieter und Funktionsumfang - oft als Keyless- Schließsysteme oder auch als Smart Entry beziehungsweise Smart- Entry-Keyless-Go-Systeme bezeichnet werden.
Aufgrund der zunehmenden Allgegenwärtigkeit von tragbaren elektronischen Endgeräten, insbesondere Smartphones, besteht zunehmend der Wunsch, derartige Geräte ebenfalls für die
Berechtigungsprüfung im KFZ-Bereich nutzen zu können. Aufgrund der weiten Verbreitung beispielsweise in Smartphones, wird ein vielversprechender Ansatz für neuartige
Authentifizierungssysteme in der Nutzung allgemein bekannter Spezifikationen für Funkkommunikation gesehen. Weit verbreitete Möglichkeiten für die Datenübertragung mittels Funktechnik werden durch die Bluetooth-Spezifikationen bereitgestellt.
Mit der Nutzung von Bluetooth-tauglichen Geräten geht allerdings oft der Nachteil einher, dass unter anderem aufgrund der hohen Ansprechbereitschaft und der weiten Verbreitung sowie der Offenheit für Software Dritter Kompromisse in der Geräte- und/oder Übertragungssicherheit eingegangen werden müssen. Auch besteht prinzipiell die Gefahr, dass sogenannte Man-in-the- Middle-Attacken, in diesem Zusammenhang oft auch als Relay- Station-Attacken bezeichnet, die Sicherheit und damit die
Akzeptanz von Bluetooth-basierten Verfahren beeinträchtigen.
Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, ein
Authentifizierungsverfahren bereitzustellen, das auf der
Verwendung von Bluetooth-Funkkommunikation basiert. Dabei sollen die Vorteile der bei Benutzung von Bluetooth erreichbaren
Flexibilität und für einen Bediener komfortablen Bedienbarkeit weitestgehend beibehalten bleiben. Gleichzeitig wird an das gewünschte Authentifizierungsverfahren der Anspruch gestellt, dass die Gefahr einer Kompromittierung, insbesondere im Wege einer Relay-Station-Attacke, vermieden oder zumindest
signifikant reduziert ist.
Die Aufgabe wird mit einem Authentifizierungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer
Authentifizierungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst .
Das erfindungsgemäße Authentifizierungsverfahren ermöglicht eine Prüfung einer Berechtigung eines Bedieners zur
Freischaltung einer Funktion eines Kraftfahrzeugs. Eine
derartige Funktion kann beispielsweise darin bestehen, dass der Zutritt zu dem Kraftfahrzeug gewährt wird. Eine andere
Möglichkeit besteht darin, dass das Anlassen eines Motors des Kraftfahrzeugs gestattet wird. Es kann die Freischaltung von einer oder von mehreren Funktionen vorgesehen werden.
Im Rahmen des Authentifizierungsverfahrens ist die Nutzung einer Bluetooth-Low-Energy-Spezifikation vorgesehen. Bluetooth- Low-Energy, im Folgenden auch mit den Akronymen als BLE
abgekürzt, stellt einen Teil einer Bluetooth-Spezifikation mit der Versionsnummer 4.0 oder größer dar. BLE bietet den Vorteil, dass ein geringer Energiebedarf erforderlich ist. Bei dem erfindungsgemäßen Authentifizierungsverfahren bietet die
Verwendung von Bluetooth-Low-Energy den weiteren Vorteil, dass aufgrund der im Vergleich zu anderen Bluetooth-Verfahren
geringeren Sendeleistung eine geringere Reichweite der
Datenübertragung erreicht wird. Die bei BLE-Kommunikation typischerweise erreichten Reichweiten in der Größenordnung von 20 bis 30 Metern sind ausreichend groß, um eine komfortable Nutzung im Rahmen des beabsichtigten Zwecks des
Authentifizierungsverfahrens zu gewährleisten. Gleichzeitig wird der Vorteil genutzt, dass im Vergleich zu Bluetooth- Kommunikationen mit deutlich größeren Reichweiten die
Anfälligkeit für Man-in-the-Middle- beziehungsweise Relay- Station-Attacken deutlich kleiner ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht eine Kontaktaufnahme einer Bluetooth-Low-Energy-Schnittstelle des Kraftfahrzeugs (BLE-Schnittstelle) mit einem berechtigten Endgerät des
Bedieners vor. Das berechtigte Endgerät ist für Bluetooth-Low- Energy-Kommunikation (BLE-Kommunikation) vorbereitet. Das bedeutet insbesondere, dass das Endgerät des Bedieners eine Implementation des den Bluetooth-Low-Energy betreffenden Teil eines Bluetooth-Standards der Version 4.0 oder später aufweist.
Es erfolgt erfindungsgemäß eine Übermittlung von
Berechtigungsdaten von dem Endgerät an die BLE-Schnittstelle.
Der Begriff der BLE-Schnittstelle bezeichnet eine Ansammlung von Hard- und Softwarekomponenten, die erforderlich ist, eine BLE-Kommunikation mit einem externen, für BLE-Kommunikation vorbereiteten, Gerät durchzuführen. Beispielsweise kann die BLE- Schnittstelle in einer Ausführungsform zumindest eine Sende- und Empfangsantenne, ein Steuermodul zur BLE-Kommunikation umfassen, das entsprechend einer Bluetooth-Spezifikation für eine BLE- Kommunikation eingerichtet ist.
Weiterhin sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass nach der Übermittlung von Berechtigungsdaten eine Auswertung der Berechtigungsdaten mittels hinterlegter
Referenzberechtigungsdaten zur Berechtigungsprüfung des
Endgeräts erfolgt. Die Berechtigungsdaten, welche von dem
Endgerät an die BLE-Schnittstelle übermittelt wurden, werden also unter Heranziehung der Referenzberechtigungsdaten daraufhin geprüft, ob das Endgerät berechtigt ist. Das bedeutet, dass anhand von Referenzberechtigungsdaten eine Prüfung vorgenommen wird, ob die BLE-Kommunikation mit einem berechtigten Endgerät durchgeführt wird. Die Berechtigungsdaten können dabei dem
Endgerät inhärent sein, beispielsweise als eindeutige Nummer vergleichbar mit einer MAC-Adresse oder einem fest an das Gerät gekoppelten eindeutigen oder auch mehrdeutigen
Identifizierungselement. Mit anderen Worten können die
Berechtigungsdaten vollständig als Hardwarekennungen ausgebildet sein oder zumindest teilweise Hardwarekennungen aufweisen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Berechtigungsdaten softwareseitig auf dem Endgerät hinterlegt sind. Auch eine
Kombination aus beidem kann vorgesehen sein, sodass die
Berechtigungsdaten beispielsweise als Menge oder Kombination von Teilberechtigungsdaten umgesetzt sind.
In welcher Weise die Auswertung der Berechtigungsdaten implementiert ist, ist für die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens unwesentlich und wird von den im Einzelfall
vorliegenden Rahmenbedingungen abhängen wie beispielsweise dem gewünschten Maß an Systemsicherheit. Beispielsweise kann ein simpler Vergleich von Berechtigungsdaten mit
Referenzberechtigungsdaten erfolgen. Es kann auch vorgesehen sein, dass aus Berechtigungsdaten abgeleitete Informationen mit Referenzberechtigungsdaten oder aus diesen abgeleiteten
Informationen verglichen werden. Als nur ein Beispiel hierfür sei eine Ermittlung und ein Vergleich von Hash-Werten genannt, beispielsweise sowohl der Berechtigungsdaten als auch der
Referenzberechtigungsdaten .
Als weiterer Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen
Authentifizierungsverfahrens wird ein biometrisches Merkmal des Bedieners erfasst. Für das Erfassen wird ein an dem
Kraftfahrzeug unlösbar angeordneter Biometriesensor verwendet. Unlösbar bedeutet in diesem Kontext, dass der Biometriesensor nicht zerstörungsfrei von dem Kraftfahrzeug entfernt werden kann.
Als ein weiterer Schritt erfolgt nach dem Erfassen des biometrischen Merkmals eine Biometrieprüfung. Mittels der
Biometrieprüfung wird geprüft, ob das erfasste biometrische Merkmal hinterlegten Referenzbiometriedaten des berechtigten Bedieners entspricht. Es wird also überprüft, ob das erfasste biometrische Merkmal des Bedieners als berechtigend anzusehen ist. Es kann zweckmäßig sein, dass die Biometrieprüfung von einer kraftfahrzeugseitigen Steuerschaltung vorgenommen wird. Alternativ oder zusätzlich kann aber auch - nach einer
entsprechenden Übermittlung von Daten, die sich aus dem
biometrischen Merkmal ergeben - die Auswertung durch eine externe Vorrichtung, beispielsweise durch das Endgerät,
erfolgen. Von welcher Vorrichtung und auf welche Weise die
Biometrieprüfung vorgenommen wird, ist für das Verfahren nicht wesentlich. Ähnlich wie bei der Berechtigungsprüfung wird die Implementation einzelfallabhängig in Abhängigkeit von den jeweiligen Rahmenbedingungen gewählt werden, beispielsweise abhängig von geforderten Sicherheitsstandards,
Hardwarebeschränkungen oder ähnlichem. Beispielsweise können grafische Informationen miteinander verglichen werden. Es können aber auch aus einem biometrischen Merkmal abgeleitete Daten, beispielsweise in irgendeiner Weise abgeleitete Hashwerte, miteinander verglichen werden. Welches Verfahren hierfür
verwendet wird, kann individuell gewählt werden und wird nicht zuletzt von dem geforderten Sicherheitsniveau abhängig sein.
Wesentlich ist, dass die Biometrieprüfung geeignet ist ein biometrisches Merkmal des berechtigten Bedieners (gegebenenfalls innerhalb des Rahmens einer zugelassenen Ungenauigkeit ) als dem berechtigten Bediener zugehörig nachzuweisen. Als Folge dieser Biometrieprüfung ist nicht nur die Berechtigung des berechtigten Bedieners nachgewiesen, sondern auch die Anwesenheit des
berechtigten Bedieners in unmittelbarer Umgebung des
Kraftfahrzeugs .
Die Reihenfolge der Durchführung der Kontaktaufnahme und des Erfassens des biometrischen Merkmals kann dabei durch die
Implementierung des Verfahrens vorgegeben werden, wobei die Reihenfolge je nach Bedürfnissen des Entwicklers umgesetzt werden kann. Aber auch eine beliebige Reihenfolge kann
vorgesehen sein. Für die Funktionsfähigkeit des
erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Reihenfolge nicht
wesentlich .
Schließlich erfolgt ein Freischalten der Funktion mittels der Steuerschaltung, nachdem - die Auswertung der Berechtigungsdaten die Berechtigung des Endgeräts bestätigt hat und
- die Biometrieprüfung ergeben hat, dass das biometrische Merkmal den Referenzbiometriedaten entspricht. Die Freischaltung der Funktion setzt also voraus, dass sowohl das Endgerät als berechtigt erkannt ist als auch die Person des berechtigten Bedieners identifiziert ist.
Durch die Kombination der Auswertung der Berechtigungsdaten mit der Biometrieprüfung ist nicht nur auf zweifache Weise und damit mit deutlich verringerter Fehlerquote sichergestellt, dass tatsächlich der berechtigte Bediener die Freischaltung der
Funktion veranlassen möchte. Zusätzlich ist auch sichergestellt, dass der berechtigte Bediener sich in unmittelbarer Umgebung oder innerhalb des Kraftfahrzeugs befindet. Der durch Nutzung der BLE-Kommunikation bereits erreichte Sicherheitsgewinn wird dadurch noch weiter erhöht.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Durchführung der einzelnen Verfahrensschritte des Authentifizierungsverfahrens von der kraftfahrzeugseitigen Steuerschaltung veranlasst werden. Das bedeutet nicht notwendigerweise, dass jeder Schritt von der Steuerschaltung selbst vorzunehmen ist. Jedoch ist zumindest erforderlich, dass die Steuerschaltung die Kontaktaufnahme der BLE-Schnittstelle mit dem Endgerät des Bedieners überwacht, und dass zumindest die Ergebnisse der Auswertung der
Berechtigungsdaten und der Biometrieprüfung der Steuerschaltung insoweit bereitgestellt werden, dass eine Entscheidung über die Freischaltung der Funktion herbeigeführt werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Übermittlung von Berechtigungsdaten
umfasst, dass eine Etablierung einer Bluetooth-Verbindung zwischen der BLE-Schnittstelle und dem Endgerät (Pairing) erfolgt. Nach dem Pairing veranlasst eine auf dem Endgerät installierte Software, dass ein auf dem Endgerät gespeicherter Berechtigungscode an die BLE-Schnittstelle gesendet wird. Es kann also vorgesehen sein, dass das Pairing zwischen der BLE- Schnittstelle und dem Endgerät erfolgt, so dass der über die Inquiry-Kommunikation hinausgehender Datentransfer möglich ist. Hiernach kann ein entsprechend eingerichtetes und berechtigtes Softwareprodukt veranlassen, dass ein identifizierender Code zum Nachweis der Berechtigung an die BLE-Schnittstelle übersandt wird. Das kraftfahrzeugseitige Steuergerät erhält somit die Möglichkeit zu der Auswertung des berechtigenden Codes zur
Berechtigungsprüfung oder als Teil der Berechtigungsprüfung. Der Code kann dabei je nach Sicherheitsanforderungen nahezu beliebig einfach oder kompliziert gestaltet sein. Der Code kann ebenso beispielsweise als vierstelliger PIN-Code, wie auch
beispielsweise als 128-Bit- oder stärkerer Schlüssel ausgebildet sein. Ein Vorteil der Übermittlung des Berechtigungscodes seitens einer Software nach dem Pairing des Endgeräts mit dem Kraftfahrzeug beziehungsweise den Steuervorrichtungen des
Kraftfahrzeugs besteht darin, dass die Art und Weise der
Gewährung einer Berechtigung in weiter Weise über die Software, beispielsweise eine App eines als Smartphone ausgebildeten
Endgeräts, angepasst werden kann. Dies ermöglicht beispielsweise einem Hersteller des Kraftfahrzeugs oder einem
Mietwagenverleiher, unterschiedlichen Bedienern in flexibler Weise und bedarfsweise auch nur temporär eine Berechtigung zuzuweisen und/oder zu entziehen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Übermittlung von Berechtigungsdaten, dass vor dem Pairing eine Abfrage einer BD_ADDR-Kennzeichnung des Endgeräts durch die BLE-Schnittstelle vorgenommen wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass kein Pairing erfolgt und dass die Abfrage einer
BD_ADDR-Kennzeichnung des Endgeräts durch die BLE-Schnittstelle vorgenommen wird. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Auswertung der Berechtigungsdaten umfasst, dass die abgefragte BD_ADDR-Kennzeichnung mit einer vorgegebenen und
kraftfahrzeugseitig gespeicherten Referenzkennzeichnung
verglichen wird. Die Referenzkennzeichnung kann dabei als
Bestandteil der Referenzberechtigungsdaten angesehen werden.
Die BD_ADDR-Kennzeichnung bezeichnet eine einmalig vergebene 48-Bit-Adresse . Der Bluetooth-Standard sieht vor, dass ein
Auslesen der BD_ADDR-Kennzeichnung auch vor Vornehmen eines Pairings möglich ist. Bei Nutzen einer BD_ADDR-Kennzeichnung wird also in vorteilhafter Weise auf eine eindeutige
Identifikation zurückgegriffen, welche untrennbar mit einem einzigen Gerät verbunden ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass eine wechselnde BD_ADDR- Kennzeichnung Verwendung findet, die im Zuge des Austauschs des Identity Resolving Key, auch IRK bezeichnet, dem Endgerät zugeordnet wird.
Bei Verwendung der BD_ADDR-Kennzeichnung im Rahmen der
Berechtigungsprüfung kann vorgesehen sein, dass die
Berechtigungsdaten ausschließlich aus der BD_ADDR-Kennzeichnung bestehen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die
Berechtigungsdaten sowohl die BD_ADDR-Kennzeichnung als auch weitere berechtigende Daten umfassen, welche zusätzlich zu der BD_ADDR-Kennzeichnung entweder vor dem Pairing und/oder nach dem Pairing der BLE-Schnittstelle übermittelt werden. Insbesondere können Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, welche gänzlich ohne Pairing auskommen, während andere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Pairing vorsehen, beispielsweise um die Sicherheit des
Authentifizierungsverfahrens weiter zu erhöhen.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass ein Pairing nur im Rahmen eines ersten Verbindungsvorgangs der BLE- Schnittstelle mit dem Endgerät erfolgt. Nachdem ein Pairing einmal erfolgt ist, kann gemäß einer derartigen Ausführungsform vorgesehen sein, dass
- für unbegrenzt viele weitere Verbindungsaufnahmen oder begrenzt viele weitere Verbindungsaufnahmen und/oder
- für einen unbegrenzten Zeitraum oder einen begrenzten
Zeitraum
der Aufbau einer sicheren Verbindung unter Rückgriff auf den bereits erfolgten Pairingvorgang ausreichend ist und anstelle eines im Rahmen jedes Verbindungsvorgangs erfolgenden Pairings vorgesehen ist. Gemäß einer Variante einer Implementierung kann vorgesehen sein, dass der Aufbau der sicheren Verbindung bereits für den erfolgreichen Berechtigungsnachweis des Endgeräts hinreichend ist. Beispielsweise kann hierfür auch oder ausschließlich auf die BD_ADDR-Kennzeichnung zurückgegriffen werden .
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Bluetooth- Verbindung etabliert wird, nachdem das biometrische Merkmal erfasst wurde, wobei aus dem biometrischen Merkmal abgeleitete Daten zur Generierung eines Schlüssels verwendet werden.
Dabei kann gemäß einer Ausführungsform die Bluetooth- Verbindung die Auswertung des Schlüssels durch das Endgerät voraussetzen, und dass die Biometrieprüfung und/oder die
Auswertung der Berechtigungsdaten den Aufbau der Verbindung umfassen .
Die Implementierung kann beispielsweise vorsehen, dass die Biometriedaten Eingangswerte liefern, mittels der das
Steuergerät oder das Endgerät einen Connection Signature
Resolving Key (CSRK) und/oder einen Identity Resolving Key (IRK) generieren können.
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Pairing zwischen der BLE-Schnittstelle und dem Endgerät erfolgt, nachdem das biometrische Merkmal erfasst wurde. Dabei kann vorgesehen sein, dass aus dem biometrischen Merkmal
abgeleitete Daten zur Generierung eines Schlüssels verwendet werden .
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Pairing die Auswertung des Schlüssels durch das Endgerät voraussetzt. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass im Zuge des Pairings ein Schlüsselaustausch zwischen BLE-Schnittstelle und Endgerät erforderlich ist und dass die BLE-Funktionalität des Endgeräts derart implementiert ist, dass das Endgerät einen Schlüssel erwartet, welcher aus biometrischen Merkmalen des Endbenutzers generierbar ist. Selbstverständlich muss dieser Schlüssel oder Daten, aus denen dieser Schlüssel sich herleiten lässt, dem Endgerät vorbekannt sein, damit das Endgerät das Pairing
durchführen oder ablehnen kann. Die Auswertung, ob das Pairing durchgeführt wird, erfolgt dabei auf Basis beziehungsweise unter Berücksichtigung des Schlüssels, der aus dem biometrischen
Merkmal abgeleitet und generiert wurde. In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens umfasst die Auswertung der Berechtigungsdaten den Abschluss des
Pairings. Mit anderen Worten interpretiert die
kraftfahrzeugseitige Steuerschaltung die Tatsache, dass ein Pairing des Endgeräts mit der BLE-Schnittstelle vorliegt, als eine erfüllte Voraussetzung, um die Berechtigung des Bedieners anzunehmen. Ob das erfolgte Pairing dabei als notwendig oder gar als hinreichend aufgefasst wird, ist von der jeweiligen
Implementierung abhängig. Eine derartig weitergebildete
Verfahrensführung weist den beträchtlichen Vorteil auf, dass durch die Bluetooth-Spezifikation bereitgestellte Möglichkeiten genutzt werden, unter Verwendung von biometrischen Daten einen vorteilhaften Zugewinn an Sicherheit bei der Authentifizierung eines Bedieners an einem Kraftfahrzeug zu erhalten. Durch die Verwendung des biometrischen Merkmals wird dem Bediener dabei ein erhebliches Maß an Komfort bereitgestellt, während
hinsichtlich der Sicherheit des Verfahrens keine Kompromisse eingegangen werden müssen. Der Komfortgewinn besteht dabei vor allem darin, dass die Berechtigung des Endgeräts und die
Biometrieprüfung verfahrensmäßig und zeitlich zusammenfallen, sodass der Aufwand und die Wartezeit für den Bediener minimiert werden .
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann
alternativ oder zusätzlich der Abstand des Endgeräts von der BLE-Schnittstelle ermittelt werden. Das Freischalten der
Funktion kann die Erfüllung der Anforderung voraussetzen, dass der Abstand des Endgeräts von der BLE-Schnittstelle einen vorgegebenen und kraftfahrzeugseitig gespeicherten Wert nicht überschreitet. Der Begriff des Abstands ist hierbei nicht nur im Sinne einer quantitativen exakten Bestimmung zu verstehen.
Vielmehr ist wesentlich, dass im Rahmen der Funkkommunikation auf Grundlage des Bluetooth-Low-Energy-Teils des Bluetooth- Standards eine Abschätzung des Abstands vorgenommen wird.
Insbesondere in Kombination mit anderen Bestandteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens oder seiner Weiterbildungen, insbesondere der zuvor erläuterten und die Sicherheit
betreffenden verfahrensschritte, kann durch das Vorsehen eines maximal zulässigen Abstands ein zusätzlicher Gewinn an Sicherheit erreicht werden.
Im Zusammenhang mit der Nutzung des BLE-Teils der Bluetooth- Spezifikation kann insbesondere eine „Inquiry-Result-with-RSSI"- Abfrage zur Ermittlung eines RSSI-Werts des Endgeräts genutzt werden. Diese Abfrage weist den Vorteil auf, durch Bluetooth- Spezifikationen beschrieben zu sein, sodass ihre Implementierung mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich ist. Im Anschluss an die Abfrage kann der ermittelte RSSI-Wert beispielsweise kraftfahrzeugseitig mit einem hinterlegten RSSI-Schwellwert verglichen werden. Dadurch soll nicht ausgeschlossen sein, dass zusätzlich noch weitere, den Abstand betreffende Verfahren vorgenommen werden wie beispielsweise andere Arten der
Signalstärkemessung, Bestimmung von Frequenzverschiebungen oder ähnlichem.
Um die zeitliche Abfolge der Verfahrensschritte in kompakter Weise zu gestalten, kann das Erfassen des biometrischen Merkmals als Auslöser für die Kontaktaufnahme der BLE-Schnittstelle mit dem Endgerät genutzt werden. Beispielsweise kann in dem Fall, dass es sich bei dem biometrischen Merkmal um einen
Fingerabdruck handelt, ein Betätigen eines entsprechend an dem Kraftfahrzeug angebrachten Fingerabdrucksensors unmittelbar nach oder in einem vorgesehenen Zeitabstand nach dem Betätigen des Fingerabdrucksensors ein Abscannen der Umgebung nach vorhandenen Endgeräten veranlassen.
Als weitere die Sicherheit des Authentifizierungsverfahrens verbessernde Maßnahme kann eine Maximalkarenzzeit festgelegt sein, die zwischen Kontaktaufnahme der BLE-Schnittstelle mit dem Endgerät und Erfassen des biometrischen Merkmals nicht
überschritten werden darf. Die vorgesehene Maximalkarenzzeit ist dabei unabhängig von der Reihenfolge aus Kontaktausnahme und Erfassen des biometrischen Merkmals zu verstehen, wobei die Reihenfolge abhängig von der gewählten Implementierung des
Verfahrens ist. In einem Fall beispielsweise, in dem permanent, ohne Triggern durch Betätigen des Biometriesensors, ein
Abscannen der Umgebung nach Endgeräten und Veranlassen einer Kontaktaufnahme erfolgt, kann durch entsprechendes Bereitstellen eines begrenzten Zeitfensters zur Betätigung des
Biometriesensors erreicht werden, dass die Gefahr von
Manipulationen an dem Gesamtsystem reduziert wird.
Als Biometriesensor können insbesondere ein
Fingerabdrucksensor und/oder ein Venenscanner vorgesehen sein. Der Sensor kann auch mehrere Sensorteile umfassen, die
miteinander gekoppelt sind. Beispielsweise kann ein Netzwerk aus miteinander gekoppeltem Fingerabdrucksensorteil und
Venenscannersensorteil vorgesehen sein. Ein Fingerabdrucksensor weist den Vorteil eines niedrigen Preises und einer weiten
Verfügbarkeit auf. Ein Venenscanner weist neben der weitgehenden Fälschungssicherheit des Venenmusters des berechtigten Bedieners gegenüber dem Fingerabdrucksensor den weiteren Vorteil auf, dass eine Prüfung des Bedieners auf einen vorhandenen Pulses hin vorgenommen werden kann, wodurch ein zusätzlicher
Sicherheitsgewinn bewirkt wird.
Als Endgerät kann insbesondere ein Smartphone vorgesehen sein .
Ein weiterer Gedanke der Erfindung betrifft eine
Authentifizierungsanordnung eines Kraftfahrzeugs. Die
Authentifizierungsanordnung weist auf:
- eine BLE-Schnittstelle, die für eine Kontaktaufnahme mit einem für BLE-Kommunikationen vorbereiteten Endgerät eines Bedieners vorbereitet ist;
- einen Biometriesensor;
- eine Steuerschaltung, die mit der BLE-Schnittstelle und dem Biometriesensor gekoppelt ist,
- ein mit der Steuerschaltung gekoppeltes Speichermittel, auf dem zumindest Referenzdaten zu einem mit dem
Biometriesensor erfassten biometrischen Merkmal eines berechtigten Bedieners hinterlegt sind.
Insbesondere kann in einer Weiterbildung die Steuerschaltung eingerichtet sein, ein Verfahren gemäß einer oder mehrerer der eingangs genannten Merkmale durchzuführen oder die Durchführung des Verfahrens zu veranlassen.
Die bei Bereitstellung der Authentifizierungsanordnung erreichten Vorteile entsprechen insoweit in analoger Weise den Überlegungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren oder zu seinen Weiterbildungen .
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Zeichnungen, in denen beispielhaft
Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind.
Es versteht sich, dass die vorstehend wie auch die
nachfolgend erläuterten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen miteinander oder in Alleinstellung verwendbar sind.
Es zeigen:
Fig. 1: Eine beispielhafte Ausführungsform für ein
erfindungsgemäßes Authentifi Zierungsverfahren;
Fig. 2: Eine weitere beispielhafte Ausführungsform für ein erfindungsgemäßes Authentifi Zierungsverfahren;
Fig. 3:Eine beispielhafte Ausführungsform für eine
Authentifizierungsanordnung eines Kraftfahrzeugs. Das in Fig. 1 dargestellte Flussdiagramm zeigt schematisch eine Folge von Verfahrensschritten. Die Folge von
Verfahrensschritten repräsentiert ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Authentifizierungsverfahrens gemäß einer möglichen Implementierung.
In einem ersten Schritt 101 wartet ein als
Fingerabdrucksensor ausgebildeter Biometriesensor auf das
Auflegen eines Fingerabdrucks zum Zweck des Erfassens. Wenn ein berechtigter Bediener sich dem Kraftfahrzeug nähert kann der Bediener eine Sequenz von Verfahrensschritten zur Freischaltung einer Funktion, beispielsweise zur Freigabe des Zündschlosses des Kraftfahrzeugs auslösen, indem er seinen Finger auf den Fingerabdrucksensor legt und daraufhin der Fingerabdrucksensor den Fingerabdruck erfasst (Schritt 102) . Nach dem Erfassen des Fingerabdrucks wird im Rahmen der Biometrieprüfung geprüft, ob der Fingerabdruck als berechtigter Fingerabdruck hinterlegt ist (Schritt 103) . Die Prüfung wird in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel mittels des kraftfahrzeugseitigen Steuergeräts durchgeführt. Das bedeutet, dass im Rahmen einer entsprechenden Konfiguration des Kraftfahrzeugs beziehungsweise des Steuergeräts des Kraftfahrzeugs im Vorfeld einer gewünschten Nutzungsgewährung eine Hinterlegung der Fingerabdrücke der berechtigten Bediener als Referenzbiometriedaten vorgenommen sein muss. Nach Erfassen des Fingerabdrucks des berechtigten Bedieners resultiert die Biometrieprüfung in dem Ergebnis, dass der erfasste Fingerabdruck den Referenzbiometriedaten
entspricht, dass also im Rahmen der geforderten
Erkennungsgenauigkeit die Identität des Fingerabdrucks mit einem Referenzfingerabdruck des berechtigten Bedieners festgestellt werden konnte. Dem Steuergerät dient das Positivergebnis der Biometrieprüfung als Auslöser, eine Verbindung der BLE- Schnittstelle mit einem als Smartphone ausgebildeten Endgerät des Bedieners zu veranlassen (Schritt 104) . Es wird also
zunächst eine Kontaktaufnahme mit dem Smartphone vorgenommen, wobei für die Kontaktaufnahme eine BLE-Schnittstelle des
Kraftfahrzeuges verwendet wird. Unter der Bedingung, dass das Endgerät des Bedieners für eine BLE-Kommunikation vorbereitet ist, wird zunächst im Rahmen einer Inquiry-Kommunikation der Verbindungsaufbau zwischen der BLE-Schnittstelle und dem
Smartphone vorbereitet und sodann, immer noch im Rahmen des Schritts 104, abgeschlossen. Hierfür wird im Rahmen dieses
Ausführungsbeispiels vorausgesetzt, dass im Zuge einer
erstmaligen Inbetriebnahme ein Anlernvorgang durchgeführt wurde, der ein einmaliges Pairing der BLE-Schnittstelle mit dem
Smartphone umfasste. Aufgrund dieses erfolgten Pairings ist nunmehr der Aufbau einer gesicherten Verbindung ohne gesondertes Pairing möglich. Indem der Verbindungsaufbau abgeschlossen wurde, sind die Voraussetzungen für einen umfangreichen
Datenverkehr zwischen Smartphone und BLE-Schnittstelle
geschaffen. In einem Verfahrensschritt 105 wird mittels von auf dem Smartphone installierter Software ein Senden eines
Berechtigungscodes an die BLE-Schnittstelle veranlasst. In einer Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, dass der Benutzer proaktiv eine App auf dem Smartphone starten muss und das Senden des Berechtigungscodes aktiv initiieren muss. Es kann aber gleichermaßen vorgesehen sein, dass das Senden von der App weitgehend automatisch, beispielsweise unter Integration in das Betriebssystem des Smartphones, vorgenommen wird.
Der Berechtigungscode wird von der BLE-Schnittstelle
empfangen und stellt im Rahmen dieser Ausführungsform die
Gesamtheit der erwarteten Berechtigungsdaten dar. Gleichwohl kann im Rahmen anderer Ausführungsformen auch das Vorliegen von weiteren Bestandteilen von Berechtigungsdaten erwartet werden, die beispielsweise weitere Berechtigungscodes umfassen können. Nach Empfangen des Berechtigungscodes durch die BLE- Schnittstelle prüft das mit der BLE-Schnittstelle gekoppelte Steuergerät anhand hinterlegter Referenzberechtigungsdaten, ob der Berechtigungscode legitimiert ist (Schritt 106) . In der dargestellten Ausführungsform wird dies durch Vergleichen des Berechtigungscodes mit einem in Klartext abgelegten
Referenzberechtigungscode verglichen. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass aus Gründen der Sicherheit der
Referenzberechtigungscode nur in verschlüsselter oder
umgewandelter Weise, insbesondere in Gestalt eines Hashwerts des Referenzberechtigungscodes, kraftfahrzeugseitig gespeichert ist. Hierauf kommt es für die erfolgreiche Durchführung des
Verfahrens aber nicht an; wesentlich ist vielmehr, dass das Steuergerät in der Lage ist zu prüfen, ob der Berechtigungscode, der zuvor auf dem Endgerät hinterlegt wurde, der
kraftfahrzeugseitigen Infrastruktur bereits vor Kontaktaufnahme und vor dem Aufbau der sicheren Verbindung für das Steuergerät als berechtigend erkennbar sein durfte.
Im Rahmen des dargestellten Ausführungsbeispiels wird als zusätzliches Sicherheitsmerkmal geprüft, ob zwischen Erfassen des Fingerabdrucks und der Kontaktaufnahme der BLE-Schnittstelle mit dem Endgerät eine Zeitdauer t D ± ff unterhalb einer
Schwellzeitdauer t Sch weii vergangen ist. Durch dieses zusätzliche Sicherheitsmerkmal kann zur Sicherstellung beigetragen werden, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit das mittels
Verbindungsherstellung mit der BLE-Schnittstelle verbundene Smartphone von derselben Person mitgeführt wird, welche den berechtigenden Fingerabdruck auf den Fingerabdrucksensor gelegt hat. In dem Fall, dass auch diese Bedingung erfüllt ist, initiiert das Steuergerät in einem abschließenden Schritt 108 die Freischaltung des Zündschlosses.
Eine andere beispielhafte Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Verfahrens ist Fig. 2 zu entnehmen. In einem ersten Schritt erwartet der Biometriesensor das Annähern eines biometrischen Merkmals. In der Ausführungsform der Fig. 2 handelt es sich bei dem Biometriesensor um einen Venensensor, der die Erfassung eines Venenmusters als biometrisches Merkmal erwartet. In einem Fall, in dem sich ein Bediener dem
Venensensor hinreichend nähert, erfolgt im Rahmen des Schritts 202 ein Erfassen des Venenmusters. Das Erfassen des Venenmusters nimmt das Steuergerät zum Anlass, eine Verbindungsherstellung der mit dem Steuergerät gekoppelten BLE-Schnittstelle mit dem Smartphone zu initiieren. In dem Fall, in dem ein Smartphone des Bedieners in Reichweite der BLE-Schnittstelle erkannt wird, erfolgt nach zunächst eine erste Kontaktaufnahme zwischen BLE- Schnittstelle und Smartphone im Rahmen einer Inquiry- Kommunikation . Sodann veranlasst das kraftfahrzeugseitige
Steuergerät ein Berechnen einer PIN fi , K FZ (V) , wozu das
Venenmuster als Eingangswert genutzt wird, fi , K FZ (V) stellt eine geeignete Funktion dar, welche auf Basis von durch den
Venenscanner ermittelten Daten reproduzierbar eine wunschgemäß sichere Abbildung auf eine PIN erlaubt, wobei die PIN in diesem Fall als Ziffernfolge ausgebbar ist. Die PIN wird in einem
Anzeigemodul des Kraftfahrzeugs angezeigt und sodann in einem Schritt 205 durch den Bediener in sein Smartphone eingegeben. Im Schritt 206 wird durch ein Softwaremodul des Smartphones
geprüft, ob die ermittelte PIN dem durch das Softwaremodul erwarteten Ergebnis entspricht. Nur in dem Fall, dass die PIN dem erwarteten Ergebnis entspricht, veranlasst das Softwaremodul des Bedieners den Verbindungsaufbau. Auch bei diesem
Ausführungsbeispiel wurde im Zuge einer erstmaligen
Inbetriebnahme ein Anlernvorgang durchgeführt, der ein
einmaliges Pairing der BLE-Schnittstelle mit dem Smartphone umfasste. Wenn in einem Schritt 207 durch das Steuergerät festgestellt wird, dass der Verbindungsaufbau beendet wird, interpretiert das Steuergerät den erfolgten Verbindungsaufbau als erfolgreiche Auswertung der Berechtigungsdaten sowie der Biometrieprüfung, da Venenmuster und aus dem Venenmuster
berechnete PIN mit auf dem Smartphone entsprechend hinterlegten Daten übereinstimmen. Schlussendlich erfolgt im Schritt 208 das Freischalten des Zündschlosses.
Fig. 3 zeigt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform einer Authentifizierungsordnung 300 eines Kraftfahrzeugs 301. Die Authentifizierungsanordnung 300 des Kraftfahrzeugs 301 weist eine Bluetooth-Low-Energy-Schnittstelle 302 auf, welche an einer kraftfahrzeugseitigen Steuerschaltung 305 gekoppelt ist.
Weiterhin ist ein Biometriesensor 304 mit der Steuerschaltung 305 gekoppelt und unlösbar mit dem Kraftfahrzeug 301 verbunden. Mittels der Bluetooth-Low-Energy-Schnittstelle 302 kann mit einem für BLE-Kommunikation vorbereiteten Endgerät 303 eines Bedieners kommuniziert werden. Um die Durchführung eines entsprechenden Authentifizierungsverfahrens zu erlauben, ist die Steuerschaltung 305 eingerichtet, entsprechende Abfragen und Berechnungen vorzunehmen. Die hierfür erforderlichen
Computerprogrammmittel sowie ebenfalls erforderlichen
Referenzdaten sind auf einem Speichermittel 306 angeordnet, welches mit der Steuerschaltung gekoppelt ist.