KR20180028204A - 초 광대역 통신을 이용한 릴레이 어택 방지 장치 및 릴레이 어택 방지 방법 - Google Patents
초 광대역 통신을 이용한 릴레이 어택 방지 장치 및 릴레이 어택 방지 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 초광대역 통신을 이용하여 차량의 릴레이 어택을 방지하는 릴레이 어택 방지 장치 및 릴레이 어택 방지 방법을 개시한다. 본 발명에 따르는 릴레이 어택 방지 장치는, 스마트 키를 검색하는 신호를 송출하는 검색 신호 송출부; 스마트 키로부터 인증을 요청하는 응답 신호를 수신하는 응답 신호 수신부; 응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리를 완료하여 처리 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar)을 측정하는 차량 처리 시간 측정부; 응답 신호의 데이터를 인증하고, 스마트 키로 인증 처리의 결과를 전송하는 인증 결과 전송부; 스마트 키가 응답 신호를 전송한 시간부터 인증 결과를 수신한 시간까지의 인증 대기 시간(Tsmk)을 포함하는 확인 신호를 상기 스마트 키로부터 수신하는 확인 신호 수신부; 인증 처리 시간 및 인증 대기 시간을 이용하여 차량과 스마트 키 사이의 거리를 계산하는 거리 계산부; 및 인증 처리의 결과가 성공이고, 계산된 거리가 설정된 기준 거리보다 이하일 경우, 스마트 키로부터 전송되는 원격 명령이 실행될 수 있게 차량을 제어하는 차량 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 스마트 키가 차량의 기준 거리 이내일 경우에 한하여 원격 명령을 실행하여 릴레이 어택을 방지한다.
Description
본 발명은 릴레이 어택 방지 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초 광대역 통신을 이용하여 스마트 키와 차량 사이의 계산된 거리가 일정 거리 이상이면 스마트 키의 차량 조작을 불허하는 릴레이 어택 방지 장치 및 릴레이 어택 방지 방법에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 종래 스마트 키 시스템(1)에서 차량(100)의 제어 장치(예 : SMK ECU(Smart Key Electrical Control Unit))는 운전자(101)의 스마트 키와 무선 신호를 교환한다. 물론, 차량(100)의 제어 장치는 스마트 키와 데이터를 통신하는 통신 유닛을 포함한다. 무선 신호의 통신은 125Khz 기반의 LF 통신 및 433.92 기반의 RF 통신 등 다양한 통신 방식이 적용될 수 있다.
무선 신호의 교환에 의해 제어 장치는 스마트 키의 정보(예 : 아이디, 암호 코드 등)를 인증하고, 인증이 성공된 스마트 키로부터 내려지는 원격 명령을 실행할 준비가 된다. 그러면, 운전자(101)가 스마트 키를 통해 원격에서 차량(100)의 잠금 장치를 해제하고, 차량(100)의 엔진을 구동시키는 것과 같은 원격 명령을 내리면, 제어 장치는 수신된 대응 명령을 실행한다.
여기서, 스마트 키의 릴레이 어택(relay attack)은 공격자(102, 103)가 운전자(101)의 스마트 키와 차량(100)의 제어 장치 사이의 데이터 통신을 스캔하고, 스캔 정보를 이용하여 차량(100)의 잠금 장치를 해제하고 차량을 구동시키는 것이다. 예를 들면, 운전자(101)가 차량(100)으로부터 통신 가능한 거리(예 : LF zone)를 벗어난 경우, 차량(100)과 통신 가능한 거리에 위치한 제 2공격자(103)가 차량으로부터 송출된 신호를 수신하고, 제 2공격자(103)가 운전자 근처에 있는 제 1공격자(102)에게 수신된 차량 신호를 릴레잉 방식으로 전달하고, 제 1공격자(102)는 운전자(101)의 스마트 키로 차량 신호를 전달한다. 운전자(101)의 스마트 키는 제 1공격자(102)를 통해 수신된 차량 신호에 대해 응답 신호를 전송한다. 그러면, 제 1공격자(102)는 운전자(101)의 스마트 키로부터 응답 신호를 수신하고, 제 2공격자(103)를 통해 응답 신호를 차량(100)으로 송신한다. 그러면, 제 2공격자(103)는 제 1공격자(102)를 통해 릴레잉된 응답 신호를 차량(100)으로 전달하는 것에 의해 차량을 조작할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 인식 하에 창출된 것으로서, 차량과 스마트 키의 신호 교환 과정에서 스마트 키가 차량으로부터 소정 거리 이상이면 스마트 키의 원격 명령의 실행을 불허하는 릴레이 어택 방지 장치 및 릴레이 어택 방지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 초 광대역 통신을 이용한 릴레이 어택 방지 장치는, 차량에 설치되는 릴레이 어택 방지 장치에 있어서, 스마트 키를 검색하는 신호를 주기적으로 송출하는 검색 신호 송출부; 검색 신호를 수신한 스마트 키로부터 인증을 요청하는 응답 신호를 수신하는 응답 신호 수신부; 응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리를 완료하여 처리 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar)을 측정하는 차량 처리 시간 측정부; 수신된 응답 신호의 데이터를 인증하고, 상기 스마트 키로 인증 처리의 결과를 전송하는 인증 결과 전송부; 상기 스마트 키가 상기 응답 신호를 전송한 시간부터 상기 인증 결과를 수신한 시간까지의 인증 대기 시간(Tsmk)을 포함하는 확인 신호를 상기 스마트 키로부터 수신하는 확인 신호 수신부; 상기 인증 처리 시간 및 상기 인증 대기 시간을 이용하여 차량과 스마트 키 사이의 거리를 계산하는 거리 계산부; 및 인증 처리의 결과가 성공이고, 계산된 거리가 설정된 기준 거리보다 이하일 경우, 스마트 키로부터 전송되는 원격 명령이 실행될 수 있게 차량을 제어하는 차량 제어부를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 스마트 키는, 상기 검색 신호를 수신하고, 스마트 키의 고유 데이터를 포함하는 상기 응답 신호를 송신한다.
여기서, 상기 인증 결과 전송부는, 수신된 응답 신호로부터 추출된 데이터가 기 저장된 데이터와 일치할 경우, 상기 스마트 키의 인증이 성공된 것으로 판단한다.
바람직하게, 상기 거리 계산부는,
의 수학식을 이용하여 상기 거리(R)를 구한다.
또한, 상기 차량 제어부는, 인증 처리의 결과가 실패이거나 또는 상기 거리가 설정된 기준 거리를 초과할 경우, 상기 원격 명령의 실행이 불허되게 차량을 제어한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이 어택 방지 장치는, 스마트 키로 구현되는 릴레이 어택 방지 장치에 있어서, 차량 제어 장치로부터 주기적으로 송출되는 스마트 키의 검색 신호를 수신하는 검색 신호 수신부; 수신된 검색 신호에 대해 인증 요청의 데이터를 포함하는 응답 신호를 상기 차량 제어 장치로 송신하는 응답 신호 송신부; 차량 제어 장치가 상기 인증 요청의 응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리의 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar) 및 인증 결과를 포함하는 인증 결과 정보를 차량 제어 장치로부터 수신하는 인증 결과 수신부; 스마트 키가 상기 응답 신호를 송신한 인증 요청의 시간부터 상기 인증 결과 신호를 수신할 때까지의 인증 대기 시간(Tsmk)을 측정하는 키 대기 시간 측정부; 상기 인증 처리 시간 및 상기 인증 대기 시간을 이용하여 차량과 스마트 키 사이의 거리를 계산하는 거리 계산부; 및 인증 처리의 결과가 성공이고, 계산된 거리가 설정된 기준 거리보다 이하일 경우, 스마트 키로부터 송신되는 원격 명령이 실행될 수 있는 실행 모드의 설정의 요청을 상기 차량 제어 장치로 송신하는 실행 모드 설정부를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 스마트 키는, 상기 검색 신호를 수신하고, 스마트 키의 고유 데이터를 포함하는 상기 응답 신호를 송신한다.
여기서, 상기 차량 제어 장치는, 수신된 응답 신호로부터 추출된 데이터가 기 저장된 데이터와 일치할 경우, 상기 스마트 키의 인증이 성공된 것으로 판단한다.
바람직하게, 상기 거리 계산부는,
의 수학식을 이용하여 상기 거리(R)를 계산한다.
또한, 상기 실행 모드 설정부는, 인증 처리의 결과가 실패이거나 또는 상기 거리가 설정된 기준 거리를 초과할 경우, 상기 실행 모드의 설정이 해제되는 모드의 설정의 요청을 상기 차량 제어 장치로 송신한다.
여기서, 상기 차량 제어 장치는, 스마트 키가 내린 상기 원격 명령이 차량에서 실행될 수 있게 차량을 제어한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 초 광대역 통신을 이용한 릴레이 어택 방지 방법은, 차량에 설치되는 릴레이 어택 방지 장치의 릴레이 어택 방지 방법에 있어서, (a)스마트 키를 검색하는 신호를 주기적으로 송출하는 검색 신호 송출 단계; (b)검색 신호를 수신한 스마트 키로부터 인증을 요청하는 응답 신호를 수신하는 응답 신호 수신 단계; (c)응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리를 완료하여 처리 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar)을 측정하는 차량 처리 시간 측정 단계; (d)수신된 응답 신호의 데이터를 인증하고, 상기 스마트 키로 인증 처리의 결과를 전송하는 인증 결과 전송 단계; (e)상기 스마트 키가 상기 응답 신호를 전송한 시간부터 상기 인증 결과를 수신한 시간까지의 인증 대기 시간(Tsmk)을 포함하는 확인 신호를 상기 스마트 키로부터 수신하는 확인 신호 수신 단계; (f)상기 인증 처리 시간 및 상기 인증 대기 시간을 이용하여 차량과 스마트 키 사이의 거리를 계산하는 거리 계산 단계; 및 (g)인증 처리의 결과가 성공이고, 계산된 거리가 설정된 기준 거리보다 이하일 경우, 스마트 키로부터 전송되는 원격 명령이 실행될 수 있게 차량을 제어하는 차량 제어 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 초 광대역 통신을 이용한 릴레이 어택 방지 방법은, 스마트 키로 구현되는 릴레이 어택 방지 장치의 릴레이 어택 방지 방법에 있어서, (a)차량 제어 장치로부터 주기적으로 송출되는 스마트 키의 검색 신호를 수신하는 검색 신호 수신 단계; (b)수신된 검색 신호에 대해 인증 요청의 데이터를 포함하는 응답 신호를 상기 차량 제어 장치로 송신하는 응답 신호 송신 단계; (c)차량 제어 장치가 상기 인증 요청의 응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리의 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar) 및 인증 결과를 포함하는 인증 결과 정보를 차량 제어 장치로부터 수신하는 인증 결과 수신 단계; (d)스마트 키가 상기 응답 신호를 송신한 인증 요청의 시간부터 상기 인증 결과 신호를 수신할 때까지의 인증 대기 시간(Tsmk)을 측정하는 키 대기 시간 측정 단계; (e)상기 인증 처리 시간 및 상기 인증 대기 시간을 이용하여 차량과 스마트 키 사이의 거리를 계산하는 거리 계산 단계; 및 (f)인증 처리의 결과가 성공이고, 상기 거리(R)가 설정된 기준 거리보다 이하일 경우, 스마트 키로부터 송신되는 원격 명령이 실행될 수 있는 실행 모드의 설정의 요청을 상기 차량 제어 장치로 송신하는 실행 모드 설정 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 스마트 키와 차량의 거리를 계산하고, 계산된 거리가 차량으로부터 기준 거리 이내일 경우에 한하여 스마트 키의 원격 명령의 실행을 허가하여 차량의 릴레이 어택을 방지한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 종래 스마트 키 시스템의 릴레이 어택의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 키 시스템의 개략적 구성도이다.
도 3은 도 2의 차량 MCU가 릴레이 어택 방지 장치가 되는 개략적 구성도이다.
도 4는 도 3의 차량 MCU가 릴레이 어택을 방지 처리하는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 2의 스마트 키가 릴레이 어택 방지 장치가 되는 개략적 구성도이다.
도 6은 도 5의 스마트 키가 릴레이 어택을 방지 처리하는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어 장치가 실행하는 릴레이 어택 방지 방법의 개략적 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 키가 실행하는 릴레이 어택 방지 방법의 개략적 순서도이다.
도 1은 종래 스마트 키 시스템의 릴레이 어택의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 키 시스템의 개략적 구성도이다.
도 3은 도 2의 차량 MCU가 릴레이 어택 방지 장치가 되는 개략적 구성도이다.
도 4는 도 3의 차량 MCU가 릴레이 어택을 방지 처리하는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 2의 스마트 키가 릴레이 어택 방지 장치가 되는 개략적 구성도이다.
도 6은 도 5의 스마트 키가 릴레이 어택을 방지 처리하는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어 장치가 실행하는 릴레이 어택 방지 방법의 개략적 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 키가 실행하는 릴레이 어택 방지 방법의 개략적 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 키 시스템(200)의 개략적 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 키 시스템(200)은 차량의 원격 명령을 내리는 스마트 키(2), 스마트 키(2)로부터 무선 신호를 통해 원격 명령을 수신하여 차량의 동작을 제어하는 스마트 키 전자 제어 유닛(ECU)(3), ECU(3)으로부터 원격 명령의 제어 신호를 수신하는 차량 제어 모듈(BCM : Body Control Module)(4) 및 차량 제어 모듈(4)을 통해 원격 명령의 제어 신호를 수신하여 차량의 엔진 장치를 제어하는 엔진 관리 시스템(EMS : Engine Management System)(5)을 포함하여 구성된다.
상기 스마트 키(2)는 내부에 버튼 장치, 통신 장치 및 제어 장치를 구비한다. 예를 들면, 스마트 키(2)는 신호의 송수신을 위한 트랜스폰더, LF 통신을 위한 LF 드라이버, 스마트 키(2)의 전체 동작을 제어하는 메인 제어 유닛(MCU)(21), 동작 전원을 공급하는 배터리, RF 통신을 위한 RF 통신 장치, 본 발명의 초 광대역 통신에 해당되는 UWB(Ultra Wide Band) 통신을 위한 UWB 통신 장치(22) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 메인 제어 유닛(21)은 차량의 ECU(3)로부터 송출되는 스마트 키의 검색 신호를 수신하면, 스마트 키의 정보(예 : 아이디, 암호화된 인증 코드 등)를 응답하여 인증을 요청한다. 이때, 메인 제어 유닛(21)은 인증 요청의 신호를 응답한 후 인증 결과를 리턴받을 때까지의 대기 시간을 카운팅한다. 카운팅된 대기 시간은 스마트 키(2)와 ECU(3) 사이의 거리를 측정하는데 사용된다. 메인 제어 유닛(21)은 측정된 대기 시간을 UWB 통신 장치(22)를 통해 ECU(3)로 전송한다.
상기 차량의 ECU(3)는 차량 내부에 장착되어 스마트 키(2)와 신호를 송수신하기 위한 통신 장치 및 수신된 신호에 따른 차량 제어를 위한 제어 장치를 포함한다. 예를 들면, 차량의 ECU(3)는 LF 통신을 위한 LF 드라이버, RF 통신을 위한 RF 통신 장치, UWB 통신을 위한 UWB 통신 장치(32), 전압 조정을 위한 레귤레이터, 전체 동작을 제어하는 메인 제어 유닛(MCU)(31), 캔 통신을 위한 캔 트랜시버 등을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 메인 제어 유닛(MCU)(31)은 스마트 키(2)로 주기적으로 검색 신호를 송출한다. 송출된 검색 신호에 대해 통신 가능 거리 내에 위치한 스마트 키(2)로부터 MCU(31)가 키의 정보(예 : 아이디, 암호화된 인증 코드 등)를 포함하는 응답 신호를 수신하면, 수신된 키 정보를 인증 처리하여 스마트 키(2)로 인증 결과를 답신한다. 여기서, MCU(31)은 인증 요청을 수신하여 인증 결과를 리턴할 때까지의 인증 처리 시간을 측정한다.
여기서, 본 발명이 제공하는 릴레이 어택 방지 장치는 스마트 키(2)에서 측정된 대기 시간과 차량의 ECU(3)에서 측정된 처리 시간을 이용하면, 스마트 키(2)와 ECU(3)의 거리를 계산할 수 있다. 릴레이 어택 방지 장치는 계산된 거리를 기준 거리와 비교한다. 기준 거리는 운전자가 차량의 동작을 인식할 수 있는 거리이다. 따라서, 릴레이 어택 방지 장치는 계산된 거리가 기준 거리 이하일 경우에 한하여 스마트 키(2)의 원격 명령을 실행함으로써, 공격자의 릴레이 어택을 방지할 수 있다. 참고로, 본 발명의 일 실시예에 따르는 릴레이 어택 방지 장치는 차량 ECU(3)의 MCU(31)로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 릴레이 어택 방지 장치는 스마트 키(2)의 MCU(21)로 구현될 수 있다.
도 3은 도 2의 차량 MCU(31)가 릴레이 어택 방지 장치가 되는 개략적 구성도이다. 도 4는 도 3의 차량 MCU(31)가 릴레이 어택을 방지 처리하는 예시도이다. 이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 어택 방지 장치로 구현된 차량 MCU(31)는 검색 신호 송출부(311), 응답 신호 수신부(312), 차량 처리 시간 측정부(313), 인증 결과 전송부(314), 확인 신호 수신부(315), 거리 계산부(316) 및 차량 제어부(317)를 포함하여 구성된다.
도 4를 참조하면, 상기 검색 신호 송출부(311)는 주기적으로 스마트 키(2)를 검색하는 검색 신호를 송출한다. 차량의 ECU(3)로부터 UWB 통신 거리에 있는 스마트 키(2)들은 상기 검색 신호를 수신한다.
여기서, 스마트 키(2)가 ECU(3)로부터 검색 신호를 수신하면, 스마트 키(2)를 고유하게 식별하는 정보(예 : 아이디, 암호화된 인증 코드 등)를 응답 신호로 전송하여 키 정보의 인증을 요청한다. 스마트 키(2)는 상기 키 정보가 포함된 인증 요청의 응답 신호를 전송한 후, 거리 계산을 위해 인증 요청의 응답 결과를 수신할 때까지의 대기 시간(Tsmk)을 측정한다.
상기 응답 신호 수신부(312)는 스마트 키(2)로부터 상기 인증 요청의 응답 신호를 수신한다. 상기 차량 처리 시간 측정부(313)는 거리 계산을 위해 응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리를 완료하여 처리 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar)을 측정한다. 상기 인증 결과 전송부(314)는 수신된 응답 신호에 포함된 스마트 키(2)의 정보를 인증하고, 인증 결과를 스마트 키(2)로 전송한다. 수신된 응답 신호의 상기 키 정보가 기 보관된 키 정보와 일치할 경우 인증은 성공된다.
여기서, 스마트 키(2)가 ECU(3)로부터 인증 결과의 신호를 수신하면, 상기 대기 시간(Tsmk)의 측정을 종료한다. 스마트 키(2)는 인증 결과가 성공이면, 측정된 대기 시간(Tsmk)을 포함하는 확인 신호를 전송한다.
상기 확인 신호 수신부(315)는 스마트 키(2)가 송신한 확인 신호를 수신한다. 거리 계산부(316)는 수신된 확인 신호의 대기 시간(Tsmk) 및 상기 인증 처리 시간(Tcar)을 이용하는 아래의 수학식 1을 통해 ECU(3)와 스마트 키(2)의 거리(R)를 계산한다.
상기 차량 제어부(317)는 계산된 거리(R)가 기 설정된 기준 거리보다 이하일 경우, 스마트 키(2)로부터 수신되는 원격 명령을 실행할 준비를 한다. 차량 제어부(317)는 상기 기준 거리 이내에 위치하는 스마트 키(2)로부터 원격 명령을 수신할 경우, 실행이 허가되므로 수신된 원격 명령의 신호를 제어 신호로 변환하고, 변환된 제어 신호를 BCM(4)을 통해 EMS(5)로 출력한다. 만약, 차량 제어부(317)가 기준 거리를 초과하는 거리의 스마트 키(2)로부터 원격 명령을 수신하는 경우, 수신된 원격 명령의 실행은 불허된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 2의 스마트 키(2)가 릴레이 어택 방지 장치가 되는 개략적 구성도이다. 도 6은 도 5의 스마트 키(2)가 릴레이 어택을 방지 처리하는 예시도이다. 이하에서는 도 5 및 도 6를 참조하여 설명한다.
스마트 키(2)가 릴레이 어택 방지 장치가 되는 경우, 서비스 처리가 스마트 키(2)로 집중되므로 AS 관리가 편해질 수 있다. 예를 들어, 차량의 ECU(3)가 릴레이 어택 방지 장치가 되는 경우, ECU(3)의 서비스 진단 및 AS를 위해 차량의 입고가 요구될 수 있고, 차량 운행의 중지로 인해 운전자의 불편이 초래될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이 어택 방지 장치로 구현된 스마트 키(2)의 MCU(21)는 검색 신호 수신부(211), 응답 신호 송신부(212), 인증 결과 수신부(213), 키 대기 시간 측정부(214), 거리 계산부(215) 및 실행 모드 설정부(216)를 포함하여 구성된다.
도 6을 참조하면, 상기 검색 신호 수신부(211)는 차량 ECU(3)로부터 주기적으로 송출되는 UWB의 검색 신호를 수신한다. 응답 신호 송신부(212)는 ECU(3)로 키를 고유하게 식별하는 정보(예 : 아이디, 암호화된 인증 코드 등)를 응답 신호로 전송하여 키 정보의 인증을 요청한다.
차량 ECU(3)는 스마트 키(2)로부터 인증 요청이 포함된 응답 신호를 수신한다. ECU(3)는 거리 계산을 위해 응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리를 완료하여 처리 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar)을 측정한다. 차량 ECU(3)는 수신된 응답 신호에 포함된 키 정보가 기 보관된 키 정보와 일치할 경우 인증 성공으로 처리하고, 인증 처리 시간(Tcar)를 포함하는 인증 결과를 스마트 키(2)로 전송한다.
상기 인증 결과 수신부(213)는 차량 ECU(3)로부터 인증 결과를 수신한다. 여기서, 상기 키 대기 시간 측정부(214)는 상기 인증 요청을 포함하는 응답 신호를 전송한 이후부터 인증 결과를 수신할 때까지의 대기 시간(Tsmk)을 측정한다. 상기 거리 계산부(215)는 인증 결과가 성공일 경우, 상기 수학식 1을 이용하여 ECU(3)와 스마트 키(2)의 거리(R)를 계산한다. 상기 실행 모드 설정부(216)는 계산된 거리(R)가 기 설정된 기준 거리보다 이하일 경우, 스마트 키(2)에서 내리는 원격 명령이 ECU(3)에 의해 실행될 수 있는 실행 모드의 설정을 요청하는 확인 신호를 ECU(3)로 송신한다. 물론, 계산된 거리(R)가 기 설정된 기준 거리를 초과할 경우, 실행 모드 설정부(216)는 스마트 키(2)에서 내리는 원격 명령이 ECU(3)에 의해 실행이 불허될 수 있는 실행 모드의 해제 설정을 요청하는 확인 신호를 ECU(3)로 송신한다.
그러면, ECU(3)는 스마트 키(2)의 MCU(2)로부터 수신된 확인 신호에 대응되는 거리 기반의 실행 모드 또는 해제 모드를 설정한다. 실행 모드가 설정될 경우, ECU(3)는 스마트 키(2)가 송신하는 원격 명령의 신호를 제어 신호로 변환하고, 변환된 제어 신호를 BCM(4)을 통해 EMS(5)로 출력하여 원격 명령을 실행한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어 장치가 실행하는 릴레이 어택 방지 방법의 개략적 순서도이다.
차량의 제어 장치 ECU(3)는 UWB 통신을 기반으로 주변의 스마트 키(2)를 검색하는 신호를 주기적으로 송출한다(S31). 스마트 키(2)가 검색 신호를 수신하면 스마트 키(2)의 고유 데이터에 해당되는 키 정보를 포함하는 인증 요청의 응답 신호를 ECU(3)로 송신한다.
스마트 키(2)가 응답 신호를 송신하면, ECU(3)는 인증을 요청하는 응답 신호를 수신한다(S32). ECU(3)는 응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리를 완료하여 처리 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar)을 측정한다(S33). 물론, 응답 신호에 의해 수신된 키 정보가 기 보관된 키 정보와 일치할 경우 인증이 성공된다. 인증이 성공되면, ECU(3)는 인증 처리 결과의 신호를 스마트 키(2)로 송신한다(S34).
스마트 키(2)가 인증 성공의 결과를 수신하면, 스마트 키(2)는 상기 단계(S32)에서 인증 요청의 응답 신호를 송신한 이후로 상기 단계(S34)에서 인증 결과를 수신할 때까지의 시간을 측정한 대기 시간(Tsmk)의 정보를 포함하는 확인 신호를 ECU(3)로 송신한다.
스마트 키(2)가 확인 신호를 송신하면, ECU(3)가 스마트 키(2)로부터 확인 신호를 수신한다(S35). ECU(3)는 상기 단계(S33)에서 측정된 인증 처리 시간(Tcar) 및 수신된 대기 시간(Tsmk)에 따른 상기 수학식 1을 이용하여 거리(R)를 계산한다(S36). 거리(R)가 계산되면, ECU(3)는 계산된 거리(R)와 기 저장된 기준 거리를 비교한다(S37). 계산된 거리(R)가 기준 거리보다 이하일 경우 ECU(3)는 스마트 키의 원격 명령을 대기한다(S38). 원격 명령의 대기 중에 스마트 키(2)로부터 수신된 원격 명령은 ECU(3)에 의해 실행된다.
즉, 운전자는 기준 거리 이내에서만 스마트 키(2)를 통해 원격 명령을 내릴 수 있는데, 이때 공격자에 의해 릴레이 어택이 시도되는 경우, 운전자는 차량의 동작을 인지할 수 있어 릴레이 어택이 방지된다. 만약, 스마트 키(2)를 소지한 운전자가 기준 거리를 벗어난 거리에 위치한 경우, 릴레이 어택이 시도될 수 있는데, ECU(3)는 공격자 및 운전자의 원격 명령의 실행을 모두 불허하므로 릴레이 어택이 차단된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 키(2)가 실행하는 릴레이 어택 방지 방법의 개략적 순서도이다.
스마트 키(2)는 차량 제어 장치에 해당되는 ECU(3)가 UWB 통신을 이용하여 주기적으로 송출하는 스마트 키(2)의 검색 신호를 수신한다(S21). 검색 신호를 수신한 스마트 키(2)는 키의 고유 데이터를 포함하여 인증을 요청하는 응답 신호를 ECU(3)로 송신한다(S22).
여기서, 스마트 키(2)가 응답 신호를 송신하면, ECU(3)는 인증을 요청하는 응답 신호를 수신한다. ECU(3)는 응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리를 완료하여 처리 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar)을 측정한다. 물론, 응답 신호를 통해 수신된 키 정보가 기 보관된 키 정보와 일치할 경우 인증이 성공된다. 인증이 성공되면, ECU(3)는 상기 인증 처리 시간(Tcar)을 포함하는 인증 결과의 신호를 스마트 키(2)로 송신한다.
스마트 키(2)는 ECU(3)로부터 인증 처리 시간(Tcar)이 포함된 인증 결과를 수신한다(S23). 여기서, 스마트 키(2)는 상기 단계(S22)에서 인증을 요청한 이후로 상기 단계(S23)에서 인증 결과를 수신할 때까지의 대기 시간(Tsmk)을 측정한다(S24). 수신된 인증 결과가 성공일 경우, 스마트 키(2)는 수신된 인증 결과의 인증 처리 시간(Tcar) 및 측정된 대기 시간(Tsmk)의 수학식 1을 이용하여 거리(R)를 계산한다(S25). 스마트 키(2)는 계산된 거리(R)와 기 저장된 기준 거리를 비교한다(S26). 거리(R)가 기준 거리 이하일 경우, 스마트 키(2)는 스마트 키(2)로부터 송신되는 원격 명령이 실행될 수 있는 실행 모드의 설정의 요청을 ECU(3)로 전송한다(S27). 만약, 거리(R)가 기준 거리를 초과할 경우, 스마트 키(2)는 상기 원격 명령의 실행이 불허되는 실행 모드의 해제의 요청을 ECU(3)로 전송한다(S27).
그러면, ECU(3)는 스마트 키(2)로부터 실행 모드의 설정을 요청하는 확인 신호가 수신될 경우에 한하여 스마트 키(2)의 원격 명령을 실행하도록 제어하고, 실행 모드의 해체 요청의 확인 신호가 수신되면 스마트 키(2)의 원격 명령이 불허되도록 제어한다.
상술한 실시 예에서, "~부"라는 용어는 릴레이 어택 방지 장치(200)의 하드웨어적 구분을 의미하는 용어로 사용된 것이 아니다. 따라서 복수의 구성 부가 하나의 구성 부로 통합될 수도 있고, 하나의 구성 부가 복수의 구성 부로 분할될 수도 있다. 또한, 구성 부는 하드웨어의 구성 부를 의미할 수도 있지만, 소프트웨어의 구성 부를 의미할 수도 있다. 따라서 본 발명은 "~부"라는 용어에 의해 특별히 한정되지 않음을 이해하여야 할 것이다.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
200 : 릴레이 어택 방지 장치 2 : 스마트 키
3 : 차량 ECU 4 : 차량 BCM
5 : 차량 EMS
3 : 차량 ECU 4 : 차량 BCM
5 : 차량 EMS
Claims (22)
- 차량에 설치되는 릴레이 어택 방지 장치에 있어서,
스마트 키를 검색하는 신호를 주기적으로 송출하는 검색 신호 송출부;
검색 신호를 수신한 스마트 키로부터 인증을 요청하는 응답 신호를 수신하는 응답 신호 수신부;
응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리를 완료하여 처리 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar)을 측정하는 차량 처리 시간 측정부;
수신된 응답 신호의 데이터를 인증하고, 상기 스마트 키로 인증 처리의 결과를 전송하는 인증 결과 전송부;
상기 스마트 키가 상기 응답 신호를 전송한 시간부터 상기 인증 결과를 수신한 시간까지의 인증 대기 시간(Tsmk)을 포함하는 확인 신호를 상기 스마트 키로부터 수신하는 확인 신호 수신부;
상기 인증 처리 시간 및 상기 인증 대기 시간을 이용하여 차량과 스마트 키 사이의 거리를 계산하는 거리 계산부; 및
인증 처리의 결과가 성공이고, 계산된 거리가 설정된 기준 거리보다 이하일 경우, 스마트 키로부터 전송되는 원격 명령이 실행될 수 있게 차량을 제어하는 차량 제어부
을 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 장치. - 제1항에 있어서,
상기 스마트 키는,
상기 검색 신호를 수신하고, 스마트 키의 고유 데이터를 포함하는 상기 응답 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 장치. - 제1항에 있어서,
상기 인증 결과 전송부는,
수신된 응답 신호로부터 추출된 데이터가 기 저장된 데이터와 일치할 경우, 상기 스마트 키의 인증이 성공된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 장치. - 제1항에 있어서,
상기 차량 제어부는,
인증 처리의 결과가 실패이거나 또는 상기 거리가 설정된 기준 거리를 초과할 경우, 상기 원격 명령의 실행이 불허되게 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 장치. - 스마트 키로 구현되는 릴레이 어택 방지 장치에 있어서,
차량 제어 장치로부터 주기적으로 송출되는 스마트 키의 검색 신호를 수신하는 검색 신호 수신부;
수신된 검색 신호에 대해 인증 요청의 데이터를 포함하는 응답 신호를 상기 차량 제어 장치로 송신하는 응답 신호 송신부;
차량 제어 장치가 상기 인증 요청의 응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리의 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar) 및 인증 결과를 포함하는 인증 결과 정보를 차량 제어 장치로부터 수신하는 인증 결과 수신부;
스마트 키가 상기 응답 신호를 송신한 인증 요청의 시간부터 상기 인증 결과 신호를 수신할 때까지의 인증 대기 시간(Tsmk)을 측정하는 키 대기 시간 측정부;
상기 인증 처리 시간 및 상기 인증 대기 시간을 이용하여 차량과 스마트 키 사이의 거리를 계산하는 거리 계산부; 및
인증 처리의 결과가 성공이고, 계산된 거리가 설정된 기준 거리보다 이하일 경우, 스마트 키로부터 송신되는 원격 명령이 실행될 수 있는 실행 모드의 설정의 요청을 상기 차량 제어 장치로 송신하는 실행 모드 설정부
을 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 장치. - 제6항에 있어서,
상기 스마트 키는,
상기 검색 신호를 수신하고, 스마트 키의 고유 데이터를 포함하는 상기 응답 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 장치. - 제6항에 있어서,
상기 차량 제어 장치는,
수신된 응답 신호로부터 추출된 데이터가 기 저장된 데이터와 일치할 경우, 상기 스마트 키의 인증이 성공된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 장치. - 제6항에 있어서,
상기 실행 모드 설정부는,
인증 처리의 결과가 실패이거나 또는 상기 거리가 설정된 기준 거리를 초과할 경우, 상기 실행 모드의 설정이 해제되는 모드의 설정의 요청을 상기 차량 제어 장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 장치. - 제6항에 있어서,
상기 차량 제어 장치는,
스마트 키가 내린 상기 원격 명령이 차량에서 실행될 수 있게 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 장치. - 차량에 설치되는 릴레이 어택 방지 장치의 릴레이 어택 방지 방법에 있어서,
(a)스마트 키를 검색하는 신호를 주기적으로 송출하는 검색 신호 송출 단계;
(b)검색 신호를 수신한 스마트 키로부터 인증을 요청하는 응답 신호를 수신하는 응답 신호 수신 단계;
(c)응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리를 완료하여 처리 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar)을 측정하는 차량 처리 시간 측정 단계;
(d)수신된 응답 신호의 데이터를 인증하고, 상기 스마트 키로 인증 처리의 결과를 전송하는 인증 결과 전송 단계;
(e)상기 스마트 키가 상기 응답 신호를 전송한 시간부터 상기 인증 결과를 수신한 시간까지의 인증 대기 시간(Tsmk)을 포함하는 확인 신호를 상기 스마트 키로부터 수신하는 확인 신호 수신 단계;
(f)상기 인증 처리 시간 및 상기 인증 대기 시간을 이용하여 차량과 스마트 키 사이의 거리를 계산하는 거리 계산 단계; 및
(g)인증 처리의 결과가 성공이고, 계산된 거리가 설정된 기준 거리보다 이하일 경우, 스마트 키로부터 전송되는 원격 명령이 실행될 수 있게 차량을 제어하는 차량 제어 단계
을 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 방법. - 제12항에 있어서,
상기 단계(b)는,
상기 스마트 키가 상기 검색 신호를 수신하고, 스마트 키의 고유 데이터를 포함하는 상기 응답 신호를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 방법. - 제12항에 있어서,
상기 단계(d)는,
수신된 응답 신호로부터 추출된 데이터가 기 저장된 데이터와 일치할 경우, 상기 스마트 키의 인증이 성공된 것으로 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 방법. - 제12항에 있어서,
상기 단계(g)는,
인증 처리의 결과가 실패이거나 또는 상기 거리가 설정된 기준 거리를 초과할 경우, 상기 원격 명령의 실행이 불허되게 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 방법. - 스마트 키로 구현되는 릴레이 어택 방지 장치의 릴레이 어택 방지 방법에 있어서,
(a)차량 제어 장치로부터 주기적으로 송출되는 스마트 키의 검색 신호를 수신하는 검색 신호 수신 단계;
(b)수신된 검색 신호에 대해 인증 요청의 데이터를 포함하는 응답 신호를 상기 차량 제어 장치로 송신하는 응답 신호 송신 단계;
(c)차량 제어 장치가 상기 인증 요청의 응답 신호를 수신한 시간부터 인증 처리의 결과를 전송할 때까지의 차량의 인증 처리 시간(Tcar) 및 인증 결과를 포함하는 인증 결과 정보를 차량 제어 장치로부터 수신하는 인증 결과 수신 단계;
(d)스마트 키가 상기 응답 신호를 송신한 인증 요청의 시간부터 상기 인증 결과 신호를 수신할 때까지의 인증 대기 시간(Tsmk)을 측정하는 키 대기 시간 측정 단계;
(e)상기 인증 처리 시간 및 상기 인증 대기 시간을 이용하여 차량과 스마트 키 사이의 거리를 계산하는 거리 계산 단계; 및
(f)인증 처리의 결과가 성공이고, 상기 거리(R)가 설정된 기준 거리보다 이하일 경우, 스마트 키로부터 송신되는 원격 명령이 실행될 수 있는 실행 모드의 설정의 요청을 상기 차량 제어 장치로 송신하는 실행 모드 설정 단계
을 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 방법. - 제17항에 있어서,
상기 단계(b)는,
상기 스마트 키가 스마트 키의 고유 데이터를 포함하는 상기 응답 신호를 송신하는 단계인 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 방법. - 제17항에 있어서,
상기 단계(c)는,
수신된 응답 신호로부터 추출된 데이터가 기 저장된 데이터와 일치할 경우, 상기 차량 제어 장치가 상기 스마트 키의 인증이 성공된 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 방법. - 제17항에 있어서,
상기 단계(f)는,
인증 처리의 결과가 실패이거나 또는 상기 거리가 설정된 기준 거리를 초과할 경우, 상기 실행 모드의 설정이 해제되는 모드의 설정의 요청을 상기 차량 제어 장치로 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 방법. - 제17항에 있어서,
상기 단계(f) 이후에, 상기 차량 제어 장치가,
스마트 키가 내린 원격 명령이 차량에서 실행될 수 있게 차량을 제어하는 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 릴레이 어택 방지 방법.
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