DE10237698A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Daten - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen mindestens zwei Steuereinheiten (SE1, SE2) in einem Fahrzeug, wobei die erste Steuereinheit (SE1) einen verschlüsselten Datensatz (DV1, DV2) aus mindestens einem Teil der zu übertragenden Daten erstellt, die zweite Steuereinheit (SE2) mindestens einen Schlüssel (Sch1, Sch2, Sch3) für die Erstellung des verschlüsselten Datensatzes (DV1, DV2) an die erste Steuereinheit (SE1) sendet und die erste Steuereinheit (SE1) mindestens den verschlüsselten Datensatz (DV1, DV2) an die zweite Steuereinheit (SE2) sendet.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen mindestens zwei Steuereinheiten in einem Fahrzeug.
- Es ist bekannt, daß Daten zwischen Steuereinheiten in einem Fahrzeug durch ein nicht abgesichertes Übertragungsmedium übertragen werden. Dabei ist es aus Sicherheitsgründen jedoch zwingend, daß eine mögliche Verfälschung und/oder ein Verlust der Informationen erkannt wird.
- Aus der
DE 197 28 841 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Datenübertragung in einem Kraftfahrzeug bekannt, wobei Daten zwischen einer ersten Steuereinheit und einer zweiten Steuereinheit derart übertragen werden, daß die erste Steuereinheit Daten an die zweite Steuereinheit sendet und die zweite Steuereinheit wenigstens einen Teil dieser Daten zurücksendet, die erste Steuereinheit die von ihr gesendeten und die von der zweiten Steuereinheit zurückgesendeten Daten vergleicht, wobei ein Fehler erkannt wird, wenn die Daten voneinander abweichen, und in wenigstens einer Steuereinheit die Daten vor dem Senden codiert werden. Ein auftretender Fehler wird dabei vom Sender nicht jedoch vom Empfänger erkannt. Sollen Daten am Empfänger weiter verarbeitet werden, so ist jedoch ein sofortiges Erkennen von Fehlern beim Empfänger zwingend. Sicherheitskritische Informationen, wie z.B. ein Bremsmoment, sind daher nicht übertragbar. - Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen mindestens zwei Steuereinheiten in einem Fahrzeug schaffen, durch das auch sicherheitskritische Funktionen über ein nicht abgesichertes Medium übertragbar sind.
- Die Lösung des Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 5. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Eine erste Steuereinheit erstellt einen verschlüsselten Datensatz aus mindestens einen Teil der zu übertragenden Daten, wobei die zweite Steuereinheit mindestens einen Schlüssel für die Erstellung des verschlüsselten Datensatzes an die erste Steuereinheit sendet und die erste Steuereinheit mindestens den verschlüsselten Datensatz an die zweite Steuereinheit sendet. Die zweite Steuereinheit empfängt den verschlüsselten Datensatz und kann ihn mit Hilfe des vorliegenden Schlüssels dekodieren. Paßt der empfangene Datensatz nicht zu dem Schlüssel, so liegt ein Fehler vor. An der ersten Steuereinheit wird keine Dekodierung durchgeführt. Eine Kodierung mit dem vorgegeben Schlüssel ist durch eine Schaltung ohne eigene Intelligenz durchführbar.
- In einer bevorzugten Ausführungsform sendet die erste Steuereinheit den verschlüsselten Datensatz und einen zweiten unverschlüsselten Datensatz, umfassend mindestens einen Teil der zu übertragenden Daten, an die zweite Steuereinheit, und die zweite Steuereinheit vergleicht die Datensätze. Die empfangende Steuereinheit kennt und erkennt den zur Erstellung des verschlüsselten Datensatzes verwendeten Schlüssel und kann daher die empfangenen Daten einfach und schnell auf Unversehrtheit überprüfen. Andere Steuereinheiten sind in der Lage die Daten ebenfalls zu lesen und gegebenenfalls auch auszuwerten, wenn sie den verwendeten Schlüssel kennen. Eine Schlüsselvergabe erfolgt jedoch ausschließlich durch zweite Steuereinheit, so daß keine Manipulation möglich ist.
- In einer bevorzugten Ausführungsform sendet die zweite Steuereinheit eine Vielzahl unterschiedlicher Schlüssel in einer definierten Reihenfolge. Der ersten Steuereinheit ist die Reihenfolge der vorgegebenen Schlüssel bekannt. Die erste Steuereinheit erkennt daher an einem zeitlichen Verzug, ob Daten verloren gingen oder verfälscht wurden.
- In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eine Steuereinheit mit einer Geschwindigkeitsregelanlage (GRA) wirkverbunden ist. An der Übertragung eines GRA Schalterzustandes können eine Vielzahl an Steuereinheiten und Datenleitungen beteiligt sein. Die Auswertung des GRA Schalters ist daher sehr aufwendig. Durch den Vergleich der Datensätze kann die empfangende Steuereinheit eine aufgetretenen Fehler in der Kommunikation sofort erkennen und in einen sicheren Zustand übergehen.
- Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist der Gang-Wahlhebelschalter.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:
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1 einen GRA-Schalter mit Schaltung, -
2 eine Wahrheitstabelle und -
3 ein Schema einer Informationsübertragung mittels Schlüsselvergabe -
1 zeigt einen Schalter S einer Geschwindigkeitsregelanlage (GRA) mit einer Schaltung 1, umfassend Schaltelemente E1, E2, E3. Durch eine nicht dargestellte empfangende Steuereinheit soll der Zustand des Schalters S anhand gesendeter Ausgangssignale A1, A2 ausgewertet werden. Die empfangende Steuereinheit ist dabei beispielsweise das Motorsteuergerät des Fahrzeugs. Das Motorsteuergerät sendet einen 3 Bit Schlüssel an die Schaltung, wodurch Zustände der Schaltelemente E1, E2, E3 verändert werden. Die Kodiertiefe kann entsprechend der Anwendung beliebig gewählt werden. Die Übertragung erfolgt dabei über ein beliebiges Medium, beispielsweise einen CAN Bus. Die Ausgangssignale A1, A2 werden aufgrund des Zustandes der Schaltelemente E1, E2, E3 gesetzt. -
2 zeigt eine zu der in1 dargestellten Schaltung 1 gehörende Wahrheitstabelle. Die ersten drei Spalten zeigen den Zustand der Schaltelemente E1, E2, E3 gemäß dem Schlüssel. Bei geschlossenem GRA-Schalter S ergeben sich die Ausgangssignale A1, A2 gemäß den Spalten vier und fünf. Die letzten beiden Spalten zeigen die Ausgangssignale A1, A2 bei offenem GRA-Schalter S. Kodierungen gemäß den grau hinterlegte Zeilen sind nicht für eine Aussage über den Zustand des GRA-Schalters S verwendbar. - Sendet das Motorsteuergerät eine Vielzahl von Schlüsseln in einer ihm bekannten Reihenfolge, so müssen diese zu gleichen Aussagen über den Zustand des GRA-Schalters S führen, bzw. einen Zustandswechsel eindeutig durch eine Folge von entsprechenden Informationen signalisieren. Ist dies nicht der Fall, so liegt ein Fehler in der Übertragung vor und/oder die Daten wurden manipuliert.
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3 zeigt eine Informationsübertragung zwischen zwei Steuereinheiten SE1, SE2 mittels einer Schlüsselvergabe. Die Steuereinheit SE2 ist der Empfänger der Daten, die Steuereinheit SE1 Sender der Daten. SE2 sendet eine definierte Reihenfolge von Schlüsseln Sch1, Sch2, Sch3 an die Steuereinheit SE1. Die Steuereinheit SE1 verschlüsselt die zu sendenden Daten entsprechend und sendet die Daten sowohl als unverschlüsselten Datensatz DU1, DU2 als auch als verschlüsselten Datensatz DV1, DV2 an die Steuereinheit SE2. Die Steuereinheit SE2 entschlüsselt die Daten und vergleicht die beiden empfangenen Datensätze. Bei einer Gleichheit war die Botschaft gültig. Anhand einer Phasenverschiebung des verschlüsselten Datensatzes zum gesendeten Schlüssel ist ein zeitliches Fehlverhalten detektierbar. Alle Mithörer, welche den Algorithmus der Verschlüsselung kennen, können die gesendeten Daten auswerten. Jedoch nur die Steuereinheit SE2 ist zur Schlüsselvergabe berechtigt, andere Steuereinheiten können in die Schlüsselvergabe nicht eingreifen.
Claims (8)
- Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen mindestens zwei Steuereinheiten (SE1, SE2) in einem Fahrzeug, wobei die erste Steuereinheit (SE1) einen verschlüsselten Datensatz (DV1, DV2) aus mindestens einen Teil der zu übertragenden Daten erstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinheit (SE2) mindestens einen Schlüssel (Sch1, Sch2, Sch3) für die Erstellung des verschlüsselten Datensatzes (DV1, DV2) an die erste Steuereinheit (SE1) sendet und die erste Steuereinheit (SE1) mindestens den verschlüsselten Datensatz (DV1, DV2) an die zweite Steuereinheit (SE2) sendet.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinheit (SE1) einen zweiten Datensatz (DU1, DU2), umfassend mindestens einen Teil der zu übertragenden Daten, an die zweite Steuereinheit (SE2) sendet, und die zweite Steuereinheit (SE2) die Datensätze vergleicht.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinheit (SE2) eine Vielzahl an Schlüsseln (Sch1, Sch2, Sch3) in einer definierten Reihenfolge sendet.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Steuereinheit (SE1, SE2) mit einer Geschwindigkeitsregelanlage wirkverbunden ist.
- Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen mindestens zwei Steuereinheiten (SE1, SE2) in einem Fahrzeug, wobei durch die erste Steuereinheit (SE1) einen verschlüsselten Datensatz (DV1, DV2) aus mindestens einen Teil der zu übertragenden Daten erstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zweite Steuereinheit (SE2) mindestens ein Schlüssel (Sch1, Sch2, Sch3) für die Erstellung des verschlüsselten Datensatzes (DV1, DV2) an die erste Steuereinheit (SE1) sendbar ist und durch die erste Steuereinheit (SE1) mindestens der verschlüsselte Datensatz (DV1, DV2) an die zweite Steuereinheit (SE2) sendbar ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die erste Steuereinheit (SE1) ein zweiter Datensatz (DU1, DU2), umfassend mindestens einen Teil der zu übertragenden Daten, an die zweite Steuereinheit (SE2) sendbar ist, und die Datensätze durch die zweite Steuereinheit (SE2) vergleichbar sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zweite Steuereinheit (SE2) eine Vielzahl an Schlüsseln (Sch1, Sch2, Sch3) in einer definierten Reihenfolge sendbar ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Steuereinheit (SE1, SE2) mit einer Geschwindigkeitsregelanlage wirkverbunden ist.
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