专利名称：通过特许点火钥匙防止车辆被盗的方法
技术领域：
本发明涉及一种通过特许点火钥匙防止车辆被盗的方法，更进一步的，涉及一种通过其编码和特许并不由一个分离的特许单元来执行的特许点火钥匙来防止车辆被盗的方法。
背景技术：
世界上大部分大中城市都经历过每年车辆被盗的数量都在逐年递增这一情况，或至少是汽车被盗数量持续居高不下。因此，很多汽车制造商都在他们的汽车上装有报警装置，并且一直在研究防止气车被盗的改进的方法。
一种最新的防止车辆被盗的方法就是使用一种配有可以被车辆识别的唯一代码的点火钥匙。也就是，一个固定的代码被分配到一个安装在点火钥匙内的集成电路(IC)中，并且该车辆只有在特殊的特许代码出现的情况才能被启动但是在使用现有技术的特许点火钥匙方法时，需要一个分离的代码特许单元对安装在点火钥匙内的集成电路(IC)中的代码进行解码以使得引擎控制单元能够认可该代码。该引擎控制单元根据由代码特许单元输出的认可信号来决定是否允许引擎启动。
结果，构成该完整系统的各组成部分的数目就随着该分离的代码特许单元的使用增加了。而且，该系统并不十分安全，因为是否允许引擎启动是由引擎控制单元根据一个传输过来的信号(从代码特许单元传来)完成的。例如，一个代码扫描器或代码捕获器就可以用来攻破该系统。
发明内容
本发明就是要为了解决上述的问题。
本发明的目的就是提供一种用来通过特许点火钥匙来防止车辆被盗的方法，其中编码和识别是由引擎控制单元执行而并不需要使用分离的特许单元，还有其中非希望的译码过程是通过多步位操作来实现的。
为达到上述目的，本发明提供了一种通过使用引擎控制单元(ECU)和点火钥匙来实现特许点火钥匙的方法，该点火钥匙中存有一个钥匙ID号、一个锁密码和一个钥匙密码。该方法包括以下步骤(1)该ECU从一个点火钥匙中接收一个钥匙ID号并确定该钥匙ID号是否为已注册的ID号，(2)如果该钥匙ID号是已注册的ID号，则生成一个随机数字并使用该随机数字对存储的锁密码进行编码，并且将该随机数字和编码后的锁密码传送到点火钥匙的转发器上；(3)该转发器用接收到的随机数字和编码后的锁密码对锁密码进行译码，然后确定译码后的锁密码是否同存储的锁密码相同；(4)该转发器用存储的钥匙密码对钥匙密码进行编码，并由转发器将编码后的钥匙密码传送给FCU；(5)该ECU对接收到的编码后的钥匙密码进行译码，然后确定译码后的钥匙密码是否同存储的钥匙密码相同；以及(6)如果译码后的钥匙密码同存储的钥匙密码相同则解除点火锁状态。
根据本发明的特征，该ECU包括移位寄存器T和S，并且步骤(2)中的对锁密码进行编码还包括步骤(7)用随机数字初始化并调整移位寄存器T和S；(8)生成第一转让钥匙；以及(9)使用第一转让钥匙对存储的锁密码进行编码，并且其中在步骤(3)中采用的使用随机数字和编码后的锁密码对锁密码进行译码的处理过程同步骤(2)中使用随机数字对存储的锁密码进行编码的处理过程是一样的。
根据本发明的另一特征，步骤(7)中移位寄存器的初始化还包括产生随机数字的步骤，并且其中步骤(7)移位寄存器的调整是这样实现的指定接收一系列位值的输入并计算一位值的一系列函数；指定接收上述函数的计算结果值的输入并计算位值的函数F2；以及重复处理使移位寄存器T和S左移的处理过程，并通过使用函数F2的值和随机数字来确定移位寄存器S的LSB。
根据本发明的另一特征，在步骤(8)生成第一转让钥匙的过程中，指定了一系列接收一系列位值的输入并计算一位值的函数，函数F3被指定为接收上述函数的计算结果值并计算位值，并且第一转让钥匙的位是由函数F3的值中计算出来的。
根据本发明的另一特征，这些一系列的函数同步骤(7)中的一系列函数是一样的，并且函数F2同函数F3是一样的。
根据本发明的另一特征，ECU包括移位寄存器T和S，其中步骤(4)的对存储的钥匙密码进行编码包括步骤(10)生成第二转让钥匙；以及(11)使用第二转让钥匙对存储的钥匙密码进行编码，并且其中步骤(5)中对编码后的钥匙密码进行译码所采取的处理过程同对钥匙密码进行编码所采取的处理过程是相同的。
根据本发明的另一特征，在步骤(10)的生成第二转让钥匙的过程中，指定了一系列接收一系列位值的输入并计算一位值的函数，函数F4被指定为接收上述函数的计算结果值并计算位值，并且第二转让钥匙的位是由函数F4的值中计算出来的。
说明书的附图部分说明了本发明的一个实施例，并且结合下列的描述解释了本发明的原理。
图1为应用本发明优选实施例方法的特许点火钥匙系统及其相关部件的示意图；图2为根据本发明的优选实施例的用来通过特许点火钥匙来防止车辆被盗的方法的流程图；图3为用来描述根据本发明优选实施例的移位寄存器T和S的初始化及其调整的附图；图4为根据本发明优选实施例的移位寄存器T和S的调整过程的流程图；图5为对根据本发明优选实施例的第一转让钥匙的产生进行描述的附图；图6为根据本发明优选实施例的第一转让钥匙的生成过程的流程图；图7为生成OUTPUT(i)的流程图，这是在图6的确定步骤S0中实现的；具体实施方式
本发明的优选实施例将参照附图进行详细说明。
图1为应用本发明优选实施例方法的特许点火钥匙系统及其相关部件的示意图。
特许点火钥匙系统及其相关部件包括一个装有转发器110的点火钥匙120，该转发器对输入的代码进行译码，计算代码并对计算后的信号进行加密；一个含有供点火钥匙120插入的钥匙孔的钥匙盒130，该钥匙盒130通过点火钥匙120发送和接收信号；以及在钥匙盒130之间发送和接收代码信号的引擎控制单元150。
在钥匙盒130中有一个线圈天线140。在钥匙盒130和点火钥匙120的转发器110之间数据的发送和接收是通过线圈天线140完成的。而且，引擎控制单元150是通过数据接口160同线圈天线140连接的，如此才使得数据能在两者之间发送和接收。
点火钥匙120的转发器110是由能够进行加密、译码和计算功能IC芯片来实现的。同样，引擎控制单元150也是由常用的电子控制电路(EUC)来实现的。存储在转发器110中的是一个4字节钥匙识别符(下面指ID号)、一个用来鉴定代码的6位识别器(下面指AUTHEN)，以及一个4字节的锁密码和钥匙密码。
引擎控制单元150中含有用来编码、译码以及进行计算的移位寄存器T和S。同样，同存储在转发器110中的钥匙ID号、AUTHEN、锁密码和钥匙密码一样的钥匙ID号、AUTHEN、锁密码和钥匙密码也存储在引擎控制单元150中。
图2为根据本发明的优选实施例的用来通过特许点火钥匙来防止车辆被盗的方法的流程图。
首先，如果点火钥匙120被插入到钥匙盒130中的话，在步骤S210中引擎控制单元150将接收装在点火钥匙120中的转发器110的钥匙ID号。接着，在步骤S215中引擎控制单元150确定该钥匙ID号是否为已注册的ID号。如果确定该钥匙ID号不是已注册的ID号，则在步骤S217中获得不可能点火的点火锁状态。在点火锁状态中，燃料的供应将被阻塞并且点火系统的输出也被禁止但是，如果在步骤S215中确定该钥匙ID号是已注册的ID号，则在步骤S220中生成一个4字节的随机数字(RN)。接着在步骤S225中根据输入的钥匙ID号和存储的AUTHEN对移位寄存器T和S进行初始化和调整。移位寄存器T和S的调整是在其初始化之后根据输入的钥匙ID号、存储的AUTHEN以及RN进行的。
图3为用来描述移位寄存器T和S的初始化及其调整的附图。
参照图3，移位寄存器T和S被安排为从最高有效位(MSB)至最低有效位(LSB)。移位寄存器T的LSB是同移位寄存器S的MSB相邻的。移位寄存器T中存有从转发器110中输入的钥匙ID号(四字节的ID0、ID1、ID2和ID3)中的ID0)和ID1字节，并且移位寄存器S中顺序存有ID2和ID3，以及存储的AUTHEN(六字节的AUTHEN0至AUTHEN5)的4字节AUTHEN4和AUTHEN5。移位寄存器S的每一位都是从LSB至MSB(S0至S31)排列的，并且移位寄存器T的每一位都是从LSB至MSB(T0至T15)排列的。
在移位寄存器T和S如上所述的初始化之后，移位寄存器S的LSB使用生成的函数F0、F1和F2进行计算。通过对移位寄存器T和S的移位计算的重复处理对移位寄存器T和S进行调整。函数F0和F1是把输入的4位值作为输入值计算成1位值，并且函数F2是把输入的5位值作为输入值计算成1位值。也就是说，函数值是以如下所示的方式计算的。
F0(a，b，c，d)＝(a×b×d-)+(a×c-×d-)+(b×c×d)+(b-×c-×d)+(a-×b-×c-×d-)‾]]>F1(a，b，c，d)＝(c×d)+(a×-b-×c)+(a-×b-×d)+(a×c-×d-)‾]]>F2(a，b，c，d，e)＝(c×d×e)+(a-×b×e-)+(a×b-×c)+(b×c-×d-×e)+(a×b-×d×e)+‾]]>(a-×c-×d×e-)+(a×b×c-×d×e-)‾]]>但是，从移位寄存器T和S输出的值作为函数F2的5位输入值。也就是，如果Q0、Q1、Q2、Q3和Q4为函数F2的输入值，如下计算得到的值将被输入和计算Q0＝F0(S1，S5，S10，S13)，Q1＝F1(S15，S16，S18，S19)，Q2＝F1(S21，S25，S26，S30)，Q3＝F1(T0，T1，T5，T7)，Q4＝F0(T8，T10，T12，T15)。
关于上述的AUTHEN，4字节的AUTHN0至AUTHEN3的每一位都以AUTHEN(i)附以索引，并且RN的每一位都以RN(i)附以索引。
根据F2计算结果的位是通过AUTHEN(i)和RN(i)的重复结合与计算才得到的，使得对移位寄存器S和T进行了调整。也就是说，对移位寄存器S和T进行了调整是如图4所示的流程图进行的。
首先，在步骤S410中变量I被赋值为0，并在步骤S420中进行了如上所述的F2计算。接着，在步骤S430中移位寄存器T左移1位，在步骤S440中将值S31赋给T0，并且在步骤S450中移位寄存器S左移1位。
随后，RN(i)、AUTHEN(i)和F2的计算结果被赋值给S0。也就是一个RN(i)、AUTHEN(i)和F2的计算结果值被赋值给S0。符号“”表示XOR操作，其中如果该操作符号左右两侧的值不同的话则输出1而如果值相同的话则输出0。
在步骤S460之后，在步骤S470中确定是否i＝31，如果i等于31成立，则该处理结束。但是如果i不等于31，则在步骤S480中i增加1，之后处理返回到步骤S420。作为这个循环的结果，直到i的值为31，移位寄存器S和T经历了全部的32次移位操作(包括i＝0)。
回过来再参照图2，在初始化并调整了移位寄存器S和T之后，在步骤S320中使用调整过的移位寄存器T和S生成了第一转让钥匙，以及一个确定的内部钥匙。该第一转让钥匙被确定为一个6字节数字。
图5为对第一转让钥匙的产生进行描述的附图。
参照附图，初始化的移位寄存器T和S被安排为从MSB至LSB，并且移位寄存器T的LSB是同移位寄存器S的MSB相邻的。内部钥匙是根据移位寄存器T和S的位来安排的。
为生成第一转让钥匙，规定了对移位寄存器T和S给出的位进行计算的函数F0、F1和F2。函数F0、F1和F2同初始化移位寄存器T和S时的函数是一样的。
第一转让钥匙的每一位都是由函数F2计算的。在对第一转让钥匙的一位计算后，对该移位寄存器T和S的左移位进行计算，并且通过如图5的A中所示的特定计算来确定一个S0位。重复进行这一过程以计算第一转让钥匙。
图6为第一转让钥匙的生成过程的流程图。
首先，变量i和Result被赋值为0以完成在步骤S610中的变量初始化。接着，在步骤S620中进行上述的F2计算以获得第一转让钥匙的一个第i位值。随后，在步骤S630中移位寄存器T左移一位，在步骤S640中值S31被赋给T0，并且在步骤S650中移位寄存器S左移一位。
接着步骤S650，在步骤S660中由预定的OUTPUT函数生成OUTPUT(i)并被赋值给S0。接着，在步骤S670中确定i＝31是否成立。如果i等于31，则该过程结束。但是如果i不等于31，则在步骤S680中i加1，随后该处理返回到步骤S620。作为这个循环的结果，直到i的值为31，移位寄存器S和T经历了全部的32次移位操作(包括i＝0)。
图7为图6的步骤S0中生成OUTPUT(i)的流程图。
首先，在步骤S710中变量j被赋值为0。接着，在步骤S720中确定第j位的Pj是否等于1。如果Pj等于1，就在步骤S730中确定j是否小于或等于31。如果j小于或等于31，则在步骤S740中对Sj(寄存器S的第j位)和变量Result进行XOR运算，之后把值赋给变量Result。然而，如果j大于31，则在步骤S750中对Tj-32(寄存器T的第j-32位)和变量Result进行XOR运算，之后把值赋给变量Result。
在步骤S720中的Pj如果不等于1或者在步骤S740和S750之后，在步骤S760中确定j是否等于47。如果j不等于47，过程就回到步骤S720，使得关于内部钥匙的所有位的计算得以进行。但是，如果步骤S760中的j等于47，则在步骤S770中Result的值就被赋给OUTPUT(i)。图6的步骤S660就是按照上述操作完成的。
再次参照图2，接着生成第一转让钥匙的步骤S230，在步骤S235中进行对锁密码进行编码的计算。在对锁密码进行编码时使用了一个已存储的锁密码和第一转让钥匙。也就是，对每个都是4位的锁密码和第一转让钥匙进行XOR操作。
接下来，在步骤S240中由引擎控制单元150将随机数字和锁密码传送给转发器，并在步骤S242中由转发器110接收随机数字和锁密码。该转发器110接着在步骤S245中采用和步骤S225及S230一样的过程来生成一个第一转让钥匙。就是说，由转发器110采用和步骤S225及S230中一样的逻辑来生成一个第一转让钥匙，使得即使转发器110中不包含移位寄存器也可以通过电路配置的逻辑生成一个第一转让钥匙。因此，由转发器110生成的第一转让钥匙同由引擎控制单元150生成的第一转让钥匙是一样的。
跟着步骤S245，在步骤S250中转发器110对第一转让钥匙和锁密码执行XOR操作使得锁密码被译码。也就是说，使用相同的第一转让钥匙，重复XOR操作可以加密和译码。
接着，在步骤S255中由转发器110确定译码后的锁密码是否同已存储的锁密码相同。如果这两个密码不同，则包含在本发明的点火钥匙许可方法内的处理过程无法继续下去并且点火锁状态继续保持。但是，如果密码匹配，则在步骤S260中根据调整后的移位寄存器T和S采用同步骤S230相同的处理过程生成第二转让钥匙。
生成第二转让钥匙的转发器110接着在步骤S265中对已存储的钥匙密码和生成的第二转让钥匙执行XOR操作使得钥匙密码被编码。接着在步骤S270中由引擎控制单元150发送该已编码的钥匙密码，并在步骤S272中由引擎控制单元150接收该密码。
随后，在步骤S275中由引擎控制单元150采用同步骤S230中生成第一转让钥匙相同的处理过程根据调整后的移位寄存器T和S的值生成第二转让钥匙。引擎控制单元150接着在步骤S280中对生成的第二转让钥匙和接收到的钥匙密码进行XOR操作使得钥匙密码被译码。
接着，在步骤S285由引擎控制单元150确定译码后的钥匙密码是否同存储的钥匙密码是一样的，如果密码不一样，则在步骤S287中不可能点火的点火锁状态继续保持。但是如果密码匹配，则在步骤S290中点火锁状态被解除。也就是，燃料供应和点火系统的输出是许可的。
在上述的本发明的方法中，通过在引擎控制单元中执行对各种密码进行编码和译码使得安全性得到了提高。而且，通过在多步的位操作中执行编码和译码使得可靠性也提高了。同时，由于不需要额外的辅助系统来执行点火钥匙识别，制造业的加工和总体的成本也降低了，并且还节省了这个额外系统所需要的空间。
虽然本发明的优选实施例已在上面进行了详细的描述，对于附加的权利要求，根据发明的概念熟悉本技术的人在本发明的实质和范畴内做出的多种变化和/或修改都是显而易见的。
权利要求
1.一种通过使用引擎控制单元(ECU)和存有一个钥匙ID号、一个锁密码以及一个钥匙密码的点火钥匙来实现点火钥匙许可的方法，该方法包括以下步骤(1)由该ECU接收由点火钥匙提供的钥匙ID号并确定该钥匙ID号是否为已注册的ID号；(2)如果该钥匙ID号是已注册的ID号，则生成一个随机数字并使用该随机数字对已存储的锁密码进行编码，并且将随机数字和已编码的锁密码传送给该点火钥匙的转发器；(3)该转发器使用接收到的随机数字和编码后的锁密码对锁密码进行译码，之后确定该译码后的锁密码是否同已存储的锁密码相同；(4)该转发器使用已存储的钥匙密码对钥匙密码进行编码，并把该编码后的钥匙密码传送给ECU；(5)由该ECU对接收到的编码后的钥匙密码进行译码，并确定该译码后的钥匙密码是否同已存储的钥匙密码相同；(6)如果该译码后的钥匙密码同已存储的钥匙密码相同则解除点火锁状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中ECU包括移位寄存器T和S，并且步骤(2)中对锁密码进行编码还包括步骤(7)使用随机数字对移位寄存器T和S进行初始化和调整；(8)生成第一转让钥匙，以及(9)使用第一转让钥匙对已存储的锁密码进行编码，并且其中步骤(3)中的使用随机数字和编码后的锁密码对锁密码进行译码同步骤(2)中的使用随机数字对已存储的锁密码进行编码采用的是相同的处理过程。
3.根据权利要求2所述的方法，其中步骤(7)中对移位寄存器进行初始化包括生成随机数字的步骤，并且其中步骤(7)的对移位寄存器的调整是这样实现的指定接收多个位值的输入并计算一位值的多个函数；指定接收上述函数的计算结果值的输入并计算位值的函数F2；以及重复使移位寄存器T和S左移的处理过程，并通过使用F2函数值和随机数字来确定移位寄存器S的LSB。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在步骤(8)生成第一转让钥匙的过程中，指定了多个接收一系列位值输入并计算一位值的函数，函数F3被指定为接收上述函数的计算结果值输入并计算位值，并且第一转让钥匙的位是由函数F3的值计算出来的。
5.根据权利要求4所述的方法，其中该多个函数同步骤(7)中的多个函数是一样的，并且函数F2同函数F3是一样的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中ECU包括移位寄存器T和S，其中步骤(4)的对存储的钥匙密码进行编码包括步骤(10)生成第二转让钥匙；以及(11)使用第二转让钥匙对存储的钥匙密码进行编码，并且其中步骤(5)中对编码后的钥匙密码进行译码所采取的处理过程同对钥匙密码进行编码所采取的处理过程是相同的。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在步骤(10)的生成第二转让钥匙过程中，指定了多个接收多个位值并计算一位值的函数，函数F4被指定为接收上述函数的计算结果值输入并计算位值，并且第二转让钥匙的位是由函数F4的值中计算出来的。
全文摘要
本发明提供了一种通过使用引擎控制单元(ECU)和点火钥匙来进行点火钥匙许可的方法,该点火钥匙中存有一个钥匙ID号、一个锁密码和一个钥匙密码。该方法包括以下步骤:(1)该ECU从一个点火钥匙中接受一个钥匙ID号并确定该钥匙ID号是否为已注册的ID号;(2)如果该钥匙ID号是已注册的ID号,则生成一个随机数字并使用该随机数字对存储的锁密码进行编码,并且将该随机数字和编码后的锁密码传送到点火钥匙的转发器上;(3)该转发器用接收到的随机数字和编码后的锁密码对锁密码进行译码,然后确定译码后的锁密码是否同存储的锁密码是一样的;(4)该转发器用存储的钥匙密码对钥匙密码进行编码,并由转发器将编码后的钥匙密码传送给ECU;(5)该ECU对接收到的编码后的钥匙密码进行译码,然后确定译码后的钥匙密码是否同存储的钥匙密码是一样的;以及(6)如果译码后的钥匙密码同存储的钥匙密码是一样的则解除点火锁状态。
文档编号G07C9/00GK1354110SQ0114542
公开日2002年6月19日 申请日期2001年9月25日 优先权日2000年9月25日
发明者金熙俊 申请人:现代自动车株式会社