汽車無源防盜系統(tǒng)設計與安全性的考慮事項
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下行鏈路
下行鏈路的信息采用脈沖長度調(diào)制方法：一般是二進制脈沖長度調(diào)制 (BPLM) 或 Quad 脈沖長度調(diào)制 (QPLM))來進行編碼。這種方法基于插入一個長度固定的載波場時隙“Tgap”，并設置時隙到時隙的時間間隔，以預先確定次數(shù)：T0 對應于邏輯“0”，T1 對應于邏輯“1”。這種方案的好處是它把從汽車到密鑰卡的能量傳輸嵌入到數(shù)據(jù)編碼中，并確保密鑰卡有足夠的供能用于處理被編碼的數(shù)據(jù)。不過，這種編碼方法也有一個缺點，那就是數(shù)據(jù)傳輸波特率必須依賴于正在發(fā)送的數(shù)據(jù)位流的邏輯值，因為每一個二進制狀態(tài)的傳輸時間都是不同的。圖4給出了這種編碼方法的更詳盡的圖解。
圖4 BPLM編碼方法
圖5 QPLM編碼方法
從用戶密鑰卡到車載基站的信息通信一般采用曼徹斯特 (Manchester) 或雙相 (Bi-phase) 編碼。這些編碼方法都共有一些不同于下行鏈路的特性：A) 被編碼位流的平均占空比總是為50%；B) 發(fā)送被編碼數(shù)據(jù)的時間只依賴于波特率。上述兩種編碼技術都能夠從被編碼數(shù)據(jù)流中提取時鐘，這是因為編碼位流中的所有時間段都被量子化為T 或 2T (T 表示 “半個比特位”)。數(shù)據(jù)率固定為1/(2T)。時鐘提取只需要檢測最小時間段因子T，并使其相位與被編碼的位流同步即可。
圖6 曼徹斯特 (Manchester) 和雙相 (Bi-phase) 編碼
協(xié)議層定義各個數(shù)據(jù)位的分組，以實現(xiàn)車載基站和密鑰卡之間的通信。它定義有多少個比特位，以及它們按什么順序在讀取器和收發(fā)器之間進行傳輸。打個簡單的比方，這就類似于使用單詞構成句子的語法規(guī)則。協(xié)議層就象由邏輯層構成的句子，而邏輯層則相當于單詞。它形成一組固定的命令及其允許的應答。
驗證
驗證是用來描述判斷駕駛員是否有權啟動汽車這一個過程的術語。最簡單的驗證形式被稱為單向驗證 (unilateral authentication)，這種情況下，汽車對密鑰卡進行“測試”，以確定它是否與汽車匹配。若在這一過程中再增加一個步驟，即讓鑰匙也對汽車進行“測試”，判斷其是否匹配，這時就成為了雙向或交互式驗證。顯然，增加的這一步驟提高了安全強度，不過代價是驗證時間延長。
單向驗證
一般而言，單向驗證協(xié)議由汽車發(fā)起，并包含以下幾個步驟：
1) 汽車讀取密鑰卡的唯一ID (不會與密鑰混淆)
2) 汽車產(chǎn)生一個隨機數(shù)詢問(challenge)，并發(fā)送給密鑰卡
3) 密鑰卡對詢問進行加密(使用密鑰)，然后向汽車發(fā)送應答(response)
4) 汽車對密鑰卡的應答與自己計算的應答進行比較 (使用相同的密鑰和詢問)
注：汽車必須擁有密鑰卡的密鑰，這一過程才能成功完成。共享密鑰的過程被稱為“Key Learn”，下一節(jié)將詳細闡述。
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