Противоугонные системы — это устройства, предотвращающие несанкционированный доступ к автомобилям или другим мобильным системам. Эволюция противоугонных систем варьировалась от простого ключа до RFID-меток, биометрической идентификации, распознавания вен ладони и т. д.
Противоугонные системы представляют собой комбинацию интеллектуальных датчиков и интеллектуальных алгоритмов, которые могут разумно отличать настоящую кражу от фальшивой. При обнаружении кражи они немедленно поднимают тревогу или уведомляют пользователя с необходимыми подробностями, такими как географическое местоположение, отметка времени, состояние устройства во время кражи, т.е.: если в автомобилях предусмотрена противоугонная система, важные данные, например, был ли двигатель включился, двери были разблокированы и т.д. передаются владельцу.
Поскольку стоимость таких товаров, как автомобили, сотовые телефоны, ноутбуки и т. д., растет с каждым днем. Так же как и риск отсутствия безопасности, связанный с ними. В этой статье мы рассмотрим функционирование противоугонных систем и различных компонентов системы, приведя несколько примеров из реальной жизни.
Блок-схема противоугонной системы:
Рис. 1: Блок-схема противоугонной системы
Рассмотрим любую общую противоугонную систему, она состоит из вышеперечисленных блоков на минимальном уровне.
Получение данных :
Здесь измеряются различные условия окружающей среды, окружающие защищаемое устройство. Различные данные, такие как идентификация, обнаружение движения, давление и температура, собираются с помощью интеллектуальных датчиков и буферизуются в блок обработки. Идентификационная часть играет важную роль в сборе данных.
Поскольку система разрешает полный доступ к устройству соответствующим аутентифицированным пользователям. Возможны различные типы аутентификации. Идентификация отпечатков пальцев, которая включает в себя сканирование рисунка ладони и сохранение в виде двоичного изображения, до последней технологии распознавания ладони, которая является наиболее передовой безопасной технологией, хотя и не получила широкого применения, включает идентификацию каждого человека на основе рисунка вен на руке человека.
Что касается противоугонных комплексов в автомобилях, то ключ от автомобиля играет важную роль. Ключ вместе с отпечатком пальца/биометрической идентификацией обеспечивает более надежный безопасный канал, который сложно взломать.
Блок обработки данных:
После получения данных датчика задача контролера или процессора состоит в том, чтобы проверить данные и решить, является ли кража подлинной, и поднять тревогу или нет. Контроллер состоит из блока обработки сигналов, который необходим для фильтрации входящего шума от датчиков и других внешних ресурсов. Можно использовать процессоры, такие как ARM7, или специальные ЭБУ в случае транспортных средств.
Когда автомобили оснащены функцией входа без ключа, контроллер должен выполнить безопасное вычисление хеш-ключа, который находит применение в иммобилайзере транспортного средства, что будет объяснено в последующих разделах статьи. Помимо этого может существовать вспомогательный процессор, который отвечает за беспроводную связь с пользователем/владельцем. Здесь данные обычно передаются с использованием радиоволн, поскольку они находятся на большей дальности действия по сравнению с другими традиционными источниками, такими как Bluetooth, ZigBee.
Исполнительный блок:
Как только встроенный интеллект подтвердит кражу, настало время предупредить владельца или окружающую общественность. В рамках этого шага, в зависимости от ситуации, может быть активирована сигнализация вместе с вибрацией/поражением электрическим током. В случае транспортных средств, если вор пытается угнать автомобиль, двери и электрические стеклоподъемники могут быть заперты. Более сложная система будет отправлять информацию о местоположении в ближайший полицейский участок через SMS, а также уведомлять владельца через мобильное приложение и т. д.
В дальнейших разделах рассмотрены и детально разработаны противоугонные системы применительно к транспортному средству:
Одной из таких широко известных систем является иммобилайзер автомобиля.
Что такое иммобилайзер автомобиля?
Иммобилайзер или иммобилайзер — это электронное защитное устройство, установленное на автомобиле, которое предотвращает запуск двигателя, если не присутствует правильный ключ (или другой жетон). Это повышает безопасность автомобиля и предотвращает попадание в него электропроводки.
Функционирование иммобилайзера автомобиля:
Иммобилайзер автомобиля использует электромагнитные свойства для вычисления ключа и аутентификации в качестве правого пользователя в модуле управления двигателем (ECM). Когда ключ вставлен в автомобиль. На первый взгляд кажется, что автомобиль просто разблокируется, более внимательное наблюдение поможет понять механизм работы иммобилайзера.
Рис. 2: Блок-схема, обобщающая работу иммобилайзера автомобиля.
· Работа иммобилайзера начинается с вставки ключа в цилиндр замка.
· Как только ключ вставлен, микросхема активируется небольшим электромагнитным полем и вызывает протекание тока.
· Микрочип, содержащий уникальный идентификационный номер ключа. Благодаря зашифрованному сигналу запроса от модуля управления иммобилайзером чип вычисляет код соответствия идентификационному номеру перед его передачей.
· Чтобы предотвратить несанкционированное сканирование идентификационного номера, код меняется при каждой передаче и использует несколько миллионов различных возможностей кодирования. – Катушка, которая передает и принимает все сигналы данных к модулю управления иммобилайзером и от него через катушку антенны/приемопередатчика.
· При прохождении нужной величины тока ЭБУ транспондера выполняет расчет, который у разных производителей различен, при расчете учитывается время, ток, протекающий при вставке, а в некоторых системах даже биометрическая идентификация.
· На основе различных входных данных транспондер отправляет уникальный двоичный код в модуль ECM.
· Если код, отправленный транспондером, совпадает с кодом, хранящимся в ECM, автомобиль разблокируется, а ECM позже отправляет запрос на разблокировку дверей автомобиля, включение системы впрыска и т. д.
· ECM не только разблокирует двигатель, но в случае недействительного ключа также запрещает запуск двигателя и предотвращает дальнейшее зажигание.
· Немногие транспортные средства даже записывают количество неправильных попыток и могут заблокировать транспортное средство на определенный интервал времени.
Еще одна такая система — удаленный вход без ключа (RKE):
Кража транспортных средств усложняется за счет применения более сложных методов и алгоритмов. В системах RKE функционал встроен в модуль управления автомобилем. Он использует протокол ответа на запрос для аутентификации между ключом и автомобилем.
При этом методе автомобиль периодически запрашивает наличие ключа с помощью коротких маячков. Ниже представлена система пассивного доступа без ключа (PKES).
Рис. 3: Система дистанционного ввода ключей
Ø В протоколе ответа на запрос автомобиль постоянно контролирует наличие ключа, отправляя короткие импульсы сигнала (~ 120–135 кГц), чтобы проверить, находится ли ключ поблизости от автомобиля (обычно ~ 100 м).
Ø Как только брелок оказывается в определенной области автомобиля, автомобиль просыпается, демодулирует сигналы и интерпретирует их.
Ø Затем вычисляется ответ на этот вызов и отправляется ответ по сверхвысокочастотному каналу (315–433 МГц).
Ø Если ответ верен, автомобиль разблокирует дверь. Для запуска двигателя ключ должен находиться внутри автомобиля.
Проблема с системой удаленного входа без ключа:
Защитная функция бесключевого доступа была подвергнута сомнению группой исследователей из ETH Zurich, когда они использовали механизм реле для перехвата сигналов, излучаемых брелоком и автомобилем. Таким образом, излучаемые сигналы улавливались парами реле, и автомобиль был приспособлен для полагают, что ключ находится поблизости от автомобиля, и без нарушения какой-либо криптографии перехваченный сигнал теперь использовался для проникновения в автомобиль и получения контроля над двигателем.
Краткое содержание:
· Противоугонные системы активно или пассивно контролируют безопасность автомобиля и выполняют соответствующие действия.
· Поскольку большинство обычных автомобильных систем заменяются проводными системами X, противоугонные системы имеют возможность подключения к Интернету/спутнику.
· Иммобилайзер и бесключевой доступ имеют несколько недостатков, таких как резервное питание, фактор стоимости, атака реле и т. д.