DE102008008969A1 - Onboard power supply-system for motor vehicle, has control device for processing data, and authentication device initiating processing of data by control device, when hash-value coincides with reference-hash-value - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Bordnetz-System eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem erste Daten verarbeitenden ersten Steuergerät und einer Authentifizierungsvorrichtung zur Prüfung der Authentizität der ersten Daten, gemäß Anspruch 1.The The invention relates in particular to a vehicle electrical system of a motor vehicle with at least a first data processing first control device and a Authentication device for checking the authenticity of the first Data according to claim 1.
Bei bekannten Bordnetz-Systemen ist eine Authentifizierungsprüfung der von einem Steuergerät zu verarbeitenden Daten nicht vorgesehen.at known wiring systems is an authentication test of from a controller too processing data is not provided.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Zuverlässigkeit des Bordnetzes bei vertretbaren Kosten zu erhöhen.task The invention is the reliability of the electrical system at a reasonable cost.
Diese Aufgabe wird durch ein Bordnetz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These Task is by an electrical system with the features of the claim 1 solved. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Bordnetz-System eines Kraftfahrzeugs weist ein mindestens erste Daten verarbeitendes erstes Steuergerät und eine Authentifizierungsvorrichtung zur Prüfung der Authentizität der ersten Daten auf. Durch die fahrzeuginterne Authentifizierungsvorrichtung wird mindestens ein erster Hash-Wert für ein oder mehrere vorbestimmte Teildaten der ersten Daten gebildet. Die Authentifizierungsvorrichtung vergleicht mindestens den ersten Hash-Wert mit einem ersten Referenz-Hash-Wert, und die Authentifizierungsvorrichtung veranlasst die Verarbeitung der ersten Daten durch das erste Steuergerät, falls der erste Hash-Wert und der erste Referenz-Hash-Wert übereinstimmen.The Inventive electrical system of a motor vehicle has at least first data processing first control unit and an authentication device for checking the authenticity of the first one Data on. By the in-vehicle authentication device becomes at least a first hash value for one or more predetermined sub-data the first data formed. The authentication device compares at least the first hash value with a first reference hash value, and the authentication device causes the processing of first data by the first controller, if the first hash value and the first one Match the reference hash value.
Um die Zuverlässigkeit des Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, mindestens einen Teil der im Fahrzeug von den Steuergeräten des Fahrzeugs verwendeten Software oder der verwendeten Daten vor deren Verwendung durch das betreffende Steuergerät auf ihre Unverfälschtheit bzw. Authentizität hin zu überprüfen. Hierfür kann die Software oder die Daten von einer vertrauenswürdigen Instanz außerhalb des Fahrzeugs mit einem bekannten kryptografischen Verfahren signiert werden, indem eine sog. Hash- oder Fingerprint-Funktion auf die Datenmenge (Software und/oder Daten) angewandt, der erhaltene Referenz-Hash-Wert mit dem privaten Schlüssel (Public-Key-Verfahren) der vertrauenswürdigen Instanz verschlüsselt und die Datenmenge und der signierte Referenz-Hash-Wert in das Fahrzeug transferiert wird. Vor einer Ausführung der Software und/oder einer Verwendung der Daten kann dann eine fahrzeuginterne Authentifizierungsvorrichtung zur Prüfung der Authentizität der Software und/oder der Daten ebenfalls die Hash- bzw. Fingerprint-Funktion auf die betreffende Datenmenge (eine Teilmenge der gesamten Datenmenge) anwenden und den ermittelten Hash-Wert mit dem Referenz-Hash-Wert vergleichen. Zur Prüfung, ob der verwendete Referenz-Hash-Wert tatsächlich von der vertrauenswürdigen ersten Instanz stammt, kann der in der Authentifizierungsvorrichtung gegen Manipulation gesichert abgelegte öffentliche Schlüssel der vertrauenswürdigen ersten Instanz in bekannter Weise verwendet werden.Around the reliability of the electrical system of a motor vehicle is proposed according to the invention, at least part of the vehicle in the control of the Vehicle software or data used prior to their use Use by the relevant control unit for their authenticity or authenticity to check. For this, the Software or data from a trusted instance outside the vehicle signed with a known cryptographic method by using a so-called hash or fingerprint function on the dataset (software and / or data), the reference hash value obtained with the private key (Public-key method) of the trusted instance encrypted and the amount of data and the signed reference hash value in the vehicle is transferred. Before executing the software and / or a use of the data can then be an in-vehicle authentication device for the examination of authenticity the software and / or the data also the hash or fingerprint function to the dataset in question (a subset of the total dataset) apply and the hash value found with the reference hash value to compare. For testing, whether the reference hash value used is actually from the trusted first Instance comes, the in the authentication device against Tampering with stored public keys trusted first instance in a known manner.
Die Anwendung einer Hash-Funktion auf eine große Datenmenge im Fahrzeug, beispielsweise eine Navigations-Software und/oder Navigationsdaten mit mehreren Gigabyte, zur Überprüfung von deren Unverfälschtheit würde einen erheblichen Aufwand und damit erhebliche Kosten verursachen. Für diesen rechenintensiven Vorgang müsste in jedem Fahrzeug ein leistungsfähiges Steuergerät bereitgestellt werden, weshalb aus Kostengründen eine Authentifizierungsprüfung großer Datenmengen im Fahrzeug bislang unterblieben ist.The Applying a hash function to a large amount of data in the vehicle, For example, a navigation software and / or navigation data with several gigabytes, to check their genuineness would one considerable effort and thus cause considerable costs. For this computationally intensive process would have a powerful one in every vehicle control unit Therefore, for cost reasons, an authentication check of large amounts of data has been omitted in the vehicle so far.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Hash- bzw. Fingerprint-Funktion nur auf ein oder mehrere Teil-Daten bzw. ein oder mehrere Datenblöcke der zu überprüfenden (umfangreichen) Gesamtdatenmenge anzuwenden und den oder die ermittelten Hash-Werte im Fahrzeug mit dem oder den entsprechenden Referenz-Hash-Werten zu vergleichen. Diese Aufgabe kann beispielsweise in kostengünstiger Weise von einem Steuergerät, das an sich einem anderen Zweck dient, mit übernommen und beispielsweise regelmäßig während des Betriebs des Fahrzeugs wiederholt werden.According to the invention, it is proposed the hash or fingerprint function only on one or more sub-data or one or more data blocks the (extensive) to be checked Apply the total amount of data and the hash value (s) found in the vehicle with the corresponding reference hash value (s). These Task can, for example, in a cost effective manner by a control unit that serves another purpose, with taken over and for example regularly during the Operation of the vehicle can be repeated.
Angaben zu den bei der Authentifizierungsprüfung vom dem Steuergerät im Fahrzeug zu verwendenden Teil-Daten bzw. Datenblöcken der Gesamtdatenmenge werden bevorzugt ebenfalls in das Steuergerät des Fahrzeugs transferiert und dort insbesondere zumindest gegen Verfälschung gesichert gespeichert. Vorzugsweise werden die zu verwendenden Teil-Daten bzw. Datenblöcken der Gesamtdatenmenge in verschlüsselter und/oder signierter Form im Steuergerät bereitgehalten. Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Anzahl der überprüften Teil-Daten bzw. Datenblöcke variiert wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät mit der Authentifizierungsvorrichtung bei einer geringen anderweitigen Auslastung mehr oder alle vorbestimmten Teil-Daten auf ihre Unverfälschtheit hin überprüft. Bei einer hohen anderweitigen Auslastung des betreffenden Steuergeräts kann vorgesehen sein, dass keine Überprüfung oder nur eine Überprüfung einer geringeren Anzahl an Teil-Daten bzw. Datenblöcken vorgenommen wird. Ebenso kann vorgesehen sein, dass der Umfang der Überprüfung bzw. die Anzahl der überprüften Teil-Daten zeitlich variiert. Hierdurch ergibt sich eine hohe Flexibilität und Manipulationssicherheit bei geringem Aufwand.information to those in the authentication test from the control unit in the vehicle to be used sub-data or data blocks of the total amount of data preferably also transferred to the control unit of the vehicle and saved there, in particular at least secured against corruption. Preferably, the partial data or data blocks to be used are the Total data in encrypted and / or signed form held in the controller. Furthermore, can provided according to the invention be that the number of checked part data or data blocks is varied. For example, it can be provided that the control unit with the Authentication device at a low otherwise utilization more or all predetermined partial data on their authenticity checked out. at a high other utilization of the relevant control unit can be provided that no review or just a check of one less number of sub-data or data blocks is made. As well can be provided that the scope of the review or the number of verified partial data varies over time. This results in a high degree of flexibility and manipulation security with little effort.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bordnetz-Systems ist vorgesehen, dass der erste Referenz-Hash-Wert von einer fahrzeugexternen vertrauenswürdigen ersten Instanz durch die Anwendung einer Hash-Funktion auf die ein oder mehr vorbestimmten Teildaten authentischer erster Daten erzeugt wird. Der erste Referenz-Hash-Wert wird von der vertrauenswürdigen Instanz durch eine erste Signatur signiert und eine erste Kombination aus dem ersten Referenz-Hash-Wert und der ersten Signatur wird in einer gegen Verfälschung gesicherten Weise in der Authentifizierungs- bzw. Authentisierungsvorrichtung im Fahrzeug gespeichert. Diese Maßnahme verbessert die Manipulationssicherheit erheblich.at An embodiment of the electrical system according to the invention is provided, that the first reference hash value from an off-vehicle trusted first Instance by applying a hash function to the on or generates more predetermined partial data of authentic first data becomes. The first reference hash value is from the trusted instance signed by a first signature and a first combination of the first reference hash value and the first signature is in one against adulteration secured manner in the authentication or authentication device stored in the vehicle. This measure improves the security against manipulation considerably.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Kombination aus dem ersten Referenz-Hash-Wert und der ersten Signatur des Referenz-Hash-Werts von der vertrauenswürdigen ersten Instanz mit einer Teildaten-Information darüber versehen wird, auf welche ein oder mehrere von der vertrauenswürdigen ersten Instanz vorbestimmten Teildaten der ersten Daten die Hash-Funktion zur Bildung des ersten Referenz-Hash-Werts angewendet worden ist, und die erste Kombination zusammen mit der Teildaten-Information eine zweite Kombination bildet.at a development of the invention, it is provided that the first Combination of the first reference hash value and the first signature the reference hash value from the trusted provided first instance with a partial data information about it will, to which one or more of the trusted first Instance predetermined partial data of the first data the hash function has been applied to form the first reference hash value, and the first combination together with the partial data information forms a second combination.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die zweite Kombination von der vertrauenswürdigen ersten Instanz mit einer zweiten Signatur signiert und die signierte zweite Kombination in einer gegen Verfälschung gesicherten Weise in der Authentifizierungsvorrichtung im Fahrzeug gespeichert.at an embodiment The invention will be the second combination of the trusted first Instance signed with a second signature and the signed second Combination in one against adulteration secured manner in the authentication device in the vehicle saved.
Diese Maßnahmen erhöhen die Flexibilität und Manipulationssicherheit des erfindungsgemäßen Bordnetz-Systems signifikant. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Authentifizierungsvorrichtung die zweite Signatur vor der Verwendung der zweiten Kombination daraufhin überprüft, ob sie von der vertrauenswürdigen ersten Instanz stammt, insbesondere auf der Basis eines öffentlichen Schlüssels der ersten Instanz, der hierfür vorzugsweise in der Authentifizierungsvorrichtung in einer gegen Verfälschung gesicherten Weise bereitgehalten wird.These activities increase the flexibility and Manipulation security of the electrical system according to the invention significantly. In one embodiment of the invention, it is provided that the authentication device The second signature before using the second combination then checks to see if it from the trusted first instance, in particular on the basis of a public key the first instance, preferably for this purpose in the authentication device in one against adulteration secured manner.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung überprüft die Authentifizierungsvorrichtung die erste Signatur vor der Verwendung des Referenz-Hash-Werts für den Vergleich daraufhin, ob sie von der vertrauenswürdigen ersten Instanz stammt, insbesondere auf der Basis eines öffentlichen Schlüssels der ersten Instanz, der hierfür vorzugsweise in der Authentifizierungsvorrichtung in einer gegen Verfälschung gesicherten Weise bereitgehalten wird.at a development of the invention verifies the authentication device the first signature before using the reference hash value for the comparison whether it comes from the trusted first instance, in particular on the basis of a public key of the first instance, for this preferably in the authentication device in a counter adulteration secured manner.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die fahrzeugexterne vertrauenswürdige erste Instanz für jede der vorbestimmten Teildaten durch die Anwendung einer Hash-Funktion auf jede der vorbestimmten Teildaten authentischer erster Daten einen eigenen Hash-Wert bildet und diese als Referenz-Hash-Werte gelten. Die Referenz-Hash-Werte werden vorzugsweise gesamthaft von der vertrauenswürdigen Instanz durch eine dritte Signatur signiert. Eine dritte Kombination aus den Referenz-Hash-Werten, der dritten Signatur, einer Teildaten-Information über die vorbestimmten Teildaten und einer vierten Signatur der dritten Kombination durch die vertrauenswürdige erste Instanz in einer gegen Verfälschung gesicherten Weise wird in der Authentifizierungsvorrichtung im Fahrzeug gespeichert.at an embodiment The invention provides that the vehicle external trustworthy first Instance for each of the predetermined sub-data through the application of a hash function each of the predetermined partial data of authentic first data own hash value and these are considered reference hash values. The reference hash values are preferably all in all by the trustworthy entity Signed by a third signature. A third combination of the reference hash values, the third signature, a partial data information about the predetermined partial data and a fourth signature of the third combination the trustworthy first instance in an anti-corruption way stored in the authentication device in the vehicle.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung bildet die fahrzeuginterne Authentifizierungsvorrichtung für jede der vorbestimmten Teildaten einen eigenen Hash-Wert und vergleicht den betreffenden Hash-Wert mit dem entsprechenden Referenz-Hash-Wert nach einer Prüfung der Authentizität der Signatur oder der Signaturen der vertrauenswürdigen ersten Instanz.at a development of the invention forms the vehicle-internal authentication device for every the predetermined partial data has its own hash value and compares the relevant hash value with the corresponding reference hash value after an exam the authenticity of the Signature or the signatures of the trusted first instance.
Die vorstehenden Maßnahmen führen zu einer weiteren Verbesserung der Manipulationssicherheit der erfindungsgemäßen Authentifizierungsprüfung im Fahrzeug.The above measures to lead to a further improvement of the security against manipulation of the authentication test according to the invention in Vehicle.
Die Erfindung schlägt ferner ein Verfahren zur Prüfung der Authentizität von in einem Kraftfahrzeug durch mindestens ein erstes Steuergerät zu verarbeitenden ersten Daten vor. Eine fahrzeugexterne vertrauenswürdige erste Instanz erzeugt mindestens einen ersten Referenz-Hash-Wert durch die Anwendung einer Hash-Funktion auf ein oder mehrere vorbestimmte Teildaten authentischer erster Daten und der erste Referenz-Hash-Wert wird von dem erfindungsgemäßen Bordnetz-System zur Prüfung der Authentizität der im Kraftfahrzeug gespeicherten ersten Daten verwendet.The Invention proposes and a method of testing the authenticity from being processed in a motor vehicle by at least one first control device first data. An off-vehicle trustworthy first Instance generates at least a first reference hash value the application of a hash function to one or more predetermined partial data authentic first Data and the first reference hash value is determined by the vehicle electrical system according to the invention for checking the authenticity of the Motor vehicle stored first data used.
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