車輛的機(jī)械鎖結(jié)構(gòu)是在1990年代發(fā)明的，隨著功能的迭代，以及對車內(nèi)、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、點(diǎn)火系統(tǒng)等的保護(hù)，整個(gè)系統(tǒng)變得更加復(fù)雜。最后演變成一把機(jī)械鑰匙來管理車上所有的機(jī)械鎖，包括車門、行李箱、車輛點(diǎn)火系統(tǒng)、引擎蓋等。
(資料圖)
其實(shí)在1980年代無線鑰匙已經(jīng)發(fā)明出來了，在過去的40多年里，無線鑰匙的使用場景逐漸擴(kuò)大。它的實(shí)現(xiàn)方式是利用汽車上眾多的無線發(fā)射器和接收器與用戶設(shè)備進(jìn)行無線通信來實(shí)現(xiàn)的。
隨著功能的迭代、不同的身份認(rèn)證系統(tǒng)的集成以及無線安全技術(shù)的迭代，功能性和系統(tǒng)復(fù)雜性穩(wěn)步增加。其演變路徑是遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入(RTK)—>被動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng) (PES)—>被動(dòng)進(jìn)入和被動(dòng)啟動(dòng) (PEPS)。
最初的實(shí)現(xiàn)方案是最基本的無線實(shí)現(xiàn)遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入(RKE)系統(tǒng)，隨后升級為功能更強(qiáng)大的被動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)(PES)，再迭代至被動(dòng)訪問和安全進(jìn)入(PASE)系統(tǒng)。其中涉及的技術(shù)跨越了簡單的ASK、FSK調(diào)制、藍(lán)牙低功耗(BLE)系統(tǒng)中的編碼跳頻擴(kuò)頻，然后再到超寬頻(UWB)調(diào)制。同樣在安全領(lǐng)域，從簡單的未編碼數(shù)字到編碼數(shù)字、滾動(dòng)代碼和高級加密標(biāo)準(zhǔn) (AES) 的實(shí)施將這項(xiàng)技術(shù)提升到了更高的安全級別。
RKE 是一種單向認(rèn)證的電子鎖，無需使用傳統(tǒng)的機(jī)械鑰匙即可控制車門的開閉。無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)一詞最初是指用位于車門或車門附近的通過鍵盤輸入預(yù)定數(shù)字密碼來解鎖的鎖。與機(jī)械鑰匙相比，操作相對方便且提升了車輛的安全性。但其仍存在同頻干擾、信號被復(fù)制重發(fā)等隱患。
圖1RKE系統(tǒng)
在該系統(tǒng)的后續(xù)版本中，車窗升降器也可以通過遠(yuǎn)程無線控制，這是一個(gè)重要的附加安全方面。通過使用遙控鑰匙將車門鎖定，車窗和天窗同時(shí)也將自動(dòng)關(guān)閉。
被動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng) (PES)
被動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)(PES)是遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入(RKE)系統(tǒng)的升級版。此功能讓駕駛員無需按下遙控鑰匙鎖定或解鎖按鈕即可鎖定和解鎖車門。只需將鑰匙放在口袋或錢包中，走進(jìn)車門，觸碰車門把手即可完成解鎖，其原理是觸摸門把手內(nèi)部解鎖傳感器， 電容放電喚醒進(jìn)入及啟動(dòng)許可控制單元。
其原理是門把手和鑰匙中都裝有天線，在距車幾十米開始，鑰匙持續(xù)發(fā)送解鎖信號，當(dāng)車上解鎖裝置接收到信號，按照特定的協(xié)議，完成認(rèn)證后，即自動(dòng)解鎖車門。
被動(dòng)進(jìn)入和被動(dòng)啟動(dòng) (PEPS)
PEPS是一種安全也現(xiàn)在常用的無線通信系統(tǒng)，使駕駛員無需實(shí)際使用鑰匙即可訪問汽車——解鎖汽車并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。該系統(tǒng)使用射頻信號通過在汽車和鑰匙之間發(fā)送信號來驗(yàn)證鑰匙。PEPS 系統(tǒng)使用低頻范圍內(nèi)的無線電波，通常為 125 kHz 或 134 kHz，以及超高頻 (UHF) 范圍內(nèi)的無線電波，通常為低于 1 GHz 的信號，在雙向通信中交換唯一密鑰鑰匙和車輛之間的訪問代碼。一旦交換的代碼與預(yù)期值匹配并且鑰匙里車距離很近，即會解鎖車門。
該系統(tǒng)還測量汽車與鑰匙之間的距離，確定鑰匙是在車內(nèi)還是車外。此信息可用于為驅(qū)動(dòng)程序提供不同類型的訪問權(quán)限。例如，如果鑰匙在車外，則僅授予進(jìn)入權(quán)限，但發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)功能將不起作用。
PEPS系統(tǒng)主要零部件有遙控鑰匙、 天線、 控制模塊 （BCM）、一鍵啟動(dòng)開關(guān)， 涉及的核心技術(shù)有 RFID 識別技術(shù)、 加密算法、 EMC技術(shù)。
其具體包含兩部分功能，一部分為無鑰匙進(jìn)入，一部分為無鑰匙啟動(dòng)。
無鑰匙進(jìn)入
當(dāng)駕駛員觸摸門把手時(shí)，內(nèi)部解鎖傳感器中電容放電喚醒進(jìn)入及啟動(dòng)許可控制單元，喚醒后該控制器執(zhí)行兩個(gè)動(dòng)作， 一是通過專用線束喚醒車載電網(wǎng)控制單元，并啟動(dòng)無鑰匙進(jìn)入及一鍵啟動(dòng)控制功能；二是通過低頻天線發(fā)出低頻信息。鑰匙在車輛 1.5m范圍內(nèi)被低頻信號喚醒， 收到信息并初步核對， 若合法則將 ID 碼以滾動(dòng)形式加密并發(fā)出高頻信息，車載電網(wǎng)控制單元通過內(nèi)部集成的高頻天線接收并處理信息， 開始驗(yàn)證 ID，若一致則喚醒特定CAN， 然后將 ID通過 CAN傳送至進(jìn)入及啟動(dòng)許可控制單元，對其進(jìn)行校驗(yàn)，若與內(nèi)部存儲值一致，則回傳 ID一致的確認(rèn)信息至車載電網(wǎng)控制單元。車載電網(wǎng)控制單元收到， 信息后發(fā)出門鎖解鎖指令。同時(shí)控制前后轉(zhuǎn)向燈閃爍、車門模塊收到后控制門鎖電機(jī)供電、后視鏡展開等。
一鍵啟動(dòng)
駕駛員按下啟動(dòng)鍵后，進(jìn)入及啟動(dòng)許可控制單元的某個(gè)引腳被拉低，然后喚醒特性CAN鏈路，并向電子防盜單元發(fā)送上電請求，對方收到后發(fā)出鑰匙定位以及電子防盜碼查詢指令，進(jìn)入及啟動(dòng)許可控制單元?jiǎng)t喚醒車載電網(wǎng)控制單元，并讓其執(zhí)行一鍵啟動(dòng)功能，然后通過低頻向鑰匙發(fā)送底子防盜碼請求，鑰匙收到請求后開始響應(yīng)，車載電網(wǎng)控制單元收到后，并開始校驗(yàn)，一致則給EPS供電并且通知進(jìn)入及啟動(dòng)許可控制單元發(fā)出上電指令。
隨著技術(shù)的發(fā)展，為了解決中繼攻擊(大多數(shù)無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)只是通過信號強(qiáng)度來確定車輛駕駛員是否在范圍內(nèi)。也就是說，只要把這個(gè)溝通過程的信號放大，使得車子和鑰匙以為車主在附近，即可完成解鎖操作。)，開始在PEPS系統(tǒng)中開始引入U(xiǎn)WB(Ultra Wide Band，超寬帶)，其具有對信道衰落不敏感、發(fā)射信號功率譜密度低、截獲率低、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點(diǎn)。
另外隨著智能手機(jī)可以通過定制的專用接口鏈接到車輛，數(shù)字鑰匙的自然發(fā)展正在成為現(xiàn)實(shí)，下一代車輛訪問系統(tǒng)正在使用虛擬鑰匙。鑰匙即服務(wù)或 KaaS 允許汽車制造商通過智能手機(jī)為駕駛員提供對車輛的訪問權(quán)限。汽車制造商還使用靈活的數(shù)字管理和動(dòng)態(tài)無線 (OTA) 密鑰發(fā)行，讓車隊(duì)經(jīng)理和用戶更容易管理密鑰。
參考：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/180082384、外文資料、知網(wǎng)文獻(xiàn)
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