Wie funktioniert der digitale Autoschlüssel Phone as a Key von Huf?

Hochpräzise Ortung mit UWB – was ist Ultra Wideband?

Funktechnologien verwenden üblicherweise kontinuierliche Signale. UWB hingegen sendet nur kurze Impulse aus. Bildlich gesprochen kann man sich herkömmliche Funkübertragungen wie lange Flötenmelodien vorstellen, UWB hingegen wie kurze Trommelschläge, die ein schnelles Echo erzeugen. Diese UWB-Impulse breiten sich über einen sehr breiten Frequenzbereich aus – daher der Name „Ultra Wideband“.

UWB erreicht eine sehr hohe Ortungsgenauigkeit für Echtzeit-Lokalisierungssysteme. Es erkennt bis auf wenige Zentimeter genau, wo sich ein Objekt in einem Raum befindet und verwendet hierzu kurzzeitige Impulse. Dabei lässt sich UWB in der selben Umgebung gut mit anderen Funktechnologien wie WLAN und Bluetooth verwenden.

Wie funktioniert beim digitalen Autoschlüssel die Ortung des Smartphones über UWB?

Um eine exakte Ortung zu erreichen, nutzt Phone as a Key von Huf ab einer Entfernung von etwa zehn Metern zwischen Smartphone und Fahrzeug UWB, um das Endgerät mit dem digitalen Autoschlüssel zu orten. Hierfür kommen Sende-Empfangseinheiten im Auto zum Einsatz, sogenannte Satelliten. Idealerweise befinden sich vier davon in den „Ecken“ des Fahrzeugs, da sie das Endgerät so unter nahezu allen Bedingungen äußerst genau orten können.

Im Innenraum werden zwei weitere UWB-Satelliten installiert. So ermöglicht Phone as a Key eine äußerst präzise Ortung und erfüllt alle entscheidenden Anforderungen. Der hintere der beiden UWB-Satelliten im Innenraum kann in den Dachhimmel integriert werden und dient somit auch zur Überwachung der Rücksitze und des Kofferraums. Damit eröffnen sich Möglichkeiten für zusätzliche Funktionen, insbesondere für erweiterte Sicherheitssysteme wie Child Presence Detection von Huf.

Wie verhindert UWB Hacking- und Relay-Station-Attacken auf digitale Autoschlüssel?

Phone as a Key erfüllt höchste Sicherheitsanforderungen. Ein Grund hierfür: UWB ermöglicht die Messung der „Time of Flight“ (ToF). Die einzelnen UWB-Komponenten – Smartphone und Satelliten – messen  die Zeit, die das Signal benötigt, um vom Sender zum Empfänger zu gelangen. Somit kann jede Komponente aus der Zeitmessung die Entfernung zwischen beiden Komponenten kalkulieren. Ein Angreifer, der das Signal vom Fahrzeug zum Smartphone verlängert, würde damit auch die ToF verlängern. Das macht Relay-Station-Angriffe – bei denen Hacker das Signal eines Schlüssels an das Fahrzeug abfangen und weiterleiten – quasi unmöglich.

Und natürlich werden über UWB gesendete Daten verschlüsselt. Selbst wenn es einem Angreifer gelingen würde, ein Signal abzufangen, wären die darin enthaltenen Daten ohne den richtigen Code nutzlos. Denn moderne UWB-Systeme wie Phone as a Key von Huf verwenden sichere Protokolle, um Schlüssel zwischen Geräten auszutauschen. Angreifer wären nicht in der Lage, die darin enthaltenen Codes zu extrahieren oder zu kopieren.

NFC für den Fahrzeugzugang im Fall der Fälle

Auch heute noch ist es möglich, dass die Smartphone-Batterie leer ist. Trotzdem müssen Fahrzeugbesitzer in diesem Fall in das Wageninnere gelangen können. Natürlich hat Huf auch an dieses Szenario gedacht: Als Fallback-Lösung für den Fahrzeugzugang nutzt Phone as a Key darum die NFC-Technologie. Diese hat Huf als erster Automobilzulieferer weltweit in ein Fahrzeug eingeführt und damit erstmals die Möglichkeit geboten, das Auto mit dem Smartphone zu öffnen.

NFC-Transceiver können beispielsweise in Türgriffen, in der B-Säule sowie im Innenraum eines Fahrzeugs untergebracht werden. Über das Vorhalten des Smartphones an den NFC-Transceiver wird der NFC-Chip des Smartphones – der über ein integriertes Secure-Element verfügt – mit der erforderlichen Energie versorgt, um den digitalen Schlüssel im Smartphone zu authentifizieren. Somit kann das Fahrzeug entriegelt werden.

AUTOSAR-Kompatibilität gewährleistet Integration in Fahrzeugarchitekturen

In modernen Fahrzeugen fließen zahlreiche unterschiedliche Technologien und Softwares zusammen, die Hand in Hand arbeiten, miteinander kommunizieren und einander ergänzen müssen – natürlich, ohne dabei Sicherheitslücken offen zu lassen. Automobilhersteller und -zulieferer müssen also gewährleisten, dass ihre Komponenten in verschiedenste Fahrzeuge weltweit integrierbar sind.

Das gelingt nur, wenn es eine gemeinsame technologische Grundlage gibt. Die dafür nötigen Standards zu erarbeiten, ist das Ziel der Entwicklungspartnerschaft Automotive Open System Architecture, kurz AUTOSAR. Dieses Projekt von Automobilherstellern und Zulieferern aus zahlreichen angebundenen Branchen wurde im Jahr 2003 gegründet, um die wachsende Komplexität der elektronischen Systeme in Fahrzeugen zu adressieren. Das Resultat dieser Zusammenarbeit ist eine offene, skalierbare Softwarearchitektur für elektronische Steuergeräte (ECUs) in Fahrzeugen.

Neben den zahlreichen wichtigen Standards, die Phone as a Key von Huf erfüllt, ist das System selbstverständlich auch AUTOSAR-konform. Die Lokalisierungs- und Schlüsselverwaltungs-Software ist somit problemlos in passende Fahrzeugarchitekturen integrierbar.