PKE(Passive Keyless Entry) 또는 PEPS(Passive Entry and Passive Start)의 기능을 구현하는 BLE 지원 디지털 자동차 키 시스템은 단일 ECU가 새 모델에 지능형 페이스 리프트를 제공하므로 자동차 제조업체들 사이에서 큰 인기를 얻었습니다.
그러나 기존 BLE 시스템은 본질적으로 릴레이 공격에 취약하여 PKE/PEPS가 도난 및 하이재킹에 노출됩니다. 두 명의 도둑이 간단한 릴레이 공격 도구를 사용하여 30초 만에 Bentley를 훔친 방법을 보여주는 TikTok의 짧은 동영상이 최근 입소문을 냈습니다.
이러한 사건은 모토들 사이에 우려를 불러일으켰습니다.자동차 제조업체는 기존 디지털 자동차 키 시스템의 기본 기술을 다시 생각하게 되었습니다. UWB(초광대역) 기술이 그들의 시야에 들어왔습니다. 릴레이 공격에 면역되는 훨씬 높은 위치 정밀도와 초고주파 펄스 무선 기능으로 인해 Car Connectivity Consortium – CCC3.0에서 발행한 디지털 자동차 키에 대한 글로벌 표준의 주요 부분이 되었습니다. 다른 차량 2대 연결 표준 기관인 ICCE와 ICOA도 이를 주요 지원 기술로 포함하여 이를 인정했습니다.
2022년부터 BMW, BYD, Geely, NIO 등의 자동차 제조업체는 프리미엄 자동차 소유자를 위해 UWB 지원 자동차 모델을 출시하기 시작했습니다. 이러한 빠른 채택은 기술의 우위뿐만 아니라 규모의 경제가 곧 실현될 것이라는 믿음을 바탕으로 이루어졌습니다. 기술계 소식통에 따르면 퀄컴은 2024년 초 UWB가 탑재된 스마트폰 SoC를 출시할 예정이다. 이로 인해 주요 휴대폰 제조사들이 UWB 스마트폰을 생산해 애플 아이폰의 대열에 합류하게 되면서 UWB 탑재 기반 단말이 획기적으로 늘어나게 된다. 그리고 사람들은 가까운 미래에 UWB가 일상생활에서 유비쿼터스 무선 통신 기술이 될 것이라고 믿습니다. 예측 가능한 거대한 터미널 사용자 기반은 의심할 여지없이 기술에 대한 자동차 제조업체의 신뢰를 높였습니다.
이제 미래 차량의 차세대 디지털 키 에 UWB가 필요한 이유를 더 깊이 이해하기 위해 UWB의 몇 가지 주요 기술적 특성을 살펴보겠습니다 .
UWB 통신에는 UWB 전자열쇠(태그라고도 함)와 자동차에 설치된 UWB 앵커 간의 정보 교환이 포함됩니다. ToF(Time-of-Flight) 측정은 UWB 메시지의 특정 필드를 타임스탬프로 사용하여 정확한 거리를 계산합니다. UWB 기술은 넓은 대역폭(500MHz 이상)의 매우 짧은 펄스(나노초만 지속)의 저전력 신호를 활용합니다. UWB의 넓은 대역폭과 짧은 펄스는 협대역 신호에 비해 간섭이 적고 다중 경로 효과가 거의 없습니다. 어떤 면에서 UWB는 최대 10cm의 정확도로 범위를 효과적으로 측정할 수 있습니다.
거리를 평가하기 위해 신호 강도에 의존하는 오늘날의 기술은 릴레이 공격에 취약합니다. 자동차 절도범은 유효한 키의 신호 강도를 가로채서 증폭하여 수신기가 디지털 키가 근처에 있다고 믿도록 속입니다. 그런 다음 이러한 공격으로 인해 잠긴 자동차가 쉽게 잠금 해제됩니다.
하지만 UWB 기술은 시간을 기준으로 거리를 측정하기 때문에 이러한 공격에 취약하지 않다. 릴레이 공격에서는 메시지 전송에 추가 대기 시간이 발생하여 키가 수신자로부터 더 멀리 떨어져 있는 것처럼 보입니다. 또한 IEEE 802.15.4z 표준은 PHY 계층에서 STS(Scrambled Timestamp Sequence)라는 보안 수준을 확장합니다. 이 기능은 제3자의 디코딩이나 조작으로부터 보호하기 위해 암호화 타임스탬프를 추가합니다.
펄스 라디오는 신뢰성을 보장하기 위해 훨씬 더 많은 스펙트럼이 필요합니다. 그래서 '초광대역'이라고 부릅니다. UWB에서는 단일 대역이 일반적으로 500MHz의 폭을 커버하는 반면, 4G LTE는 5~20MHz 대역 또는 WiFi의 경우 20MHz~80MHz를 커버합니다. 넓은 스펙트럼 덕분에 펄스 데이터는 정확도 저하 없이 빠르게 전송될 수 있습니다. UWB는 약 10미터 범위에서 수백 Mbit/s에서 수 Gbit/s의 데이터 전송 속도를 달성할 수 있다는 것이 입증되었습니다.
UWB의 이러한 특수 기능은 지능형 연결 차량(ICV) 산업을 위한 차세대 디지털 키 개발에 크게 기여합니다.
전례 없는 개발과 혁신을 통해 UWB 기술은 다른 사람과 자동차 키를 디지털 방식으로 공유하는 것, 개인 설정 구성, AVP(자동 주차 대행) , 레이더 기반 킥 센서, 차량용 레이더 감지 등을 포함하되 이에 국한되지 않는 더 많은 자동차 현장에서도 활용될 것입니다. 어린이 및 애완동물의 차량 내 안전 등 UWB는 앞으로 V2X(Vehicle to Everything) 산업에서 더 많은 무선 연결에 참여할 것으로 예상됩니다.
이제 UWB 및 BLE 기술이 내장된 RF-star의 디지털 자동차 키를 살펴보겠습니다.
RF-star는 최근 UWB, BLE, NFC 기술을 통합한 디지털 자동차 키 솔루션을 출시했습니다. 세 사람은 차량 접근 기능이 사용자 친화적이면서 매우 안전하도록 보장하기 위해 각자의 역할을 함께 수행했습니다.
자동차의 BLE 노드는 최대 30m 이상 떨어진 곳에서 접근하는 스마트폰을 감지합니다. 노드가 휴대폰의 BLE 공개 키를 확인하면 자동차는 첫 번째 데이터 교환을 시작하고 디지털 자동차 키의 진위 여부를 확인합니다. 이러한 초기 상호 작용은 자동차와 자동차 소유자의 승인된 스마트폰 간의 연결을 설정하여 자동차의 낮은 전력 소비를 보장합니다.
그럼에도 불구하고 BLE 기술은 몇 센티미터 이내에서 자동차 키를 정확하게 찾을 수 있을 만큼 정밀도가 부족합니다. 다음 순간에는 UWB가 작동합니다.
디지털 키를 가진 자동차 소유자가 차량에서 10m 가까이 떨어져 있으면 첫 번째 BLE 연결이 UWB 구성 요소를 트리거하여 전자 열쇠나 스마트폰의 소유자를 찾습니다. 이는 UWB 앵커 노드로 알려진 차량 내 송수신 장치를 사용하여 실현됩니다. 일반적으로 UWB 앵커 1개는 자동차 센터 콘솔에 설치되고 그 중 4개는 차량 "코너"에 배치되므로 거의 모든 조건에서 모바일 단말기의 정확한 위치 지정을 완벽하게 달성할 수 있습니다.
UWB 보안 부분에 나와 있듯이 스마트폰이나 자동차의 개별 UWB 앵커는 시간 측정을 바탕으로 거리를 계산한다. 해커는 키에서 차량으로 전달되는 신호를 가로채서 전달할 수 있는 능력이 거의 없습니다.
또한 모든 통신은 메시지를 암호화하고 해독하는 공개 및 개인 키가 있는 디지털 키 표준 프로토콜을 통해 보호됩니다.
NFC 기술이 적용된 디지털 키는 스마트폰 배터리가 소진되었을 때 차량 출입을 위한 백업 솔루션입니다.
RF-star는 2023년부터 CCC(Car Connectivity Consortium), ICCE(Intelligent Car Connectivity Industry Ecosystem Alliance) 및 ICCOA(Intelligent Car Connectivity Open Alliance)의 회원입니다. UWB+BLE 디지털 자동차 키는 CCC Digital Key Release 3 및 기타 중요한 표준을 준수하여 스마트 자동차를 위한 개방적이고 협력적인 생태계를 구축하는 데 도움을 줍니다.
RF-star는 사용하기 쉬운 중국의 자동차 등급 칩을 기반으로 하는 1+3 및 1+4 UWB 앵커가 통합된 디지털 키를 제공하여 센티미터 수준의 위치 정확도와 더 높은 안전성을 달성할 수 있습니다.
또한 1+N 앵커 노드의 확장 가능한 구성을 통해 디지털 자동차 키를 맞춤 설정할 수도 있습니다.
UWB +BLE 디지털 키 및 자동차 애플리케이션에 대한 자세한 내용을 보려면 www.rfstariot.com을 방문하거나 info@szrfstar.com 으로 이메일 주소로 문의하세요 .
Shenzhen RF-star Technology Co., Ltd(RF-star)는 IoT, 산업, 자동차 및 소비자 애플리케이션용 저전력 모듈을 전문으로 하는 무선 통신 모듈 및 솔루션의 선도적인 글로벌 공급업체입니다. Bluetooth 및 IoT 통신 기술 분야에서 10년 넘게 참여해 온 당사는 광범위한 전문 지식을 바탕으로 모든 산업에 안정적이고 편리하며 안전하고 지능적인 연결 서비스를 제공하여 완벽한 무선 경험으로 스마트한 삶을 풍요롭게 할 수 있습니다.
RF-star의 제품 포트폴리오는 BLE 모듈, ZigBee 모듈, WiFi 모듈, Sub-1Ghz 모듈, Matter 모듈, 스레드 모듈, UWB 모듈 Wi-SUN 모듈 및 맞춤형 서비스로 구성됩니다. TI의 공식 타사 IDH이자 전 세계 고객이 신뢰하는 파트너인 RF-star는 최첨단 무선 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
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