汽车玻璃集成UWB数字钥匙发展研究白皮书2023.docx
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1、waM*bmM*wtICmmMhm1.2.2 智能设备端数字钥匙服务平台智能设备端数字钥匙服务平台,是指智能设备厂商数字钥匙业务的管理平台,其核心业务包括用户管理、钥匙管理、车辆接入、设备管理、验证、数据安全服务、通信安全服务等。当用户注册数字钥匙时,需要在数字钥匙服务平台申请,通过后传送到手机应用,并安全存储,当每次使用时,使用近场通信即可开启完成相关操作。1.2.3 车端数字钥匙设备车端硬件设备主要包括车辆控制器(MCU)、通信元件、SE安全元件等,这些硬件设备是实现车辆与数字钥匙之间的连接与通信,以及相应的车控功能的基础。例如:车主的“数字钥匙”与车辆通过通信元件建立连接之后,车主通过数
2、字发出解锁车辆的指令,则相应的控制器会执行解锁车辆的指令。1.2.4 车端数字钥匙服务平台汽车钥匙的数字化与相应车控功能的实现,除了需要基础硬件设施的支持,还需要软件层面的协同。车辆服务平台,作为连接车辆和智能设备&服务平台之间的桥梁,在整个数字钥匙系统中扮演着重要角色,主要负责与智能设备侧、车辆端的数据交互与指令下发,其核心业务包括用户管理、车辆管理、智能设备管理、钥匙数字化、钥匙生命周期管理、车控、数据安全等。1.3汽车数字钥匙硬件系统架构介绍汽车数字钥匙联盟规定了数字钥匙主要分为UWB、BLE以及NFC三个部分,UWB主要负责车身附近10米左右的定位以及车内定位、BLE主要负责连接车身主
3、模块,NFC主要负责刷卡解锁车辆。数字钥匙主模块分为:BLE和BLE+UWB两种情况。(1) 只有BLE的主模块硬件架构,如图1-3所示。,,”C“中国智能网联汽车产业创新跌嬲三*rCM3gCBkMdCO图1-3只有BLE的主模块硬件电路架构(2) 具备BLE+UWB的主模块硬件架构,如图1-4所示。主模块硬件电路架构图1-4具备BLE+UWB的主模块硬件架构数字钥匙从模块分为:BLE、BLE+UWB、UWB和NFC四种情况。(1) 只有BLE的从模块硬件架构,如图1-5所示。从模块硬件电路架构图IT只有BLE的从模块硬件架构注意:图中MeU可以根据产品性能要求不大,有些情况可以省略;图中CA
4、N_FD可以改为LIN。(2) 只有UWB的从模块硬件架构,如图1-6所示。zcalPower架构图1-6只有BLE的从模块硬件架构注意:图中MCU可以根据产品性能要求不大,有些情况可以省略;图中CAN_FD可以改为UN。(3) 有UWB+BLE的从模块硬件架构,如图1-7所示。PowerBwEUssVCCUARTcan MCU Iic架构图1-7有UWB+BLE的从模块硬件架构注意:图中MCU可以根据产品性能要求不大,有些情况可以省略;图中CANJD可以改为LlN。(4) NFC的电路架构如图1-8所示。NN模块硬件电路架构图1-8 NFC的电路架构“HO中国智能网联汽车产业创新联脸zMM*
5、wm.n.UbMeftrttvnfwf*mWtM第二章汽车数字钥匙政策标准与认证情况2. 1汽车数字钥匙标准法规及政策2.1.1 国外政策标准现状CCC(CarConnectivityCOnSoniUm)车联网联盟是一个致力于制定智能手机到汽车连接解决方案标准的全球跨行业组织。CCC着力发展汽车数字钥匙,消费者用智能手机等设备就能锁车、解锁、启动引擎或分享车辆的访问权,因此CeC定义了一套数字钥匙规范,即CCC数字钥匙标准1.0、CCC数字钥匙标准2.0、CCC数字钥匙标准3.0。2021年7月CCC将UWB定义为第三代数字钥匙的核心技术,并发布CCC数字钥匙标准3.0。CCC数字钥匙标准3.
6、0是基于NFCBLEUWB作为基础的无线电技术的使用,该系统采用非对称密码技术对车辆和设备进行相互签名认证,且只对已知车辆显示身份,只有使用和车辆存储的公钥相对应的私钥签名计算,车辆才能进行解闭锁、启动发动机等功能。CCC数字钥匙标准2.0标准中,利用NFC近场非接触通信技术,提供手机数字钥匙与车辆端的安全模块(SeCUreElement)进行数据交互的通道,以实现车主认证(OWrIerPairing)、标准传输(StandTransaction),快速传输(FastTransaction)等流程。CCC数字钥匙标准3.0标准作为CCC数字钥匙标准2.0标准的补充,强制保留对NFC技术的支持作
7、为向CCC数字钥匙标准2.0兼容备份的解决方案,除此外还增加了以下功能:(1) 增加BLE无线通信技术,BLE可替代NFC作为安全模块数据交互的通道,同时承担协商UWB安全测距的会话参数,提供UWB首次安全测距时间同步机制,可以提供RKE远程控制,启动/闭锁引擎等功能实现。(2) 增加UWB安全测距功能,通过实施UWB连接来增加无钥匙进入和位置感知功能,可以带来更好的用户友好体验。CCC数字钥匙标准3.0通过BLE将端到端安全性从手机的安全元素扩展到汽车的安全元素。通过加入UWB无线连接技术,建立安全测距会话,测距密钥来源于安全地存储在SeCUreEIement中的数字密钥,测距密钥具有有限的
8、生命周期,缩短攻击者可用时间窗口进而提供安全的测距。2.1.2 国内政策标准现状国外有CCC(CarConnectivityConsortium)车联网联盟,致力于推动全球智能手机和汽车连接解决方案技术规范;国内,则有ICCE(汽车智慧车联产业生态联盟),IFAA(蚂蚁集团牵头的互联网身份认证产业联盟)、ICCOA(智慈车联开放联盟)等多个机构也在寻求产业协同。智慧车联产业生态联盟(ICCEjntelligemCarConnectivityIndustryEcosystemAlliance)先后发布7项汽车数字钥匙相关的联盟标准,分别是:(1) ICCE/T001-2020智慧车联产业生态联盟
9、数字车钥匙系统第1部分:总体要求(2) ICCE/T001-2021智慧车联产业生态联盟数字车钥匙系统第2部分:蓝牙系统规范(3) ICCE/T002-2021移动终端与车载设备互联技术规范第1部分:系统架构(4) ICCE/T003-2021移动终端与车载设备互联技术规范第2部分:发现连接(5) ICCE/T001-2022移动终端与车载设备互联测试规程第1部分:性能符合性测试(6) ICCE/T003-2022智慧车联产业生态联盟数字车钥匙系统第3部分:NFC系统要求(7) ICCE/T002-2022移动终端与车载设备互联技术规范第4部分:应用服务协议该系列标准包括总体技术要求、技术规范
10、以及性能符合性测试等,适配多种底层通信技术的分册及帮助产业链各环节更便捷开发的指南,为车企、终端厂商和方案商在对接车钥匙业务方面提供了相关依据。此外,数字钥匙的国家标准编制工作也在有序推进,由比亚迪、中汽中心共同牵头的推荐性国家标准汽车数字钥匙系统技术规范己完成标准初稿编制。标准主要分为4部分:汽车数字钥匙系统结构、汽车数字钥匙系统及车辆要求、零部件要求、zZJAICL中国智能网联汽车产业创新联盟MTbr0MadC试验方法。其中零部件要求部分对UWB射频特性进行了规范并适度参考了国际标准IEEE802.15.4-2020的内容。2. 2汽车数字钥匙国内外行业认证情况2.1.1 国际GSMA的认
11、证情况GSMA(全球移动通信系统协会)是一个全球性的通信行业组织,代表了世界范围内的移动运营商和相关企业。GSMA在其认证框架下为汽车数字钥匙提供了一系列认证服务,以确保产品符合行业标准和最佳实践。汽车数字钥匙允许用户通过智能手机或其他移动设备来锁定、解锁、启动和管理车辆。(1) GSMASGP.24:这是GSMA框架下的一个关键认证标准,称为“远程SIM配置管理(RSPfo这项认证主要关注安全地远程配置和管理汽车数字钥匙中的嵌入式SIM(eSIM)卡。通过GSMASGP.24认证的产品能够确保与各种移动网络运营商的兼容性,并提供一种安全可靠的方式来管理数字钥匙服务。(2) GSMASGP25
12、:这项认证关注的是“基于消费者设备的eSIM配置和管理”。GSMASGP.25认证确保了数字钥匙与各种智能手机和移动设备的兼容性。这意味着获得此认证的汽车数字钥匙产品能够在多种设备上安全可靠地工作,为用户提供便捷的车辆控制和管理功能。(3) GSMAIoTSAFE:这是GSMA为物联网(IoT)设备提供的一项安全认证,简称为“物联网安全应用框架环境(IoTSAFE)”。这项认证确保汽车数字钥匙在物联网环境中能够安全地存储、处理和传输数据。GSMAIoTSAFE认证的产品能够保护用户的隐私和数据安全,同时降低潜在的网络安全风险。(4) gsmasas-up:这项认证称为“sim应用安全制造过程(
13、SAS-Up主要关注嵌入式SlM卡的安全制造和个人化过程。通过GSMASAS-UP认证的汽车数字钥匙产品能够确保eSIM卡在制造和个人化阶段具有足够的安全措施,防止未经授权的访问和篡改。(5) GSMANFC:这项认证涉及到汽车数字钥匙中的近场通信(NFC)技术。GSMANFC认证确保了产品与各种NFC设备的兼容性,允许用户通过NFC功能轻松地CD国幽麋网联汽车产业1新联盟CMmMm*tavaaemMMpMCmaMtenMt锁定、解锁和启动汽车。此外,这项认证还确保了NFC技术在汽车数字钥匙中的安全性能。通过获得上述GSMA认证,汽车数字钥匙产品可以向市场和用户展示其在安全性、兼容性和可靠性方
14、面的优势,提高产品在市场上的竞争力,为用户提供一种安全、便捷的车辆控制方式。2.2.2国际CCC的认证情况CarConnectivityConsortium(CCC)是一个跨行业组织,致力于推动车辆与智能手机的互操作性和安全性。为了实现这一目标,CCC制定了一套名为“DigitalKey”的标准,旨在规范汽车数字钥匙的技术要求、功能需求和安全要求。汽车数字钥匙允许用户通过智能手机或其他移动设备远程锁定/解锁、启动和管理车辆。CCC的DigitalKey标准目前已经发布了多个版本,每个版本都进一步完善了汽车数字钥匙的规范。以下是根据CCC的DigitaIKey标准的一些关键方面:(1) 设备兼容
15、性:DigitalKey标准要求汽车数字钥匙能够在各种智能手机和移动设备上运行,确保广泛的用户可以使用数字钥匙来控制和管理他们的车辆。(2) 无线技术:该标准规定了汽车数字钥匙中使用的无线技术,如蓝牙低功耗(BLE)和近场通信(NFC)o这些技术使得用户可以通过智能手机在一定距离内远程锁定、解锁和启动汽车。(3) 安全性:DigitaIKey标准强调了汽车数字钥匙的安全性能,包括数据加密、认证和授权等方面。这些安全要求旨在保护用户的隐私和数据安全,防止未经授权的访问和使用。(4) 用户界面和体验:该标准还关注用户界面和体验,要求汽车数字钥匙提供简单、直观的操作方式,使用户能够轻松地控制和管理他
16、们的车辆。(5) 互操作性:为了确保汽车数字钥匙能够在不同品牌和型号的汽车上使用,DigitalKey标准要求产品具有良好的互操作性。这意味着经CeC认证的汽车数字钥匙产品应能够在满足标准要求的各种汽车上正常工作。(6) 生命周期管理:DigitaIKey标准还涵盖了数字钥匙的生命周期管理,包括钥匙的创建、分发、激活、共享、吊销和删除等过程。这些要求旨在确保数字钥匙在整个使用过程中始终保持安全和可控。(7) 车辆接口:为了实现汽车与智能手机的互操作性,DigitalKey标准定义了车辆端的通信接口,确保车辆可以正确识别和响应数字钥匙的指令。(8) 测试和认证:CCC要求汽车数字钥匙产品在投放市
17、场之前进行严格的测试和认证,以确保产品符合DigitalKey标准的要求。CCC合作的认证实验室会对产品进行一系列的测试,包括功能性能、安全性能和互操作性等方面,具体内容如下:功能性能测试:这一测试阶段主要关注汽车数字钥匙在实际应用中的性能表现。测试人员将对产品的各项功能进行详细检查,如远程锁定/解锁、启动汽车、共享数字钥匙、解除激活等。此外,测试人员还将评估产品在不同环境条件下的性能,如温度、湿度和无线信号干扰等。这些测试旨在确保汽车数字钥匙在各种使用场景中都能正常工作,为用户提供稳定可靠的体验。安全性能测试:汽车数字钥匙的安全性能对用户的隐私和数据安全至关重要。在这一阶段,认证实验室将对产
18、品的加密算法、认证机制和授权策略等进行深入分析,确保产品能够抵御潜在的安全威胁。此外,测试人员还将尝试利用各种攻击手段,如欺骗攻击、中间人攻击和重放攻击等,评估产品的安全防护能力。安全性能测试的目的是确保汽车数字钥匙在面对恶意攻击时仍能保持稳定可靠的性能。互操作性测试:互操作性是CCC的DigitalKey标准的核心要求之一。这一阶段的测试主要关注产品在不同品牌和型号的汽车以及各种智能手机和移动设备上的兼容性。通过互操作性测试,认证实验室可以确保产品在满足DigitalKey标准要求的各种设备上正常工作。此外,互操作性测试还包括与其他无线技术(如BLE和NFC)和行业标准(如ISo和SAE)的
19、兼容性评估。测试和认证过程除了评估产品的性能外,还有助于发现潜在的问题和不足,为制造商提供改进产品的机会。通过对产品进行严格的测试和认证,制造商可以确保其产品在投放市场时满足用户对功能性能、安全性能和互操作性的高要求,从而在竞争激烈的汽车数字钥匙市场中脱颖而出。nr卬国凿糜网联芍生产我倒新联想O*Maa*IMWtaMAMaaaaMb三vm1Cmm*WtaM2.2.3美国联邦通信委员会(FCC)的认证情况美国联邦通信委员会(FCC)是美国政府的一个独立机构,负责监管美国的电信行业,包括有线和无线通信设备。对于无线通信设备,如汽车数字钥匙,FCC对其进行了严格的规定,要求设备符合特定的技术规范。这
20、些规定旨在确保无线通信设备的安全性、可靠性以及与其他设备的兼容性,同时减少电磁干扰和射频辐射对人体和环境的影响。FeC对无线通信设备(包括汽车数字钥匙)的规定:(1) 射频输出功率限制:FCC对无线通信设备的射频(RF)输出功率设置了严格的限制。这些限制基于设备所使用的无线频段和通信技术(如蓝牙低功耗(BLE)和近场通信(NFC)等)。射频输出功率限制的目的是防止无线通信设备产生过多的电磁干扰,影响其他设备的正常工作;(2) 电磁兼容性(EMC)要求:FCC要求无线通信设备满足特定的电磁兼容性要求,以确保设备在各种环境中都能正常工作,不受其他设备的电磁干扰。电磁兼容性测试包括发射性能测试(如导
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