재전송 공격을 방지하는 차량용 스마트키의 보안 통신 방법 및 보안 통신 시스템
SECURE COMMUNICATION METHOD OF VEHICLE KEY FOB FOR PREVENTING REPLAY ATTACK AND SECURE COMMUNICATION SYSTEM THEREOF
특허 요약
차량 및 스마트키 각각의 전자 장치에 의해 수행되는 차량용 스마트키의 보안 통신 방법이 개시된다. 본 보안 통신 방법은, 상기 스마트키와 상기 차량이 키 교환 프로토콜에 기초하여 파라미터를 공유하는 단계, 상기 스마트키가 상기 파라미터에 기초하여 공유값(A)을 생성하고, 상기 공유값(A) 및 상기 파라미터에 기초하여 상기 차량 및 상기 스마트키는 각각 공통 비밀키(K)를 생성하는 단계 및 상기 차량이 상기 공통 비밀키(K)에 기초하여 상기 스마트키의 보안 인증에 대한 무결성을 검증하는 단계를 포함한다.
청구항
번호청구항
1

차량 및 스마트키 각각의 전자 장치에 의해 수행되는 차량용 스마트키의 보안 통신 방법에 있어서, 상기 스마트키와 상기 차량이 키 교환 프로토콜에 기초하여 파라미터를 공유하는 단계; 상기 스마트키가 상기 파라미터에 기초하여 공유값(A)을 생성하고, 상기 공유값(A) 및 상기 파라미터에 기초하여 상기 차량 및 상기 스마트키는 각각 공통 비밀키(K)를 생성하는 단계; 및상기 차량이 상기 공통 비밀키(K)에 기초하여 상기 스마트키의 보안 인증에 대한 무결성을 검증하는 단계를 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 방법.

2

제 1 항에 있어서, 상기 키 교환 프로토콜은 디피 헬만(Diffie-Hellman) 프로토콜을 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 방법.

3

제 1 항에 있어서,상기 파라미터는 큰 소수(p), 루트 모듈(g) 및 개인키(b)를 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 방법.

4

제 3 항에 있어서, 상기 루트 모듈(g)은 상기 큰 소수(p)에 대한 원시근이며, 상기 큰 소수(p)보다 작은 수인, 차량용 스마트키의 보안 통신 방법.

18

제 17 항에 있어서, 상기 제2 프로세서는,상기 제1 해시값과 상기 제2 해시값이 일치하면, 상기 스마트키로부터 수신된 상기 보안 인증 메시지를 무결성으로 판단하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 시스템.

5

제 4 항에 있어서,상기 공통 비밀키(K)를 생성하는 단계는,상기 스마트키가 보안 인증의 세션(session)마다 랜덤 난수(a)를 생성하는 단계; 상기 스마트키가 상기 랜덤 난수(a)를 제1 모듈러 연산에 적용하여 상기 공유값(A)을 생성하는 단계;상기 스마트키가 상기 공유값(A)을 상기 차량에 전송하는 단계;상기 스마트키가 개인키(b)를 제2 모듈러 연산에 적용하여 상기 공통 비밀키(K)를 생성하는 단계; 및상기 차량이 상기 공유값(A)을 제3 모듈러 연산 및 상기 제2 모듈러 연산에 적용하여 상기 공통 비밀키(K)를 생성하는 단계를 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 방법.

6

제 5 항에 있어서, 상기 제1 모듈러 연산은 ga(mod p)를 포함하고,상기 제2 모듈러 연산은 gab(mod p)를 포함하고,상기 제3 모듈러 연산은 Ab(mod p)를 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 방법.

7

제 5 항에 있어서, 상기 무결성을 검증하는 단계는, 상기 스마트키가 보안 인증의 세션마다 랜덤 난수(a)를 생성하는 단계;상기 스마트키가 상기 랜덤 난수(a)를 해시(hash) 알고리즘에 적용하여 제1 해시값을 생성하는 단계;상기 스마트키가 상기 제1 해시값을 포함하는 보안 인증 메시지를 생성하는 단계; 상기 스마트키가 상기 공통 비밀키(K)로 암호화된 상기 보안 인증 메시지를 상기 차량에 송신하는 단계;상기 차량이 상기 보안 인증 메시지를 상기 공통 비밀키(K)로 복호화하여 제2 해시값을 산출하는 단계;상기 차량이 상기 제1 해시값과 상기 제2 해시값을 비교하는 단계; 및상기 차량이 비교 결과에 따라 상기 보안 인증 메시지의 무결성을 검증하는 단계를 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 방법.

8

제 7 항에 있어서, 상기 해시 알고리즘은 SHA-256 해시 알고리즘을 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 방법.

9

제 7 항에 있어서, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 보안 인증 메시지의 무결성을 검증하는 단계는,상기 제1 해시값과 상기 제2 해시값이 일치하면, 상기 차량이 상기 스마트키로부터 수신된 상기 보안 인증 메시지를 무결성으로 판단하는 단계를 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 방법.

10

제 7 항에 있어서, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 보안 인증 메시지의 무결성을 검증하는 단계는,상기 차량이 과거에 수신된 적어도 하나 이상의 해시값을 저장하여 해시 테이블(hash table)을 생성하는 단계;상기 제1 해시값과 상기 제2 해시값이 일치하면, 상기 차량이 상기 해시 테이블로부터 상기 제1 해시값과 중복되는 해시값을 검색하는 단계; 및검색 결과에 기초하여 재전송 공격을 판단하는 단계를 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 방법.

11

제 10 항에 있어서, 상기 검색 결과에 기초하여 재전송 공격을 판단하는 단계는,상기 제1 해시값과 중복되는 해시값이 검색되면, 상기 차량이 상기 보안 인증 메시지를 상기 재전송 공격으로 판단하는 단계; 및상기 차량이 상기 보안 인증 메시지의 수신을 거부하는 단계를 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 방법.

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차량 및 스마트키 각각의 전자 장치를 포함하는 보안 통신 시스템 있어서, 파라미터에 기초하여 공유값(A) 및 공통 비밀키(K)를 생성하고, 상기 공통 비밀키(K)로 보안 인증 메시지를 암호화하고, 상기 보안 인증 메시지를 상기 차량으로 송신하는 스마트키의 전자 장치;상기 파라미터 및 상기 공유값(A)에 기초하여 상기 공통 비밀키(K)를 생성하고, 상기 공통 비밀키(K)로 수신된 상기 보안 인증 메시지를 복호화하여 상기 스마트키의 무결성을 검증하는 차량의 전자 장치; 및상기 차량 및 상기 스마트키에 키 교환 프로토콜을 지원하고, 상기 키 교환 프로토콜에 기초하는 상기 파라미터를 저장하여 상기 차량의 전자 장치 및 상기 스마트키의 전자 장치에 공유시키는 데이터 베이스 서버를 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 시스템.

13

제 12 항에 있어서, 상기 키 교환 프로토콜은 디피 헬만(Diffie-Hellman) 프로토콜을 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 시스템.

14

제 13 항에 있어서, 상기 파라미터는 큰 소수(p), 루트 모듈(g) 및 개인키(b)를 포함하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 시스템.

15

제 14 항에 있어서, 상기 루트 모듈(g)은 상기 큰 소수(p)에 대한 원시근이며, 상기 큰 소수(p)보다 작은 수인, 차량용 스마트키의 보안 통신 시스템.

16

제 14 항에 있어서, 상기 스마트키의 전자 장치는,상기 파라미터 및 상기 공통 비밀키(K)를 저장하는 제1 메모리; 및상기 스마트키의 동작을 제어하도록 구성되는 제1 프로세서를 포함하고,상기 제1 프로세서는,보안 인증의 세션(session)마다 랜덤 난수(a)를 생성하고,상기 랜덤 난수(a)를 제1 모듈러 연산에 적용하여 상기 공유값(A)을 생성하고,개인키(b)를 제2 모듈러 연산에 적용하여 상기 공통 비밀키(K)를 생성하고,상기 랜덤 난수(a)를 해시(hash) 알고리즘에 적용하여 제1 해시값을 생성하고,상기 제1 해시값을 포함하는 보안 인증 메시지를 생성하고,상기 공통 비밀키(K)로 상기 보안 인증 메시지를 암호화하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 시스템.

17

제 16 항에 있어서, 상기 차량의 전자 장치는, 상기 파라미터 및 상기 공통 비밀키(K)를 저장하는 제2 메모리; 및상기 스마트키에 대한 상기 차량의 동작을 제어하도록 구성되는 제2 프로세서를 포함하고,상기 제2 프로세서는,상기 스마트키로부터 수신된 상기 공유값(A)을 제3 모듈러 연산 및 상기 제2 모듈러 연산에 적용하여 상기 공통 비밀키(K)를 생성하고, 상기 보안 인증 메시지를 상기 공통 비밀키(K)로 복호화하여 제2 해시값을 산출하고,상기 제1 해시값과 상기 제2 해시값을 비교하고,비교 결과에 따라 상기 보안 인증 메시지의 무결성을 검증하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 시스템.

19

제 17 항에 있어서,상기 제2 메모리는,과거에 수신된 적어도 하나 이상의 해시값을 저장하여 해시 테이블(hash table)을 생성하고,상기 제2 프로세서는, 상기 제1 해시값과 상기 제2 해시값이 일치하면, 상기 해시 테이블로부터 상기 제1 해시값과 중복되는 해시값을 검색하고,상기 제1 해시값과 중복되는 해시값이 검색되면, 상기 보안 인증 메시지를 재전송 공격으로 판단하고,상기 보안 인증 메시지의 수신을 거부하는, 차량용 스마트키의 보안 통신 시스템.

20

차량 및 스마트키 각각의 전자 장치의 프로세서에 의해 실행되는 경우 상기 각각의 전자 장치가 동작을 수행하도록 하는 컴퓨터 명령을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 있어서,상기 동작은, 상기 스마트키와 상기 차량이 키 교환 프로토콜에 기초하여 파라미터를 공유하는 단계; 상기 스마트키가 상기 파라미터에 기초하여 공유값(A)을 생성하고, 상기 공유값(A) 및 상기 파라미터에 기초하여 상기 차량 및 상기 스마트키는 각각 공통 비밀키(K)를 생성하는 단계; 및상기 차량이 상기 공통 비밀키(K)에 기초하여 상기 스마트키의 보안 인증에 대한 무결성을 검증하는 단계를 포함하는, 기록 매체.