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DE102022126216B4 - Automatische Authentifizierung eines zivilen Einsatzfahrzeugs - Google Patents

Automatische Authentifizierung eines zivilen Einsatzfahrzeugs

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DE102022126216B4
DE102022126216B4 DE102022126216.2A DE102022126216A DE102022126216B4 DE 102022126216 B4 DE102022126216 B4 DE 102022126216B4 DE 102022126216 A DE102022126216 A DE 102022126216A DE 102022126216 B4 DE102022126216 B4 DE 102022126216B4
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Abstract

Verfahren zum Authentifizieren eines Fahrzeugs (1), bei dem- ein erstes Steuergerät (10) eines ersten Fahrzeugs (1) mittels einer V2X-Nachricht ein digitales Zertifikat (3) zu einem zweiten Steuergerät (20) eines zweiten Fahrzeugs (2) überträgt;- das zweite Steuergerät (20) das übertragene digitale Zertifikat (3) empfängt und eine Anzeigevorrichtung (21) des zweiten Fahrzeugs (2) das empfangene digitale Zertifikat (3) als eine Authentifizierung des ersten Fahrzeugs (1) anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass- das zweite Steuergerät (20) mittels einer V2X-Nachricht eine Authentifizierungsanfrage (6) zu dem ersten Steuergerät (10) überträgt und das erste Steuergerät (10) das digitale Zertifikat (3) als eine Antwort auf die Authentifizierungsanfrage (6) überträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Authentifizieren eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Steuergerät für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug.
  • Polizisten führen regelmäßig Verkehrskontrollen durch, um einen sicheren Straßenverkehr zu gewährleisten. Bei einer Verkehrskontrolle prüft ein Polizist gewöhnlich Daten betreffend ein Fahrzeug und einen Fahrer des Fahrzeugs.
  • Die das Fahrzeug betreffenden Daten sind beispielsweise anhand einer Fahrzeugidentifikationsnummer (Vehicle Identification Number, VIN) und/oder einer TÜV-Bescheinigung ermittelbar. Die den Fahrer betreffenden Daten können mittels einer auf einem amtlichen Kennzeichen des Fahrzeugs beruhenden sogenannten Halterabfrage und/oder anhand eines Ausweisdokuments des Fahrers, beispielsweise eines Personalausweises oder Führerscheins, ermittelt werden.
  • Zumeist hält der Polizist das Fahrzeug bei der Verkehrskontrolle an und spricht mit dem Fahrer des Fahrzeugs, um die benötigten Daten zu ermitteln. Die Gesprächssituation an einer Fahrertür des Fahrzeugs ist allerdings unübersichtlich und für den Polizisten riskant. Denn der Fahrer kann beispielsweise Waffengewalt anwenden, um sich der Überprüfung zu entziehen.
  • Um das Risiko einer Verkehrskontrolle für den Polizisten zu verringern, offenbaren US 2018/0047122 A1 und US 2022/0014907 A1 jeweils ein Verfahren zum Überprüfen eines Fahrzeugs und eines Fahrers des Fahrzeugs, bei dem ein Fahrzeug Daten betreffend das Fahrzeug und einen Fahrer des Fahrzeugs speichert, über eine drahtlose Verbindung eine Überprüfungsanfrage von einer Prüfvorrichtung empfängt und und die gespeicherten Daten als eine Antwort auf die Überprüfungsanfrage zu der Prüfvorrichtung überträgt.
  • Die Prüfvorrichtung kann in einem Polizeifahrzeug verbaut oder mobil ausgebildet sein und bei der Verkehrskontrolle automatisch oder von dem Polizisten manuell betätigt werden.
  • Polizisten nutzen häufig zivile Einsatzfahrzeuge zum Durchführen von Verkehrskontrollen. Gegenüber den auffällig lackierten Einsatzfahrzeugen bieten die zivilen Einsatzfahrzeuge den Vorteil der Anonymität, was mit einer größeren Effizienz der Verkehrskontrollen einhergeht.
  • Eine Verkehrskontrolle durch ein ziviles Fahrzeug ist für den Fahrer des kontrollierten Fahrzeugs riskant. Denn ein Insasse des zivilen Fahrzeugs kann vortäuschen, ein Polizist zu sein, und das kontrollierte Fahrzeug nach dem Anhalten tatsächlich überfallen.
  • Um das Risiko einer unberechtigten Verkehrskontrolle zu verringern, offenbart EP 0 950 230 B1 ein Verfahren zum Authentifizieren eines Polizisten, bei dem ein Polizist ein Kennzeichen eines angehaltenen Fahrzeugs mittels eines ersten mobilen Endgeräts drahtlos zu einem stationären Datenbankserver überträgt und der stationäre Datenbankserver eine drahtlose Verbindung zu einem dem übertragenen Kennzeichen zugeordneten und in dem angehaltenen Fahrzeug angeordneten zweiten mobilen Endgerät bereitstellt und über die bereitgestellte drahtlose Verbindung eine Authentifikation des Polizisten zu dem zweiten mobilen Endgerät überträgt.
  • Allerdings setzt das letztgenannte Verfahren eine komplexe stationäre Infrastruktur voraus und ist insbesondere für einen Fahrer des angehaltenen Fahrzeugs schwierig in der Handhabung.
  • Aus US 2022/0309918 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Fahrzeug eine Entfernung eines Einsatzfahrzeugs und eine Richtung des Einsatzfahrzeugs relativ zu dem Fahrzeug erfasst und ein Anzeigeschirm das Fahrzeug und eine relative Anordnung des erfassten Einsatzfahrzeugs zu dem Fahrzeug graphisch anzeigt. Dabei kann sich das Einsatzfahrzeug drahtlos, beispielsweise mittels einer DSRC-Nachricht, gegenüber dem Fahrzeug identifizieren.
  • Die Norm ETSI EN 302 637-2 V1.4.1 (2019-04) „Intelligent transport systems (ITS); Vehicular communications; Basic set of applications; Part 2: Specification of Cooperative Awareness Basic Service“ offenbart unter anderem ein Verfahren, bei dem sich ein privilegiertes Fahrzeug gegenüber einem normalen Fahrzeug mittels eines drahtlos übertragenen digitalen Zertifikats authentifiziert.
  • Der Fachbeitrag „How to View SSL Certificate Details in Each Browser" by Julie Olensik, published on 02.06.2017 at https://www.alobalsian.com/en/bloa/how-to-view-ssl-certificate-details, offenbart ein Verfahren zum Anzeigen digitaler Zertifikate.
  • Die Spezifikation ETSI TS 103 097 V1.3.1 (2017-0) „Intelligent Transport Systems (ITS); Security; Security header and certificate formats“ beschreibt Formate für auf öffentlichen Schlüsseln beruhende digitale Zertifikate, die zwischen Fahrzeugen drahtlos ausgetauscht werden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Authentifizieren eines Fahrzeugs bereitzustellen, das eine Verkehrskontrolle erleichtert und eine Sicherheit der Verkehrskontrolle erhöht. Weitere Aufgaben der Erfindung sind, ein Steuergerät für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug bereitzustellen.
  • Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Authentifizieren eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug ist beispielsweise ein ziviles Einsatzfahrzeug, welches eine Verkehrskontrolle durchführt und dabei ein privates Fahrzeug kontrolliert. Das zivile Einsatzfahrzeug authentifiziert sich gegenüber dem kontrollierten privaten Fahrzeug.
  • Erfindungsgemäß überträgt ein erstes Steuergerät eines ersten Fahrzeugs mittels einer V2X (Vehicle-to-Everything)-Nachricht ein digitales Zertifikat zu einem zweiten Steuergerät eines zweiten Fahrzeugs, empfängt das zweite Steuergerät das übertragene digitale Zertifikat und zeigt eine Anzeigevorrichtung des zweiten Fahrzeugs das empfangene digitale Zertifikat als eine Authentifizierung des ersten Fahrzeugs an. Auf diese Weise kann ein Fahrer des zweiten Fahrzeugs durch einen Blick auf die Anzeigevorrichtung einfach erkennen, ob das erste Fahrzeug authentisch ist. Eine Authentizität des ersten Fahrzeugs ist für den Fahrer des zweiten Fahrzeugs insbesondere dann wesentlich, wenn das erste Fahrzeug anscheinend ein ziviles Einsatzfahrzeug ist und das zweite Fahrzeug im Rahmen einer Verkehrskontrolle anhält. Das digitale Zertifikat erhöht eine Sicherheit des Fahrers des zweiten Fahrzeugs bei der Verkehrskontrolle.
  • Weiterhin erfindungsgemäß überträgt das zweite Steuergerät mittels einer V2X-Nachricht eine Authentifizierungsanfrage zu dem ersten Steuergerät und überträgt das erste Steuergerät das digitale Zertifikat als eine Antwort auf die Authentifizierungsanfrage. Das zweite Steuergerät veranlasst das erste Steuergerät mittels der Authentifizierungsanfrage zum Übertragen des digitalen Zertifikats. Der Fahrer des zweiten Fahrzeugs kann das Übertragen der Authentifizierungsanfrage manuell auslösen, beispielsweise wenn ihm das erste Fahrzeug vorausfährt und das zweite Fahrzeug mittels einer von dem Fahrer des zweiten Fahrzeugs wahrnehmbaren visuell und/oder auditiv wahrnehmbaren Anzeige zum Folgen auffordert.
  • Vorteilhaft erkennt das zweite Steuergerät das erste Fahrzeug mittels eines Sensors oder durch Empfangen einer V2X-Nachricht als ein offizielles Einsatzfahrzeug und überträgt das Steuergerät die Authentifizierungsanfrage nach dem Erkennen. Wenn sich das zweite Fahrzeug das erste Fahrzeug als ein ziviles Einsatzfahrzeug erkennt, löst das zweite Fahrzeug das Übertragen der Authentifizierungsanfrage automatisch aus, wodurch die Authentifizierung des ersten Fahrzeugs weiter vereinfacht wird. Das sensorische Erkennen kann ein visuelles Erfassen eines Bilds des zweiten Fahrzeugs mittels einer Kamera des ersten Fahrzeugs umfassen. Beispielsweise kann das zweite Fahrzeug einen von dem ersten Fahrzeug visuell wahrnehmbar angezeigten Schriftzug „Bitte folgen“ in dem erfassten Bild erkennen.
  • Das zweite Steuergerät kann eine Basic Safety Message, BSM, von dem ersten Steuergerät empfangen, eine V2X-Fähigkeit des ersten Fahrzeugs erkennen und die Authentifizierungsanfrage nach dem Erkennen übertragen. Das Empfangen der BSM bestätigt einerseits die V2X-Fähigkeit des ersten Fahrzeugs. Andererseits kann das zweite Steuergerät anhand der BSM eine relative Position des ersten Fahrzeugs zu dem zweiten Fahrzeug ermitteln und eine Plausibilität der ermittelten relativen Position feststellen, wodurch eine Sicherheit der Verkehrskontrolle weiter vergrößert ist.
  • Idealerweise zeigt das zweite Steuergerät das empfangene digitale Zertifikat an, wenn die übertragene Authentifizierungsanfrage korrekt signiert ist und die Signatur eine das erste Fahrzeug autorisierende Instanz anzeigt. Das erste Steuergerät signiert die empfangene Authentifizierungsanfrage mit dem digitalen Zertifikat. Das zweite Steuergerät prüft die Korrektheit des empfangenen digitalen Zertifikats. Zudem prüft das zweite Steuergerät, ob die Signatur von einer vertrauenswürdigen Stelle, d.h. der das Fahrzeug autorisierenden Instanz, herausgegeben und/oder verifiziert ist. Auf diese Weise wird eine Sicherheit der Verkehrskontrolle weiter vergrößert.
  • Das digitale Zertifikat kann während einer Fahrt des zweiten Fahrzeugs übertragen werden. Dadurch steht die Authentizität des ersten Fahrzeugs bereits vor einem Folgen und/oder Anhalten des zweiten Fahrzeugs fest, was mit einer weiter vergrößerten Sicherheit der Verkehrskontrolle einhergeht. Beispielsweise braucht das zweite Fahrzeug dem ersten Fahrzeug nicht an einen unübersichtlichen Ort zu folgen, wenn das erste Fahrzeug tatsächlich kein ziviles Einsatzfahrzeug ist.
  • In einer Ausführungsform wird das digitale Zertifikat über eine V2X-Verbindung oder eine 5G-V2X-Verbindung übertragen. Die V2X-Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeug wird von jeweiligen Kommunikationseinheiten unmittelbar bereitgestellt und kommt ohne eine stationäre Infrastruktur aus. Wenn das erste Fahrzeug und/oder das zweite Fahrzeug keine unmittelbare V2X-Verbindung, aber eine Mobilfunkverbindung bereitstellen können, werden V2X-Nachrichten alternativ mittels eines 5G-Mobilfunknetzes übertragen.
  • Günstigerweise wird das digitale Zertifikat über eine sichere Verbindung übertragen. Die sichere Verbindung ist verschlüsselt. Weitere unbeteiligte Fahrzeuge sind von einem Erkennen der Authentifizierung des ersten Fahrzeugs ausgeschlossen. Auf diese Weise wird eine Anonymität des ersten Fahrzeugs, beispielsweise eines zivilen Einsatzfahrzeugs, gewährleistet.
  • Der Fahrer des zweiten Fahrzeugs wird durch die Anzeigeeinrichtung darüber informiert, ob das erste Fahrzeug eine V2X-Fähigkeit aufweist und ob - im positiven Fall - das erste Fahrzeug authentisch ist oder nicht, beispielsweise ein ziviles Einsatzfahrzeug ist oder nicht.
  • Noch ein Gegenstand der Erfindung ist ein Steuergerät für ein Fahrzeug. Das Steuergerät kann funktional mit einem Bussystem des Fahrzeugs verbunden sein. Das Steuergerät kann als ein Modul, insbesondere ein Softwaremodul, ausgebildet und in einem weiteren Steuergerät des Fahrzeugs integriert sein.
  • Erfindungsgemäß ist das Steuergerät ausgebildet, an einem Verfahren nach einer Ausführungsform der Erfindung als das erste Steuergerät oder als das zweite Steuergerät mitzuwirken. Das Steuergerät ermöglicht ein einfaches und sicheres Authentifizieren des ersten Fahrzeugs gegenüber dem zweiten Fahrzeug.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Fahrzeug. Das Fahrzeug kann als ein ziviles Einsatzfahrzeug oder als ein privates Fahrzeug ausgebildet sein.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Fahrzeug ein Steuergerät nach einer Ausführungsform der Erfindung. Wenn sowohl das Einsatzfahrzeug als auch das private Fahrzeug das jeweilige Steuergerät umfassen, kann sich das erste Fahrzeug gegenüber dem zweiten Fahrzeug automatisch als ein ziviles Einsatzfahrzeug authentifizieren. Auf diese Weise vereinfachen die beiden Fahrzeuge eine Verkehrskontrolle und erhöhen deren Sicherheit.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine Verkehrskontrolle erleichtert und eine Sicherheit der Verkehrskontrolle erhöht ist.
  • Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigt:
    • 1 in einem funktionalen Diagramm zwei Fahrzeuge jeweils nach einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 1 zeigt in einem funktionalen Diagramm zwei Fahrzeuge 1, 2 jeweils nach einer Ausführungsform der Erfindung. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Steuergerät 10 nach einer Ausführungsform der Erfindung. Das Fahrzeug 2 umfasst ein Steuergerät 20 nach einer Ausführungsform der Erfindung und eine Anzeigeeinrichtung 21. Zu dem zweiten Fahrzeug kann ferner ein Sensor 22 gehören. Die Steuergeräte 10, 20 sind ausgebildet, als ein erstes Steuergerät 10 bzw. als ein zweites Steuergerät 20 an einen nachfolgend beschriebenen Verfahren nach einer Ausführungsform der Erfindung zum Authentifizieren des Fahrzeugs 1 mitzuwirken.
  • Das zweite Steuergerät 20 kann eine Basic Safety Message, BSM, 7 von dem ersten Steuergerät 10 empfangen, anhand der empfangenen BSM 7 eine V2X-Fähigkeit des ersten Fahrzeugs 1 erkennen. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Steuergerät 20 das erste Fahrzeug 1 mittels eines Sensors 22, beispielsweise einer Kamera, oder durch Empfangen einer V2X-Nachricht als ein offizielles Einsatzfahrzeug erkennen. Nach dem Erkennen überträgt das zweite Steuergerät 20 eine Authentifizierungsanfrage 6 zu dem ersten Steuergerät 10 des ersten Fahrzeugs 1.
  • Insbesondere kann das zweite Steuergerät 20 die Authentifizierungsanfrage 6 mittels einer V2X-Nachricht zu dem ersten Steuergerät 10 übertragen.
  • Das erste Steuergerät 10 des ersten Fahrzeugs 1 überträgt mittels einer V2X-Nachricht ein digitales Zertifikat 3 zu dem zweiten Steuergerät 20 des zweiten Fahrzeugs 2. Das erste Steuergerät 10 überträgt das digitale Zertifikat 3 als eine Antwort auf die Authentifizierungsanfrage 6.
  • Das digitale Zertifikat 3 kann während einer Fahrt des zweiten Fahrzeugs 2 übertragen werden, beispielsweise über eine V2X-Verbindung 5 oder eine 5G-V2X-Verbindung 4. Die 5G-V2X-Verbindung wird von einer Basisstation 40 bereitgestellt. Vorzugsweise wird das digitale Zertifikat 3 über eine sichere Verbindung 4, 5 übertragen.
  • Das zweite Steuergerät 20 empfängt das übertragene digitale Zertifikat 3, und eine Anzeigevorrichtung 21 des zweiten Fahrzeugs 2 zeigt das empfangene digitale Zertifikat 3 als eine Authentifizierung des ersten Fahrzeugs 1 an. Vorteilhaft zeigt das zweite Steuergerät 20 das empfangene digitale Zertifikat 3 an, wenn die übertragene Authentifizierungsanfrage 6 korrekt signiert ist und die Signatur 8 eine das erste Fahrzeug 1 autorisierende Instanz 80 anzeigt.
  • BEZUGSZEICHENLISTE:
    • 1
    erstes Fahrzeug
    10
    erstes Steuergerät
    2
    zweites Fahrzeug
    20
    zweites Steuergerät
    21
    Anzeigevorrichtung
    22
    Sensor
    3
    digitales Zertifikat
    4
    5G-V2X-Verbindung
    40
    Basisstation
    5
    V2X-Verbindung
    6
    Authentifizierungsanfrage
    7
    BSM
    8
    Signatur
    80
    autorisierende Instanz

Claims (9)

  1. Verfahren zum Authentifizieren eines Fahrzeugs (1), bei dem - ein erstes Steuergerät (10) eines ersten Fahrzeugs (1) mittels einer V2X-Nachricht ein digitales Zertifikat (3) zu einem zweiten Steuergerät (20) eines zweiten Fahrzeugs (2) überträgt; - das zweite Steuergerät (20) das übertragene digitale Zertifikat (3) empfängt und eine Anzeigevorrichtung (21) des zweiten Fahrzeugs (2) das empfangene digitale Zertifikat (3) als eine Authentifizierung des ersten Fahrzeugs (1) anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass - das zweite Steuergerät (20) mittels einer V2X-Nachricht eine Authentifizierungsanfrage (6) zu dem ersten Steuergerät (10) überträgt und das erste Steuergerät (10) das digitale Zertifikat (3) als eine Antwort auf die Authentifizierungsanfrage (6) überträgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das zweite Steuergerät (20) das erste Fahrzeug (1) mittels eines Sensors (22) oder durch Empfangen einer V2X-Nachricht als ein offizielles Einsatzfahrzeug erkennt und die Authentifizierungsanfrage (6) nach dem Erkennen überträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das zweite Steuergerät (20) eine Basic Safety Message, BSM, (7) von dem ersten Steuergerät (10) empfängt, eine V2X-Fähigkeit des ersten Fahrzeugs (1) erkennt und die Authentifizierungsanfrage (6) nach dem Erkennen überträgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das zweite Steuergerät (20) das empfangene digitale Zertifikat (3) anzeigt, wenn die übertragene Authentifizierungsanfrage (6) korrekt signiert ist und die Signatur (8) eine das erste Fahrzeug (1) autorisierende Instanz (80) anzeigt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das digitale Zertifikat (3) während einer Fahrt des zweiten Fahrzeugs (2) übertragen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das digitale Zertifikat (3) über eine V2X-Verbindung (5) oder eine 5G-V2X-Verbindung (4) übertragen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das digitale Zertifikat (3) über eine sichere Verbindung (4, 5) übertragen wird.
  8. Steuergerät (10, 20) für ein Fahrzeug (1, 2), das ausgebildet ist, an einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als das erste Steuergerät (10) oder als das zweite Steuergerät (20) mitzuwirken.
  9. Fahrzeug (1, 2), umfassend ein Steuergerät (10, 20) nach Anspruch 8.
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