Vehicle keyless entry system and ranging with UltraWide-Band technology

Abstract

In the recent past, the automotive industry has been implementing keyless entry systems in new car models, which allow the car key to sense its proximity to the vehicle and open it without requiring user interaction. These systems, while practical, have exposed vehicles to a whole new range of malicious attacks. This project aims to implement the recently appeared technology based on the IEEE802.15.4a specification, commonly known as Ultra-Wide-Band (UWB) into this field. This technology uses very time-narrow and thereby spectrum-wide messages for the purposes of indoor localization. Any two transmitters can calculate their respective distance with the time-of-flight of these messages. With this implementation, two goals want to be achieved: First, solving the exploits that the current attenuation-based systems have; and secondly; allowing the driver to use his car key to precisely know the distance and direction of his car at any given moment.

Recientemente, la industria automovilística ha estado implementando sistemas de entrada sin acción de llave en los nuevos modelos de coches. Se basan en la capacidad de la llave de detectar su proximidad al vehículo y abrirlo automáticamente cuando se encuentra en su cercanía. Estos sistemas, aunque prácticos, han expuesto a los vehículos a un nuevo tipo de ataques maliciosos. El objetivo de este proyecto es la implementación de una nueva tecnología basada en el estándar IEEE802.15.4a, comúnmente conocida como Ultra-Wide-Band (UWB) en este ámbito. Esta tecnología utiliza mensajes en forma de pulsos muy cortos en el dominio temporal, y por tanto muy amplios en el dominio frecuencial. Midiendo el tiempo de vuelo de una serie de mensajes intercambiados entre dos transmisores, estos pueden calcular con precisión su distancia relativa. Con esta implementación se pretenden cumplir dos objetivos. En primer lugar se quiere crear un sistema robusto ante los ataques anteriormente mencionados. En segundo lugar se quiere que la llave sea capaz de informar al usuario de la distancia y dirección del vehículo en cualquier momento dado.

Recentment, la industria automobilística ha estat implementant sistemes de entrada sense acció de clau als nous models de cotxes. Es basen en la capacitat de la clau en detectar quan esta a prop del vehicle i obrir-lo automàticament. Aquests sistemes, malgrat la seva utilitat, han exposat als vehicles a nous tipus de atacs maliciosos. L'objectiu de aquest projecte es la implementació de una nova tecnològica basada al estàndard IEEE802.15.4a, comunament coneguda com a Ultra-Wide-Band (UWB) en aquest àmbit. Aquesta tecnologia utilitza missatges en forma de polsos molt curts en el domini temporal, i per tant molt amples en el domini freqüencial. Mitjançant el temps de vol de aquests missatges, dos transmissors poden conèixer amb precisió la seva distancia relativa amb l'intercanvi de uns pocs missatges. Amb aquesta implementació, es volen assolir dos objectius. Primer, crear un sistema que no estigui exposat als atacs que actualment afecten als sistemes basats en la atenuació de una senyal emesa pel cotxe. Segon, aprofitar el coneixement de la distancia del cotxe i poder informar de aquesta en qualsevol moment, així com la direcció d'aquest.