ES2333714T3 - Procedimiento para la proteccion frente a manipulaciones en un aparato de control para un componente de automovil, y aparato de control. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la protección contra manipulaciones en un aparato de control para al menos un componente de automóvil, que comprende, al menos, un microordenador (µC) y al menos un módulo de memoria (2, 3), en el que el código necesario para el funcionamiento del aparato de control (1) se divide en, al menos, un código maestro (MC), que comprende informaciones esenciales para la función del aparato de control (1) y, al menos un sub-código (SC), que comprende otras informaciones para el funcionamiento del aparato de control (1), en el que al menos el código maestro (1) es depositado en una zona (11) del microordenador (µC), que solamente se puede escribir una vez y el código maestro (MC) supervisa la manipulación del sub-código (SC), caracterizado porque la zona (11) del microordenador (µC) que solamente se puede escribir una vez está configurada protegida contra lectura.
Description
Procedimiento para la protección frente a
manipulaciones en un aparato de control para un componente de
automóvil, y aparato de control.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la protección de manipulaciones en un aparato de
control para al menos un componente de automóvil así como a un
aparato de control.
En automóviles se utilizan actualmente aparatos
de control para el control de componentes individuales del
automóvil, como por ejemplo el aparato de control del motor o el
aparato de control de la caja de cambios. Las informaciones
necesarias para el funcionamiento de tales aparatos de control, como
por ejemplo programas y datos son depositadas codificadas o no
codificadas en módulos de memoria (E^{2}PROM, Flash y similares).
El procedimiento de codificación está depositado en este caso de
manera independiente de una combinación de hardware fijo de módulos
y, en general, en un medio de memoria que se puede escribir de
nuevo.
El inconveniente de tales aparatos de control y
de los programas utilizados es que pueden sustituirse módulos
individuales de memoria, o bien se pueden sobrescribir los datos en
los módulos de memoria a través de una interfaz de diagnosis o a
través de acceso directo al módulo de memoria. La sustitución de un
módulo de memoria o la sobrescritura de los datos y programas
memorizados en este módulo de memoria puede conducir a que el
componente del automóvil trabaje con otros datos característicos.
Esto se realiza, por ejemplo, durante la llamada sintonización del
chip, en la que se sustituyen módulos de memoria, que están
asociados al aparato de control del motor o bien se modifican
programas y datos memorizados en estos módulos de memoria, como
datos característicos. De esta manera, se puede conseguir, por
ejemplo, una elevación de la potencia o del par motor del motor. Si
se realiza esta manipulación sin adaptar los otros componentes del
automóvil, como refrigerador de aceite, turboalimentador o frenos,
entonces se pueden producir daños en estos componentes del automóvil
y estados críticos para la seguridad.
El documento DE 197 23 332 A1 describe un
procedimiento para la protección de un microordenador configurado
como aparato de control para un automóvil contra manipulaciones de
un programa, en el que el microordenador presenta una memoria sólo
de lectura y una memoria que se puede escribir de nuevo. En este
caso, en la memoria sólo de lectura están depositados programas de
control para un motor del automóvil. Módulos adicionales del
programa así como datos que comprenden parámetros del motor están
registrados en la memoria que se puede escribir de nuevo. En la
memoria sólo de lectura está previsto un programa de verificación,
que está en condiciones de investigar un contenido de la memoria
que se puede escribir de nuevo para detectar modificaciones
inadmisibles, por ejemplo un intercambio de datos.
El programa de la presente invención es, por lo
tanto, crear un aparato de control para componentes de automóviles
y un procedimiento para la protección de manipulaciones en un
aparato de control, en el que no es posible una sustitución de un
módulo de memoria y la modificación de los datos en el módulo de
memoria, sin influir en la capacidad funcional del aparato de
control o diagnosticar al menos la modificación y, dado el caso,
representarla.
Este problema se soluciona a través de un
procedimiento con las características de la reivindicación 1 de la
patente y a través de un aparato de control con las características
de la reivindicación 4 de la patente.
La invención se basa en el reconocimiento de que
este cometido se puede solucionar cuando los datos y programas
necesarios para el funcionamiento del aparato de control son
depositados en diferentes memorias.
El problema en que se basa la invención se
soluciona, por lo tanto, a través de un procedimiento para la
protección contra manipulaciones en un aparato de control para al
menos un componente de automóvil, en el que el código necesario
para el funcionamiento del aparato de control se divide en, al
menos, un código maestro, que comprende informaciones esenciales
para la función del aparato de control, y, al menos un
sub-código, que comprende otras informaciones para
el funcionamiento del aparato de control, en el que al menos el
código maestro es depositado en una zona del microordenador
protegida contra lectura, que solamente se puede escribir una vez y
el código maestro supervisa la manipulación del
sub-código.
A través de la división del código, que es
necesario para el funcionamiento del aparato de control, se puede
hacer accesible, por un lado, una parte que debe reprogramarse o
bien actualizarse, por ejemplo, en caso de reparaciones, sin que
debe ser accesible la parte, que contiene informaciones esenciales
para el funcionamiento del aparato de control. Además, a través de
la división del código es posible un registro del código en
diferentes memoria, lo que implica una elevación de la seguridad
contra manipulaciones. El código maestro puede representar, por
ejemplo, el programa de control propiamente dicho, que comprende el
cálculo de la carga del motor y el número de revoluciones y de las
variables de ajuste y los valores de ajuste para el acceso a campos
característicos y la generación de señales de control para
actuadores conectados del aparato de control. En el
sub-código puede estar contenido entonces el
programa, por ejemplo, para medidas que mejora del escape de gases y
la comodidad. Ambos códigos pueden contener adicional o
alternativamente datos.
De acuerdo con la invención, se deposita el
código maestro en una zona OTP
(one-time-programmable) del
microordenador protegida contra lectura, que solamente se puede
escribir una vez. De esta manera se imposibilita, por una parte,
una modificación no autorizada del código maestro y, por otra parte,
se puede evitar una multiplicación del software, que es necesario
para el funcionamiento del aparato de control.
El sub-código se puede depositar
en una zona del microordenador que se puede escribir de nuevo o en
una zona que se puede escribir de nuevo de un módulo de memoria
externo. De esta manera se puede actualizar o reprogramar el
sub-código. Pero a través de la función de
supervisión contenida en el código maestro contra manipulación en
el sub-código se puede evitar una modificación no
permitida del sub-código.
Además, el problema en que se basa la invención
se soluciona por medio de un aparato de control para un componente
de automóvil, que comprende, al menos, un microordenador (\muC) y,
al menos, un módulo de memoria, en el que el código necesario para
el funcionamiento del aparato de control está dividido en al menos
un código maestro, que comprende informaciones esenciales para la
función del aparato de control y al menos un
sub-código, que comprende otras informaciones para
el funcionamiento del aparato de control, y al menos el código
maestro está depositado en una zona del microordenador protegida
contra lectura, que solamente se puede escribir una vez y el código
maestro contiene un módulo de función del software para la detección
de la manipulación dentro del sub-código.
El módulo de función del software puede
comprender, por ejemplo, una formación lineal de sumas de control o
CRC, una formación de valor Hash o un procedimiento de
codificación.
Con preferencia, al menos una parte del
sub-código está depositada codificada en una zona
que se puede escribir de nuevo y el código maestro sirve para la
generación de una clave para la decodificación. La parte del
sub-código, que está depositada codificada, puede
representar, por ejemplo, una huella dactilar.
Las características y detalles, que se describen
con relación al procedimiento según la invención, se aplican de
manera correspondiente para el aparato de control según la invención
y a la inversa.
A continuación se describirá la invención con la
ayuda de los dibujos adjuntos, que se refieren a posibles ejemplos
de realización de la invención. En este caso:
La figura 1 muestra una representación
esquemática en bloques de una forma de realización del aparato de
control según la invención; y
La figura 2 muestra una representación
esquemática en bloques de otra forma de realización del aparato de
control según la invención.
En la figura 1 se representa una forma de
realización de un aparato de control de acuerdo con la invención.
La estructura de aparatos de control, como por ejemplo aparatos de
control de motor, se conoce desde hace mucho tiempo a partir del
estado de la técnica, de manera que solamente se describe aquí en la
medida necesaria para la comprensión de la invención. El aparato de
control 1 comprende, en la forma de realización representada, un
microordenador \muC, una memoria Flash 2 y una EEPROM
(E^{2}PROM) 3. La memoria Flash 2 y la memoria (E^{2}PROM) 3
presenta, respectivamente, una zona OTP 21, 31. éstas están
configuradas con preferencia no protegidas contra lectura. También
está prevista una zona OTP 11 en el \muC.
Los módulos de memoria Flash 2, E^{2}PROM 3
están provistos en la forma de realización representada con números
de identificación ID específicos de los componentes. Éstos se
describen, en general, en el fabricante del módulo y se depositan
en las zonas OTP 21, 31 de los módulos individuales.
En el proceso de fabricación del aparato de
control, durante la primera puesta en servicio del aparato de
control, se leen por el microordenador \muC las ID de los módulos
de memoria 2, 3 individuales y se depositan en una zona OTP 11 del
\muC que se puede escribir una vez. A partir de este instante, la
función del aparato de control 1 solamente es posible en
combinación con las ID conocidas por el \muC de los módulos de
memoria externos 2, 3.
En cada puesta en servicio siguiente del aparato
de control 1 se leen de nuevo por el \muC las ID de todos los
módulos de memoria 2, 3 conectados con éste. En una unidad de
comparación se pueden comparar entonces estas ID actuales con las
identificaciones originales, que están depositadas en la zona OTP 11
del \muM. Si se comprueba en esta comparación que una de las ID
no coincide con una de las ID originales, entonces se impide la
función del aparato de control o se diagnostica al menos la
modificación y, dado el caso, se representa.
El código para el funcionamiento del aparato de
control está dividido en un código maestro (MC) y un
sub-código (SC). El código maestro MC contiene
funcionalidades elementales, esenciales para el funcionamiento del
aparato de control, por ejemplo el programa para la generación de
señales para actuadores conectados (no representados) del aparato
de control o el programa para el cálculo de las variables de ajuste
y valores de ajuste. El código maestro MC puede comprender, además,
datos. En el sub-código SC están contenidos otros
programas y datos. El aparato de control solamente es capaz de
funcionar utilizando ambos códigos MC y SC. En la forma de
realización representada, el sub-código SC está
contenido en una zona de la memoria Flash 2 que se puede escribir de
nuevo. El código maestro MC está contenido en una zona OTP 11 del
microordenador \muC. El código maestro está protegido con
preferencia contra lectura a través de contacto. Esto se puede
conseguir, por ejemplo, físicamente a través de una aleación de un
tramo de transistor o según la técnica de circuitos. El
sub-código SC se puede modificar o sobrescribir, en
oposición al código maestro MC. Esto permite una actualización del
sub-código o una reprogramación.
El \muC presenta, además, un número de
identificación \muC-ID. También éste está
depositado en una zona OTP del \muC protegida contra lectura. En
la E^{2}PROM están depositados otros datos para el funcionamiento
del aparato de control en una zona que se puede escribir de nuevo.
Estos datos pueden ser, por ejemplo, valores de adaptación así como
números de revoluciones de marcha en ralentí en un aparato de
control del motor.
Durante la inicialización del aparato de
control, el microordenador \muC aprende los números de
identificación depositados en la zona OTP 21, 31 de los módulos de
memoria 2, 3 y, por lo tanto, no variables y los deposita en una
zona OTP del microordenador \muC, que puede estar configurada
opcionalmente también protegida contra lectura.
Desde este instante, el microordenador \muC
conoce los módulos de memoria 2, 3 conectados con éste a través de
su ID.
Adicionalmente, las ID de los módulos de memoria
depositadas en el microordenador pueden servir también para la
codificación de datos o programas. Así, por ejemplo, los datos
depositados en la E^{2}PROM pueden ser codificados a través de un
procedimiento de codificación simétrica, en el que la clave
comprende al menos una parte de la ID de al menos uno de los
módulos de memoria 2, 3. En un aparato de control de motor, en la
E^{2}PROM pueden estar registrados, por ejemplo, valores de
aprendizaje, datos de fabricación y valores de adaptación. Para la
codificación son adecuados, en principio, todos los procedimientos
de codificación simétrica, que permiten la incorporación de una
identificación específica del aparato de control. Con preferencia,
los datos de la E^{2}PROM son codificados por medio de una clave,
que comprende, adicional o alternativamente a la ID de los módulos
de memoria externos, la ID del microordenador \muC. De esta manera
se consigue una codificación específica de los aparatos de control,
que hace imposible una sustitución de la E^{2}PROM o una
sobrescritura de los datos memorizados en ella o bien impide el
funcionamiento del aparato de control después de tal manipulación.
La clave es depositada con preferencia en la memoria RAM del
microordenador \muC. De esta manera se forma la clave con cada
aceleración del aparato de control incorporando una identificación
específica de los aparatos de control (por ejemplo, la ID del \muC
y, dado el caso, las ID de los módulos de memoria) y, por lo
tanto, es específica de los aparatos de control.
Además, el sub-código SC puede
estar depositado total o parcialmente codificado en la memoria Flash
2. También para esta codificación se puede integrar la ID de los
módulos de memoria individuales o del microordenador o bien una
parte de esta ID en la clave. La decodificación de los datos en el
sub-código se realiza a través del código maestro.
Puesto que éste está depositado en una zona del microordenador
protegida contra lectura, se puede impedir una lectura del programa
y, por lo tanto, una reproducción del software.
La supervisión del sub-código
frente a manipulación, que se asegura a través del \muC en el
código maestro, se puede realizar también a través de otros
procedimientos distintos a la codificación. Así, por ejemplo, se
puede utilizar adicional o alternativamente la formación lineal de
sumas de control o CRC o formación de valor Hash. Para el
reconocimiento de una manipulación realizada de los datos y, dado el
caso, de partes del sub-código se forman sumas de
control lineales, por ejemplo a través de zonas seleccionadas y se
incorpora el resultado codificado como huella dactilar en el
sub-código. El código maestro calcula en el
funcionamiento de los aparatos de control, por ejemplo, en una
señal en el terminal 15 a través de la misma zona definida
anteriormente, el valor comparativo (por ejemplo, suma de control
lineal) y lo verifica frente a un valor de referencia
decodificado, depositado codificado en el
sub-código. Se puede seleccionar opcionalmente el
tipo de reconocimiento de la manipulación.
Después del reconocimiento de una manipulación
se introducen medidas por el código maestro, que conducen, dado el
caso, al fallo de los aparatos de control.
En la figura 2 se muestra otra forma de
realización del aparato de control de acuerdo con la invención. En
esta forma de realización, los módulos de memoria 2 y 3 están
integrados en el microordenador \muC. El \muC presenta en este
caso una memoria Flash incrustada, de manera que se emula la
E^{2}PROM. Esta configuración del aparato de control presenta, en
efecto, la ventaja de que se puede impedir de forma fiable una
sustitución de los módulos de memoria, pero los datos en la
emulación de la E^{2}PROM solamente se pueden sobrescribir en
bloques.
El procedimiento para la protección contra
manipulación se realiza en este aparato de control con memoria
interna esencialmente como se ha descrito anteriormente para
aparatos de control con memorias externas. También aquí se pueden
depositar codificados especialmente los datos de la E^{2}PROM
emulada y se pueden decodificar por medio de una clave, que
comprende una identificación individual del aparato de control, como
la \muC-ID y/o la Flash-ID. De la
misma manera, de pueden decodificar los datos o huellas dactilares
codificadas contenidas en el sub-código, que está
depositado en la memoria Flash del \muC, por medio del código
maestro. También aquí se integra en la clave con preferencia una
identificación específica de los aparatos de control.
La invención no está limitada a las formas de
realización representadas. Así, por ejemplo, como identificación de
los módulos individuales de la memoria se puede contemplar, por
ejemplo, la fecha de fabricación del aparato de control. De esta
manera se puede impedir una manipulación durante el tiempo de
garantía.
\newpage
El aparato de control puede representar en el
sentido de esta invención, por ejemplo, un aparato de control del
motor, un aparato de control de la caja de cambios o también un
instrumento combinado.
Con un procedimiento de acuerdo con la invención
y el aparato de control de acuerdo con la invención se pueden
conseguir, frente a los aparatos de control convencionales, un gran
número de ventajas.
Con el aparato de control de acuerdo con la
invención se puede impedir de manera fiable una sustitución de
alguno o varios módulos, puesto que a través de una sustitución de
este tipo se puede impedir la función del aparato de control. No es
posible la lectura de una parte del programa o bien de los datos,
que son forzosamente necesarios para la función del control, cuando
esta parte está depositada en la zona OTP protegida contra lectura.
De esta manera se puede impedir una reproducción o bien una
modificación del software. Tampoco es posible el acceso a datos
confidenciales a través del contacto del módulo, cuando éstos están
depositados en la zona OTP protegida contra lectura del \muC. De
manera especialmente segura se puede proteger el aparato de control
contra manipulación porque solamente se puede ejecutar en la
combinación de código maestro y sub-código. Una
modificación del sub-código depositado en la memoria
reprogramable, dado el caso externa, por ejemplo Flash conduce, sin
una adaptación del código maestro, a un fallo de los aparatos de
control. Además, los datos que están depositados, por ejemplo, en
una E^{2}PROM, se pueden codificar de manera específica de los
aparatos de control. También la decodificación de tales datos se
puede realizar en función de una identificación del aparato de
control. Se puede crear seguridad adicional porque la codificación y
decodificación se realiza en función de la combinación de los
módulos individuales con las ID conocidas por el \muC.
Por lo tanto, en resumen, se puede establecer
que a través de la división del código en un código maestro y un
sub-código se puede evitar de manera fiable la
manipulación de aparatos de control, como por ejemplo la
sintonización del chip en aparatos de control del motor.
Claims (7)
1. Procedimiento para la protección contra
manipulaciones en un aparato de control para al menos un componente
de automóvil, que comprende, al menos, un microordenador (\muC) y
al menos un módulo de memoria (2, 3), en el que el código necesario
para el funcionamiento del aparato de control (1) se divide en, al
menos, un código maestro (MC), que comprende informaciones
esenciales para la función del aparato de control (1) y, al menos
un sub-código (SC), que comprende otras
informaciones para el funcionamiento del aparato de control (1), en
el que al menos el código maestro (1) es depositado en una zona (11)
del microordenador (\muC), que solamente se puede escribir una
vez y el código maestro (MC) supervisa la manipulación del
sub-código (SC), caracterizado porque la
zona (11) del microordenador (\muC) que solamente se puede
escribir una vez está configurada protegida contra lectura.
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el
sub-código (SC) es depositado en una zona del
microordenador que se puede escribir de nuevo.
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el
sub-código (SC) es depositado en una zona que se
puede escribir de nuevo de al menos un módulo de memoria externo
(2).
4. Aparato de control para un componente de
automóvil, que comprende, al menos, un microordenador (\muC) y,
al menos, un módulo de memoria (2, 3), en el que el código necesario
para el funcionamiento del aparato de control (1) está dividido en
al menos un código maestro (MC), que comprende informaciones
esenciales para la función del aparato de control (1) y al menos un
sub-código (SC), que comprende otras informaciones
para el funcionamiento del aparato de control (1), y al menos el
código maestro (MC) está depositado en una zona (11) del
microordenador (\muC) protegida contra lectura, que solamente se
puede escribir una vez y el código maestro (MC) contiene un módulo
de función del software para la detección de la manipulación dentro
del sub-código (SC).
5. Aparato de control de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque el
sub-código (SC) está depositado en una zona del
microordenador (\muC) que se puede escribir de nuevo.
6. Aparato de control de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque el
sub-código (SC) está depositado en una zona que se
puede escribir de nuevo de al menos un módulo de memoria externo (2,
3).
7. Aparato de control de acuerdo con una de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque al menos una
parte del sub-código (SC) está depositada codificada
en una zona que se puede escribir de nuevo y el código maestro (MC)
sirve para la generación de una clave para la decodificación.
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