UWB在汽车数字钥匙应用

想象一下每当你靠近你的车的时候，总会亮起迎宾灯为你照亮脚下的路，那么它是如何感知你的到来？

时代的发展，汽车的钥匙仍在经历变革，但是和传统钥匙不一样，它的存在形式是更加便捷的，好像一串加密数字，存在于你的手机、手表、或者一张小卡片之中。

被动式无钥匙进入系统(PKE)和被动式无钥匙启动系统(PEPS)如今已经进入市场，简单来说就是司机无需亲自从口袋里拿出钥匙，就可以解锁汽车并启动汽车。

由于它们的受欢迎程度，这些系统已经从豪华车领域扩展到所有新车的预期功能。

然而，中继攻击已经暴露了网络安全的弱点，当今PKE系统中使用的技术，一些偷车贼也可以使用相对便宜和容易获得的工具。

CCC (Connectivity Car Consortium)的数字密钥3.0标准已采用低功耗BLE、UWB和NFC技术相结合，为下一代PKE和PEPS系统供电。

这个决定是有意义的，因为UWB带来了高精度的位置感知和需要防止恶意攻击的安全级别。

除了无键输入，还有新的用例将会解锁，因为手机制造商开始将这项技术嵌入他们的下一代手机，汽车共享、汽车租赁或企业车队的密钥共享或密钥转移等新应用程序将成为可能并变得安全。

UWB结合了高精度定位(实现厘米级精度)和安全性，因此是未来PKE和PEPS应用的首选技术。

UWB基于IEEE 802.15.4z标准，采用了一种飞行时间(Time-of-Flight, ToF)距离测量技术，顾名思义，这种方法利用射频信号在设备之间的传播时间来测量距离。

到达角(AoA)通过确定信号的到达方向增加了另一层空间感知，与其他依赖于测量信号强度来评估距离的技术相比，UWB提供了更高程度的准确性和安全性

UWB通信由UWB Keyfob(也称为Tag)和车载UWB Anchor之间的消息交换组成，飞行时间测量使用UWB消息中的特定字段作为时间戳来计算距离。

超宽带使用非常短的脉冲(以纳秒为数量级)的低能量信号和宽带宽(> 500 MHz)。

与窄带信号相比，大通道带宽和短脉冲使该技术在多径环境中非常鲁棒，这些环境中有反射或折射干扰源。

此外，UWB的工作频率范围很宽(3.1至10.6 GHz)，因此可以选择一个远离蓝牙或Wi-Fi系统干扰的信道。

依赖于测量信号强度来评估距离的PKE技术很容易受到中继/中间人攻击，在这种攻击中，通过放大有效密钥的信号强度和欺骗接收者相信密钥就在附近，从而欺骗来自有效密钥的通信。

超宽带天生对这些类型的攻击免疫，因为它的距离测量是基于时间的，中继/重放攻击会增加消息传输的延迟，因此会达到相反的效果，表明密钥离接收方更远。

IEEE 802.15.4z标准通过在PHY层使用混乱的时间戳序列(STS)进一步增加了一个安全层，它增加了一个密码时间戳，以确保免受第三方的解码或操作。