曾啟亮

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淺析東南汽車芯片防盜技術(shù)

曾啟亮

東南（福建）汽車工業(yè)有限公司

隨著汽車保有量的增加，汽車偷盜事件與日俱增，芯片防盜技術(shù)成了汽車防盜的主流。本文主要介紹了東南系列轎車芯片防盜原理、射頻識別技術(shù)、防盜密碼組成及注冊等。

汽車；芯片防盜；射頻識別技術(shù)；密碼注冊

1 概述

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車偷盜技術(shù)也越來越高，令人防不勝防。汽車數(shù)量的劇增，汽車被盜案件也直線上升。偷車技術(shù)的不斷翻新，嚴(yán)重困擾著汽車制造業(yè)和汽車保險(xiǎn)業(yè)，已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的社會問題。在歐洲地區(qū)，有配置防盜技術(shù)的車輛，比無防盜技術(shù)的車輛，車輛保險(xiǎn)費(fèi)有很大的優(yōu)惠。目前，汽車防盜器按其結(jié)構(gòu)與功能可分為4大類：機(jī)械類、電子式、芯片式和網(wǎng)絡(luò)式。四者皆有優(yōu)劣，但汽車防盜的發(fā)展方向是向智能程序更高的芯片式和網(wǎng)絡(luò)式發(fā)展。東南系列車型多采用芯片防盜技術(shù)，能有效降低車輛被盜的可能。

1.1 機(jī)械式防盜

主要原理是鎖住汽車上的某一機(jī)構(gòu)（如變速箱排檔桿、方向盤等），使其不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。機(jī)械鎖的體積比較大，車主還要隨身多帶一兩把鑰匙，而且破解的手段眾多，擋不住溜門撬鎖之徒，不小心把鑰匙丟了之后更麻煩。

1.２電子式防盜

電子防盜裝置，就是利用震動傳感器檢測車輛震動狀況、利用遙控門鎖裝置檢測車門是否遭非法侵入。當(dāng)汽車由于外力發(fā)生震蕩，或車門、后備箱、前機(jī)艙蓋被強(qiáng)行開啟時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警聲，以阻嚇盜車賊，同時(shí)切斷起動馬達(dá)電路或點(diǎn)火線圈或供油回路。但是帶來的麻煩是誤報(bào)率高，特別是大車經(jīng)過、鞭炮響起、雷雨交加時(shí)都會發(fā)出誤警報(bào)，刺耳的報(bào)警聲會影響居民的休息，引起民憤，而且破解的方式也很簡單。

1.3 網(wǎng)絡(luò)式防盜

就是GPS衛(wèi)星定位防盜系統(tǒng)，它通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，確定車輛的位置和報(bào)警信息傳送到報(bào)警中心，中心通過GSM網(wǎng)控制汽車斷電/斷油。GPS衛(wèi)星定位防盜系統(tǒng)雖是目前最為有效的防盜系統(tǒng)，但仍有一些不足之處：價(jià)格高；需要經(jīng)常支付服務(wù)費(fèi)；系統(tǒng)運(yùn)行功率較大；隱私性會受到侵?jǐn)_；車輛長期放置不用會耗盡電瓶電量；車停在地下或室內(nèi)，系統(tǒng)就不起作用；而且盜賊可使用手機(jī)信號干擾器來阻斷車輛與報(bào)警中心的聯(lián)系，讓防盜系統(tǒng)失效。

1.4 芯片防盜

利用鑰匙中的無線電發(fā)射芯片（射頻器又稱應(yīng)答器）與本車的ECU通訊確認(rèn)后才能啟動汽車發(fā)動機(jī)。使用非法的或未經(jīng)注冊的鑰匙起動手冊，芯片防盜-ECU會通知引擎ECU阻止其起動。只有經(jīng)過登記的鑰匙才能發(fā)動,以鑰匙片或直接連接點(diǎn)火線路的方式皆無法發(fā)動,所以此防盜系統(tǒng)具有非常安全可靠的防盜功能。芯片防盜技術(shù)雖然也有一些缺點(diǎn)（如無法定位），但還是比較經(jīng)濟(jì)而且實(shí)用的，目前被中高低汽車廣泛應(yīng)用。

2 芯片防盜的組成

芯片防盜系統(tǒng)由帶芯片（應(yīng)答器）的點(diǎn)火鑰匙、芯片防盜-ECU 和發(fā)動機(jī)-ECU 組成(見圖1)。

圖1 芯片防盜組成元件

帶天線的芯片防盜-ECU：安裝在方向盤下方鑰匙筒上。向集成在點(diǎn)火鑰匙中的應(yīng)答器提供電源并發(fā)出隨機(jī)數(shù)據(jù)，并驗(yàn)證應(yīng)答器反饋回來的加密代碼，如果代碼正確，將向發(fā)動機(jī)-ECU 發(fā)送一個(gè)發(fā)動機(jī)起動信號。

鑰匙芯片應(yīng)答器：芯片的工作電源是由芯片防盜-ECU 提供的，所以無需保養(yǎng)或充電。當(dāng)應(yīng)答器收到隨機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，對數(shù)據(jù)和加密代碼進(jìn)行處理。然后將處理結(jié)果發(fā)送給芯片防盜-ECU。

發(fā)動機(jī)-ECU：打開點(diǎn)火開關(guān)(IG ON)2s內(nèi)可以起動發(fā)動機(jī)，同時(shí)進(jìn)行ID碼確認(rèn)。如果發(fā)動機(jī)起動信號得到確認(rèn)，則讓發(fā)動機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。如果發(fā)動機(jī)停機(jī)信號得到確認(rèn)，那么發(fā)動機(jī)-ECU 將取消發(fā)動機(jī)控制并使發(fā)動機(jī)停機(jī)。只有使用注冊過的合法的鑰匙，才可能允許發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)-ECU與芯片防盜-ECU之間采用CAN-BUS通訊線路聯(lián)絡(luò)。每一次打開點(diǎn)火開關(guān)（IG ON），發(fā)動機(jī)-ECU都會與芯片防盜-ECU進(jìn)行一次ID碼的確認(rèn)。

2.1 防盜ID碼

防盜ID是由發(fā)動機(jī)-ECU的代碼EKC（Engine Key Code）和鑰匙ID兩部分組合而成的，在鑰匙芯片與防盜-ECU中保存，而發(fā)動機(jī)-ECU內(nèi)只有EKC代碼。點(diǎn)火鑰匙內(nèi)的芯片（應(yīng)答器）會保留一個(gè)唯一的加密的ID碼，每把鑰匙加密的ID碼都必須注冊到芯片防盜-ECU 中，才可以被芯片防盜-ECU所識別。芯片防盜-ECU 能夠保存最多 8 個(gè)加密ID碼，因此最多注冊 8 把點(diǎn)火鑰匙.(見表1)。

表1 各防盜部件中ID碼的組成

2.2 滾動碼（跳碼）

鑰匙ID碼中除了含有身份碼和指令碼外，又多了一個(gè)跳碼部分。跳碼即密碼依一定的編碼函數(shù)，每次鑰匙接通點(diǎn)火開關(guān)（即IG ON），密碼隨即變化一次。每次傳輸?shù)拇a都是唯一的、不規(guī)則的、且不重復(fù)，密碼不會被輕易復(fù)制或盜取，安全性極高。碼位的組合有40億種之多，因此，任何通過非法捕捉和掃描跟蹤等破譯手段都難以奏效。

3 芯片防盜系統(tǒng)的功能與原理

3.1 防盜功能與原理(表2)

表2 防盜功能與原理

3.2 射頻技術(shù)

芯片防盜-ECU與芯片（應(yīng)答器）之間采用射頻識別技術(shù)（RFID），實(shí)現(xiàn)信號傳遞與接收。射頻識別系統(tǒng)具有使用方便、數(shù)據(jù)交換速度快、便于維護(hù)和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。尤其是無源（芯片內(nèi)無需電源）和免接觸（應(yīng)答器和讀寫器之間無須物理接觸就可完成識別功能）這兩大特點(diǎn)。

射頻識別系統(tǒng)（RFID）由3部分組成:

（1）應(yīng)答器（Transponder）:由耦合元件及芯片組成，應(yīng)答器含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。

（2）閱讀器（Reader,含在防盜-ECU內(nèi)）：讀取(在讀寫卡中還可以寫入)應(yīng)答器信息的設(shè)備。

（3）天線(在防盜-ECU內(nèi))：在應(yīng)答器和閱讀器間傳遞射頻信號。

射頻識別系統(tǒng)還需要數(shù)據(jù)交換和管理系統(tǒng)來支撐。系統(tǒng)基本工作原理為：閱讀器讀寫終端不斷地發(fā)出一組固定頻率（一般為134.2 kHz）的電磁波射頻信號，這樣，當(dāng)點(diǎn)火鑰匙插入點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，鑰匙后端的非接觸式芯片（應(yīng)答器）內(nèi)的一個(gè)ＬＣ串聯(lián)諧振電路(耦合元件)進(jìn)入閱讀器讀寫終端的工作區(qū)域內(nèi)，且其工作頻率與讀寫終端發(fā)送信號的頻率相同時(shí)，在電磁波激勵下，ＬＣ諧振電路產(chǎn)生共振。共振使芯片內(nèi)的電容有了電荷，此時(shí)在電容另一端接的一個(gè)單向?qū)娮颖镁涂梢詫㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)并存儲。當(dāng)所積累的電荷的電壓值達(dá)到２Ｖ時(shí)，這個(gè)電壓就可作為應(yīng)答器的工作電源。此時(shí)，應(yīng)答器被激活并響應(yīng)閱讀器的要求，將自身編碼等信息調(diào)制出來并通過內(nèi)置天線發(fā)送出去，以供閱讀器解調(diào)讀取。應(yīng)答器內(nèi)的E2PROM用來存儲其唯一電子標(biāo)簽的ID碼和EKC等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)接收天線接收到從應(yīng)答器發(fā)送來的載波信號，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理；主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該應(yīng)答器的合法性，并做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出拒絕點(diǎn)火或準(zhǔn)許點(diǎn)火的指令信號給引擎控制ECU。

4 芯片防盜元件的更換與注冊

4.1 發(fā)動機(jī)-ECU的EKC碼

在東南系列車型中,不同的車型以及新舊元件中，EKC碼有不同的設(shè)置(表3)。

表3 發(fā)動機(jī)EKC代碼設(shè)置

如果更換了新的芯片防盜-ECU，只要打開點(diǎn)火開關(guān)（IG ON），發(fā)動機(jī)-ECU就自動地將其EKC寫入新的芯片防盜-ECU內(nèi)。所以要注意以下事項(xiàng)：

（1）對于菱紳車，如果只更換一個(gè)新的發(fā)動機(jī)-ECU，新的發(fā)動機(jī)-ECU就無法將EKC寫入舊的芯片防盜-ECU中，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)-ECU中的EKC與芯片防盜-ECU中的EKC不一致而無法起動車輛。此時(shí)只能同時(shí)更換新發(fā)動機(jī)-ECU和新芯片防盜-ECU，引擎方可正常工作。

（2）對于戈藍(lán)車，可單獨(dú)更換發(fā)動機(jī)-ECU或芯片防盜-ECU。

（3）對翼神車, 新發(fā)動機(jī)-ECU和新芯片防盜-ECU內(nèi)都沒有EKC碼，不要同時(shí)更換發(fā)動機(jī)-ECU和芯片防盜-ECU。只能先更換一個(gè)ECU，對其進(jìn)行必要的ID注冊后，再更換并注冊另一個(gè)ECU。

如果同時(shí)更換發(fā)動機(jī)-ECU和芯片防盜-ECU，新發(fā)動機(jī)-ECU和新芯片防盜-ECU會自動生成一個(gè)EKC，而新生成的EKC與舊鑰匙內(nèi)的EKC不同,導(dǎo)致舊鑰匙不能使用。

4.2 防盜系統(tǒng)的注冊

在鑰匙丟失或更換新的防盜元件時(shí)，都必須利用MUT-III專用診斷儀進(jìn)行“鑰匙注冊”，以改寫鑰匙或芯片防盜-ECU或發(fā)動機(jī)-ECU中的EKC碼和鑰匙ID碼。注冊后，舊鑰匙或丟失的鑰匙在芯片防盜-ECU中存儲的鑰匙ID碼就會被注銷，因此無法再起動車輛了。

MUT-III防盜注冊操作流程：

防盜系統(tǒng)Immobilizer ↓ 特殊功能Special Function ↓ 鑰匙ID注冊key ID Registration ↓ 密碼Password ↓ 注冊Registration（鑰匙插入點(diǎn)火開關(guān)內(nèi)）

注冊結(jié)果：

a、如果更換的是新發(fā)動機(jī)-ECU，芯片防盜-ECU中的EKC直接寫入新發(fā)動機(jī)-ECU中；

b、如果更換的是芯片防盜-ECU，鑰匙芯片中的ID和ECK碼就會寫到新芯片防盜-ECU中；

c、如果更換鑰匙，芯片防盜-ECU中的鑰匙ID和EKC碼就會寫到新鑰匙芯片上；

d、所有注冊操作，芯片與防盜-ECU中的鑰匙ID中的身份碼都會被修改，同時(shí)芯片防盜-ECU內(nèi)原先存儲的鑰匙ID都被改寫或注銷。

5 結(jié)論

芯片防盜技術(shù)具有非接觸式的射頻識別技術(shù)，能正確識別駕駛者身份，能鎖止引擎控制電路，有億萬組密碼保護(hù)，高度安全與保密等特點(diǎn)；并且具有特殊診斷功能，可將丟失的鑰匙作廢；防盜控制線路簡單，使用方便。因此，芯片防盜技術(shù)被廣泛應(yīng)用在車輛防盜系統(tǒng)中，并成為中高檔汽車防盜的主流。對降低汽車盜竊率有重要的意義。

[1] 東南（福建）汽車工業(yè)有限公司. 戈藍(lán)/菱紳/翼神車維修手冊[Z].

[2] 石松偉. 汽車防盜技術(shù)的現(xiàn)狀分析與展望[J].科技資訊, 2009(27): 195-197.

[3] 余麗佳. 淺析射頻識別技術(shù)及其發(fā)展前景[J]. 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2007(3):23-25.

Elementary Analysis of Chip Anti-theft Technology of South East Vehicles

Zeng Qiliang

(Southeast(Fujian) Automobile Industry Co., Ltd., Fuzhou 350119, China)

With the increase of vehicle possession, vehicle theft occurs increasingly.Chip anti-theft technology has become the main measures for vehicle anti-theft. The anti-theft principles of chips, radio frequency identification technology, security password formation and registration of South East sedansseries are discussed.

vehicle; chips’ anti-theft; radio frequency identification technology; password registration.