浅谈电动汽车防盗认证算法-智车联盟

一、概述

整车防盗系统，作为整车基本功能中的关键功能，在整车下电锁车和上电解锁过程中，通过密钥的加密和适配，起到防盗和安全保护整车的作用。而传统车一般由防盗认证系统与发动机管理系统EMS来实现，但对于电动汽车，该功能一般由防盗认证系统和整车控制系统VCU来实现。

二、防盗系统架构

防盗系统主要由如下部件组成：PEPS（集成有IMMO基站），VCU、线圈、智能钥匙（集成有 Transponder）组成。系统的关键认证部件PEPS和VCU可以通过终检设备和诊断设备（Tester）配置和诊断。系统架构同如下图所示：

三、功能描述

防盗控制器用于在未经合法认证情况下，禁止VCU上高压启动，从而实现车辆防盗功能。整个防盗认证过程中，不需要用户参与，认证过程对用户不可见。

四、防盗认证

防盗系统认证包括： PEPS切换电源档位到系统允许用户Ignition ON，并等待VCU发出的Challenge Code。 PEPS与VCU之间双向通讯认证。VCU首先加密发送Challenge Code给 PEPS。如果加密数据正确，则PEPS回复有效的加密响应给VCU；反之，如果加密数据错误，则PEPS回复无效响应，并及时告警。只有在成功完成了认证后，VCU才允许整车启动。

五、主要系统状态

防盗控制器（包括PEPS和VCU）有两种状态：解防状态（Unset/Release）和设防状态（Set/Lock）。

（1）当PEPS处于设防状态时，PEPS不接收任何VCU发送的信息。只有当有合法钥匙在车内时，PEPS才处于解防状态。

（2）VCU在上电初始化时的默认状态为设防状态。当VCU与PEPS之间通讯认证不成功时，VCU处于设防状态；反之，若VCU与PEPS之间通讯认证成功时，VCU处于解防状态。VCU只有在处于解防状态时，才能允许整车启动。

六、 PEPS与VCU之间的通信认证

PEPS和VCU通过CAN网络进行认证。只有当KL15为ON时，才进行认证。PEPS与VCU共享一组同样的SK和PIN，其中SK长度为64 bits，PIN为32 bits，PIN通过诊断写入到PEPS、VCU、TBOX；初始SK由PEPS生成，通过学习存放到TBOX和VCU中。

七、认证基本流程

（1）当KL15为ON时，PEPS等待接收VCU发送的Challenge消息

（2）当VCU完成自身初始化后，VCU发送Challenge消息。如果未接收到PEPS的应答消VCU在2秒内每隔150ms发送相同的Challenge消息。如果在2秒内仍未接收到PEPS的应答消息，则本次认证失败。其中， Challenge消息是对PIN（ 4字节）进行加密和随机数（ 4字节）的数据。如果VCU是没有学习过的（即默认的SK或PIN），VCU禁止发送Challenge消息。

（3）接收到Challenge消息后， PEPS使用SK和算法对Challenge消息进行解码，并获取PIN数据。如果接收的PIN通过解密后和本地存储的PIN匹配， PEPS将发送认证通过应答消息，其中认证通过应答消息也是对PIN（ 4字节）进行加密和随机数（ 4节）的数据；如果字PEPS接收到的PIN通过解密后和本地存储的PIN不匹配， PEPS将发送认证失败应答消息，其中认证失败应答消息是8字节的全0xFF数据。

（4）接收到认证应答消息后，如果不是全0xFF数据， VCU使用SK和算法对应答消息进行解码，然后判断从PEPS接收到的PIN码和自身存放的PIN是否匹配，如果匹配，则双向认证通过，否则，双向认证失败；如果是全0xFF，双向认证也失败。