芯耀
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NFC 汽車鑰匙方案介紹
NFC 汽車鑰匙的市場潛力吸引了不少廠商的加入，不乏各個行業(yè)內(nèi)的巨頭們。今天在談技術問題和趨勢預測前，先通過意法半導體（ST）的案例和大家一起來了解一下 NFC 汽車鑰匙方案包含哪些有機組成部分。
- 系統(tǒng)框圖：設備與車輛之間是如何相互驗證的？
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圖 | ST“數(shù)字鑰匙系統(tǒng) - 安全 NFC 汽車鑰匙”方案系統(tǒng)框圖
- 器件總覽：那些核心器件都有什么特色？
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圖 | ST“數(shù)字鑰匙系統(tǒng) - 安全 NFC 汽車鑰匙”方案核心器件表
直擊 NFC 汽車鑰匙方案中的那些“擔憂”
- 可靠性：通信干擾與強磁場環(huán)境怎么破？
我相信很多小伙伴和我的想法是一致的，對 NFC 汽車鑰匙的便捷性從來沒有懷疑過，但是對在使用過程中的通信干擾存在疑惑，包括 NFC 汽車鑰匙系統(tǒng)對手機通信的干擾，也包括手機對 NFC 汽車鑰匙系統(tǒng)的干擾。此外，在生活中或多或少會接觸一些強磁場的環(huán)境，NFC 汽車鑰匙系統(tǒng)能否堅挺地工作，不受影響？
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圖 | ST 安全微控制器產(chǎn)品市場經(jīng)理汪浩先生
借著受邀參加 ST 2020 年慕尼黑上海電子展專訪的機會，采訪到了數(shù)字鑰匙系統(tǒng)方面的專家，安全微控制器產(chǎn)品市場經(jīng)理汪浩先生。他告訴筆者，NFC 近場通信的頻率是 13.56MHz，而移動電話或者其他通訊設備的通信頻率通常都要達到數(shù)百兆至數(shù)千兆，兩者的工作頻率范圍不同，也就不會產(chǎn)生互相干擾的現(xiàn)象。
而針對強磁場的干擾問題，汪浩則很坦誠地表示，強磁場確實會對 NFC 的正常工作帶來影響，但這樣的場景并不多，除了用戶主動避免在強磁場區(qū)域停車外，在 NFC 汽車鑰匙的芯片和系統(tǒng)設計中遵循一定的規(guī)范和標準，做足可靠性測試，可以在一定程度上減少這類問題的發(fā)生，但在邏輯上并不排除 NFC 鑰匙在強磁場環(huán)境下失效的可能。
- NFC 汽車鑰匙安全嗎？黑客中繼攻擊怎么破？
在互聯(lián)網(wǎng)的世界里，黑客的網(wǎng)絡攻擊總是無孔不入。NFC 汽車鑰匙方案在一定程度上可以歸屬為物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)物，一旦物聯(lián)網(wǎng)受到攻擊，后果相比互聯(lián)網(wǎng)只會是有過之而無不及，因此，安全成為大家關心的另一個焦點。
當問及“在近場通信中，如何看待黑客采用某種信號增強器放大連接信號，讓安裝在汽車門把手上的讀卡器誤以為車主就在汽車旁，而產(chǎn)生誤開關的現(xiàn)象？”時，汪浩的回答打消了筆者的顧慮。他說，為了安全起見，設計過程中，在關聯(lián)安全的每一個環(huán)節(jié)上都必須要遵從適當?shù)陌踩珔f(xié)議和標準，這是一種系統(tǒng)級的安全解決方案。
大家都知道，使用 NFC 汽車鑰匙時，需要將密鑰卡（可以是智能卡 / 密鑰卡、NFC 手機等，下面統(tǒng)稱為密鑰卡）靠近車把手的讀卡器，在近距離范圍內(nèi)，通過電磁感應的物理原理，密鑰卡從讀卡器獲得能量后實現(xiàn)電源供電，從而觸發(fā)汽車門解鎖等反應。話外之意，即使手機沒電也是能正常工作的。同時，門解鎖的過程又是一個相互認證的過程，即汽車對鑰匙卡通過加密算法的相互認證來確?？ㄊ且粡埡戏ǖ目ê蟛艜崿F(xiàn)車門的解鎖。
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圖 | ST“數(shù)字鑰匙系統(tǒng) - 安全 NFC 汽車鑰匙”方案演示
就 ST 而言，通過在智能卡 / 密鑰卡、智能手機等移動設備和汽車網(wǎng)關單元中加入 ST31、ST54、ST33 等車規(guī)級的安全芯片（EAL5+CC 認證），即在這些硬件加密加速器的基礎上，從物理和電氣層面實現(xiàn)抵抗攻擊的防篡改功能，保護敏感信息。
解讀 NFC 汽車鑰匙趨勢幾何？
關于 NFC 汽車鑰匙的趨勢發(fā)展，汪浩也給到了一些他的解讀，筆者認為這些觀點均比較中肯，并無軟推感，下面我們一起來了解一下。
- 新風尚以上，標配未滿
“近日像特斯拉、比亞迪這類整車廠，蘋果、華為等手機廠商都在力推 NFC 汽車鑰匙方案，在這些行業(yè)巨頭的引導下，NFC 汽車鑰匙方案一定是未來的一個新風向，但標配與否？就像手機中的 NFC 模塊是否會成為標配一樣，那目前為止還不是，只有一些高端手機才會將其設為標配。因此，NFC 汽車鑰匙是否將成為標配，還得要看市場的接受程度和推廣力度。”汪浩如是說。
既然不一定是標配，那一定會有一些車子出廠時不帶該功能，或者說某些現(xiàn)有車主對該應用很感興趣的情況也是存在的，關于個人改裝或增設的問題，筆者也向汪浩先生進行了求證，他給出的回復是，“以 ST 的 NFC 汽車鑰匙為例，它是一個系統(tǒng)級的解決方案，結合了標準化的專用接口、密鑰管理平臺和一些重要功能，并不是一個單一的產(chǎn)品，必須是汽車制造商專有或是在汽車出廠前內(nèi)置在車內(nèi)的，所以作為現(xiàn)有車主是沒有辦法通過個人改裝或增設來實現(xiàn)這個功能的?！?/p>
- 標準品還是定制化？
“以 ST 為例，整體方案是在 2019 年第四季度推出的，那是一個具備基本功能的大致方案，具體到某款車型或某個品牌需要實現(xiàn)怎樣的功能，還需要進一步去溝通與確定，因此是一個定制化的過程。”汪浩表示。
定制化發(fā)展到一定程度就容易出現(xiàn)碎片化，關于這個問題是如何解決或者說是如何打算的，汪浩補充道：“不可否認，碎片化的可能還是存在的，因為不同車企或手機廠商的需求不同，定制化總是無法避免。因此，在方案提出的時候就會去遵循 CCC 規(guī)范，車企和手機廠商也會遵循這個規(guī)范，如此一來，將來改變的東西就會相對少一點?！?/p>
“ST 的目標是系統(tǒng)方案商，主要服務對象也是這些 Tier1 廠商（包括 FAE，暫時并沒有面向普通玩家開放的打算），目前 NFC 汽車鑰匙方案架構已定，未來方案升級重心會放在芯片級升級上面，這些都能在一定程度上減小碎片化發(fā)生的概率。”
聽到這里，小伙伴們是否對具體定制化的需求有所困惑？這里汪浩先生也舉了一個簡單而典型的例子，幫助大家理解。
“有的車廠面向的客戶是我們的老百姓，而有的車廠面向的客戶是租車公司，對鑰匙分享的需求程度不同。我們老百姓的手機鑰匙分享對象往往是我們的家人、朋友，功能比較簡單。但是租車公司的需求不僅如此，他需要能夠設置手機鑰匙分享的權限、時間額度，提前將這些信息統(tǒng)計好放在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，然后通過空中下載的方式發(fā)到客戶的手機上，實現(xiàn)對車子的交鑰匙控制?！?/p>
- 車聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（CCC）與行業(yè)標準演進
CCC 車聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟開發(fā)了一個標準化的數(shù)字鑰匙生態(tài)系統(tǒng)，在考慮到隱私保護的基礎上實現(xiàn)對移動設備的認證、存儲和共享，這樣的車輛數(shù)字鑰匙，即使是在智能手機電量不足時也可保證安全工作。目前使用的這個規(guī)范是 1.0 階段的，2.0 階段的規(guī)范剛發(fā)布沒多久，汽車 OEM 或手機制造商何時開始全面實施 2.0 階段的規(guī)范，時間點還不大好說。此外，3.0 階段的規(guī)范據(jù)說也在定制之中，很大程度上會將藍牙及 UWB 即精準定位加進去。
寫在最后
“NFC 的技術和標準已經(jīng)很成熟了，從技術實現(xiàn)的角度來說并沒有什么難點，需要的只是時間的發(fā)酵。具體來講，未來 1~2 年內(nèi) NFC 汽車鑰匙方案的推廣難點在于產(chǎn)業(yè)鏈的整合，不光是芯片供應商，還有設備供應商、系統(tǒng)集成商、車廠，還包括一系列的服務供應商，如何將整個產(chǎn)業(yè)鏈整合起來，才是最大的難點?！?汪浩如是說。
他還補充道， “站在 ST 的角度，解決該難點的切入口是與 Tier1 車企供應商加強合作，從需求到推廣，相互協(xié)作，培養(yǎng)最終消費者的消費習慣。而相比其他競爭者而言，ST 的優(yōu)勢在于其產(chǎn)品線非常豐富，提供的是一站式解決方案，從讀卡器、安全芯片、車規(guī)級 MCU 到系統(tǒng)平臺，從物聯(lián)網(wǎng)安全、小封裝到低功耗，ST 都能游刃有余?！?/p>
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