淺析東南汽車芯片防盜技術

曾啟亮

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淺析東南汽車芯片防盜技術

曾啟亮

東南（福建）汽車工業有限公司

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、防盜密碼組成及注冊等。

汽車；芯片防盜；射頻識別技術；密碼注冊

1 概述

隨著科學技術的發展，汽車偷盜技術也越來越高，令人防不勝防。汽車數量的劇增，汽車被盜案件也直線上升。偷車技術的不斷翻新，嚴重困擾著汽車制造業和汽車保險業，已經成為一個嚴重的社會問題。在歐洲地區，有配置防盜技術的車輛，比無防盜技術的車輛，車輛保險費有很大的優惠。目前，汽車防盜器按其結構與功能可分為4大類：機械類、電子式、芯片式和網絡式。四者皆有優劣，但汽車防盜的發展方向是向智能程序更高的芯片式和網絡式發展。東南系列車型多采用芯片防盜技術，能有效降低車輛被盜的可能。

1.1 機械式防盜

主要原理是鎖住汽車上的某一機構（如變速箱排檔桿、方向盤等），使其不能發揮其應有的作用。機械鎖的體積比較大，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。當汽車由于外力發生震蕩，或車門、后備箱、前機艙蓋被強行開啟時，系統發出報警聲，以阻嚇盜車賊，同時切斷起動馬達電路或點火線圈或供油回路。但是帶來的麻煩是誤報率高，特別是大車經過、鞭炮響起、雷雨交加時都會發出誤警報，刺耳的報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 網絡式防盜

就是GPS衛星定位防盜系統，它通過GPS衛星定位系統，確定車輛的位置和報警信息傳送到報警中心，中心通過GSM網控制汽車斷電/斷油。GPS衛星定位防盜系統雖是目前最為有效的防盜系統，但仍有一些不足之處：價格高；需要經常支付服務費；系統運行功率較大；隱私性會受到侵擾；車輛長期放置不用會耗盡電瓶電量；車停在地下或室內，系統就不起作用；而且盜賊可使用手機信號干擾器來阻斷車輛與報警中心的聯系，讓防盜系統失效。

1.4 芯片防盜

利用鑰匙中的無線電發射芯片（射頻器又稱應答器）與本車的ECU通訊確認后才能啟動汽車發動機。使用非法的或未經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。只有經過登記的鑰匙才能發動,以鑰匙片或直接連接點火線路的方式皆無法發動,所以此防盜系統具有非常安全可靠的防盜功能。芯片防盜技術雖然也有一些缺點（如無法定位），但還是比較經濟而且實用的，目前被中高低汽車廣泛應用。

2 芯片防盜的組成

芯片防盜系統由帶芯片（應答器）的點火鑰匙、芯片防盜-ECU 和發動機-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。向集成在點火鑰匙中的應答器提供電源并發出隨機數據，并驗證應答器反饋回來的加密代碼，如果代碼正確，將向發動機-ECU 發送一個發動機起動信號。

鑰匙芯片應答器：芯片的工作電源是由芯片防盜-ECU 提供的，所以無需保養或充電。當應答器收到隨機數據時，對數據和加密代碼進行處理。然后將處理結果發送給芯片防盜-ECU。

發動機-ECU：打開點火開關(IG ON)2s內可以起動發動機，同時進行ID碼確認。如果發動機起動信號得到確認，則讓發動機持續運轉。如果發動機停機信號得到確認，那么發動機-ECU 將取消發動機控制并使發動機停機。只有使用注冊過的合法的鑰匙，才可能允許發動機運轉。發動機-ECU與芯片防盜-ECU之間采用CAN-BUS通訊線路聯絡。每一次打開點火開關（IG ON），發動機-ECU都會與芯片防盜-ECU進行一次ID碼的確認。

2.1 防盜ID碼

防盜ID是由發動機-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，而發動機-ECU內只有EKC代碼。點火鑰匙內的芯片（應答器）會保留一個唯一的加密的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 個加密ID碼，因此最多注冊 8 把點火鑰匙.(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，又多了一個跳碼部分。跳碼即密碼依一定的編碼函數，每次鑰匙接通點火開關（即IG ON），密碼隨即變化一次。每次傳輸的代碼都是唯一的、不規則的、且不重復，密碼不會被輕易復制或盜取，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

芯片防盜-ECU與芯片（應答器）之間采用射頻識別技術（RFID），實現信號傳遞與接收。射頻識別系統具有使用方便、數據交換速度快、便于維護和使用壽命長等優點。尤其是無源（芯片內無需電源）和免接觸（應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。

射頻識別系統（RFID）由3部分組成:

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

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

（3）天線(在防盜-ECU內)：在應答器和閱讀器間傳遞射頻信號。

射頻識別系統還需要數據交換和管理系統來支撐。系統基本工作原理為：閱讀器讀寫終端不斷地發出一組固定頻率（一般為134.2 kHz）的電磁波射頻信號，這樣，當點火鑰匙插入點火開關時，鑰匙后端的非接觸式芯片（應答器）內的一個ＬＣ串聯諧振電路(耦合元件)進入閱讀器讀寫終端的工作區域內，且其工作頻率與讀寫終端發送信號的頻率相同時，在電磁波激勵下，ＬＣ諧振電路產生共振。共振使芯片內的電容有了電荷，此時在電容另一端接的一個單向導通電子泵就可以將電容內的電荷送到另一個電容內并存儲。當所積累的電荷的電壓值達到２Ｖ時，這個電壓就可作為應答器的工作電源。此時，應答器被激活并響應閱讀器的要求，將自身編碼等信息調制出來并通過內置天線發送出去，以供閱讀器解調讀取。應答器內的E2PROM用來存儲其唯一電子標簽的ID碼和EKC等數據。系統接收天線接收到從應答器發送來的載波信號，經天線調節器傳送到閱讀器，閱讀器對接收的信號進行解調和解碼然后送到后臺主系統進行相關處理；主系統根據邏輯運算判斷該應答器的合法性，并做出相應的處理和控制，發出拒絕點火或準許點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 發動機-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碼有不同的設置(表3)。

表3 發動機EKC代碼設置

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

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

（2）對于戈藍車，可單獨更換發動機-ECU或芯片防盜-ECU。

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

如果同時更換發動機-ECU和芯片防盜-ECU，新發動機-ECU和新芯片防盜-ECU會自動生成一個EKC，而新生成的EKC與舊鑰匙內的EKC不同,導致舊鑰匙不能使用。

4.2 防盜系統的注冊

在鑰匙丟失或更換新的防盜元件時，都必須利用MUT-III專用診斷儀進行“鑰匙注冊”，以改寫鑰匙或芯片防盜-ECU或發動機-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（鑰匙插入點火開關內）

注冊結果：

a、如果更換的是新發動機-ECU，芯片防盜-ECU中的EKC直接寫入新發動機-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，同時芯片防盜-ECU內原先存儲的鑰匙ID都被改寫或注銷。

5 結論

芯片防盜技術具有非接觸式的射頻識別技術，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，高度安全與保密等特點；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，芯片防盜技術被廣泛應用在車輛防盜系統中，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）汽車工業有限公司. 戈藍/菱紳/翼神車維修手冊[Z].

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

[3] 余麗佳. 淺析射頻識別技術及其發展前景[J]. 成都電子機械高等專科學校學報,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.