一种汽车钥匙交互方法、装置、设备及存储介质与流程

本技术涉及车辆，尤其涉及一种汽车钥匙交互方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、汽车无钥匙进入系统(passive entry passive start，peps)作为现代乘用车的标准配置，其基本工作原理为：车辆通过低频(low frequency，lf)信号定期唤醒合法钥匙，合法钥匙收到唤醒信号后通过高频射频(radio frequency，rf)信号向车辆发送解锁应答信号，车辆接收并验证应答后执行解锁操作。这种被动唤醒-自动应答的工作机制虽极大提升了使用便利性，但也使peps系统长期暴露于中继攻击的安全威胁之下。攻击者通过捕获并远距离转发钥匙与车辆间的射频信号，可使车辆误判合法钥匙近在咫尺，从而非法解锁与启动车辆。

2、针对peps中继攻击，行业当前均采用单一维度来进行判断，身份认证与位置验证相互分离，任一单维度判定均存在可被攻击者针对性利用的安全盲区；在强多径等恶劣场景中易因某一维度的置信度下降而导致合法用户被误拒，在降低阈值时又可能削弱对精巧攻击的防御力，导致系统在安全性与便利性之间难以取得动态平衡。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种汽车钥匙交互方法、装置、设备及存储介质，用于解决汽车无钥匙系统中继攻击防御技术中安全性与用户体验无法兼顾的技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种汽车钥匙交互方法，应用于车辆，所述方法包括：

3、接收钥匙发送的射频信号；

4、根据所述射频信号确定评价指标；所述评价指标包括：指纹置信度、测距置信度以及到达角参数估计一致性指标；

5、根据所述射频信号得到环境参数；所述环境参数包括：第一环境参数以及第二环境参数；所述第一环境参数表征射频环境复杂程度，所述第二环境参数表征所述射频信号的散射程度；

6、根据所述第一环境参数以及所述第二环境参数得到每个所述评价指标对应的权重值；

7、根据每个所述评价指标以及每个所述评价指标分别对应的权重值，得到综合置信度；

8、在所述综合置信度大于预设置信度阈值时，控制所述车辆解锁。

9、在本技术实施例中，通过实时感知射频环境复杂程度及射频信号散射程度等环境参数，动态调整各维度融合权重，在强多径等恶劣环境下自动降低受影响较大的维度权重，提升稳定维度权重，有效解决了复杂电磁环境下安全性与便利性无法兼顾的问题，显著降低合法用户的误拒率；同时将射频指纹识别、时序测量和到达角分析进行有机融合，使攻击者必须同时伪造设备硬件指纹、消除中继链路时延并模拟真实位置的到达角特征，从物理原理上极大提高了防御能力，有效抵御各类中继攻击；此外，该方案基于现有车载射频硬件实现，无需额外传感器或高算力芯片，工程部署成本低。

10、在一些可能的实施例中，所述根据所述第一环境参数以及所述第二环境参数得到每个所述评价指标对应的权重值，包括：

11、根据所述第一环境参数和/或所述第二环境参数得到每个评价指标对应的环境可信度；

12、根据每个所述评价指标对应的环境可信度得到每个所述评价指标对应的初始权重；

13、根据所述评价指标对每个所述评价指标对应的初始权重进行调整，得到每个所述评价指标对应的权重值。

14、在一些可能的实施例中，根据所述第一环境参数得到所述指纹置信度对应的环境可信度，包括：

15、将所述第一环境参数与预设的指纹抗干扰系数代入指纹环境可信度公式，得到所述指纹置信度对应的环境可信度；

16、其中，所述指纹环境可信度公式包括：；

17、其中，为所述指纹置信度对应的环境可信度，为所述第一环境参数，为所述指纹抗干扰系数。

18、在一些可能的实施例中，根据所述第二环境参数得到所述测距置信度对应的环境可信度，包括：

19、将所述第二环境参数代入测距环境可信度公式，得到所述测距置信度对应的环境可信度；

20、其中，所述测距环境可信度公式包括：；

21、其中，为所述测距置信度对应的环境可信度，为第二环境参数。

22、在一些可能的实施例中，根据所述第一环境参数和所述第二环境参数得到所述到达角参数估计一致性指标对应的环境可信度，包括：

23、将所述第一环境参数与所述第二环境参数代入到达角环境可信度公式；

24、其中，所述到达角环境可信度公式包括：；

25、其中，为到达角参数估计一致性指标对应的环境可信度，为所述第一环境参数，为第二环境参数。

26、在一些可能的实施例中，所述根据每个所述评价指标对应的环境可信度得到每个所述评价指标对应的初始权重，包括：

27、根据每个所述评价指标对应的环境可信度，得到环境可信度和值；

28、针对每个评价指标，将所述环境可信度和值以及所述评价指标对应的环境可信度代入初始权重确定公式，得到所述评价指标对应的初始权重；

29、其中，所述初始权重确定公式，包括：；

30、其中，为第个评价指标对应的初始权重，为第个评价指标对应的环境可信度，为所述环境可信度和值。

31、在一些可能的实施例中，所述根据所述评价指标对每个所述评价指标对应的初始权重进行调整，得到每个所述评价指标对应的权重值，包括：

32、针对每个评价指标，将所述评价指标与所述评价指标对应的初始权重的积值作为所述评价指标对应的权重分子；

33、根据每个评价指标对应的权重分子得到权重分母；

34、针对每个评价指标，将所述权重分母以及所述评价指标对应的权重分子带入权重调整公式，得到所述评价指标对应的权重值；

35、其中，所述权重调整公式包括：；

36、其中，为第个评价指标对应的权重值，为第个评价指标对应的初始权重，为第个评价指标，为权重分母，为权重分子。

37、在一些可能的实施例中，所述根据所述射频信号确定指纹置信度、测距置信度以及到达角参数估计一致性指标之后，所述方法还包括：

38、若所述指纹置信度低于指纹置信度阈值，或所述测距置信度低于测距置信度阈值，或所述到达角参数估计一致性指标低于指标阈值，则忽略所述射频信号；

39、生成中继攻击提示；

40、将所述中继攻击提示发送至与所述车辆关联的智能终端。

41、在一些可能的实施例中，所述根据所述射频信号确定指纹置信度，包括：

42、基于所述射频信号提取射频指纹特征；

43、将所述射频指纹特征与预先存储的合法钥匙物理特征模板进行比对，得到所述指纹置信度。

44、在一些可能的实施例中，根据所述射频信号确定测距置信度，包括：

45、根据所述射频信号，得到所述射频信号的信噪比，以及多径强度指数；

46、根据所述信噪比得到信噪比置信度；

47、根据所述多径强度指数得到多径置信度；

48、根据所述信噪比置信度与所述多径置信度得到所述测距置信度。

49、在一些可能的实施例中，根据所述射频信号确定到达角参数估计一致性指标，包括：

50、根据所述射频信号得到所述车辆中每对天线对应的相位差；其中，车辆中任意两个天线构成一对天线；

51、根据所述每对天线对应的相位差，得到所述每对天线对应的到达角；

52、将所述每对天线对应的到达角的方差作为所述到达角参数估计一致性指标。

53、在一些可能的实施例中，根据所述射频信号得到第一环境参数，包括：

54、根据所述射频信号，得到所述射频信号的信噪比，以及所述射频信号的同频干扰强度；

55、将所述信噪比以及所述同频干扰强度代入到第一环境参数确定公式，得到所述第一环境参数；

56、其中：所述第一环境参数确定公式包括：；

57、其中，为所述第一环境参数，为所述信噪比，为所述同频干扰强度，为第一预设标定系数，为第二预设标定系数。

58、在一些可能的实施例中，根据所述射频信号得到第二环境参数，包括：

59、对所述射频信号进行提取操作，得到训练序列；

60、将所述训练序列与预先存储的训练序列进行互相关运算，得到信道冲激响应；

61、根据所述信道冲激响应得到路径功率分布；

62、对所述路径功率分布进行归一化，得到概率分布；

63、根据所述概率分布得到熵值；

64、根据所述信道冲激响应得到最大熵值；

65、将所述熵值与所述最大熵值的比值作为所述第二环境参数。

66、在一些可能的实施例中，所述根据每个所述评价指标以及每个所述评价指标分别对应的权重值，得到综合置信度，包括：

67、将所述指纹置信度对应的权重值与所述指纹置信度的积值作为第一置信度；

68、将所述测距置信度对应的权重值与所述测距置信度的积值作为第二置信度；

69、将所述到达角参数估计一致性指标对应的权重值与所述到达角参数估计一致性指标的积值作为第三置信度；

70、将所述第一置信度、所述第二置信度以及所述第三置信度的和值作为所述综合置信度。

71、第二方面，本技术实施例提供了一种汽车钥匙交互装置，应用于车辆，所述装置包括：

72、接收模块，用于接收钥匙发送的射频信号；

73、指标确定模块，用于根据所述射频信号确定评价指标；所述评价指标包括：指纹置信度、测距置信度以及到达角参数估计一致性指标；

74、参数确定模块，用于根据所述射频信号得到环境参数；所述环境参数包括：第一环境参数以及第二环境参数；所述第一环境参数表征射频环境复杂程度，所述第二环境参数表征所述射频信号的散射程度；

75、权重确定模块，用于根据所述第一环境参数以及所述第二环境参数得到每个所述评价指标对应的权重值；

76、置信度确定模块，用于根据每个所述评价指标以及每个所述评价指标分别对应的权重值，得到综合置信度；

77、车辆控制模块，用于在所述综合置信度大于预设置信度阈值时，控制所述车辆解锁。

78、在一些可能的实施例中，权重确定模块，具体用于：

79、根据所述第一环境参数和/或所述第二环境参数得到每个评价指标对应的环境可信度；

80、根据每个所述评价指标对应的环境可信度得到每个所述评价指标对应的初始权重；

81、根据所述评价指标对每个所述评价指标对应的初始权重进行调整，得到每个所述评价指标对应的权重值。

82、在一些可能的实施例中，权重确定模块，具体用于：

83、将所述第一环境参数与预设的指纹抗干扰系数代入指纹环境可信度公式，得到所述指纹置信度对应的环境可信度；

84、其中，所述指纹环境可信度公式包括：；

85、其中，为所述指纹置信度对应的环境可信度，为所述第一环境参数，为所述指纹抗干扰系数。

86、在一些可能的实施例中，权重确定模块，具体用于：

87、将所述第二环境参数代入测距环境可信度公式，得到所述测距置信度对应的环境可信度；

88、其中，所述测距环境可信度公式包括：；

89、其中，为所述测距置信度对应的环境可信度，为第二环境参数。

90、在一些可能的实施例中，权重确定模块，具体用于：

91、将所述第一环境参数与所述第二环境参数代入到达角环境可信度公式；

92、其中，所述到达角环境可信度公式包括：；

93、其中，为到达角参数估计一致性指标对应的环境可信度，为所述第一环境参数，为第二环境参数。

94、在一些可能的实施例中，权重确定模块，具体用于：

95、根据每个所述评价指标对应的环境可信度，得到环境可信度和值；

96、针对每个评价指标，将所述环境可信度和值以及所述评价指标对应的环境可信度代入初始权重确定公式，得到所述评价指标对应的初始权重；

97、其中，所述初始权重确定公式，包括：；

98、其中，为第个评价指标对应的初始权重，为第个评价指标对应的环境可信度，为所述环境可信度和值。

99、在一些可能的实施例中，权重确定模块，具体用于：

100、针对每个评价指标，将所述评价指标与所述评价指标对应的初始权重的积值作为所述评价指标对应的权重分子；

101、根据每个评价指标对应的权重分子得到权重分母；

102、针对每个评价指标，将所述权重分母以及所述评价指标对应的权重分子带入权重调整公式，得到所述评价指标对应的权重值；

103、其中，所述权重调整公式包括：；

104、其中，为第个评价指标对应的权重值，为第个评价指标对应的初始权重，为第个评价指标，为权重分母，为权重分子。

105、在一些可能的实施例中，车辆控制模块，还用于：

106、若所述指纹置信度低于指纹置信度阈值，或所述测距置信度低于测距置信度阈值，或所述到达角参数估计一致性指标低于指标阈值，则忽略所述射频信号；

107、生成中继攻击提示；

108、将所述中继攻击提示发送至与所述车辆关联的智能终端。

109、在一些可能的实施例中，指标确定模块，具体用于：

110、基于所述射频信号提取射频指纹特征；

111、将所述射频指纹特征与预先存储的合法钥匙物理特征模板进行比对，得到所述指纹置信度。

112、在一些可能的实施例中，指标确定模块，具体用于：

113、根据所述射频信号，得到所述射频信号的信噪比，以及多径强度指数；

114、根据所述信噪比得到信噪比置信度；

115、根据所述多径强度指数得到多径置信度；

116、根据所述信噪比置信度与所述多径置信度得到所述测距置信度。

117、在一些可能的实施例中，指标确定模块，具体用于：

118、根据所述射频信号得到所述车辆中每对天线对应的相位差；其中，车辆中任意两个天线构成一对天线；

119、根据所述每对天线对应的相位差，得到所述每对天线对应的到达角；

120、将所述每对天线对应的到达角的方差作为所述到达角参数估计一致性指标。

121、在一些可能的实施例中，参数确定模块，具体用于：

122、根据所述射频信号，得到所述射频信号的信噪比，以及所述射频信号的同频干扰强度；

123、将所述信噪比以及所述同频干扰强度代入到第一环境参数确定公式，得到所述第一环境参数；

124、其中：所述第一环境参数确定公式包括：；

125、其中，为所述第一环境参数，为所述信噪比，为所述同频干扰强度，为第一预设标定系数，为第二预设标定系数。

126、在一些可能的实施例中，参数确定模块，具体用于：

127、对所述射频信号进行提取操作，得到训练序列；

128、将所述训练序列与预先存储的训练序列进行互相关运算，得到信道冲激响应；

129、根据所述信道冲激响应得到路径功率分布；

130、对所述路径功率分布进行归一化，得到概率分布；

131、根据所述概率分布得到熵值；

132、根据所述信道冲激响应得到最大熵值；

133、将所述熵值与所述最大熵值的比值作为所述第二环境参数。

134、在一些可能的实施例中，置信度确定模块，具体用于：

135、将所述指纹置信度对应的权重值与所述指纹置信度的积值作为第一置信度；

136、将所述测距置信度对应的权重值与所述测距置信度的积值作为第二置信度；

137、将所述到达角参数估计一致性指标对应的权重值与所述到达角参数估计一致性指标的积值作为第三置信度；

138、将所述第一置信度、所述第二置信度以及所述第三置信度的和值作为所述综合置信度。

139、第三方面，本技术另一实施例还提供了一种电子设备，包括至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本技术第一方面实施例提供的任一方法。

140、第四方面，本技术另一实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行本技术第一方面实施例提供的任一方法。

141、本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。