스마트 키 기술 : PKES(Passive and Keyless Entry System) - 1. overview

안녕하세요! 여러분! 오늘은 ‘스마트 키 기술’ PKED에 대해 알아보려 합니다!

1. PKES란?

 

PKES(Passive and Keyless Entry System)는 자동차 출입 시스템의 일종으로, 열쇠나 리모컨을 사용하지 않고도 차량을 열고 닫을 수 있는 시스템입니다. 이를 위해 주로 차량 주변에 설치된 안테나를 통해 차량과 출입 권한을 가진 사용자 사이의 무선 통신을 이용합니다.
 
사용자가 차량에 접근하면, 안테나는 사용자의 출입 권한을 확인하기 위해 사용자 주변에서 근접한 RFID(Radio Frequency Identification) 카드나 스마트폰의 인증 데이터를 읽어들입니다. 이를 위해 차량과 사용자 간에는 암호화된 인증 데이터가 교환되어야 합니다. 만약 교환된 인증 데이터가 정확하다면, 차량은 사용자가 차량 주변에 있을 때 자동으로 문을 열어줍니다.

2. PKES 기술적 특징

1) 무선 통신 방식

• PKES 시스템은 주로 RFID(Radio Frequency Identification) 기술을 이용한 무선 통신을 사용합니다.
• 안테나는 차량 주변에서 근접한 RFID 카드나 스마트폰의 인증 데이터를 읽어들입니다.
• 차량과 사용자 간의 통신은 보통 125KHz 또는 433MHz 주파수 대역을 이용합니다.

2) 프로토콜

• PKES 시스템은 주로 EPC Gen2 프로토콜 또는 ISO 18000-6C 프로토콜을 이용합니다.
• 프로토콜은 사용자의 출입 권한을 확인하기 위해 차량과 사용자 간에 교환되는 데이터를 암호화하여 보안성을 강화합니다.
• 프로토콜은 또한 데이터 전송 속도와 안정성 등의 성능을 고려하여 설계됩니다.

3) 보안적 특징

• PKES 시스템은 무선 통신을 이용하기 때문에 보안 상의 문제가 발생할 가능성이 있습니다.
• 따라서, PKES 시스템은 암호화된 인증 데이터와 같은 보안 기술이 필요합니다.
• 대표적인 보안 기술로는 AES(Advanced Encryption Standard) 등이 있습니다.

3. 일반 스마트키 VS PKES

아래와 같이 일반 스마트키와 PKES는 다양한 차이점들이 존재합니다
 

항목	일반 스마트키	PKES (Passice Keyless Entry System)
전송 방식	RF(Radio Frequency) 통신	LF(Low Frequency) 및 RF 통신 (두 가지 주파수 사용)
인증 방식	일방향 인증	양방향 인증 (차량과 스마트키간 상호 인증)
암호화 방식	대칭 암호화 (AES)	대칭 암호화 (AES) 및 비대칭 암호화 (RSA) (키 분배 및 안전한 인증을 위해)
통신 프로토콜	일반적으로 Rolling Code 방식 사용	Challenge-Response 프로토콜 (코드 변경 및 안전한 인증을 위해)
통신 거리	한정된 거리 (단축키 사용)	자동 차량 인식 시스템에 따라 다름 (일반적으로 1-2m)
작동 방식	버튼 클릭에 따른 명령 전송	차량 근처 접근 시 자동 인식 및 명령 전송
차량 접근 및 시동	스마트키를 가지고 버튼을 눌러야 함	스마트키를 가지고 근처에 있으면 자동으로 인식
보안 레벨	상대적으로 낮음 (중복 및 복제 가능성)	높음 (방해 신호에 대한 보호 및 복제 방지)

 

4. PKES 통신 프로세스

 
PKES는 아래 그림과 같은 프로세스를 지니면 요약하자면 이렇습니다.

활성화(Wake Up) --> 개체간 데이터 연결 확인 --> Key ID 확인 --> 인증 및 잠금장치 제어

자세한 프로세스가 있겠지만 말하기엔 기술적 설명하기엔 내용이 너무 길어 간단히 설명만 하겠습니다.

출처 : https://www.esat.kuleuven.be/cosic/news/fast-furious-and-insecure-passive-keyless-entry-and-start-in-modern-supercars/

하지만 PKES의 다양한 취약점이 있으며 다음 포스팅에서 테슬라 PKES와 함께 설명하도록 하겠습니다.