DE102021114853A1

DE102021114853A1 - Motor vehicle control device and method for producing a motor vehicle control device

Info

Publication number: DE102021114853A1
Application number: DE102021114853.7A
Authority: DE
Inventors: Karsten Schmidt; Gero Beckmann
Original assignee: Audi AG; Cariad SE
Current assignee: Audi AG; Cariad SE
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2022-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugsteuergerät und ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugsteuergerätes (10, 11, 12), umfassend als Schritte ein Erstellen (S10) einer Mehrzahl von Halbleiterelementen (14, 15, 16, 17, 18), wobei in jedes Halbleiterelement (14, 15, 16, 17, 18) zumindest ein kryptographischer Initialschlüssel (19, 20, 21, 22, 23) eingebracht wird, ein Erstellen (S12) des Kraftfahrzeugsteuergerätes (10, 11, 12) mit einem oder mehreren der erstellten Halbleiterelemente (14, 15, 16, 17, 18), ein Ermitteln (S14) der im Kraftfahrzeugsteuergerät (10, 11, 12) verwendeten Halbleiterelemente (14, 15, 16, 17, 18), ein Abrufen (S16) der jeweiligen kryptographischen Initialschlüssel (19, 20, 21, 22, 23) der ermittelten Halbleiterelemente (14, 15, 16, 17, 18), und ein Erzeugen (S18) eines Steuergeräteschlüsselsatzes (32, 33, 34) für das Kraftfahrzeugsteuergerät mittels der abgerufenen kryptographischen Initialschlüssel (19, 20, 21, 22, 23).

The invention relates to a motor vehicle control unit and a method for producing a motor vehicle control unit (10, 11, 12), comprising the steps of creating (S10) a plurality of semiconductor elements (14, 15, 16, 17, 18), each semiconductor element (14 , 15, 16, 17, 18) at least one cryptographic initial key (19, 20, 21, 22, 23) is introduced, the motor vehicle control unit (10, 11, 12) is created (S12) with one or more of the semiconductor elements (14 , 15, 16, 17, 18), determining (S14) the semiconductor elements (14, 15, 16, 17, 18) used in the motor vehicle control unit (10, 11, 12), retrieving (S16) the respective cryptographic initial key (19 , 20, 21, 22, 23) of the determined semiconductor elements (14, 15, 16, 17, 18), and generating (S18) a control unit key set (32, 33, 34) for the motor vehicle control unit using the cryptographic initial keys (19, 20, 21, 22, 23).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugsteuergerätes und ein solches Kraftfahrzeugsteuergerät.The invention relates to a method for producing a motor vehicle control unit and such a motor vehicle control unit.

In Kraftfahrzeugen wird zur Kommunikation zwischen Kraftfahrzeugsteuergeräten ein Verschlüsselungssystem verwendet, das kryptographische Schlüssel und Zertifikate (KMS; key management system), basierend auf einem initialen Startgeheimnis, einem so genannten kryptographischen Initialschlüssel, verwaltet. Dieses steuergeräteindividuelle Geheimnis wird üblicherweise bei einem Steuergerätelieferanten in der Produktion in jedes Kraftfahrzeugsteuergerät eingebracht, um eine sichere Einbringung des Schlüsselmaterials in die Bauteile zu ermöglichen.In motor vehicles, an encryption system is used for communication between motor vehicle control units, which manages cryptographic keys and certificates (KMS; key management system) based on an initial starting secret, a so-called cryptographic initial key. This control unit-specific secret is usually introduced into each motor vehicle control unit by a control unit supplier in production in order to enable the key material to be securely introduced into the components.

Dazu ist bei jedem Steuergerätelieferanten ein Mechanismus notwendig, der eine sichere Erzeugung und Einbringung des Initialschlüssels in das Kraftfahrzeugsteuergerät ermöglicht. Weiterhin erfordert dieses Vorgehen eine sichere Übertragung des Schlüsselmaterials von jedem Steuergerätelieferanten zum Kraftfahrzeughersteller.For this purpose, every control unit supplier needs a mechanism that enables the initial key to be reliably generated and inserted into the motor vehicle control unit. Furthermore, this procedure requires a secure transmission of the key material from each control unit supplier to the motor vehicle manufacturer.

Eine Umsetzung zur Übertragung und Einbringung der initialen Startgeheimnisse erfordert einen beträchtlichen Aufwand, da in der Produktionslinie eine sichere Enklave installiert werden muss, von wo aus die Initialschlüssel in die Kraftfahrzeugsteuergeräte eingebracht werden können, ohne dass ein physikalischer Zugriff von außen möglich ist. Das heißt es muss beim Einbringen der Initialschlüssel in das Kraftfahrzeugsteuergerät darauf geachtet werden, dass die Initialschlüssel, die zum Beispiel einen Zugriff auf eine Fahrzeugkommunikation und weitere Funktionen bereitstellen, nicht für Dritte offenbart werden. Da die Kraftfahrzeugsteuergeräte oftmals von Drittanbietern, das bedeutet Steuergeräteherstellern, hergestellt und mit dem Initialschlüssel bespielt werden, kann eine Geheimhaltung der Initialschlüssel von dem Kraftfahrzeughersteller oftmals nicht gesichert angenommen werden.An implementation for the transmission and introduction of the initial start secrets requires considerable effort, since a secure enclave must be installed in the production line from where the initial keys can be introduced into the motor vehicle control units without physical access from the outside being possible. This means that when introducing the initial key into the motor vehicle control unit, care must be taken to ensure that the initial keys, which provide access to vehicle communication and other functions, for example, are not disclosed to third parties. Since the motor vehicle control devices are often manufactured by third-party suppliers, ie control device manufacturers, and the initial key is recorded, the motor vehicle manufacturer often cannot safely assume that the initial key will be kept secret.

Aus der DE 10 2020 001 763 A1 ist eine Datenkommunikation zwischen elektronischen Komponenten einer Fahrzeugsteuerung in einem Fahrzeug bekannt, die mittels kryptographischer Kommunikationsschlüssel gegen Ausspähen und Manipulation gesichert sind. Hierbei werden während einer beliebigen Betriebsphase des Fahrzeugs diejenigen Kommunikationsschlüssel erzeugt, mit denen während einer auf die Betriebsphase folgenden, späteren Betriebsphase die Datenkommunikation gesichert wird, insbesondere werden während der früheren Betriebsphase kryptographische Initialschlüssel erzeugt, mit denen die Datenkommunikation zwischen den elektronischen Komponenten unmittelbar nach einem Neustart des Fahrzeugs gesichert wird.From the DE 10 2020 001 763 A1 a data communication between electronic components of a vehicle control in a vehicle is known, which are secured against spying and manipulation by means of cryptographic communication keys. Here, during any operating phase of the vehicle, those communication keys are generated with which data communication is secured during a later operating phase following the operating phase; in particular, during the earlier operating phase, cryptographic initial keys are generated with which data communication between the electronic components is started immediately after a restart of the vehicle is secured.

Aus der DE 696 05 445 T2 ist ein Verfahren zum Erzeugen eines mit einem integrierten Schaltkreis versehenen Verschlüsselungsschlüssels bekannt.From the DE 696 05 445 T2 a method for generating an integrated circuit encryption key is known.

Aus der DE 10 2010 044 722 A1 ist ein Verfahren zur Aktivierung einer Vorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, umfassend als Schritte ein Vorgeben einer physikalischen Eigenschaft der Vorrichtung entsprechenden Soll-Informationen, ein Ermitteln einer Ist-Information, welche von der physikalischen Eigenschaft der Vorrichtung abhängig ist und ein automatisches Aktivieren der Vorrichtung nur dann, wenn die Ist-Information der Soll-Information entspricht.From the DE 10 2010 044 722 A1 a method for activating a device for a vehicle is known, comprising the steps of specifying target information corresponding to a physical property of the device, determining actual information which is dependent on the physical property of the device, and only automatically activating the device when the actual information corresponds to the target information.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Herstellung eines Kraftfahrzeugsteuergerätes, insbesondere die Einbringung eines kryptographischen Initialschlüssels und damit eine Sicherheit des Kraftfahrzeugsteuergerätes, zu verbessern.The object of the present invention is to improve the production of a motor vehicle control device, in particular the introduction of a cryptographic initial key and thus the security of the motor vehicle control device.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie den Figuren offenbart.This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous developments of the invention are disclosed in the dependent patent claims, the following description and the figures.

Durch die Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugsteuergerätes bereitgestellt. Das Verfahren umfasst als Schritte ein Erstellen einer Mehrzahl von Halbleiterelementen, wobei in jedes Halbleiterelement zumindest ein kryptographischer Initialschlüssel eingebracht wird, ein Erstellen des Kraftfahrzeugsteuergerätes mit einem oder mehreren der erstellten Halbleiterelemente, ein Ermitteln der im Kraftfahrzeugsteuergerät verwendeten Halbleiterelemente, ein Abrufen der jeweiligen kryptographischen Initialschlüssel der ermittelten Halbleiterelemente und ein Erzeugen eines Steuergeräteschlüsselsatzes für das Kraftfahrzeugsteuergerät mittels der abgerufenen kryptographischen Initialschlüssel.The invention provides a method for producing a motor vehicle control unit. The method comprises the steps of creating a plurality of semiconductor elements, with at least one cryptographic initial key being introduced into each semiconductor element, creating the motor vehicle control unit with one or more of the created semiconductor elements, determining the semiconductor elements used in the motor vehicle control unit, retrieving the respective cryptographic initial key of the determined semiconductor elements and generating a control unit key set for the motor vehicle control unit using the retrieved cryptographic initial key.

Mit anderen Worten werden die kryptographischen Initialschlüssel für das Key Management System nicht für die Kraftfahrzeugsteuergeräte einzeln eingebracht, sondern bereits für jedes Halbleiterelement, das in dem Kraftfahrzeugsteuergerät verwendet wird. Aus diesen kryptographischen Initialschlüsseln aller verwendeter Halbleiterelemente wird dann der Steuergeräteschlüsselsatz für das gesamte Kraftfahrzeugsteuergerät erzeugt, insbesondere mittels eines vorgegebenen kryptographischen Algorithmus, der aus den Initialschlüsseln über eine mathematische Operation den Steuergeräteschlüsselsatz berechnen kann.In other words, the cryptographic initial keys for the key management system are not introduced individually for the motor vehicle control units, but already for each semiconductor element that is used in the motor vehicle control unit. The control unit code set for the entire motor vehicle control unit is then generated from these cryptographic initial keys of all semiconductor elements used, in particular by means of a predetermined cryptographic algorithm which can calculate the control unit code set from the initial keys via a mathematical operation.

Das Verfahren bietet den Vorteil, dass selbst bei einer Kenntnis eines der Initialschlüssel von einem Halbleiterelement nicht bekannt ist, welche Halbleiterbauelemente in dem Kraftfahrzeugsteuergerät verbaut sind und somit der Steuergeräteschlüsselsatz des Kraftfahrzeugsteuergeräts bei Kenntnis nur eines Initialschlüssels nicht ermittelt werden kann. Somit kann die Sicherheit verbessert werden, da mehrere Informationen, insbesondere die jeweiligen Initialschlüssel und die verwendeten Halbleiterelemente im Kraftfahrzeugsteuergerät bekannt sein müssen, um Kraftfahrzeugsteuergerätefunktionen zu steuern. Mit anderen Worten werden mindestens zwei unterschiedliche Informationen zur Entschlüsselung der Kraftfahrzeugsteuergeräte benötigt. Als erstes, welche Initialschlüssel auf dem jeweiligen Halbleiterelement eingespielt sind, als zweites welche Halbleiterelemente überhaupt in dem jeweiligen Kraftfahrzeugsteuergerät verbaut sind.The method offers the advantage that even if one of the initial keys of a semiconductor element is known, it is not known which semiconductor components are installed in the motor vehicle control unit and thus the control unit key set of the motor vehicle control unit cannot be determined if only one initial key is known. In this way, security can be improved since a number of pieces of information, in particular the respective initial keys and the semiconductor elements used, must be known in the motor vehicle control device in order to control motor vehicle control device functions. In other words, at least two pieces of different information are required to decode the motor vehicle control units. Firstly, which initial keys are recorded on the respective semiconductor element, secondly which semiconductor elements are installed in the respective motor vehicle control unit.

Das Ermitteln, welche Halbleiterbauelemente im Kraftfahrzeugsteuergerät verwendet werden, kann beispielsweise zufallsbasiert sein, wobei die Halbleiterelemente beispielsweise vor Zusammensetzung des Kraftfahrzeugsteuergerätes von einer Sensorvorrichtung gescannt werden können, um festzustellen, welche Halbleiterelemente in dem Kraftfahrzeugsteuergerät verwendet wurden. Anschließend kann in einem weiteren Verfahrensschritt mit der eindeutigen Zuordnung der im Kraftfahrzeugsteuergerät verbauten Halbleiterelemente die jeweiligen kryptographischen Initialschlüssel ermittelt werden, die beispielsweise in einer Datenbank hinterlegt sein können. Vorzugsweise kann ein oder mehrere Verfahrensschritte an örtlich unterschiedlichen Produktionsstätten durchgeführt werden.Determining which semiconductor components are used in the motor vehicle control unit can be random-based, for example, with the semiconductor elements being scanned by a sensor device before assembly of the motor vehicle control unit, for example, in order to determine which semiconductor elements were used in the motor vehicle control unit. Then, in a further method step, the respective cryptographic initial keys can be determined with the unambiguous assignment of the semiconductor elements installed in the motor vehicle control unit, which can be stored in a database, for example. One or more process steps can preferably be carried out at different production sites.

Neben der Verbesserung der Sicherheit, kann auch eine Vereinfachung der Kommunikation zwischen verschiedenen Bauteilherstellern, insbesondere der Halbleiterhersteller, der Steuergerätehersteller und des Kraftfahrzeugherstellers erreicht werden, da wesentlich weniger Schnittstellen zwischen den einzelnen Herstellern benötigt werden, insbesondere da die Zahl der Halbleiterhersteller kleiner ist als die der Steuergerätehersteller, was dementsprechend auch zu weniger Kosten führt. Somit sinkt auch die Zahl der Hersteller, denen der Kraftfahrzeughersteller vertrauen muss. Auch eignet sich dieser Ansatz besser für Herstellungsverfahren, bei denen Steuergerätebauteile von mehreren unterschiedlichen Lieferanten zusammengesetzt werden.In addition to improving security, communication between different component manufacturers, in particular the semiconductor manufacturers, the control unit manufacturers and the motor vehicle manufacturers can also be simplified, since far fewer interfaces are required between the individual manufacturers, especially since the number of semiconductor manufacturers is smaller than that of the ECU manufacturers, which also leads to lower costs. As a result, the number of manufacturers that the motor vehicle manufacturer has to trust is also falling. This approach is also better suited to manufacturing processes in which ECU components are assembled from several different suppliers.

Insgesamt ergibt sich durch die Erfindung der Vorteil, dass eine Sicherheit bei der Herstellung und bei der Verwendung eines Kraftfahrzeugsteuergerätes verbessert werden kann. Des Weiteren kann auch eine Logistik, insbesondere eine Ersatzteilversorgung im Servicebereich, vereinfacht werden.Overall, the invention results in the advantage that safety can be improved in the production and in the use of a motor vehicle control unit. Furthermore, logistics, in particular the supply of spare parts in the service area, can also be simplified.

Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes embodiments that result in additional advantages.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass beim Erstellen der Mehrzahl von Halbleiterelementen für jedes Halbleiterelement ein vorgegebenes Identifikationsmerkmal erzeugt wird, wobei jeweils eine Zuordnung des vorgegebenen Identifikationsmerkmals mit dem dazugehörigen kryptographischen Schlüssel gespeichert wird. Mit anderen Worten kann neben der Einbringung des kryptographischen Initialschlüssels, der insbesondere softwaretechnisch eingebracht wird, ein elektrisch beziehungsweise elektronisch auslesbares Identifikationsmerkmal in die jeweiligen Halbleiterelemente eingebracht werden, was vorzugsweise über eine Schnittstelle ausgelesen werden kann. Alternativ kann eine optische Markierung als vorgegebenes Identifikationsmerkmal vorgesehen sein. Diese Zuordnung der jeweiligen Halbleiterelemente mittels des Identifikationsmerkmals zu dem verwendeten Initialschlüssel kann vorzugsweise in einer Datenbank gespeichert sein. Das Identifikationsmerkmal umfasst vorzugsweise ein unverwechselbares, eindeutiges und elektrisch auslesbares Zeichen, das insbesondere durch eine Sensorvorrichtung über eine Schnittstelle auslesbar ist.One embodiment provides that when the plurality of semiconductor elements are created, a predetermined identification feature is generated for each semiconductor element, with an association of the predetermined identification feature with the associated cryptographic key being stored in each case. In other words, in addition to the introduction of the cryptographic initial key, which is introduced in particular by software, an electrically or electronically readable identification feature can be introduced into the respective semiconductor elements, which can preferably be read out via an interface. Alternatively, an optical marking can be provided as a predetermined identification feature. This assignment of the respective semiconductor elements by means of the identification feature to the initial key used can preferably be stored in a database. The identification feature preferably includes an unmistakable, unambiguous and electrically readable character, which can be read out in particular by a sensor device via an interface.

Vorzugsweise ist das vorgegebene Identifikationsmerkmal eine Seriennummer, die elektrisch auslesbar ist. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass bei der Erstellung des Kraftfahrzeugsteuergerätes von außen ermittelt werden kann, welche Halbleiterelemente im Kraftfahrzeugsteuergerät verwendet werden, jedoch ohne der Kenntnis der Zuordnung zu dem jeweiligen kryptographischen Initialschlüssel. Dies kann vorzugsweise erst im finalen Schritt bei dem Kraftfahrzeughersteller durchgeführt werden, der alle Informationen erhält, beispielsweise in einer Datenbank, wobei dann der finale Steuergeräteschlüsselsatz erzeugt werden kann. Somit kann eine Sicherheit bei der Herstellung des Kraftfahrzeugsteuergerätes weiter verbessert werden.The predetermined identification feature is preferably a serial number that can be read out electrically. This embodiment has the advantage that when the motor vehicle control device is being created, it can be determined from the outside which semiconductor elements are used in the motor vehicle control device, but without knowing the assignment to the respective cryptographic initial key. This can preferably only be carried out in the final step by the motor vehicle manufacturer, who receives all the information, for example in a database, in which case the final control unit key set can then be generated. Safety in the production of the motor vehicle control device can thus be further improved.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das vorgegebene Identifikationsmerkmal bei der Erstellung des Kraftfahrzeugsteuergerätes durch eine Sensorvorrichtung ermittelt wird und wobei das Abrufen der jeweiligen kryptographischen Initialschlüssel anhand der ermittelten Identifikationsmerkmale durchgeführt wird. Mit anderen Worten kann bei der Herstellung des Kraftfahrzeugsteuergerätes durch eine Sensorvorrichtung das jeweilige Identifikationsmerkmal ermittelt werden, das auf den verwendeten Halbleiterelementen bereitgestellt ist. Diese Information kann dann weitergegeben werden an einen nächsten Hersteller, insbesondere einen Kraftfahrzeughersteller, der das Kraftfahrzeugsteuergerät in ein Kraftfahrzeug einbauen kann. Vorzugsweise kann der Kraftfahrzeughersteller Zugriff auf die Verknüpfung der jeweiligen Identifikationsmerkmale mit den Initialschlüsseln aufweisen. Somit kann schließlich der Steuergeräteschlüsselsatz mittels der verwendeten Initialschlüssel bestimmt werden. Die Sensorvorrichtung kann vorzugsweise die Seriennummern der jeweilig verwendeten Halbleiterelemente scannen beziehungsweise auslesen und in einer Datenbank hinterlegen. Falls nur ein Halbleiterbauelement für das Kraftfahrzeugsteuergerät verwendet wird, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass bei dem Steuergerätehersteller keine weiteren Schritte durchgeführt werden, wobei der Steuergerätehersteller in diesem Fall aus der Logistikkette herausgenommen werden kann, was Kosten spart und die Sicherheit erhöht. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine höhere Automatisierung des Verfahrens erreicht werden kann und dadurch eine Sicherheit weiter verbessert wird.A further embodiment provides that the specified identification feature is determined by a sensor device when the motor vehicle control unit is created, and the respective cryptographic initial key is retrieved using the identified identification features. In other words, during the production of the motor vehicle control device, the respective identification feature that is provided on the semiconductor elements used can be determined by a sensor device. This information can then be passed on to a next manufacturer, in particular one Motor vehicle manufacturer who can install the motor vehicle control unit in a motor vehicle. The motor vehicle manufacturer can preferably have access to the linking of the respective identification features with the initial keys. In this way, the control unit key set can finally be determined using the initial key used. The sensor device can preferably scan or read out the serial numbers of the respectively used semiconductor elements and store them in a database. If only one semiconductor component is used for the motor vehicle control device, it can preferably be provided that no further steps are carried out by the control device manufacturer, in which case the control device manufacturer can be removed from the logistics chain, which saves costs and increases safety. This embodiment results in the advantage that greater automation of the method can be achieved and safety is further improved as a result.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass als Halbleiterelemente Microcontroller und/oder Mikroprozessoren hergestellt werden. Mit anderen Worten können die verwendeten und hergestellten Halbleiterelemente Microcontroller und/oder Mikroprozessoren sein. Ein Microcontroller kann einen Prozessor und Halbleiterelemente für Peripheriefunktionen umfassen, die sich auf demselben Chip befinden. Somit kann ein Microcontroller ein Ein-Chip-Computersystem darstellen. Der Mikroprozessor kann ein als integrierter Schaltkreis ausgeführter Prozessor sein, der für eine Steuerung und Kommunikation von Kraftfahrzeugfunktionen ausgebildet sein kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die wichtigsten Halbleiterelemente eines Kraftfahrzeugsteuergerätes bei der Herstellung mit einem kryptographischen Initialschlüssel ausgestattet werden können.Provision is preferably made for microcontrollers and/or microprocessors to be produced as semiconductor elements. In other words, the semiconductor elements used and produced can be microcontrollers and/or microprocessors. A microcontroller can include a processor and semiconductor elements for peripheral functions located on the same chip. Thus, a microcontroller can represent a one-chip computer system. The microprocessor can be a processor designed as an integrated circuit, which can be designed for controlling and communicating motor vehicle functions. This results in the advantage that the most important semiconductor elements of a motor vehicle control device can be equipped with a cryptographic initial key during production.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die jeweiligen Halbleiterelemente ein integriertes Hardwaresicherheitsmodul aufweisen, in das der jeweilige kryptographische Initialschlüssel eingebracht wird. Mit anderen Worten kann jedes Halbleiterelement einen speziell ausgebildeten Bereich umfassen, der für die Sicherheit und die Aufnahme des Initialschlüssels ausgebildet ist. So kann das integrierte Hardwaresicherheitsmodul beispielsweise als Chip auf einem Chip ausgebildet sein, der nur mit vorgegebenen Zugriffsmechanismen erreicht werden kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine Sicherheit weiter verbessert werden kann.A further embodiment provides that the respective semiconductor elements have an integrated hardware security module into which the respective cryptographic initial key is introduced. In other words, each semiconductor element can include a specially designed area that is designed for security and for receiving the initial key. For example, the integrated hardware security module can be in the form of a chip on a chip that can only be accessed with specified access mechanisms. This embodiment results in the advantage that security can be further improved.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass durch das integrierte Hardwaresicherheitsmodul ein nachträglicher Austausch und/oder eine Erweiterung von kryptographischen Schlüsseln ermöglicht wird. So kann insbesondere auf einem oder mehreren Hardwaresicherheitsmodulen eines Kraftfahrzeugsteuergeräts nachträglich der berechnete Steuergeräteschlüsselsatz aufgebracht werden. Dies kann ausschließlich durch einen befugten Nutzer, der insbesondere ein Zugriffsrecht, beispielsweise durch ein Hardware-Token aufweist, stattfinden. Auch ein nachträglicher Austausch von Initialschlüsseln durch einen befugten Benutzer kann vorteilhaft sein, wenn festgestellt wird, dass zuvor ein Sicherheitsproblem bei der Herstellung der Halbleiterelemente aufgetreten ist. Hierdurch kann eine Sicherheit weiter verbessert werden.Provision is preferably made for the integrated hardware security module to enable subsequent exchange and/or expansion of cryptographic keys. In particular, the calculated control unit key set can be subsequently applied to one or more hardware security modules of a motor vehicle control unit. This can only be done by an authorized user who, in particular, has an access right, for example through a hardware token. Subsequent exchange of initial keys by an authorized user can also be advantageous if it is determined that a security problem has previously occurred in the manufacture of the semiconductor elements. As a result, security can be further improved.

Außerdem ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Initialschlüssel für ein symmetrisches und/oder asymmetrisches Verschlüsselungsverfahren bereitgestellt werden. Bei einem symmetrischen Verschlüsselungsverfahren können mehrere Halbleiterelemente, die miteinander in dem Kraftfahrzeugsteuergerät kommunizieren, den jeweils zugehörigen symmetrischen Schlüssel des anderen Teilnehmers aufweisen. Hierbei ist vorteilhaft, wenn der zuvor bereitgestellte nachträgliche Austausch der kryptographischen Schlüssel möglich ist, da so der symmetrische Schlüssel in jedes der Halbleiterelemente eingebracht werden kann, die miteinander kommunizieren. Bei dem asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren weist jedes Halbleiterelement einen geheimen privaten Schlüssel und einen nichtgeheimen öffentlichen Schlüssel auf, mittels dem digitale Signaturen überprüft und authentifiziert werden können. Somit weist jedes Halbleiterelement ein Schlüsselpaar aus privaten und öffentlichen Schlüssel auf, mittels dem eine Kommunikation zwischen den Halbleiterelementen ermöglicht wird. Auch eine gemischte Anwendung von symmetrischen und asymmetrischen Schlüsseln kann von Halbleiterelementen innerhalb eines Kraftfahrzeugsteuergerätes verwendet werden.In addition, provision is preferably made for the initial keys to be provided for a symmetrical and/or asymmetrical encryption method. In the case of a symmetrical encryption method, a plurality of semiconductor elements which communicate with one another in the motor vehicle control unit can have the respective associated symmetrical key of the other participant. It is advantageous here if the previously provided subsequent exchange of the cryptographic keys is possible, since the symmetrical key can then be introduced into each of the semiconductor elements that communicate with one another. With the asymmetric encryption method, each semiconductor element has a secret private key and a non-secret public key, by means of which digital signatures can be checked and authenticated. Each semiconductor element thus has a key pair made up of private and public keys, by means of which communication between the semiconductor elements is made possible. A mixed application of symmetrical and asymmetrical keys can also be used by semiconductor elements within a motor vehicle control device.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Erstellen der Halbleiterelemente und das Einbringen der kryptographischen Initialschlüssel bei einem ersten Hersteller, insbesondere einem Halbleiterhersteller, durchgeführt wird, wobei das Erstellen des Kraftfahrzeugsteuergerätes bei einem zweiten Hersteller, insbesondere einem Steuergerätehersteller, durchgeführt wird und wobei das Abrufen der jeweiligen kryptographischen Initialschlüssel und das Erzeugen des Steuergeräteschlüsselsatzes bei einem dritten Hersteller, insbesondere einem Kraftfahrzeughersteller, durchgeführt wird. Der Schritt des Ermittelns der im Kraftfahrzeugsteuergerät verwendeten Halbleiterelemente kann beispielsweise beim zweiten und/oder dritten Hersteller durchgeführt werden. Mit anderen Worten kann ein Halbleiterhersteller während der Produktion ein unveränderliches Merkmal, insbesondere eine Seriennummer, welche auslesbar ist, im Halbleiterelement einbringen und zusätzlich Schlüsselmaterial in Form eines Initialschlüssels auf das Halbleiterelement einspielen. Anschließend können die so hergestellten Halbleiterelemente an einen Steuergerätehersteller geliefert werden, der das Kraftfahrzeugsteuergerät mittels eines oder mehreren dieser Halbleiterelemente herstellt. Auch zusammengesetzte Kraftfahrzeugsteuergeräte mit Halbleiterelementen von verschiedenen Halbleiterherstellern sind so möglich. Anschließend kann der Kraftfahrzeughersteller vom Steuergerätehersteller eine Information über die im Kraftfahrzeugsteuergerät verwendeten Halbleiterelemente erhalten, indem beispielsweise mitgeteilt wird, welche Halbleiterelemente, insbesondere welche Seriennummern, im Kraftfahrzeugsteuergerät verwendet wurden.In a preferred embodiment, it is provided that the semiconductor elements are created and the cryptographic initial keys are introduced by a first manufacturer, in particular a semiconductor manufacturer, the motor vehicle control unit being created by a second manufacturer, in particular a control unit manufacturer, and the retrieval the respective cryptographic initial key and the generation of the control unit key set is carried out by a third manufacturer, in particular a motor vehicle manufacturer. The step of determining the semiconductor elements used in the motor vehicle control device can be carried out, for example, at the second and/or third manufacturer. In other words, a semiconductor manufacturer can use an unchangeable feature, in particular a serial number, which can be read out during production Bring in the semiconductor element and also import key material in the form of an initial key onto the semiconductor element. The semiconductor elements produced in this way can then be delivered to a control device manufacturer who produces the motor vehicle control device using one or more of these semiconductor elements. Composite motor vehicle control units with semiconductor elements from different semiconductor manufacturers are also possible in this way. The motor vehicle manufacturer can then receive information from the control device manufacturer about the semiconductor elements used in the motor vehicle control device, for example by communicating which semiconductor elements, in particular which serial numbers, were used in the motor vehicle control device.

Anhand dieser Merkmale kann dann der Kraftfahrzeughersteller vom Halbleiterhersteller die jeweiligen kryptographischen Initialschlüssel abrufen und mit bekannten Key Managementprozessen im Fahrzeug den Steuergeräteschlüsselsatz für das Kraftfahrzeugsteuergerät erzeugen. Somit ist ein Halbleiterelement über die gesamte Lebenszeit nachverfolgbar. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass weder der Halbleiterhersteller noch der Steuergerätehersteller die vollständigen Informationen aufweist, die benötigt werden, um den Steuergeräteschlüsselsatz für das gesamte Kraftfahrzeugsteuergerät zu erstellen, da diese nur Teilinformationen aufweisen. Insbesondere weiß der Halbleiterhersteller nur, welche Initialschlüssel verwendet werden, aber nicht welche Halbleiterelemente in dem Kraftfahrzeugsteuergerät eingebracht sind. Der Steuergerätehersteller weiß, welche Halbleiterelemente in dem Steuergerät eingebracht sind, jedoch nicht die dazugehörigen Initialschlüssel. Erst der Kraftfahrzeughersteller, der für die Sicherheit der Datenkommunikation zwischen Kraftfahrzeugsteuergeräten verantwortlich ist, kann alle benötigen Informationen erhalten, wodurch eine Sicherheit verbessert werden kann. Vorzugsweise sind der erste, zweite und dritte Hersteller örtlich unabhängig voneinander. Das Verfahren kann jedoch auch bei einem Hersteller durchgeführt werden, wobei vorzugsweise Zwischenschritte des Verfahrens unabhängig voneinander ablaufen und somit eine Sicherheit bei der Herstellung des Kraftfahrzeugsteuergerätes gewährleistet werden kann.Based on these features, the motor vehicle manufacturer can then call up the respective cryptographic initial key from the semiconductor manufacturer and generate the control unit key set for the motor vehicle control unit using known key management processes in the vehicle. A semiconductor element can thus be traced over its entire lifetime. This embodiment results in the advantage that neither the semiconductor manufacturer nor the control device manufacturer has the complete information that is required to create the control device key set for the entire motor vehicle control device, since these only have partial information. In particular, the semiconductor manufacturer only knows which initial keys are used, but not which semiconductor elements are installed in the motor vehicle control unit. The control unit manufacturer knows which semiconductor elements are installed in the control unit, but not the associated initial key. Only the motor vehicle manufacturer, who is responsible for the security of the data communication between motor vehicle control devices, can obtain all the information required, as a result of which security can be improved. The first, second and third manufacturers are preferably independent of one another in terms of location. However, the method can also be carried out by a manufacturer, with intermediate steps of the method preferably taking place independently of one another and thus safety in the production of the motor vehicle control device being able to be ensured.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugsteuergerät, welches mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen hergestellt ist. Hierbei ergeben sich gleiche Vorteile und Variationsmöglichkeiten wie bei dem Verfahren. Vorzugsweise kann auch ein Kraftfahrzeug mit einem oder mehreren so hergestellten Kraftfahrzeugsteuergeräten bereitgestellt sein.A further aspect of the invention relates to a motor vehicle control device which is produced using a method according to one of the preceding embodiments. This results in the same advantages and possible variations as in the method. A motor vehicle can preferably also be provided with one or more motor vehicle control units produced in this way.

Zu der Erfindung gehört auch eine Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.The invention also includes a control device. The control device can have a data processing device or a processor device that is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the processor device can have at least one microprocessor and/or at least one microcontroller and/or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and/or at least one DSP (Digital Signal Processor). Furthermore, the processor device can have program code which is set up to carry out the embodiment of the method according to the invention when executed by the processor device. The program code can be stored in a data memory of the processor device.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsteuergerätes, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsteuergerätes hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the motor vehicle control device according to the invention, which have features as have already been described in connection with the developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the motor vehicle control device according to the invention are not described again here.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsteuergerät kann vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug integriert werden, wobei das Kraftfahrzeug bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet ist.The motor vehicle control device according to the invention can preferably be integrated in a motor vehicle, the motor vehicle preferably being designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments. The invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, unless the embodiments were described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 ein schematisches Verfahrensdiagramm zur Herstellung eines Kraftfahrzeugsteuergerätes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Herstellung eines Kraftfahrzeugsteuergerätes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.

Exemplary embodiments of the invention are described below. For this shows:

1 a schematic process diagram for the production of a motor vehicle control device according to an exemplary embodiment;
2 a schematic flowchart for the production of a motor vehicle control device according to an exemplary embodiment.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual, independent gig represent features of the invention to be considered from one another, which also further develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is also intended to encompass combinations of the features of the embodiments other than those illustrated. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate elements with the same function.

In 1 ist ein schematisches Verfahrensdiagramm zur Herstellung von Kraftfahrzeugsteuergeräten 10, 11, 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Die Kraftfahrzeugsteuergeräte 10, 11, 12 können vorzugsweise für einen Kraftfahrzeug 13 vorgesehen sein, wobei zwischen den Kraftfahrzeugsteuergeräten 10, 11, 12 eine Kommunikation stattfinden soll, insbesondere im Rahmen eines Daten-Busses, beispielsweise CAN oder Ethernet.In 1 a schematic process diagram for the production of motor vehicle control devices 10, 11, 12 is shown according to an exemplary embodiment. The motor vehicle control devices 10, 11, 12 can preferably be provided for a motor vehicle 13, with communication between the motor vehicle control devices 10, 11, 12 taking place, in particular within the framework of a data bus, for example CAN or Ethernet.

Zur Herstellung der Kraftfahrzeugsteuergeräte 10, 11, 12 kann zunächst eine Mehrzahl von Halbleiterelementen 14, 15, 16, 17, 18 hergestellt werden, wobei bei der Herstellung in jedes Halbleiterelement 14, 15, 16, 17, 18 zumindest ein kryptographischer Initialschlüssel 19, 20, 21, 22, 23 eingebracht wird, der für jedes Halbleiterelement 14, 15, 16, 17, 18 unterschiedlich sein kann. Die kryptographischen Initialschlüssel 19, 20, 21, 22, 23 werden vorzugsweise auf einem integrierten Hardwaresicherheitsmodul 29 der jeweiligen Halbleiterelemente 14, 15, 16, 17, 18 aufgespielt. Das integrierte Hardwaresicherheitsmodul 29 kann ein Chip auf einem jeweiligen Chip der Halbleiterelemente 14, 15, 16, 17, 18 sein, wobei die Halbleiterelemente 14, 15, 16, 17, 18 vorzugsweise als Microcontroller und/oder Mikroprozessoren ausgebildet sein können. Die Initialschlüssel 19, 20, 21, 22, 23 können vorzugsweise zur Verschlüsselung gemäß eines symmetrischen und/oder asymmetrischen Verschlüsselungsverfahrens ausgebildet sein.To produce the motor vehicle control units 10, 11, 12, a plurality of semiconductor elements 14, 15, 16, 17, 18 can first be produced, with at least one cryptographic initial key 19, 20 , 21, 22, 23 is introduced, which can be different for each semiconductor element 14, 15, 16, 17, 18. The cryptographic initial keys 19, 20, 21, 22, 23 are preferably recorded on an integrated hardware security module 29 of the respective semiconductor elements 14, 15, 16, 17, 18. The integrated hardware security module 29 can be a chip on a respective chip of the semiconductor elements 14, 15, 16, 17, 18, with the semiconductor elements 14, 15, 16, 17, 18 preferably being designed as microcontrollers and/or microprocessors. The initial keys 19, 20, 21, 22, 23 can preferably be designed for encryption using a symmetrical and/or asymmetrical encryption method.

Zusätzlich zu den kryptographischen Initialschlüsseln 19, 20, 21, 22, 23 kann beim Herstellungsprozess auch ein vorgegebenes Identifikationsmerkmal 24, 25, 26, 27, 28 für das jeweilige Halbleiterelement 14, 15, 16, 17, 18 erstellt werden, wobei das vorgegebene Identifikationsmerkmal 24, 25, 26, 27, 28, beispielsweise eine Seriennummer, elektrisch von einer Sensorvorrichtung 30 ausgelesen werden kann. Diese Zuordnung der jeweiligen Identifikationsmerkmale 24, 25, 26, 27, 28 zu den jeweiligen kryptographischen Initialschlüsseln 19, 20, 21, 22, 23 kann vorzugsweise in einem Server 31, der insbesondere eine Datenbank aufweisen kann, gespeichert werden. Die Herstellungsschritte der Halbleiterelemente 14, 15, 16, 17, 18 werden vorzugsweise bei einem ersten Hersteller, insbesondere einem Halbleiterhersteller, durchgeführt, der keine Kenntnis über einen nachträglichen Zusammenbau der Kraftfahrzeugsteuergeräte 10, 11, 12 aufweist.In addition to the cryptographic initial keys 19, 20, 21, 22, 23, a predetermined identification feature 24, 25, 26, 27, 28 for the respective semiconductor element 14, 15, 16, 17, 18 can also be created during the manufacturing process, the predetermined identification feature 24, 25, 26, 27, 28, for example a serial number, can be read out electrically by a sensor device 30. This assignment of the respective identification features 24, 25, 26, 27, 28 to the respective cryptographic initial keys 19, 20, 21, 22, 23 can preferably be stored in a server 31, which in particular can have a database. The production steps of the semiconductor elements 14, 15, 16, 17, 18 are preferably carried out by a first manufacturer, in particular a semiconductor manufacturer, who has no knowledge of a subsequent assembly of the motor vehicle control units 10, 11, 12.

Anschließend können die Kraftfahrzeugsteuergeräte 10, 11, 12 hergestellt werden, insbesondere von einem zweiten Hersteller, der ein Steuergerätehersteller sein kann, wobei in jedem Kraftfahrzeugsteuergerät 10, 11, 12 ein oder mehrere der erstellten Halbleiterelemente 14, 15, 16, 17, 18 verbaut werden können. Während oder nach dem Erstellen der Kraftfahrzeugsteuergeräte 10, 11, 12 kann die Sensorvorrichtung 30 bestimmen, welche Identifikationsmerkmale 24, 25, 26, 27, 28 in dem jeweiligen Kraftfahrzeugsteuergerät 10, 11, 12 verbaut wurden und an die Servervorrichtung 31 weitergeben. Hierzu kann die Servervorrichtung 30 beispielsweise eine Schnittstelle aufweisen, über die eine elektrische beziehungsweise elektronische Ermittlung des vorgegebenen Identifikationsmerkmals 24, 25, 26, 27, 28 durchgeführt wird.Subsequently, the motor vehicle control units 10, 11, 12 can be manufactured, in particular by a second manufacturer, who can be a control unit manufacturer, with one or more of the created semiconductor elements 14, 15, 16, 17, 18 being installed in each motor vehicle control unit 10, 11, 12 be able. During or after the creation of the motor vehicle control units 10, 11, 12, the sensor device 30 can determine which identification features 24, 25, 26, 27, 28 were installed in the respective motor vehicle control unit 10, 11, 12 and pass them on to the server device 31. For this purpose, the server device 30 can have an interface, for example, via which an electrical or electronic determination of the specified identification feature 24, 25, 26, 27, 28 is carried out.

In der Servervorrichtung 31 kann nun die Zuordnung der jeweiligen Initialschlüssel 19, 20, 21, 22, 23 zu den in den Kraftfahrzeugsteuergeräten 10, 11, 12 verbauten Halbleiterelementen 14, 15, 16, 17, 18 durchgeführt werden und die Servervorrichtung 31 kann für jedes Kraftfahrzeugsteuergerät 10, 11, 12 mittels eines Key Management Systems einen Steuergeräteschlüsselsatz 32, 33, 34 für jedes Kraftfahrzeugsteuergerät 10, 11, 12 aus den jeweiligen Initialschlüsseln 19, 20, 21, 22, 23 erzeugen, wobei dieser Steuergeräteschlüsselsatz 32, 33, 34 vorzugsweise auch auf einem der integrierten Hardwaresicherheitsmodule 29 abgespeichert werden können. Zusätzlich dazu kann jedes Steuergerät auch ein vorgegebenes Steuergerätidentifikationsmerkmal 35, 36, 37 erhalten, das elektrisch oder optisch auslesbar ist.In the server device 31, the respective initial keys 19, 20, 21, 22, 23 can now be assigned to the semiconductor elements 14, 15, 16, 17, 18 installed in the motor vehicle control units 10, 11, 12, and the server device 31 can Motor vehicle control unit 10, 11, 12 using a key management system to generate a control unit key set 32, 33, 34 for each motor vehicle control unit 10, 11, 12 from the respective initial keys 19, 20, 21, 22, 23, with this control unit key set 32, 33, 34 preferably can also be stored on one of the integrated hardware security modules 29. In addition to this, each control unit can also receive a predefined control unit identification feature 35, 36, 37, which can be read out electrically or optically.

Anschließend können ein oder mehrere Kraftfahrzeugsteuergeräte 10, 11, 12 in das Kraftfahrzeug 13 eingebaut werden, wobei die im Kraftfahrzeug 13 verwendeten Halbleiterelemente 14, 15, 16, 17, 18 bis zum Herstellungsprozess zurückverfolgt werden können. Vorzugsweise kann auch das Kraftfahrzeug 13 eine Fahrzeugidentifikationsnummer aufweisen, mittels der in der Servervorrichtung 31 eine Verknüpfung zu den jeweils verwendeten Halbleiterelementen und den Kraftfahrzeugsteuergeräten 10, 11, 12 hergestellt werden kann.One or more motor vehicle control units 10, 11, 12 can then be installed in motor vehicle 13, with semiconductor elements 14, 15, 16, 17, 18 used in motor vehicle 13 being able to be traced back to the manufacturing process. The motor vehicle 13 can preferably also have a vehicle identification number, by means of which a link to the respectively used semiconductor elements and the motor vehicle control devices 10, 11, 12 can be established in the server device 31.

Somit kann ein Herstellungsverfahren erzeugt werden, bei dem erst im letzten Schritt eine Zuordnung der Initialschlüssel zu dem jeweiligen Halbleiterelement bekannt ist, was eine Sicherheit, insbesondere bei Zwischenschritten des Herstellungsverfahrens, verbessert.A manufacturing process can thus be produced in which an assignment of the initial key to the respective semiconductor element is known only in the last step, which provides security, especially in intermediate steps of the manufacturing process.

In 2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm zur Herstellung eines Kraftfahrzeugsteuergerätes 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. In einem Schritt S10 kann eine Mehrzahl von Halbleiterelementen 14, 15, 16, 17, 18 erstellt werden, wobei in jedes Halbleiterelement 14, 15, 16, 17, 18 zumindest ein kryptographischer Initialschlüssel 19, 20, 21, 22, 23 eingebracht wird. Zusätzlich wird ein vorgegebenes Identifikationsmerkmal 24, 25, 26, 27, 28 für jedes Halbleiterelement 14, 15, 16, 17, 18 erzeugt, wobei mittels des Identifikationsmerkmals 24, 25, 26, 27, 28 eine Zuordnung des kryptographischen Initialschlüssels 19, 20, 21, 22, 23 zu dem jeweiligen Halbleiterelement 14, 15, 16, 17, 18 ermöglicht wird.In 2 a schematic flowchart for the production of a motor vehicle control device 10 is shown according to an exemplary embodiment. In a step S10, a plurality of semiconductor elements 14, 15, 16, 17, 18 can be created, with at least one cryptographic initial key 19, 20, 21, 22, 23 being introduced into each semiconductor element 14, 15, 16, 17, 18. In addition, a predetermined identification feature 24, 25, 26, 27, 28 is generated for each semiconductor element 14, 15, 16, 17, 18, with the identification feature 24, 25, 26, 27, 28 being used to assign the cryptographic initial key 19, 20, 21, 22, 23 to the respective semiconductor element 14, 15, 16, 17, 18 is made possible.

In einem Schritt S12 kann das Kraftfahrzeugsteuergerät 10 mit einem oder mehreren der erstellten Halbleiterelemente 14, 16 hergestellt werden. Dieser Schritt kann vorzugsweise örtlich unterschiedlich zu dem Schritt S10 durchgeführt werden, insbesondere von einem Steuergerätehersteller.In a step S12, the motor vehicle control device 10 can be produced with one or more of the produced semiconductor elements 14, 16. This step can preferably be carried out locally differently from step S10, in particular by a control unit manufacturer.

In einem Schritt S14 kann dann ermittelt werden, welche Halbleiterelemente 14,16 in dem Kraftfahrzeugsteuergerät 10 eingebaut sind, wobei hierfür eine Sensorvorrichtung 30 die jeweiligen Identifikationsmerkmale 24, 26 auslesen und zuordnen kann. Mit dieser Zuordnung kann anschließend in einem Schritt S16 der jeweilige kryptographische Initialschlüssel 19, 21 der jeweiligen Halbleiterelemente 14, 16 für das Kraftfahrzeugsteuergerät 10 ermittelt werden.In a step S14 it can then be determined which semiconductor elements 14, 16 are installed in the motor vehicle control unit 10, for which purpose a sensor device 30 can read out and assign the respective identification features 24, 26. With this assignment, the respective cryptographic initial key 19, 21 of the respective semiconductor elements 14, 16 for the motor vehicle control unit 10 can then be determined in a step S16.

Mittels diesen abgerufenen kryptographischen Initialschlüsseln 19, 21, die in dem Kraftfahrzeugsteuergerät 10 integriert sind, kann schließlich in einem Schritt S18 ein Steuergeräteschlüsselsatz 32 erzeugt werden, der in das Kraftfahrzeugsteuergerät 10 eingebracht werden kann.Using these retrieved cryptographic initial keys 19, 21, which are integrated in the motor vehicle control unit 10, a control unit key set 32 can finally be generated in a step S18, which can be introduced into the motor vehicle control unit 10.

In einer anderen beispielhaften Ausführungsform besteht ein Aspekt darin, dass ein Halbleiterlieferant während der Produktion der Halbleiterelemente ein unveränderliches Merkmal (Chip-ID, Identifikationsmerkmal 24 bis 28) in die Halbleiter 14 bis 18 einbringt, welches auslesbar ist. Zusätzlich bringt der Halbleiterlieferant Schlüsselmaterial (kryptographischer Initialschlüssel 19 bis 23) in den Chip (Halbleiterelement 14 bis 18) ein, wobei der Chip insbesondere ein Mikroprozessor oder Microcontroller sein kann. Das Schlüsselmaterial kann sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch sein. Im jeweiligen Chip ist dafür ein speziell geschützter Bereich (Hardwaresicherheitsmodul 29) beziehungsweise eine „Trustzone“ bereitgestellt, der einen Austausch/Erweiterung des Schlüsselmaterials erlaubt, insbesondere bei einem Kraftfahrzeughersteller.In another exemplary embodiment, one aspect is that a semiconductor supplier introduces an unchangeable feature (chip ID, identification feature 24 to 28) into the semiconductors 14 to 18 during the production of the semiconductor elements, which feature can be read out. In addition, the semiconductor supplier introduces key material (cryptographic initial key 19 to 23) into the chip (semiconductor element 14 to 18), it being possible for the chip to be a microprocessor or microcontroller in particular. The key material can be both symmetrical and asymmetrical. A specially protected area (hardware security module 29) or a “trust zone” is provided in the respective chip for this purpose, which allows the key material to be exchanged/extended, in particular by a motor vehicle manufacturer.

Des Weiteren sind vorzugsweise die notwendigen Schnittstellen der jeweiligen Halbleiterelemente 14 bis 18 standardisiert, so dass dieser Ansatz bei einer Vielzahl von Halbleiterlieferanten anwendbar ist. In einem nächsten Schritt kann beispielsweise ein Steuergerätehersteller eine Steuergeräte-ID und ein Steuergeräteschlüsselsatz in die Recheneinheiten der Steuergeräte einbringen. So kann beim Kraftfahrzeughersteller schließlich mit etablierten Verfahren ein Nutzschlüssel (Steuergeräteschlüsselsatz 32 bis 34) in die jeweiligen Kraftfahrzeugsteuergeräte 10 bis 12 eingebracht werden, die eine Beziehung zum Kraftfahrzeugsteuergerät 10 bis 12 und zu den verwendeten Halbleiterelementen 14 bis 18 aufweisen.Furthermore, the necessary interfaces of the respective semiconductor elements 14 to 18 are preferably standardized, so that this approach can be used by a large number of semiconductor suppliers. In a next step, for example, a control unit manufacturer can introduce a control unit ID and a control unit key set into the processing units of the control units. At the motor vehicle manufacturer, a user key (control unit key set 32 to 34) can finally be introduced into the respective motor vehicle control units 10 to 12 using established methods, which have a relationship to the motor vehicle control unit 10 to 12 and to the semiconductor elements 14 to 18 used.

Anhand dieser Verfahrensschritte kann, insbesondere mittels des Schlüssels und der Seriennummer, ein Chip über eine Lebenszeit nachverfolgt werden und eine Sicherheit bei der Erstellung der Kraftfahrzeugsteuergeräte kann erhöht werden.Using these method steps, a chip can be tracked over a lifetime, in particular using the key and the serial number, and security when creating the motor vehicle control units can be increased.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Einbringen von Steuergerätegeheimnissen beim Halbleiterhersteller erreicht werden kann.Overall, the examples show how the invention can be used to introduce control device secrets to the semiconductor manufacturer.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102020001763 A1 [0005]
DE 69605445 T2 [0006]
DE 102010044722 A1 [0007]

Claims

Method for producing a motor vehicle control unit (10, 11, 12), with the steps: - Creation (S10) of a plurality of semiconductor elements (14, 15, 16, 17, 18), wherein in each semiconductor element (14, 15, 16, 17, 18) at least one cryptographic initial key (19, 20, 21, 22, 23 ) is introduced; - Creation (S12) of the motor vehicle control device (10, 11, 12) with one or more of the created semiconductor elements (14, 15, 16, 17, 18); - determining (S14) the semiconductor elements (14, 15, 16, 17, 18) used in the motor vehicle control unit (10, 11, 12); - retrieving (S16) the respective cryptographic initial key (19, 20, 21, 22, 23) of the determined semiconductor elements (14, 15, 16, 17, 18); - Generating (S18) a control unit key set (32, 33, 34) for the motor vehicle control unit using the retrieved cryptographic initial key (19, 20, 21, 22, 23).

procedure after claim 1 , wherein when creating the plurality of semiconductor elements (14, 15, 16, 17, 18) on each semiconductor element (14, 15, 16, 17, 18) a predetermined identification feature (24, 25, 26, 27, 28) is generated, wherein in each case an association of the specified identification feature (24, 25, 26, 27, 28) with the associated cryptographic initial key (19, 20, 21, 22, 23) is stored.

procedure after claim 2 , wherein the predetermined identification feature (24, 25, 26, 27, 28) is a serial number that can be read electrically.

Procedure according to one of claims 2 or 3 , wherein the specified identification feature (24, 25, 26, 27, 28) is determined by a sensor device (30) when the motor vehicle control unit (10, 11, 12) is created, and wherein the retrieval of the respective cryptographic initial key (19, 20, 21 , 22, 23) based on the identified identification features (24, 25, 26, 27, 28).

Method according to one of the preceding claims, microcontrollers and/or microprocessors being produced as semiconductor elements (14, 15, 16, 17, 18).

Method according to one of the preceding claims, wherein the respective semiconductor elements (14, 15, 16, 17, 18) have an integrated hardware security module (29) into which the respective cryptographic initial key (19, 20, 21, 22, 23) is introduced.

procedure after claim 6 , With the integrated hardware security module (29) subsequent exchange and / or expansion of cryptographic keys is made possible.

Method according to one of the preceding claims, in which the initial keys (19, 20, 21, 22, 23) are provided for a symmetrical and/or asymmetrical encryption method.

Method according to one of the preceding claims, wherein the creation of the semiconductor elements (14, 15, 16, 17, 18) and the introduction of the cryptographic initial keys (19, 20, 21, 22, 23) are carried out by a first manufacturer, in particular a semiconductor manufacturer the motor vehicle control unit is created by a second manufacturer, in particular a control unit manufacturer, and the respective cryptographic initial keys (19, 20, 21, 22, 23) are retrieved and the control unit key set (32, 33, 34) is generated a third manufacturer, in particular a motor vehicle manufacturer.

Motor vehicle control device (10, 11, 12) which is produced by means of a method according to one of the preceding claims.