超宽带雷达提升数字钥匙安全性

     

有别于Verizon公司的5G超宽带移动网络技术，超宽带(UWB)其实是一种迥然不同的技术。超宽带雷达是一种基于无线电的技术，可以在3.1G至10.6GHz的频谱范围内以时域脉冲发送数据。推出该技术的初衷是实现高带宽数据通信，如今却有新的应用场景。

 

目前，UWB技术因其突出的定位、测距能力和方向精度而受到业界的广泛关注。该技术已应用于跟踪目标对象的位置。Apple AirTag和Galaxy SmartTag+是该技术在当今的一些常见应用。其他常见应用还包括通过Apple的“隔空投送”和Samsung的“附近分享”功能来分享文件。定向精度和精准测距为该技术在更多案例中的潜在应用开辟了道路。

 

鉴于UWB技术存在巨大的预期潜力和应用机会，数个联盟正在推动该技术在不久的将来得到更大规模的应用。

 

   

FiRa联盟(Fira Consortium)和车联网联盟(Car Connectivity Consortium)

 

作为一家非营利性组织，FiRa联盟瞄向访问控制、位置服务和设备互联服务等场景推广UWB技术。FiRa取自于“fine ranging”，意在凸显UWB技术可以精准测定目标对象的距离。该联盟认为UWB将会颠覆智能设备、智能手机和物联网行业的连接体验。

 

车联网联盟(CCC)是一个跨行业组织，致力于推动面向智能手机与汽车互联解决方案的全球技术。CCC正在开发数字钥匙(Digital Key)，这是一种全新的开放标准，允许人们通过智能设备免物理钥匙遥控进入车辆。数字钥匙旨在让车主能够利用他们的智能设备以高度安全的方式锁定和解锁车辆、启动发动机，以及与朋友或代驾人员共享访问权限。CCC汇聚了行业各方势力，包括汽车OEM、一级供应商、手机制造商和应用开发者等。

 

   

UWB技术

 

UWB技术因其优势众多而备受青睐，但这并不意味着 UWB技术是所有应用的首选。对于某些应用，蓝牙和 NFC仍将是首选实现技术。

 

UWB的优势

 

该技术为探测物体位置提供较高的方向和定位精度。凭借其独特的工作频带，该技术对其他环境信号和噪音源的干扰具有卓越的耐受性。在回波时间测量方面，该技术本身不易受侵扰。高能效有源模式结合高速数据传输能力，使得该技术大放异彩。

 

UWB的弱点

 

低功耗蓝牙(BLE)更适合初步的搜寻和定位过程，因为它在这一任务阶段的能效表现优于UWB技术。随后的快速、精确和安全定位任务适合交给更高精度的UWB 技术。

 

UWB大规模应用顾虑

 

UWB的成本目前远高于替代技术，成本下降需要时间支撑。因此，预计需要一些时间才能实现UWB大规模落地。这种技术定位快速而精准，能够高速传输数据且节约能源，如果未经授权用于跟踪和监视人员和资产，难免让人心存顾虑。随着该技术得到广泛应用，对其施加更多的监管也合乎情理。

 

   

超宽带雷达的当前应用

 

人身安全

 

这些年来，监护人员不小心将婴儿和宠物留在无人看管的车辆中，导致婴儿和宠物死亡的事情时有发生。根据 Market Research Future(MRFR)的研究报告，“儿童在场检测系统”市场预计将以51%的复合年增长率不断扩大，2030年将达30亿美元。许多汽车制造商已将超宽带雷达技术整合到座舱电子设备。儿童在场检测新方法正是利用了这种已部署的UWB技术。

 

超宽带雷达技术足够灵敏，不仅可检测婴儿的在场情况，还能检测婴儿的呼吸频率。这使得车辆系统能够及时向监护人员发送警报。

 

财产安全

 

我们的资产保护方式随着时间的推移在不断变化。在家居和车辆领域，锁护机制从机械钥匙发展到遥控钥匙，迎来免钥进入系统。在广泛部署新技术之后，通常迟早会暴露漏洞，造成安全资产被未经授权的人员访问和控制。虽然安全提供商不断加强防护，但黑客通常会想方设法破坏防护系统.

 

数字钥匙是以智能设备作为进入汽车甚至是房屋的钥匙。过去十年间，这种方法获得普遍采用，其实现机制是基于蓝牙技术。但是黑客能够利用蓝牙安全机制的固有漏洞实现侵入。有充分的证据表明，“滚动PWN攻击”和“蓝牙中继攻击”是破坏汽车安全机制的两种途径。修复这些漏洞需要车主采取其他措施，例如特斯拉车辆推荐采用“PIN to Drive”功能。

 

用户不想为采取额外措施而烦恼。他们希望能够在不需要额外措施的情况下解决问题，最好该技术天生没有漏洞。这正是UWB技术大显身手的地方。汽车行业对于将超宽带技术用于数字钥匙兴奋不已，因为这种通信系统具有高度安全和不可破解的特性。许多汽车制造商已将超宽带雷达模块纳入自己的各种车型中。通过围绕 UWB和低功耗蓝牙(BLE)构建CCC数字钥匙3.0版规范，CCC正对数字钥匙实施标准化。

 

借助数字钥匙3.0版UWB IP，芯片公司和系统OEM能够为汽车免钥进入系统快速创建和定制下一代高安全级别数字钥匙。

 

CEVA推出的UWB IP平台符合数字钥匙3.0规范，面向移动、汽车、消费者和物联网应用。CEVA是全球领先的无线连接、智能传感技术授权商，走在集成IP解决方案的前沿，致力于打造更智能、更安全的互联世界。

 

未来应用

 

UWB技术以其高精度、低功耗和牢不可破的安全性而闻名，未来肯定会涌现许多创新型和创造性的应用。例如，超宽带雷达可用于姿势识别，通过识别后备箱下方的腿部等动作从而自动打开后备箱。超宽带雷达也可用于智能家居的灯光控制、声波传输等。CEVA的UWB 平台IP也能胜任这类应用。

 

   

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本文作者：Navot Goren, UWB Product director, CEVA Inc.