A significant security risk of modern vehicles is their vulnerability to relay attacks, due to challenge-response methods, such as those employed in Passive Keyless Entry (PKE) used by most commercial cars, being inherently exposed. This class of attacks are where communication between a vehicle and its key is relayed by an attacker over long range - thereby bypassing any encryption and unlocking the vehicle without requiring direct access to the key. While a multitude of defenses have been proposed in recent years, many lack either robustness or practicality. Any viable system will likely have to rely on an environmental parameter which is not easily manipulated. Moreover, the system has to be: cost effective; easily implementable; and take user comfort, such as the key’s battery life, into account. This thesis implements and evaluates a PKE system resistant to relay attacks, analyses a multitude of proposed strategies in literature for feasibility, as well as suggests a novel method: Approach Curve Matching. It is concluded that the most promising strategies are: Immobility Detection, Distance Bounding Protocols, and Approach Curve Matching - the first of which is chosen to be implemented in the prototype PKE system. The project develops a PKE system and implements the communication protocol using Bluetooth, as opposed to the conventional RFID. Immobility Detection, using an accelerometer, is then implemented. The final system is then tested and evaluated. It is concluded that while Immobility Detection is not comprehensively effective, it is easily implementable, cost-effective, and can greatly increase the security of PKE systems. Finally, it is proposed that Immobility Detection should be employed promptly by manufacturers while investigating potentially more effective, albeit uncertain, strategies. / En betydande säkerhetsbrist av moderna fordon är deras sårbarhet mot så kallade ’relay attacker’. Dessa typer av attacker, där signaler mellan bilen och nyckeln vidarebefordras, kringgår all kryptering och låser upp bilen utan att ha direkt tillgång till nyckeln. En stor del av kommersiella fordon tillämpar ’Passive Keyless Entry’ (PKE) som bygger på ’challenge-response’ metoder som visats vara särskilt utsatta för dessa attacker. En mängd olika skyddssystem har föreslagits på senare år, men många saknar erforderlig robusthet eller genomförbarhet. Ett lämpligt system bör uppfylla en rad olika kriterier. Strategin måste grundas på en omgivningsparameter som är både oföränderlig och tillräckligt rymdberoende att två nära positoner kan skiljas åt. Dessutom ska systemet vara kostnadseffektivt, implementerbart, och ta hänsyn till användarkomfort såsom batteritid. Projektets huvudsyfte är konstruktionen och analysen av ett ’relay attack’ resistent PKE system. I detta projekt ingår också en analys av ett antal föreslagna försvar och ett förslag om en ny metod: ’Approach Curve Matching’. Slutsatsen dras att de mest lovande taktikerna är: analys av Jaccard indexet av Wi-Fi hotspots, ’Distance Bounding Protocols’, ’Approach Curve Matching’ och ’Immobility Detection’ som också implementeras i prototyp PKE systemet. Projektet utvecklar först ett PKE system med två Raspberry Pis som agerar som bilens och nyckelns mikrodatorer och implementerar kommunikationsprotokollet med hjälp av Bluetooth. ’Immobility Detection’ är sedan implementerad genom en inbyggd accelerometer i nyckeln. Slutligen testas och utvärderas systemet. Det konkluderas att trots att ’Immobility Detection’s effektivitet inte är helt omfattande är den lätt att implementera, kostnadseffektiv, och kan bidra till en betydlig ökning av säkerheten hos PKE system. Vidare observerade projektet att Bluetooths ’Received Signal Strength Indicator’ (RSSI) mätningar är utsatta för avsevärd ostadighet och är allmänt omgivningsberoende. Därför anses Bluetooth RSSI inte lämplig för PKE tillämpningar även om andra metoder för avståndsmätning med Bluetooth kan ha högre prestanda. Det föreslås att ’Immobility Detection’ tillämpas av tillverkare omgående medans andra potentiellt mer effektiva strategier utreds.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-279839 |
| Date | January 2020 |
| Creators | VALKO, ABEL |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2020:48 |
Page generated in 0.0063 seconds