스마트키

3. 작동 방식

스마트키는 운전자가 키를 주머니에 넣은 채로 차량의 잠금 해제, 잠금, 시동을 가능하게 하는 시스템이다. 이 시스템은 차량 차체에 있는 여러 안테나와 키 내부에 있는 무선 펄스 발생기를 통해 작동한다. 사용자가 도어 핸들이나 트렁크 릴리즈에 있는 버튼이나 센서를 누르면 차량이 자동으로 잠금 해제된다.

스마트키 시스템이 장착된 차량에는 일반적으로 예비 키 블레이드 형태의 기계적 백업이 제공된다. 일부 제조사는 이를 커버 뒤에 숨겨두기도 한다. 운전자는 차량 내부에 키를 소지한 채로 시동 버튼을 누르거나 점화 스위치를 돌려 이모빌라이저를 해제하고 시동을 걸 수 있다.

차량에서 내릴 때는 도어 핸들의 버튼을 누르거나, 정전식 영역을 터치하거나, 차량에서 멀어지는 방식으로 차량을 잠글 수 있다. 잠금 방식은 모델에 따라 다르다. 일부 차량은 스마트키를 기반으로 좌석 및 스티어링 휠 위치, 외부 미러 설정, 실내 온도 조절, 스테레오 설정 등을 자동으로 조정하기도 한다. 포드 이스케이프와 같은 일부 모델은 특정 키로 시동을 걸 경우 차량이 최대 속도를 초과하지 못하도록 설정하는 기능도 있다.

3. 1. 통신 방식

• 125 kHz 전력 증폭기 블록을 통한 저주파 LF 신호 전송
• 내장된 ISM 수신기 블록에서 무선 주파수 RF 신호(> 300 MHz) 수신
• 데이터 신호 암호화 및 복호화
• 다른 전자 제어 장치와의 인터페이스 신호 통신
• 마이크로컨트롤러

3. 2. 내부/외부 감지

3. 3. 배터리 백업

4. 종류

스마트키는 1990년대 중반 지멘스에서 개발되었으며, 1989년에 도입된 적외선 보안 시스템을 대체하기 위해 1997년 메르세데스-벤츠에서 처음 선보였다. 다임러-벤츠는 1997년 2월 28일 독일 특허청에 스마트키에 대한 최초의 특허를 출원했으며, 1997년 5월 17일에는 다기능 스위치블레이드 키 변형이 뒤따랐다.^[6][7][8][9] 이 장치는 전통적인 금속 열쇠를 대체하는 플라스틱 키를 포함하며, 잠금 시스템과 점화를 제어하는 전자 장치를 통해 기존 열쇠를 정교한 컴퓨터화된 "키"로 대체했다. 이는 원격 키리스 엔트리보다 한 단계 발전된 것으로, 키리스 엔트리의 원격 제어 버튼을 채택하여 스마트키 폼에 통합했다.

메르세데스-벤츠 차량 내부에 들어가면 키리스 엔트리 폼과 달리 스마트키 폼은 시동 컴퓨터가 롤링 코드를 확인하는 점화 슬롯에 꽂는다. 수 밀리초 내에 확인된 후에는 전통적인 열쇠처럼 돌려 엔진을 시동할 수 있다. 이 장치는 지멘스 오토모티브 및 후프와 협력하여 메르세데스-벤츠 전용으로 설계되었지만, 많은 고급 제조업체에서 동일한 아이디어를 기반으로 유사한 기술을 구현했다. 스마트키 외에도 메르세데스-벤츠는 키리스 고(Keyless Go)를 옵션으로 통합하여, 운전자가 스마트키를 주머니에 넣은 채로 문, 트렁크를 열고 차량을 시동할 수 있게 했다.

스마트키의 전자 장치는 상단이 넓고 하단이 좁으며 끝이 사각형이고 1/2인치 길이의 삽입 조각이 있는 속이 빈 삼각형 플라스틱 조각에 내장되어 있다. 스마트키 측면에는 상단에서 릴리스를 당겨 꺼낼 수 있는 전통적인 메르세데스-벤츠 열쇠도 숨겨져 있다. 금속 열쇠는 글로브 박스 및/또는 트렁크를 잠그는 등 주차 요원에게 스마트키를 넘기기 전에 발렛 용도로 사용된다. 수동으로 잠그면 스마트키 또는 내부 버튼으로 트렁크를 열 수 없다. 키 폼은 무선 주파수 트랜스폰더를 사용하여 도어 잠금 장치와 통신하지만, 엔진 이모빌라이저 시스템과 통신하기 위해 적외선을 사용한다. 최초의 스마트키는 주파수가 제한되어 있어 안전을 위해 가시선 내에서만 사용할 수 있었다. 또한 운전자는 스마트키의 잠금 해제 버튼을 누르고 있는 동안 스마트키를 앞쪽 운전석 문에 대고 있으면 창문과 선루프가 열려 실내를 환기할 수 있다. 마찬가지로 잠금 버튼을 누르고 있는 동안 동일한 절차를 완료하면 창문과 선루프가 닫힌다. 액티브 통풍 시트가 장착된 차량에서는 여름 개방 기능이 창문과 선루프를 여는 것 외에도 시트 통풍을 활성화한다.

'''디스플레이 키'''는 BMW에서 개발한 스마트 키의 한 종류로, 소형 LCD 컬러 터치스크린이 탑재되어 있다. 일반적인 키 포브가 수행하는 잠금, 잠금 해제, 키리스 시동 등의 표준 기능을 수행하며, 화면을 통해 BMW 앱의 여러 기능을 사용할 수 있다. 예를 들어, 차량에 자동 주차 기능이 있는 경우, 키로 차량에 자동 주차를 명령할 수 있다. 현재 이 키는 3 시리즈, 4 시리즈, 5 시리즈, 6 시리즈, 7 시리즈, 7 시리즈, 8 시리즈, X3, X4, X5, X6, 그리고 X7에 사용 가능하다. 이 키는 충전식이며 약 3주 동안 사용할 수 있다. 측면의 마이크로 USB 포트 또는 센터 콘솔의 무선 충전으로 충전할 수 있다.

스마트 키는 '''리모트 키리스 엔트리'''(Remote Keyless Entry^영어)를 발전시킨 것으로, 리모트 키리스 엔트리는 키의 버튼을 눌러야만 잠금/해제가 가능하지만, 스마트 키는 주머니나 가방에 넣어두어도 차량에 접근하거나 도어 노브에 닿기만 해도 키 구멍에 키를 꽂지 않고도 도어가 해제된다. 스마트 키가 채용된 차량에는 대부분 장착되어 있는 엔진 스타트 버튼을 누르면 엔진이 켜진다.^[18]

1993년에 쉐보레 콜벳에 채용된 패시브 키리스 엔트리 시스템(Passive Keyless Entry System)이나 1998년에 메르세데스-벤츠 S클래스에 채용된 "키레스 고(Keyless Go)" 등을 필두로 2000년대 중반부터 고급차를 중심으로 채용되기 시작했으며, 2012년 현재 고급차에서 경차까지 차종에 따라 기본 장착되거나 옵션으로 장착이 가능해지고 있다. 운전자가 소지한 휴대기(키)와 자동차에 탑재된 ECU(Electronic Control Unit)나 BCM(Body Control Module) 간에 무선 통신을 수행하며, 통신이 성립되면 도어 잠금/해제를 한다. 통신이 성립되었다는 신호로, 리모트 키리스 엔트리와 마찬가지로, 도어 잠금·해제 시 비상등이나 룸 램프를 점멸시키는 것(이를 앤서백 또는 웰컴 램프라고 한다)이나, 제조사에 따라 전자음(삐 소리)으로 운전자에게 알린다. 엔진, 하이브리드 시스템, EV 시스템 시동도 기계식 키 없이 가능하지만, 이모빌라이저나 스티어링 락 등의 도난 방지 기능이 탑재된 경우가 많으므로, 엔진 작동과 관련해서는 다중으로 보안이 걸려 있다.

휴대기 형태는 대부분, 컴팩트한 리모컨 모양이지만 크라운(12세대: S180계 2005년 이후)이나 에스티마(3세대 2006년 이후) 등 일부 차종에서는 리모컨·센서 기능을 통합한 손목시계형도 있다(토요타에서는 이를 "키 통합 워치"라고 부른다).

현대모비스가 2024년 4월 4일에 출시한 버튼형 스마트 카드키는 신용카드 형태의 초슬림형 디자인이 특징이다. 버튼을 누르면서 문을 열고 닫거나 원격 시동, 원격 주차 보조, 트렁크 열림, 원격 경보음, 장치 간 위치를 파악할 수 있는 초광대역 무선 통신 기능 등 다양한 기능이 탑재됐다.^[35] 현대자동차 아이오닉 5 N에 처음 적용되었으며, 아이오닉 5 N용 버튼형 스마트 카드키에는 고성능 N브랜드 로고와 고유의 색상이 반영됐다.^[36]

5. 제조사별 명칭

또한, 토요타와 다이하츠에서는 실제로 제조한 제조사의 명칭을 사용한다. 예를 들어 다이하츠・무브 콘테 OEM인 토요타・픽시스 스페이스나 다이하츠・분 OEM인 토요타・파소^[21]에서는 "키 프리 시스템"을, 토요타・프리우스 α OEM인 다이하츠・메비우스에서는 "스마트 엔트리 & 스타트 시스템"을 사용한다.

6. 보안 문제 및 대책

스마트키는 편리함을 제공하지만, 보안 취약점 또한 존재한다. 2005년 영국의 자동차 보험 연구 전문가 댓챔(Thatcham)은 차량에서 10cm 이상 떨어진 곳에서 스마트키가 작동하지 않도록 하는 표준을 도입했다.^[26] 그러나 특정 BMW 및 메르세데스 키는 소유자가 주유하는 동안 차량을 탈취당할 수 있는 취약점이 발견되었다.^[3]

• 군 지연 시간 측정
• 상호 변조 제품 감지
• 전기장의 전계 강도 측정
• 125kHz LC 회로의 응답 시간 측정
• 복잡한 변조 사용 (예: 직교 진폭 변조)

• 문이 열린 후 일정 시간 동안 문을 열지 않으면 자동으로 잠금.
• 스마트키 없이 억지로 문을 열 경우 경보 작동.

6. 1. 보안 문제

• 불법적인 높은 값을 감지하기 위한 군 지연 시간 측정
• 불법적인 상호 변조 제품을 감지하기 위한 3차 교차점 측정
• 전기장의 전계 강도 측정
• 125kHz LC 회로의 응답 시간 측정
• 복잡한 변조 사용 (예: 직교 진폭 변조)

• ESCL 전기 스티어링 칼럼 잠금 장치
• EIS 전자 점화 스위치
• 중앙 도어 잠금 시스템
• 이모빌라이저
• 엔진 제어 장치(모터 관리 시스템)
• BCU 차체 제어 장치

6. 2. 보안 요구 사항

• 불법적인 높은 값을 감지하기 위한 군 지연 시간 측정
• 불법적인 상호 변조 제품을 감지하기 위한 3차 교차점 측정
• 전기장의 전계 강도 측정
• 125kHz LC 회로의 응답 시간 측정
• 복잡한 변조 사용 (예: 직교 진폭 변조)

• ESCL 전기 스티어링 칼럼 잠금 장치
• EIS 전자 점화 스위치
• 중앙 도어 잠금 시스템
• 이모빌라이저
• 엔진 제어 장치(모터 관리 시스템)
• BCU 차체 제어 장치

6. 3. 보안 대책

• 불법적인 높은 값을 감지하기 위한 군 지연 시간 측정
• 불법적인 상호 변조 제품을 감지하기 위한 3차 교차점 측정
• 전기장의 전계 강도 측정
• 125kHz LC 회로의 응답 시간 측정
• 간단한 중계 스테이션으로 복조 및 변조할 수 없는 보다 복잡한 변조 사용(예: 직교 진폭 변조)

• ESCL 전기 스티어링 칼럼 잠금 장치
• EIS 전자 점화 스위치
• 중앙 도어 잠금 시스템
• 이모빌라이저
• 엔진 제어 장치(모터 관리 시스템)
• BCU 차체 제어 장치

• 해제 후 몇 초 동안 문을 열지 않으면 자동으로 잠긴다.
• 잠금 시 도난 방지 기능을 작동시켜, 휴대 장치가 없는 상태에서 억지로 문을 열면 경보가 작동한다(경적, 사이렌, 무선 알림 등).

7. 특수 경우

스마트키 시스템은 다음과 같은 특수한 경우를 감지하고 처리할 수 있다.

• 스마트키 트랜스폰더를 뒷좌석 트렁크에 둔 경우
• 차량 내에 스마트키가 2개 이상 있는 경우
• 운전 중 스마트키를 분실한 경우
• 스마트키 배터리 부족 (비상 작동)

8. 여러 장의 휴대기 지원

스마트키는 여러 장의 휴대기(키)를 지원하여 가족 등이 차량을 함께 사용할 수 있게 한다. 차량 구매 시 기본으로 제공되는 휴대기는 보통 1장(토요타는 2장)이지만, 추가 구매도 가능하다. 제조사 및 차종에 따라 다르지만, 보통 3~6장의 휴대기를 등록할 수 있다.

하지만 여러 장의 휴대기를 등록하면 차량과 휴대기 간 통신이 충돌하여 제대로 작동하지 않을 수 있다. 이를 막기 위해 각 차량은 안티 컬리전(충돌 방지 기능)이나 통신 재시도 등의 기술을 사용한다. 그러나 등록된 휴대기가 많을수록 통신 시간이 길어져, 사용자가 버튼을 누르거나 차량에 접근한 후 문이 열리기까지 3초가량 걸릴 수 있어 불편할 수 있다.

참조

_[1] 뉴스 The push-button ignition was a luxurious way to start your car until it wasn't https://www.theverge[...] 2022-06-07
_[2] 웹사이트 DPMAregister {{!}} Designs – Registerauskunft zum Design http://register.dpma[...] 2012-05-19
_[3] 웹사이트 Auto Express: Micra's Top of the Fobs http://www.autoexpre[...] 2008-01-10
_[4] 서적 The Mobile Wave: How Mobile Intelligence Will Change Everything Perseus Books/Vanguard Press
_[5] 뉴스 Vehicle theft post Sixth Consecutive Yearly Decline http://nicb.org/news[...] 2010-09-20
_[6] 웹사이트 DPMAregister {{!}} Designs – Registerauskunft zum Design http://register.dpma[...] 2012-05-19
_[7] 웹사이트 DPMAregister {{!}} Designs – Registerauskunft zum Design http://register.dpma[...] 2012-08-13
_[8] 웹사이트 DPMAregister {{!}} Designs – Registerauskunft zum Design http://register.dpma[...] 2012-08-13
_[9] 웹사이트 DPMAregister {{!}} Designs – Registerauskunft zum Design http://register.dpma[...] 2012-08-13
_[10] 웹사이트 KEYLESS-GO® https://www.mbusa.co[...]
_[11] 웹사이트 Keyless Defender http://essatech.de/p[...] 2019-04-14
_[12] 웹사이트 Ford Fiesta and Focus keyless entry fobs are now theft-proof https://www.motoring[...] 2019-04-14
_[13] 웹사이트 Tests uncover major security risk to keyless cars http://www.autoexpre[...] Auto Express 2016-03-19
_[14] 웹사이트 Keyless-Diebstahl - vom ADAC untersuchte Autos https://www.adac.de/[...] ADAC 2016-03-15
_[15] 웹사이트 Autos mit Keyless leichter zu klauen https://www.adac.de/[...] ADAC 2016-03-28
_[16] Youtube ADAC demonstrates keyless theft https://www.youtube.[...]
_[17] 웹사이트 Keyless car crime up as gangs target vans http://www.autoexpre[...] Auto Express 2016-03-19
_[18] 웹사이트 スマートキー 【すまーと・きー】 https://www.carsenso[...] 株式会社リクルート 2024-05-27
_[19] 웹사이트 キー閉じ込み防止機能 http://gazoo.com/nvi[...]
_[20] 웹사이트 フォルクスワーゲン公式ホームページ Golf 装備表 http://www.volkswage[...]
_[21] 문서 2代目までは名義上はトヨタ製だが実際はダイハツ製のため「キーフリーシステム」。
_[22] 문서 スマートキーの設計者は慣例としてUHFのことをRF（高周波）と呼ぶ。UHFでは通じないので注意が必要である。
_[23] 웹사이트 リレーアタック https://kotobank.jp/[...] 2017-05-30
_[24] 웹사이트 自動車盗の新手口「リレーアタック」関西で被害 https://www.asahi.co[...] 朝日放送テレビ 2018-12-27
_[25] 웹인용 DPMAregister {{!}} Designs – Registerauskunft zum Design http://register.dpma[...] 2012-05-19
_[26] 웹인용 Auto Express: Micra's Top of the Fobs http://www.autoexpre[...] 2008-01-10
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_[30] 웹인용 Tests uncover major security risk to keyless cars http://www.autoexpre[...] Auto Express 2016-03-19
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