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无钥匙进入系统

分类:硬件与半导体 / 汽车电子
关联项目:KeyGo(BLE 手机钥匙)
更新日期:2026年8月4日


概述

无钥匙进入(Passive Keyless Entry,PKE)通常与无钥匙启动(Passive Keyless Start,PKS)一起构成 PEPS 系统(Passive Entry & Passive Start,被动进入与被动启动)。

该类系统采用 LF/UHF 双向射频与加密认证技术(常被泛称为 RFID),让车主无需取出实体钥匙、也无需按遥控器按键,只要随身携带合法钥匙,车辆便能在近距离内自动识别身份并完成解/闭锁。

先分清:无钥匙进入(PEPS)≠ 遥控钥匙(RKE)

很多人把"按一下解锁主驾、按两下解锁全车"都算作"无钥匙进入",其实这是两套不同的东西:

  • RKE(Remote Keyless Entry,遥控钥匙):钥匙上有按钮,需要掏出钥匙按遥控器才能解锁;"按一下开主驾、按两下开全车"正是 RKE 的经典逻辑。
  • PEPS(无钥匙进入):钥匙放兜里不用掏,走到车边摸/按车门把手就开。你描述的"站车门口按车上按键"正是 PEPS 的门把手按钮。

所以"按车上按键"这个动作专指 PEPS,并非所有车都有——它常见于中高端车型,大量入门车仍是纯 RKE。本文聚焦 PEPS,但二者用户行为容易混淆,特此先厘清。

近年随着智能手机普及,数字钥匙(Digital Key)把钥匙功能转移到手机/可穿戴设备,进一步摆脱实体钥匙。


技术原理

PEPS 工作流程

PEPS 基于 LF/UHF 双向射频与加密认证,整个过程在瞬间完成,可分为三个阶段:

1. 低频唤醒与定位(LF,125 kHz / 134.2 kHz)

车辆通过布置在车身四周(门把手、前后保险杠、车内)的低频(LF)天线,周期性地发射 125 kHz(或 134.2 kHz) 磁场,在车身周围形成约 1–2 米 的感应场。携带合法钥匙的车主进入该范围时,钥匙内部的线圈被电磁场唤醒。

LF 不只是"唤醒",还负责"定位"

LF 磁场衰减快、作用距离短,正好用来判断钥匙的相对位置:车辆用多根 LF 天线分别发射,钥匙测量各自场强并回报,车辆据此判断钥匙在车内还是车外、在哪一侧车门附近。这既防止"钥匙在车内却被车外的人解开",也支撑"只开你走近的那扇门"。

2. 身份认证(UHF)

被唤醒的钥匙通过超高频(UHF) 信号将应答发回车辆。UHF 频段通常为 315 MHz(北美)433.92 MHz(中国/欧洲等,属 Sub-1 GHz)。身份核验并非简单回传一个固定"加密 ID",而是典型的 挑战—应答(challenge-response)+ 滚动码(rolling code) 机制:车辆经 LF 下发随机挑战,钥匙用共享密钥计算出应答,车辆验证通过才认定合法——这能抵御简单的重放攻击。

3. 执行指令

认证通过后系统进入待命。车主按下/触摸门把手时执行解/闭锁;离开一定距离后自动落锁。主流车型门把手集成物理按键电容感应区,逻辑如下:

操作 常见响应逻辑
按一下(或触摸一次) 解锁主驾车门
按两下(快速两次) 解锁全车车门
触摸感应区(部分车型) 手插入门把手内槽自动解锁;触摸外表面感应条上锁

逻辑因车而异,且多为可配置项

部分日系默认按一下仅开主驾,德系部分默认全开,用户可在车机里自定义;也有车型做成"靠近自动解锁 / 离车自动落锁",根本无需按键。

自动落锁:车主携带钥匙离开约 1–2 米 以上,车辆自动上锁并进入防盗警戒,部分车型以闪灯/短鸣提示。

核心特点:Passive Entry 之名的由来

钥匙是"被车辆主动找到并识别"的,而非钥匙主动发射信号——这正是 "Passive Entry" 之名的由来。

与发动机防盗(IMMO)的关系

PEPS 负责"进得去、点得着"的便捷层,而发动机电子防盗(Immobilizer,IMMO) 是独立的发动机授权层:钥匙/手机中的应答器需与 ECU 完成加密配对,发动机才允许点火。二者通常并存——PEPS 让你无感开门,IMMO 确保即便门开了、没有合法钥匙也开不走车。


安全与攻击(PEPS 最现实的隐患)

中继攻击(Relay Attack)

PEPS 的最大现实风险是中继攻击:两名攻击者各持一台设备,一人靠近车主口袋里的钥匙、另一人靠近车。前者把车辆的 LF 唤醒信号"拉长"转发给钥匙,钥匙照常应答,后者再把 UHF 应答转发回车——车辆因此误以为钥匙就在身边,直接解锁/点火。仅靠 LF/UHF 物理钥匙无法根治此问题,因为射频信号可被远距离延伸。

相关攻击与防护:

风险 机理 典型防护
中继攻击 远距离延伸 LF/UHF 链路,欺骗距离判断 钥匙运动传感器:钥匙静止一段时间即休眠、不再响应 LF;UWB 距离边界(distance bounding):用信号往返时延算真实距离,中继引入的时延会暴露
重放攻击 录下合法应答后重发 滚动码 / 挑战—应答:每次挑战不同,旧应答失效
信号干扰 阻断遥控/PEPS 通信,诱导用户改用弱点 多层认证 + 实体/NFC 备份

对数字钥匙(见下)而言,BLE 同样存在中继风险;UWB 因可测真实距离、NFC 因需"碰一碰"物理接触,常作为抗中继的互补手段。这与 KeyGo 这类 BLE 手机钥匙的防护设计直接相关。

上文「蓝牙钥匙」列举的 BLE 车载钥匙实现(Bluetooth Smart Key 实战 DemoPAN1080 DK BLE 车载钥匙示例)正是面临中继风险的典型对象——其 BLE 链路同样可被远距离延伸,需配合运动传感器休眠、UWB 测距等防护。


数字钥匙技术

手机虚拟钥匙正逐步替代实体钥匙,主流分三类:

云钥匙(云端控制)

特性 说明
依赖条件 手机与车辆均需联网(依赖车载 T-Box / 远程通信模块)
工作原理 App 向云端发指令,云端转发至车辆
典型功能 远程解闭锁、远程启动空调、开后备箱
适用场景 远程控车,如办公室远程给同事开车门取物

蓝牙钥匙(BLE)

特性 说明
依赖条件 手机蓝牙开启,App 在前台或后台运行
工作原理 BLE 匹配手机与车辆,靠近自动解锁、远离自动落锁
典型功能 近场无感进入、启动车辆
适用场景 无网络的本地控车(如地下车库信号盲区)

工程实现参考:BLE 车载钥匙的端到端示例可看 Bluetooth Smart Key 实战 DemoPAN1080 DK BLE 车载钥匙示例;实体钥匙的改装思路见 车钥匙改装系列。详见文末「参考」。

功耗是 BLE 钥匙的关键约束

手机端依赖系统蓝牙栈保活与后台唤醒;实体钥匙端则需靠 BLE 间歇广播 + 深度睡眠把平均电流压到 µA 级,否则纽扣电池撑不过数月。具体实测数据与 LDO 供电选型见 KeyGo 项目页

NFC 钥匙(近场通信)

特性 说明
依赖条件 手机/NFC 卡片具备 NFC
工作原理 基于 NFC(13.56 MHz),通信距离几厘米
典型功能 手机/卡片贴近 B 柱、外后视镜等感应区解锁
适用场景 实体钥匙的近距替代,手机低电量时的应急备份
典型代表 特斯拉 Model 3 卡片钥匙

NFC 与 PEPS 体验本质不同

NFC 需"碰一碰"的物理接触,与 PEPS"靠近即待命"的体验本质不同。

为什么 NFC 适合做应急备份:NFC 卡片是被动式器件,本身几乎零自耗电(能量由读卡器磁场感应取电),因此即便手机/主钥匙电池耗尽,贴近仍可用——"NFC 低功耗"本质是其被动特性带来的优势,而非需要额外优化的指标。


技术对比

技术 通信方式 工作频率 有效距离 使用方式 是否需网络 抗中继
传统 PEPS LF 唤醒 + UHF 应答 125 kHz + 315/433 MHz 1–2 米 靠近按门把手 弱(需 UWB/运动传感器补强)
云钥匙 移动网络 / Wi-Fi 全球(有网处) App 远程 强(依赖云端鉴权)
蓝牙钥匙 BLE 2.4 GHz 约 10 米 靠近自动 中(BLE 亦可被中继)
NFC 钥匙 NFC 13.56 MHz 几厘米 贴近"碰一碰" 强(需物理接触)

技术发展趋势

  • BLE + UWB:UWB 厘米级测距让车辆精确判断钥匙/手机位置与距离,实现更安全流畅的无感进入(如 Apple CarKey,基于 CCC Digital Key 规范,部分车型结合 UWB 精确测距)。
  • 多模态融合:BLE(初始连接)+ UWB(精确测距)+ NFC(应急备份)构建全场景方案。
  • 标准化:CCC(Car Connectivity Consortium)的 Digital Key 标准 推动跨品牌、跨平台兼容。

常见问题

  • 钥匙没电了怎么办? 多数 PEPS 车提供应急启动:把钥匙贴近一键启动按钮(或指定感应区),利用 LF 感应/电感耦合给钥匙内应答器供电完成认证;或直接使用 NFC 卡片/手机备份解锁。
  • 为什么有时靠近不解锁? 可能钥匙电量低、处于信号盲区,或车机设置了"需手动触摸"而非"靠近自动"。

应用意义

用户体验

无钥匙进入与数字钥匙反映用户对便捷性 / 智能化的需求升级。"钥匙可以不带、手机必带"已成常态,把钥匙集成到手机进一步简化出行负担。

车企品牌

先进的无钥匙/数字钥匙系统能提升产品科技感智能化形象,成为差异化竞争配置。


相关概念

  • RKE(Remote Keyless Entry,遥控钥匙):需掏出钥匙按遥控器,与 PEPS 的"被动"相对。
  • PEPS(Passive Entry & Passive Start):被动进入与被动启动统称。
  • IMMO(Immobilizer,发动机防盗):独立于 PEPS 的发动机授权层。
  • RFID / LF / UHF:射频识别;低频(125 kHz)唤醒定位、超高频(315/433 MHz)应答。
  • NFC(13.56 MHz):近距无线通信,10 厘米内。
  • UWB(Ultra Wideband):超宽带,高精度测距/定位,抗中继。
  • BLE(Bluetooth Low Energy):蓝牙低功耗,适合持续近场通信。
  • 中继攻击(Relay Attack):远距离延伸射频链路欺骗距离判断的攻击。

参考