将UWB无线技术应用于安全和自动化
内容提要
超宽带技术（UWB）在安全访问和其他领域迎来复兴，具有高频率和宽频谱的优势，可用于免提访问控制、基于位置的服务和设备到设备服务。UWB的独特脉冲信号提高了定位精度并预防中继攻击，通过加扰时间戳字段提高了安全性。UWB是商业上唯一可用的无线技术，具有高精度定位和高级安全性，有望成为安全访问和定位服务的基础。
延伸解读
中继攻击为何对UWB失效
文章指出，传统无钥匙进入系统依赖信号强度测距，易被中继攻击欺骗。UWB通过快速测量信号飞行时间精确计算距离，任何拦截转发只会延迟确认信号到达，使系统判定钥匙更远而非更近。这种确定性测量取代了基于信号强度的假设，从原理上阻断了中继攻击的可行性。
STS字段如何加固UWB安全
IEEE 802.15.4z HRP UWB PHY在数据包中加入加扰时间戳字段，由密码安全的伪随机数发生器生成BPSK调制脉冲序列。该序列无周期性，接收器需本地持有副本才能解码，从而防止攻击者预测或操纵距离读数。这为传统UWB无线电增加了PHY级保护，抵御暴力攻击等威胁。
UWB在定位与访问中的实际价值
文章列举了UWB的三个主要用例：免提访问控制让用户靠近即开门、离开即锁门；基于位置的服务在机场、商场、停车场和医疗环境中提供高精度室内定位；设备到设备服务使两台UWB设备共享测距数据，实现指向定位或智能家居自动响应。这些功能依托UWB抗多径效应的脉冲信号，提升了定位精度和稳定性。
Q&A
UWB技术相比蓝牙和Wi-Fi有什么优势？
UWB通过在非常高的频率下运行并利用宽频谱，在准确性、无线连接的稳定性和安全性方面具有优势。
UWB技术主要有哪些应用场景？
UWB有三个主要用例类别：免提访问控制、基于位置的服务和设备到设备服务。
UWB如何防止汽车中继攻击？
UWB使用快速测量来非常精确地确定距离，任何拦截和发送UWB信号的尝试只会延迟响应设备的确认信号的到达，从而使基于UWB的锁定和点火清楚地知道响应设备实际上更远，而不是更近，因此汽车无需做出假设，使得被动无钥匙进入系统更加安全。
什么是中继攻击？它是如何工作的？
中继攻击是一种汽车盗窃方法，通过诱使汽车认为钥匙和它的主人就在附近而起作用。设置需要两个人，每个人都有一个黑客设备。第一个站在汽车附近，将信号从汽车传递给第二个小偷；第二个站在房子附近，将来自汽车的中继信号传输到房子里。钥匙位于屋内某处，接收来自汽车的信号并正常响应，响应被转发回汽车，使系统误以为车主就在附近并允许进入车辆，第二个继电器启动点火。
UWB的脉冲信号如何提高定位精度？
UWB的脉冲信号能够抵抗多径效应，即无线电信号由于反射和/或折射而通过多条路径到达接收器的情况。对多径效应的免疫提高了定位精度，尤其是与更易受影响的替代技术相比时，即使同时使用多个UWB系统，对窄带衰落和干扰的抵抗也有助于使UWB成为一种非常强大的技术选择。
IEEE 802.15.4z标准如何提高UWB的安全性？
IEEE 802.15.4z HRP UWB PHY将加扰时间戳（STS）字段添加到数据包中，通过向PHY数据包添加加密密钥和数字随机性来防止与ToF相关的数据可访问或可预测，有助于对抗各种外部攻击，包括操纵距离读数的攻击。STS字段由一组伪随机二进制相移键控（BPSK）调制脉冲组成，BPSK调制序列的伪随机性由密码安全的伪随机数发生器确保，由于序列的伪随机性，没有周期性，因此允许接收器产生可靠、高度准确和无伪影的信道延迟估计。
