NFC-Schließsysteme

NFC Schließsysteme / NFC Schlösser

Elektronische Zahlung in Form von NFC basierten EC- oder Kreditkarten demonstriert, dass NFC auch für sicherheitskritische Systeme eine geeignete Technologie ist. Ein weiterer Anwendungsfall, bei dem die Sicherheit im Vordergrund steht, sind elektronische Türschlösser. Dieser Artikel erläutert zunächst das Grundprinzip elektronischer Schlösser, geht danach auf den Einsatz von NFC ein und fasst abschließend Vorteile von NFC-Schließsystemen zusammen und stellt exemplarisch einige Anbieter vor.

Schließsysteme

Das mechanische Schloss kann auf eine lange und variantenreiche Geschichte zurückblicken, die bis hin zur Bronzezeit reicht. Stark vereinfacht besteht ein Schloss aus zwei Elementen: Dem Schließmechanismus sowie einem Schlüssel, mit dem der Mechanismus gesperrt oder geöffnet werden kann. Beim typischen Türschloss sorgt der Schließmechanismus beispielsweise dafür, dass ein Riegel ausgefahren und damit das Öffnen der Tür verhindert wird. Öffnen und schließen wird im herkömmlichen Fall durch eine mechanische Bewegung (drehen) ermöglicht, für die der passende Schlüssel verwendet werden muss. Elektronische Türschlösser versprechen die Modernisierung dieses Grundprinzips.

Elektronisches Schloss und elektronischer Schlüssel

Mit einem elektronischem Schloss sind an dieser Stelle Schließsysteme gemeint, die den mechanischen Schlüssel durch eine digitalisierte Variante ersetzen. Die Mechanik zum Öffnen und Schließen ist dabei unabhängig voneinander und kann weiterhin manuell (z.B. durch drehen eines Knaufs) aber auch elektro-mechanisch unterstützt (z.B. durch einen Motor, der den Riegel betätigt) erfolgen. Die Freigabe, ob das Schloss geöffnet oder geschlossen werden darf, erfolgt durch einen nicht-mechanischen Schlüssel. Die Schlüsselinformationen liegen also digital vor und müssen zwischen Schlüssel und Schloss ausgetauscht werden, um diesen durch das Schloss zu überprüfen zu lassen und Freigabe zu gewähren oder zu verweigern. Die Herausforderung liegt also darin, den Schlüssel digital abzubilden und die Informationen mit dem Schloss auszutauschen - genau hier kommt NFC als geeignete Technologie ins Spiel.

NFC-Türschlösser und NFC-Schlüssel

Mit Hilfe von NFC können Daten auf kurze Distanz konfigurationsfrei übertragen werden. Wie im Grundlagenartikel beschrieben, findet die Kommunikation entweder zwischen einem aktiven und einem passiven NFC-Transmitter oder zwischen zwei aktiven Transmittern statt. In diesem Fall nimmt das typische NFC-Türschloss die Rolle eines aktiven NFC-Transmitters ein. Das bedeutet, dass das Schließsystem mit elektronischen Komponenten (Logik und NFC-Antenne) so erweitert wird, dass es mit anderen NFC-Transmittern kommunizieren kann - in diesem Fall also dem Gegenstück zum NFC-Schloss, dem NFC-Schlüssel. Vereinfacht dargestellt, befindet sich auf dem NFC-Schlüssel ein Geheimnis. Wird der NFC-Schlüssel in die Nähe des NFC-Schlosses gehalten, liest das NFC-Schloss das Geheimnis und, sofern es der richtige Schlüssel ist, gibt den Zugriff frei und ermöglicht damit das Öffnen / Schließen des Schlosses. Natürlich sind die Verfahren in Wahrheit deutlich komplexer und nutzen in der Regel fortgeschrittene kryptographische Verfahren und Verschlüsselungen, auf die an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden. Stattdessen wird der Aspekt des Schlüssels noch einmal näher betrachtet.

NFC-Smartphone oder NFC-Tag als Schlüssel für NFC-Schließsysteme

Der Schlüssel für ein NFC-Schließsystem kann sowohl ein NFC-Smartphone als auch ein passiver NFC-Chip sein. Im ersteren Fall, dem NFC-Smartphone, wird dazu typischerweise eine App des Schlossherstellers auf dem Gerät installiert und mit dem Schloss verbunden, zum Beispiel über einen Account, oder die Eingabe von Schlüsselinformationen. Anschließend kann das NFC-Smartphone genutzt werden, indem es vor das NFC-Schloss gehalten wird. Ob ein NFC-Schloss auch mit dem NFC-Smartphone entsperrbar ist, lässt sich der Funktionsliste des entsprechenden Anbieters entnehmen. So unterstützt beispielsweise BMW das Entsperren von einigen Modellen mit dem Android NFC-Smartphone. Doch auch Apple wird ab iOS 14 die Verwendung des iPhones als NFC-Schlüssel ermöglichen - mit BMW als eine der ersten Umsetzungen für das Öffnen des Autos per iPhone mit NFC. Da das Smartphone für die Nutzung als Schlüssels jedoch geladen und entsperrt sein muss, können die batterielosen NFC-Tags ihre Stärke ausspielen. Im Fall eines NFC-Tags wird die Energie des NFC-Schlosses genutzt, um den Inhalt auszulesen und zu prüfen. Typischerweise werden diese NFC-Tags in der naheliegenden Form eines Schlüsselanhängers ausgeliefert und sind entsprechend robust und wasserfest eingegossen, um den Umwelteinflüssen zu trotzen. Nicht jeder NFC-Tag ist jedoch als Schlüssel für ein NFC-Schließsystem nutzbar. Es müssen mehrere Parameter erfüllt sein: Zum einen muss der Chiptyp zum verwendeten Schließsystem und dessen Sicherheitsmechanismus passen. Beispielsweise funktionieren viele ältere Systeme ausschließlich mit dem MIFARE Classic Chipsatz, wohingegen neuere Systeme vermehrt auf DESFire EV1 oder äquivalente Chips mit entsprechenden Sicherheitsverfahren setzen. Zum anderen, und entscheidend für die Nutzung, muss das Schloss das Anlernen von neuen Schlüsseln unterstützen. Ob und wie auch herstellerfremde NFC-Tags angelernt werden können, lässt sich über die Herstellerinformationen des NFC-Türschlosses in Erfahrung bringen. Gerne können Sie uns Ihre Erfahrung zukommen lassen, um diese mit anderen Kunden an dieser Stelle zu teilen.

Vorteile und Anwendungsbeispiele von NFC-Schließsystemen und Schlössern

Zwar werden mechanische Schließsysteme aufgrund ihrer Einfachheit in Kombination mit Robustheit weiterhin auf absehbare Zeit die Mehrheit der Schließsysteme in der Praxis stellen, jedoch gibt es einige Vorteile die elektronische Alternativen zur bevorzugten Wahl machen können. Die Verwendung elektronischer Schlüssel in Kombination mit modernen Kryptographieverfahren kann für Sicherheitsniveaus sorgen, die von mechanischen Schlüsseln nicht erreichbar sind. Richtig implementierte Kryptographie verhindert effektiv die Kopie von Schlüsseln. Darüber hinaus lassen sich verlorene Schlüssel sperren, was bei mechanischen Systemen nur durch den Komplettaustausch möglich wäre. Zentrale, IT-gestützte Steuerungssysteme für die Schlüsselvergabe erleichtern darüber hinaus das Management von Zutrittsrechten in Gebäuden und bilden die Grundlage für moderne Sicherheitskonzepte. Doch auch im Privateinsatz kännen NFC-Schließsystem Vorteile bringen - so lassen sich mit geeigneten Systemen selbst Schlüssel erstellen oder Zutrittsrechte flexibel, beispielsweise zu bestimmten Uhrzeiten, vergeben. Entsprechend gilt es bei der Wahl eines geeigneten Systems eigene Anforderungen mit denen der jeweiligen Anbieter zu vergleichen. Exemplarisch werden im Folgenden das IKEA NFC-Schließsystem ROTHULT sowie Doorbird betrachtet.

NFC-Schließsysteme für Schränke und Spinde

Das NFC-Schloss ROTHULD von Ikea ist ein Beispiel für ein elektromechanisches Schließsystem auf NFC-Basis. Es besteht aus einem Schlosskorpus mit Zapfen, der per Motor herein / herausführt, sofern die richtige Schlüsselkarte gescannt wurde. Die Energie in Form von Batterien wird also sowohl genutzt, um mit dem Schlüssel zu kommunizieren als auch das Schloss zu öffnen / zu schließen. Durch die Bauform bzw. das darauf abgestimmte IKEA System kann das Schloss für Büroschränke und Spinde eingesetzt werden. Im Lieferumfang befinden sich zwei NFC-Karten. Eine Bedienungsanleitung zum Anlernen neuer NFC-Tags für das NFC-Schloss ist hier verfügbar.

NFC-Gegensprechanlage von DoorBird

Die modernen Gegensprechanlagen für die Haustüre von DoorBird erlauben per Mikrofon und Kamera das Geschehen vor der Haustüre Live zu erleben. Auch die Anbindung des Smartphones ist möglich, um die Tür von jedem Ort aus zu öffnen. Als Schlüssel nutzt das System von DoorBird Transponder auf RFID/NFC Basis. Dadurch, dass eigene Transponder angelernt werden können, lassen sich für DoorBird selbst neue Schlüssel erstellen. Die Anleitung dazu ist hier verfügbar.

Fazit und Zusammenfassung

NFC als Basistechnologie findet auch zunehmend im Bereich der Schließsysteme Anwendung. Der hohe Standardisierungsgrad von NFC sowie die Verbreitung NFC-Smartphones und deren daraus resultierende Tauglichkeit als Schlüssel können als Gründe genannt werden. Systeme wie ROTHULD von Ikea oder Doorbird zeigen, wie NFC-Schließsysteme auch außerhalb von Gebäudekomplexen mit komplexen Anforderungen an das Sicherheitsmanagement immer mehr Verbreitung finden. Bei der Wahl eines NFC-Schließsystems empfehlen wir darauf zu achten, dass selbst neue Schlüsseltoken generierbar sind. Auf diese Weise eröffnen sich vielfältige Möglichkeiten eigene NFC-Schlüssel zu generieren - beispielsweise in Form von Armbändern oder eigenen, kreativeren Anhängern.