Комбинированный полуавтоматический электронно-кодовый замок

 

Изобретение относится к электронно-кодовым замкам и может быть использовано для защиты различных систем и объектов. Сущность изобретения заключается в том, что набор и ввод кода осуществляется последовательными нажатиями соответствующих коду клавиш клавиатуры. При этом формируются пачки импульсов, число которых соответствует цифровым символам клавиш. Автоматическое распределение этих пачек по счетчикам блока подбора обеспечивает содержащийся в блоке-формирователе демультиплексор, управляемый счетчиком. Счетчик подсчитывает количество набранных цифр кода. Момент периодического обнуления счетчика наступает после ввода цифры по завершении набора очередного фрагмента и после некоторой паузы, предназначенной для фиксации правильности набранного фрагмента. Техническим результатом данного изобретения является обеспечение повышения скорости ввода кода, повышения удобства пользования, повышения криптозащищенности. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электронно-кодовым замкам и может быть использовано для защиты различных систем и объектов.

Известен комбинированный электронно-кодовый замок, содержащий блок-формирователь сигналов управления, соединенный выходами со счетными входами блока подбора фрагментов кода, селекторы-мультиплексоры, соединенные информационными входами с единственными выходами N - позиционных переключателей коммутационного задатчика кода, N входов каждого из которых соединены с N выходами дешифраторов счетчиков блока подбора фрагментов кода, выходы селекторов-мультиплексоров подключены ко входам схемы совпадения, управляющие входы каждого селектора-мультиплексора соединены с выходами первого счетчика тактов, счетный вход которого через первый элемент задержки соединен с тактовым выходом блока-формирователя сигналов управления, дополнительным входом схемы совпадения и со счетным входом второго счетчика тактов, один из выходов дешифратора которого посредством задатчика допустимого уровня глубины поиска соединен со входом сброса первого счетчика тактов, входом сброса счетчика верных подборов фрагментов кода и со вторым элементом задержки, выходом подключенным к входу очистки второго счетчика тактов, счетчик верных подборов фрагментов кода по входу соединен с выходом схемы совпадения, а один из выходов этого счетчика через переключатель уровня глубины кода соединен с исполнительным блоком (см. патент РФ N 2125145, кл. E 05 B 49/00, 1999).

Известный электронно-кодовый замок содержит исполнительный блок, схему совпадения, первый и второй счетчики тактов, первый и второй элементы задержки, переключатель глубины кода, коммутационный задатчик кода, задатчик допустимого уровня глубины поиска, блок-формирователь сигналов управления, рукоятку управления, блок индикации, счетчик верных подборов, блок селекторов-мультиплексоров, блок подбора фрагментов кода. В замке реализуется поочередное последовательное пофрагментное сличение вводимых в блок подбора цифровых фрагментов кода с предустановленными на коммутационном задатчике фрагментами кода. Каждое совпадение кодовых фрагментов фиксируется счетчиком верных подборов кодовых фрагментов, и если после заданного n сличения содержимое счетчика достигает n состояния, то активизируется выход переключателя уровня глубины кода и исполнительный блок деблокирует замок (если требуется, с задержкой). Задним фронтом n-го тактового сигнала T осуществляется сброс должных счетчиков, т.е. возврат устройства в исходное состояние.

Максимальная секретность аналогового замка определяется K_max = Ncn_max, где N - максимальное количество состояний единичного счетчика блока подбора, n_max - число фрагментов кода, на которое разбита максимально длинная кодовая комбинация, т. е. максимально необходимое для открывания замка число тактов (сличений) фрагментов кода.

C - число N цифр в фрагменте, при этом Cn_max = H, где H - глубина кода - количество N цифр в максимально длинной кодовой комбинации.

Пусть N = 10, C = 3, n = 8, тогда H = 24 и K_max = 10²⁴.

Однако в замке с известным устройством на ручной набор кода глубиной в 24 десятичных цифры при средней физиологически обоснованной скорости порядка 5 секунд на цифру требуется 120 секунд, что приемлемо не для каждого пользователя. Кроме того, выход из строя блока индикации выводит из строя замок, а само наличие блока индикации допускает сканирование кода посторонним лицом.

Описанное в патенте РФ N 2125145 устройство является наиболее близким аналогом. Его недостатками являются невысокие скорость ввода кода, удобство пользования и криптозащищенность. Технический результат данного изобретения заключается в повышении скорости ввода кода, повышении удобства пользования, повышении криптозащищенности за счет отсутствия блока внешней индикации, а для повышения надежности устройства оснащено резервным управлением с переносного пульта.

Данный технический результат достигается за счет того, что в комбинированный электронно-кодовый замок, содержащий блок-формирователь сигналов управления, соединенный выходами со счетными входами блока подбора фрагментов кода, селекторы-мультиплексоры, соединенные информационными входами с единственными выходами N - позиционных переключателей коммутационного задатчика кода, N входов каждого из которых соединены с N выходами дешифраторов счетчиков блока подбора фрагментов кода, выходы селекторов-мультиплексоров подключены ко входам схемы совпадения, управляющие входы каждого селектора-мультиплексора соединены с выходами первого счетчика тактов, счетный вход которого через первый элемент задержки соединен с тактовым выходом блока-формирователя сигналов управления, дополнительным входом схемы совпадения и со счетным входом второго счетчика тактов, один из выходов дешифратора которого посредством задатчика допустимого уровня глубины поиска соединен со входом сброса первого счетчика тактов, входом сброса счетчика верных подборов фрагментов кода и со вторым элементом задержки, выходом подключенным к входу очистки второго счетчика тактов, счетчик верных подборов фрагментов кода по входу соединен с выходом схемы совпадения, а один из выходов этого счетчика через переключатель уровня глубины кода соединен с исполнительным блоком, согласно изобретению введены цифровая клавиатура, блок электронного набора номера, блок приема и преобразования инфракрасных сигналов, переносной пульт управления, при этом цифровая клавиатура соединена с блоком электронного набора номера, первый и второй выходы которого соответственно соединены с первым и вторым входами блока-формирователя сигналов управления, третий вход блока-формирователя сигналов управления соединен с выходом первого элемента задержки и соединенными входами сброса счетчиков блока подбора кодовых фрагментов, четвертый и пятый входы блока-формирователя сигналов управления соединены с первым и вторым выходами блока приема и преобразования инфракрасных сигналов, управляемого с переносного пульта, а блок-формирователь сигналов управления выполнен с возможностью выбора входов путем установки внутреннего переключателя выбора рода работы, а также за счет того, что переносной пульт содержит цифровую клавиатуру, соединенную с входами блока электронного набора номера пульта, соединенного выходами с управляющими входами генератора инфракрасных сигналов, и, кроме того, за счет того, что блок-формирователь сигналов управления содержит демультиплексор под управлением счетчика, управляемого сигналами по счетному входу.

Техническое решение состоит в том, что в устройство, содержащее исполнительный блок, схему совпадения, коммутационный задатчик кода, блок подбора фрагментов кода, включающий блок счетчиков и блок дешифраторов, блок селекторов-мультиплексоров, первый и второй счетчики тактов, первый и второй элементы задержки, счетчик верных подборов кодовых фрагментов, переключатель уровня глубины кода, задатчик допустимого уровня глубины поиска, вводятся согласно изобретению цифровая клавиатура, блок электронного набора номера (ЭНН) на базе микросхем типа ЭНН, например КР1008ВЖ10, блок-формирователь сигналов управления (содержащий в том числе демультиплексор, управляемый счетчиком), переносной пульт управления, резервный блок приема и преобразования инфракрасных (ИК) сигналов, при этом цифровая клавиатура соединена с блоком ЭНН штатно, первый (NSI) и второй (NSA) выхода блока ЭНН соединены c первым и вторым входами блока-формирователя, третий его вход соединен c шиной сброса счетчиков блока подбора и выходом первого элемента задержи, четвертый и пятый входа блока-формирователя соединены с первым (NSI) и вторым (NSA) выходами блока приема и преобразования ИК сигналов, блок приема ИК управляется извне с переносного пульта управления генератором ИК (например, цифровой клавиатурой, соединенной штатно с блоком электронного набора номера ЭНН); альтернативное использование либо первого и второго, либо четвертого и пятого входов блока-формирователя обеспечивает его внутренний переключатель; информационные входы каждого селектора-мультиплексора соединены с единственными выходами N-позиционных переключателей коммутационного задатчика кода, N входов каждого из которых соединены с N выходами дешифраторов таких счетчиков блока подбора фрагментов кода, чтобы информационные каналы селекторов-мультиплексоров через свои переключатели задатчиков кода были соединены с теми выходами дешифраторов счетчиков блока подбора фрагментов, цифровые эквиваленты которых есть коды соответствующих фрагментов, заданных этими переключателями, выходы селекторов-мультиплексоров подключены к входам схемы совпадения, управляющие входы каждого селектора соединены c выходами первого счетчика тактов, счетный вход которого через первый элемент задержки соединен с тактовым выходом Т блока-формирователя, выход Т также соединен с нижним входом схемы совпадения и со счетным входом второго счетчика тактов, один из выходов дешифратора которого посредством задатчика допустимого уровня глубины поиска соединен со входом сброса первого счетчика тактов, со входом сброса счетчика верных подборов фрагментов кода и со вторым элементом задержки, выходом подключенного к входу очистки второго счетчика тактов, счетчик верных подборов по счетному входу соединен с выходом схемы совпадения, а один из дешифрированных выходов этого счетчика через переключатель уровня глубины кода соединен с исполнительным блоком.

На чертеже представлена блок-схема устройства. Элементы, расположенные справа от штрихпунктирной линии, идентичны элементам известного наиболее близкого аналога по функциям и исполнению.

Перечень элементов блок-схемы.

1 - Цифровая клавиатура.

2 - Блок-формирователь сигналов управления.

3 - Блок электронного набора номера ЭНН.

4 - Переносной пульт управления.

5 - Блок приема и преобразования ИК сигналов.

6 - Блок подбора фрагментов кода.

7 - Коммутационный задатчик кода.

8 - Блок селекторов-мультиплексоров.

9 - Первый элемент задержки.

10 - Первый счетчик тактов 11 - Схема совпадения.

12 - Счетчик верных подборов фрагментов кода.

13 - Переключатель глубины кода.

14 - Исполнительный блок.

15 - Второй счетчик тактов.

16 - Задатчик допустимого уровня глубины поиска.

17 - Второй элемент задержки.

В данном устройстве загрузка счетчиков блока 6 в соответствии с заданным кодом осуществляется поочередной активизацией, например, клавиш клавиатуры 1, штатно соединенной с микросхемой типа ЭНН блока 3, на что блок 3 формирует пачки импульсов NSI, сопровождаемые одиночными сигналами NSA. Интервал от активизации клавиши до окончания импульса NSA - порядка 1 секунды, поэтому весь 24-значный код (см. выше) может быть введен за 20-25 секунд. Это решает заявленную задачу ускорения процедуры набора кода относительно прототипа.

Автоматическое распределение самих пачек NSI импульсов по счетчикам блока 6 осуществляет блок 2, содержащий демультиплексор под управлением двоичного счетчика, управляемого сигналами NSA по счетному входу; обнуление счетчика - по третьему входу блока 2 задержанным передним фронтом тактового импульса Т.

Устройство имеет повышенную криптозащищенность в сравнении с прототипом, ибо в отсутствие необходимости визуального контроля вводимого кода устройство не содержит блок индикации.

Блок приема 5, принимая сигналы ИК, формирует на своих выходах аналогично блоку 3 пачки NSI импульсов и импульсы NSA. Управление блоком 2 с блока 3 или с блока 5 является альтернативным, взаимоисключающим; если задействованы входы 1 и 2 блока 2, то его входы 4 и 5 отключены и наоборот.

В комбинированном полуавтоматическом электронно-кодовом замке клавиатура 1 штатно соединена с соответствующими входами блока 3 (микросхема типа ЭНН), первый (NSI) и второй (NSA) выходы блока 3 соединены с первым и вторым входами блока 2, четвертый и пятый входы блока 2 соединены с первым и вторым соответственно выходами блока 5. Третий вход блока 2 соединен с шиной сброса счетчиков блока 6 и выходом элемента 9. Далее, тождественно прототипу тактовый выход Т блока 2 соединен со входом элемента 9, со счетным входом элемента 15, с нижним входом элемента 11. Выходы дешифратора счетчика 15 соединены с соответствующими входами задатчика 16, выход которого соединен со входом элемента 17, входом сброса элемента 12 и входам сброса элемента 10. Выход элемента 17 соединен со входом сброса элемента 15. Двоичные выходы элемента 10 соответственно соединены с управляющими входами каждого мультиплексора блока 8. Верхние выходы блока 2 соединены соответственно со счетными входами блока 6. Выходы дешифраторов счетчиков блока 6 соединены соответственно со входами N-позиционных переключателей блока 7, выходы которых присоединены каждый к отдельному информационному каналу блока селекторов 8 так, что положение переключателей блока 7, выходящих на I-е информационные каналы, задает код 1-го фрагмента кода, выходящих на II-е информационные каналы - задает код II фрагмента и так далее - до исчерпания каналов, выходы селекторов блока 8 соединены со входом элемента 11, выход элемента 11 соединен со счетным входом элемента 12, выходы дешифратора элемента 12 соединены со входами переключателя 13, выход элемента 13 соединен со входом исполнительного блока 14, выход элемента 9 соединен со счетным входом элемента 10.

После включения устройство работает следующим образам После задания глубины кода и глубины поиска элементами 13 и 16, набора переключателями блока 7 избранного кода, включения питания и самообнуления счетчиков устройство готово к работе.

Пусть переключатель выбора рода работы блока 2 находится в положении, выбирающем управление по 1 (NSI) и 2 (NSA) входам. По мере активизации клавиш блока 1 с NSI выхода блока 3 на первый вход блока 2 поступают пачки импульсов, они сопровождаются приходящими с NSA выхода блока 3 на второй вход блока 2 одиночными импульсами. Блок 2 распределяет пачки импульсов по счетчикам блока 6: в 1-й, 2-й,... C-й счетчики, формируя I фрагмент кода, и далее снова 1-й, 2-й, ... C-й, формируя II-ой фрагмент кода, и т.д. до конца кода.

По приходу каждого C-го импульса на 2-й вход блока 2 на тактовом выходе блока 2 вырабатывается импульс Т, поступающий на нижний вход схемы совпадения 11. Если очередной фрагмент кода набран верно, то состояние счетчика 12 увеличивается на 1 по переднему фронту импульса Т. С каждым тактом задержанный элементом 9 передний фронт импульса Т обнуляет счетчики блока 6 и счетчик блока 2 (по третьему входу), ежетактно возвращая демультиплексор блока 2 в исходное положение (под загрузку очередной пачки импульсов NSI в первый счетчик блока 6).

Ежетактно задержанный передний фронт импульса Т переводит и первый счетчик тактов в следующее состояние, устанавливая мультиплексоры блока 8 к приему сигналов соответствия с блока 7 по очередным информационным каналам мультиплексоров.

Ежетактно по заднему фронту сигнала Т прибавляется единица к состоянию счетчика 15. Процесс ввода фрагментов кода повторяется установленное число n раз.

После n-го, заданного элементом 13, такта сличения, если набор заданного кода верен, счетчик 12 достигает n-состояния (момент F), исполнительный блок с некоторой задержкой деблокирует замок, а счетчик 15 (в момент F + T) достигает n-состояния, вследствие чего перепад потенциала на выходе элемента 16 очищает счетчики 10 и 12, после чего (посредством элемента 17) обнуляется сам счетчик 15. И устройство готово к новому циклу.

Альтернативное управление замком с блока 5 обеспечивается положением переключателя выбора рода работы блока 2, при этом выходы блока 3 отключены. Фотоприемник блока 5 принимает ИК сигналы с пульта 4, состоящего, например, из вышеописанной связки блок 1 - блок 3, управляющей генератором ИК сигналов пульта 4.

В условиях примера 1 при скорости подбора порядка 2000 кодов в сутки на процедуру полного перебора всех возможных 10²⁴ комбинаций кода требуется порядка 1000000000 миллиардов лет.

Формула изобретения

1. Комбинированный электронно-кодовый замок, содержащий блок-формирователь сигналов управления, соединенный выходами со счетными входами блока подбора фрагментов кода, селекторы-мультиплексоры, соединенные информационными входами с единственными выходами N-позиционных переключателей коммутационного задатчика кода, N входов каждого из которых соединены с N выходами дешифраторов счетчиков блока подбора фрагментов кода, выходы селекторов-мультиплексоров подключены ко входам схемы совпадения, управляющие входы каждого селектора-мультиплексора соединены с выходами первого счетчика тактов, счетный вход которого через первый элемент задержки соединен с тактовым выходом блока-формирователя сигналов управления, дополнительным входом схемы совпадения и со счетным входом второго счетчика тактов, один из выходов дешифратора которого посредством задатчика допустимого уровня глубины поиска соединен со входом сброса первого счетчика тактов, входом сброса счетчика верных подборов фрагментов кода и со вторым элементом задержки, выходом подключенным к входу очистки второго счетчика тактов, счетчик верных подборов фрагментов кода по входу соединен с выходом схемы совпадения, а один из выходов этого счетчика через переключатель уровня глубины кода соединен с исполнительным блоком, отличающийся тем, что в него введены цифровая клавиатура, блок электронного набора номера, блок приема и преобразования инфракрасных сигналов, переносной пульт управления, при этом цифровая клавиатура соединена с блоком электронного набора номера, первый и второй выходы которого соответственно соединены с первым и вторым входами блока-формирователя сигналов управления, третий вход блока-формирователя сигналов управления соединен с выходом первого элемента задержки и соединенными входами сброса счетчиков блока подбора кодовых фрагментов, четвертый и пятый входы блока-формирователя сигналов управления соединены с первым и вторым выходами блока приема и преобразования инфракрасных сигналов, управляемого с переносного пульта, а блок-формирователь сигналов управления выполнен с возможностью выбора входов путем установки внутреннего переключателя выбора рода работы.

2. Комбинированный электронно-кодовый замок по п.1, отличающийся тем, что переносной пульт содержит цифровую клавиатуру, соединенную с входами блока электронного набора номера пульта, соединенного выходами с управляющими входами генератора инфракрасных сигналов.

3. Комбинированный электронно-кодовый замок по п.1, отличающийся тем, что блок-формирователь сигналов управления содержит демультиплексор под управлением счетчика, управляемого сигналами по счетному входу.

РИСУНКИ

Рисунок 1