Электронный кодовый замок

 

Изобретение относится к электронной технике. Электронный кодовый замок содержит блок приема кода, блок сравнения, исполнительный блок, управляемый преобразователь кода, первый, второй и третий счетчики, блок индикации, запоминающее устройство и входную шину. Входная шина электронного кодового замка соединена с первой группой входов блока приема кода, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока сравнения, первый выход которого соединен с входом исполнительного блока. Второй выход блока сравнения соединен с входом первого счетчика числа попыток подбора кода, выход которого соединен с входом второго счетчика, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока индикации и с группой входов запоминающего устройства, группа выходов которого соединена с первой группой входов управляемого преобразователя кода. Группа выходов преобразователя кода соединена со второй группой входов блока сравнения, выход второго счетчика соединен с входом третьего счетчика, группа выходов которого соединена со второй группой входов блока индикации и со второй группой входов преобразователя кода. Достигаемый технический результат заключается в уменьшении вероятности открывания замка посредством подбора кода. 1 ил.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в технике защиты различных объектов от доступа посторонних лиц.

Известен электронный кодовый замок (см. авторское свидетельство СССР N 1339229 от 08.04.86, МКИ: Е 05 B 47/00, "Кодовый замок", М. Н. Бобов, В. В. Епихин, А. А. Обухович, опубл. 23.09.87, Бюл. N 35), содержащий блок набора кода, первый выход которого соединен с первым входом блока выявления ложного кода, второй выход соединен с первым входом блока приема кода, третий выход соединен с первым входом блока приема кода разблокировки, второй вход которого соединен с выходом триггера и первым входом элемента И. Выход блока приема кода разблокировки соединен со вторым входом элемента И, выход которого подключен к установочному входу счетчика. Счетный вход счетчика соединен с выходом блока выявления ложного кода и первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом счетчика. Первый выход коммутатора соединен со вторым входом блока приема кода и первым входом триггера. Второй выход коммутатора соединен с первым входом реле времени, второй вход которого подключен к первому выходу блока приема кода и второму входу триггера. Первый выход реле времени соединен с третьим входом блока приема кода и вторым входом блока выявления ложного кода. Второй выход реле времени соединен с первым входом исполнительного блока, ко второму входу которого подключен второй выход блока приема кода. Третий выход реле времени соединен с первым входом дополнительного элемента "И", ко второму входу которого через элемент "НЕ" подключен выход триггера, а к выходу дополнительного элемента "И" подключен вход индикатора.

Недостатком известного кодового замка является высокая вероятность его открывания вследствие малого числа необходимых попыток подбора кода для открывания замка. Действительно, если число возможных значений кода открывания равно числу возможных значений кода разблокировки и равно М= 2^m, где m - число двоичных разрядов кода, то максимальное число возможных попыток подбора кода для открывания замка равно 2М.

Известен электронный кодовый замок (см. авторское свидетельство СССР N 1262018 от 24.04.85, МКИ: Е 05 В 47/00, 47/02, 49/00, "Электронный замок", С. П. Клокоцкий, М. Н. Бобов, опубл. 07.10.86, Бюл. N 37), выбранный за прототип и содержащий запоминающее устройство, включающее блок памяти и N дополнительных блоков памяти, селектор и дешифратор, блок набора кода, группа выходов которого (входная шина) соединена с группой входов блока приема кода, группа выходов которого соединена с группой входов блока сравнения, первый выход которого соединен с первым входом исполнительного блока. Дополнительный выход блока набора кода подключен к первому входу блока приема кода и к входу блока управления, первый выход которого соединен со вторым входом блока приема кода, второй выход блока управления соединен со вторым входом исполнительного блока, третий выход соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен со вторым выходом блока сравнения, а выход подключен к входу дополнительного счетчика, выходы которого подключены к входам блока индикации и через дешифратор, входы которого являются группой входов запоминающего устройства, подключены к первой группе входов селектора, ко второй группе входов которого подключен блок памяти, а к N группам дополнительных входов подключены N дополнительных блоков памяти. К выходам селектора, которые являются группой выходов запоминающего устройства, подключена группа дополнительных входов блока сравнения.

В прототипе уменьшен недостаток аналога, поскольку максимальное число возможных попыток подбора кода определяется количеством блоков памяти и примерно равно (N+1)M.

Недостатком известного электронного кодового замка является высокая вероятность его открывания вследствие недостаточно большого числа необходимых попыток подбора кода для открывания замка.

Действительно, если число возможных значений кода открывания, как и в аналоге, равно М= 2^m, а емкость счетчика равна L= M/K, где К= 1,2,3. . . то вероятность открывания замка с первой попытки равна 1/М и далее линейно нарастает до величины L/M, после чего срабатывает дополнительный счетчик и подключает первый дополнительный блок памяти, а вероятность открывания замка со следующей попытки уменьшается до величины 1/М и далее линейно нарастает до величины L/M, после чего подключается следующий дополнительный блок памяти. После отключения последнего дополнительного блока памяти цикл подключения блоков памяти заканчивается, а вероятность открывания замка сохраняется на уровне L/M. В следующем цикле подключения блоков памяти вероятность открывания замка аналогичным образом возрастает с величины L/M до 2L/M. В предпоследнем цикле указанная вероятность возрастает с (K-2)L/M до (K-1)L/M. В последнем цикле при подключении основного блока памяти вероятность открывания замка возрастает с (K-1)L/M до KL/M= 1 и гарантированно обеспечивается открывание замка. При этом максимальное число возможных попыток подбора кода для открывания замка равно M(N+1)-LN, где N - число дополнительных блоков памяти, минимальное значение вероятности открывания замка равно L/M², а среднее значение вероятности открывания замка равно (М+1)(M+L)/4M²≈(M+L)/4M≈1/4.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание электронного кодового замка, обладающего малой вероятностью его открывания.

Технический результат, заключающийся в уменьшении вероятности открывания электронного кодового замка, достигается тем, что в электронный кодовый замок, содержащий запоминающее устройство и блок приема кода, группа входов которого соединена с входной шиной, а группа выходов - с первой группой входов блока сравнения, первый выход которого соединен с входом исполнительного блока, а второй выход - с входом первого счетчика, выход которого соединен с входом второго счетчика, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока индикации, введены управляемый преобразователь кода и третий счетчик, вход которого соединен с выходом второго счетчика, а группа выходов - со второй группой входов блока индикации, группа входов запоминающего устройства соединена с группой выходов второго счетчика, а группа выходов - с первой группой входов управляемого преобразователя кода, группа выходов которого соединена со второй группой входов блока сравнения, а вторая группа входов - с группой выходов третьего счетчика.

Указанная совокупность признаков позволяет уменьшить вероятность открывания электронного кодового замка за счет дополнительного преобразования кода каждого блока памяти запоминающего устройства в каждом очередном цикле подключения их к входу блока сравнения.

На чертеже приведена схема электронного кодового замка.

Электронный кодовый замок содержит блок 1 приема кода, блок 2 сравнения, исполнительный блок 3, управляемый преобразователь 4 кода, первый 5, второй 6 и третий 7 счетчики, блок 8 индикации, запоминающее устройство 9 и входную шину 10.

Входная шина 10 электронного кодового замка соединена с группой входов блока 1 приема кода, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока 2 сравнения, первый выход которого соединен с входом исполнительного блока 3. Второй выход блока 2 сравнения соединен с входом счетчика 5 (счетчика числа попыток подбора кода), выход которого соединен с входом счетчика 6, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока 8 индикации и с первой группой входов запоминающего устройства 9, группа выходов которого соединена с первой группой входов преобразователя 4 кода; группа выходов преобразователя 4 кода соединена со второй группой входов блока 2 сравнения; выход счетчика 6 соединен с входом счетчика 7, группа выходов которого соединена со второй группой входов блока 8 индикации и со второй группой входов преобразователя 4 кода.

Блок 1 приема кода может быть выполнен на микросхемах 1533ТЛ2 (инвертирующих триггерах Шмидта). Блок 2 сравнения кода может быть выполнен на компараторе 1533СП1. Первый 5, второй 6 и третий 7 счетчики аналогичны и выполнены по схеме интегрального счетчика 1533ИЕ10. Запоминающее устройство 9 может быть выполнено на энергонезависимых ячейках памяти (см. Авторское свидетельство СССР N 845287, кл. H 03 K 19/16, опубл. 07.07.81 г. , Бюл. N 25). Преобразователь 4 кода выполнен на микросхемах 1533ЛП5 (логических элементах "исключающее ИЛИ") с использованием схемы блока перестановки (см. И. С. Потемкин "Функциональные узлы цифровой автоматики". М. : Энергоатомиздат, 1988, рис. 3.23. а), а именно: первая группа входов преобразователя 4 кода соединена с первыми входами элементов "исключающее ИЛИ", вторая группа входов - со вторыми входами элементов "исключающее ИЛИ"; выходы элементов "исключающее ИЛИ" соединены с входами блока перестановки, выходы которого являются выходами преобразователя 4 кода. Исполнительный блок 3 представляет собой электромагнитный механизм, управляемый составным транзистором. Блок 8 индикации может быть выполнен на индикаторах АЛС321А и микросхемах дешифраторах 514ИД2 по схеме (Сборник справочных листов РД11.0488.3-89 лист 4).

Электронный кодовый замок работает следующим образом.

При отпирании замка знаки набираемого кода вводятся в блок 1 приема кода. Если код, введенный в блок 1 приема кода, равен действующему эталонному коду, поступающему с выхода преобразователя 4 кода на вход блока 2 сравнения кода, то на первом выходе блока 2 сравнения кода формируется разрешающий сигнал, который поступает на вход исполнительного блока 3.

Если код, введенный в блок 1 приема кода, не равен текущему эталонному коду, поступающему с выхода преобразователя 4 кода на второй вход блока 2 сравнения, то на первом выходе блока 2 сравнения формируется запрещающий сигнал, который поступает на вход исполнительного блока 3, а на втором выходе - разрешающий сигнал, который поступает на первый вход счетчика 5. В этом случае исполнительный блок не включается, а в счетчик 5 добавляется единица. При этом, если не превышено допустимое количество вводов ложных кодов, то на выходе счетчика 5 сигнал не формируется и содержимое счетчика 6 не изменяется, и, следовательно, сохраняется значение действующего эталонного кода, выдаваемого на вход блока 2 сравнения. Если превышено допустимое количество вводов ложных кодов, то на выходе счетчика 5 формируется сигнал, по которому содержимое счетчика 6 увеличивается на единицу. При этом запоминающее устройство 9 переключается и выдает на вход блока 2 сравнения следующий код из списка кодов, на блоке 7 индикации отображается номер следующего кода, подключаемого к блоку 2 сравнения. После этого для открывания замка необходимо набирать другую кодовую комбинацию. Далее, после того, как последний код из записанных в запоминающее устройство 9 будет использован, счетчик 6 переключается в исходное состояние. При этом на его выходе появится разрешающий сигнал, по которому содержимое счетчика 7 увеличивается на единицу. Преобразователь 4 кода выполняет комбинационное преобразование кода, поступающего с выхода запоминающего устройства 9. Затем процесс перебора кодов в запоминающем устройстве 9 повторяется, причем для каждого цикла перебора закон комбинационного преобразования, выполняемого преобразователем 4 кода, меняется.

Таким образом, описание работы подтверждает работоспособность заявляемого электронного кодового замка.

Если число возможных значений кода открывания, как и в прототипе, равно М= 2^m, а емкость счетчика равна L= M/K, где К= 1,2,3. . . , то вероятность открывания замка с первой попытки равна 1/М и далее линейно нарастает до величины L/M, после чего срабатывает счетчик 6 и запоминающее устройство 9 переключается на следующий код из списка, а вероятность открывания замка со следующей попытки уменьшается до величины 1/М и далее линейно нарастает до величины L/M, после чего происходит переключение на следующий код. После переключения на последний код цикл выполнения заканчивается, преобразователь 4 кода выполняет комбинационное преобразование, и вероятность открывания замка сохраняется на уровне 1/М и. т. д. После выполнения последнего преобразования вероятность открывания замка для каждого из кодов устанавливается на уровне L/M. В следующем цикле выполнения преобразований и перебора кодов вероятность открывания замка аналогичным образом возрастает с величины L/M до 2L/M. В предпоследнем цикле указанная вероятность возрастает с (K-2)L/M до (K-1)L/M. В последнем цикле при использовании первого кода вероятность открывания замка возрастает с (K-1)L/M до KL/M= 1 и гарантированно обеспечивается открывание замка. Максимальное число возможных попыток подбора кода для открывания замка равно MNJ-L(N-1), N - число кодов в списке, J - число комбинационных перестановок (максимум m! ). При этом в течение (N+1)M попыток подбора кода вероятность открывания замка увеличивается с величины 1/М до L/M, а среднее значение вероятности открывания замка уменьшается до величины (L+1)/2M≈L/2M. При m= 10, L= 32, среднее значение вероятности открывания замка примерно равно 1/64, а выигрыш по сравнению с прототипом составляет 32 раза.

Изготовлен лабораторный макет электронного кодового замка, испытания которого подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого объекта.

Формула изобретения

Электронный кодовый замок, содержащий запоминающее устройство и блок приема кода, группа входов которого соединена с входной шиной, а группа выходов - с первой группой входов блока сравнения, первый выход которого соединен с входом исполнительного блока, а второй выход - с входом первого счетчика, выход которого соединен с входом второго счетчика, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока индикации, отличающийся тем, что введены управляемый преобразователь кода и третий счетчик, вход которого соединен с выходом второго счетчика, а группа выходов - со второй группой входов блока индикации, группа входов запоминающего устройства соединена с группой выходов второго счетчика, а группа выходов - с первой группой входов управляемого преобразователя кода, группа выходов которого соединена со второй группой входов блока сравнения, а вторая группа входов - с группой выходов третьего счетчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1