ЭЛЕКТРОННЫЙ ЗАМОК ПОВЫШЕННОЙ СЕКРЕТНОСТИ

Электронные замки относятся к устройствам, предотвращающим несанкционированный доступ к объектам или зонам. В общем виде они представляют собой электронную схему разной сложности и составляющих ее элементов, в которой происходит сравнение пришедшего или введенного сигнала, пароля, кода, в общем случае - кода, с хранящемся в замке, с выдачей по итогам сравнения соответствующей команды. Наибольшее применение электронные замки нашли в противоугонных устройствах, автосигнализациях, электромеханических воротах, сейфах, компьютерной технике.
Из области техники известны электронные замки, код у которых как постоянный, так и изменяемый. Наиболее низкой секретностью обладают замки с постоянным кодом. Низкая секретность обусловлена тем, что передаваемый код и/или команда достаточно просто перехватываются, что приводит к несанкционированному доступу. Изменяемый код в замках может изменяться как владельцем замка, так и изменяться по определенной программе вне зависимости от владельца. Существенным недостатком в первом случае является необходимость систематического изменения кода к тому же во всех ключах, а в большинстве случаев, особенно для единственного ключа, необходимость где-то зафиксировать последний код на случай потери или повреждения ключа. Как правило, такие коды весьма просты, обычно связаны с определенными датами, самим владельцем или его окружением. Наиболее часто это применяется в компьютерной технике. Секретность здесь выше, чем у неизменяемых кодов, однако не редки случаи несанкционированного доступа. При изменении по программе код в замке может не совпасть с кодом в ключе в результате естественных или искусственных помех. Рано или поздно такая программа или принцип ее построения, поскольку это постоянная система, осуществляется по строгим правилам, становится известной, что приводит к снижению секретности. Это наиболее уязвимые моменты при программной перекодировке.
Повышенную секретность имеет замок с диалоговой функцией (а.с. 2295465, Противоугонная система для транспортного средства). В этом электронном замке мастер-ридер (замок) передает мастеру-тэги (ключу) случайное число, которое в ключе и замке преобразуется в другое по одному и тому же алгоритму. Переданный от ключа к замку результат сравнивается с результатом в замке. Количество вариантов при этом существенно зависит от количества алгоритмов, реально их не так много, а в каждом реализованном устройстве они должны быть различными. Недостатком таких замков является и то, что и число, и результат преобразования передаются в явном виде, могут быть доступны (перехвачены), при соответствующей статистической подборке определяется функция преобразования. Все в совокупности приводит к недостаточной секретности. Ставится задача повышения секретности.
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное техническое решение, заключается в повышение секретности.
Предлагаемый электронный замок повышенной секретности свободен от указанных недостатков, поскольку от замка к ключу передается массив из сотен или тысяч случайных цифр (передача такого объема информации занимает доли секунды), количество комбинаций по выбору числа для преобразования из массива составляет многие миллионы, код представляет собой виртуальное число, результат преобразования в явном виде не передается, а встраивается в случайное число из десятков цифр, которое затем и передается. Найти систему выделения числа и преобразования практически невозможно. Идентичность большинства элементов электронного замка и наличие, по сути, лишь одного изменяемого элемента позволяет организовать поточное производство любыми партиями. Количество ключей ограничивается только целесообразностью. Вероятность несанкционированного доступа сводится практически к угадыванию случайного числа из десятков цифр. За счет совмещения ключа и замка в единое устройство область применения может быть расширена на системы распознавания «свой-чужой».
1. Функционально работа электронного замка повышенной секретности заключается в следующем. При инициировании ключа от последнего к замку отправляется запрос на исполнение определенного действия. Этот запрос запоминается в замке, в ответ от замка в ключ передается массив из Ν, к примеру, из 256, случайных цифр от генератора цифрового шума. Этот же массив цифр в замке участвует в формировании кода. Цифры массива в виде двоичного кода или соответствующих длительностей преобразуются в светодиодной матрице в импульсы света. Световые импульсы попадают через разделительную матрицу на приемную, с которой микроконтроллером считывается информация и обрабатывается. В светодиодной матрице все диоды включены параллельно и работают одновременно. Функция разделительной матрицы сводится к тому, чтобы в определенных местах пропускать или не пропускать свет. Количество таких мест К по усмотрению изготовителя может быть различным, к примеру, десять. Съем информации с приемной матрицы происходит построчно либо по столбцам, но одинаково в ключе и замке, последовательно, начиная от исходной точки. Исходная точка, как правило, угловая. Съем построчно либо по столбцам определяется четностью либо нечетностью какой-либо наперед выбранной по порядку поступления цифры, в том числе может и первой. По умолчанию может быть установлено, к примеру, построчное подключение, пока не закончится строка, в которой находится такая цифра, затем, в зависимости от четности-нечетности этой цифры, продолжается построчное подключения либо осуществляется переход на подключение по столбцам. Считанные приемными матрицами импульсы и преобразованные в цифры в ячейке памяти образуют какое-то случайное виртуальное число, которое далее по наперед заданному алгоритму в ключе и замке преобразуется. Преобразованное число, к примеру, из десяти знаков встраивается в ключе в случайное число М, к примеру, из 25 цифр от своего генератора цифрового шума, в замке запоминается. Алгоритм встройки, он должен быть известен и замку, может быть, к примеру, следующим. Заранее выбирается еще одна опорная по порядку прихода цифр точка. Заранее установлен постоянный сдвиг начала встройки, к примеру, четыре цифры. Цифра в этой опорной точке определяет, на сколько цифр еще необходимо сдвинуть начало встройки, по окончании которой останутся еще несколько случайных цифр из выбранных нами 25. В пришедшем в замок случайном числе из 25 знаков обратным алгоритмом определяется код и сравнивается с запомненным. По результатам сравнения выдается соответствующая команда. Количество вариантов для формирования кода практически беспредельно. В нашем примере оно соразмерно количеству комбинаций из 256 по 10. Вероятность случайного подбора кода сводится к вероятности угадывания по нашему примеру 25-значного числа. За счет случайного состава исходного массива цифр и встройки кода в случайное число достигается высокая секретность электронного замка.
2. Функционально работа такого электронного замка повышенной секретности практически идентична 1. Видоизменяется разделительная матрица. В местах, которые пропускают свет, устанавливают светофильтры, пропускающие или задерживающие, что не принципиально, определенный цвет. Приемная матрица, к примеру, по типу цветных электронных фотоаппаратов. Вводится несколько новых опорных точек, но расположенных в разделительной матрице. Они также работают на определенный цвет. К примеру, их три. Сочетания чет-нечет для них дает 8 комбинаций, поэтому на разделительной матрице можем иметь 8 групп разного цвета и, в принципе, разной длины, и в зависимости от конкретного сочетания чет-нечет используется та или иная группа. Количество ячеек памяти соответствует количеству групп. В каждой ячейке накапливаются цифры одного цвета. За счет дополнительных опорных точек еще более повышается секретность, особенно когда массивы из N во многом совпадают. Вероятность случайного подбора кода не меняется. Вариант электронного замка позволяет иметь универсальный ключ за счет неизменяемой в собственно замке части разделительной матрицы и схему ИЛИ, что дает возможность его применения, к примеру, в гостиничных комплексах.
3. Функционально работа такого электронного замка повышенной секретности практически идентична 1 или 2. Дополнительно вводятся несколько опорных точек по порядку прихода цифр массива N. Число, образованное из этих цифр, определяет величину задержки по времени на отправку Μ со встроенным кодом от ключа к замку. В замке формируется определенный интервал времени с минимальным запасом, в течение которого должно прийти М. Замок не дает разрешение на исполнение запрошенного определенного действия, если такое условие не выполняется. За счет этого секретность еще более повышается.
Таким образом, электронный замок повышенной секретности, отличающийся тем, что код представляет собой виртуальное число, исходным для кода является массив случайных цифр, выбор числа из массива осуществляет разделительная матрица, позволяет существенно повысить секретность и, более того, дает возможность организовать поточное производство.