СЕЙФ С ЭЛЕКТРОННЫМ "МУЗЫКАЛЬНЫМ" ЗАМКОМ
SAFE WITH ELECTRONIC "MUSIC" LOCK

Изобретение представляет отличающийся от существующих электронный замок для личных сейфов.
Известны электронные замки с цифровым кодом, в которых ключом является определенная комбинация цифр.
Известны считывающие электронные замки, ключом к которым является определенный код, записанный на магнитном носителе
Известны сканирующие электронные замки, ключом к которым являются определенный штрих-код или биометрические данные человека в виде отпечатка пальца.
Цифровые электронные замки - самые простые из перечисленных, а потому и менее надежные. К недостатку их конструкции можно отнести такой «объемный» элемент, как цифровая клавиатура.
Считывающие электронные замки требуют наличия магнитного носителя, что тоже снижает их надежность, т.к. носитель может быть утерян или украден. Такие замки имеют специальные считывающие устройства, преобразующие магнитные или оптические сигналы в цифровой код, что усложняет их конструкцию.
Замки с электронной идентификацией обладают надежной защитой, т.к. необходимо присутствие человека, имеющего доступ к сейфу, но они также требуют наличия считывающих устройств и потому достаточно дороги.
Задачей изобретения является электронный замок, объединяющий, в определенном смысле, свойства всех трех перечисленных электронных замков, но при этом несложный в техническом осуществлении, простой и удобный в использовании и при всем этом не менее надежный. К нему не требуется носитель информации, но присутствие человека, имеющего доступ к сейфу, если и не обязательно, то желательно.
Предлагаемый замок предусматривает наличие определенной комбинации кода (цифровой замок), ритмичность его ввода (замок, сканирующий штрих-код, тоже определяет ритм чередования вертикальных полос разной толщины) и индивидуальный «слух» (замок с электронной идентификацией).
Под индивидуальным «слухом» понимается то, как каждый человек слышит внутри себя какую-нибудь мелодию. Известно, что каждый воспринимает ее по своему, а значит и напевает с определенными отличиями.
Эти отличия могут выражаться как в высоте отдельных нот, так и в ритмических особенностях в виде темпа, длительности нот и пауз между ними. И когда человек настукивает пальцами мелодию, то все эти особенности, естественно, присутствуют в стуке.
Понятно, что подобная «идентификация» не является абсолютной, но может быть определяющей при выстукивании пальцами одной и той же мелодии разными людьми. При этом необязательно, чтобы ключом к замку была мелодия. Это может быть просто любой ритмический рисунок.
Стук производят по сенсорам электронного замка. Количество сенсоров должно быть не менее одного, но наиболее удобный и оптимальный вариант - два сенсора. Термин стук, в данном случае, использован как наиболее употребляемый, хотя действия пользователя больше походят на касания.
В качестве аналога можно привести способ ввода кода в электронный замок в заявке RU 2006114886. Он также предполагает наличие минимум двух сенсоров, но кодовый сигнал формируют определенным воздействием на сенсоры двух точечных магнитов с неизменным расстоянием между ними, т.е. фактически предлагается упрощенный ключ с магнитным носителем.
Рассмотрим, как получается предлагаемый ключ.
Для наглядности сенсор указательного пальца обозначим 1, а сенсор среднего пальца - 2. Касания указательного пальца отметим выше разделительной линии, а касания среднего пальца - ниже (фиг.1а).
В таком виде сенсоры 1 и 2 выглядят как сенсоры двух разных замков. Чтобы они выглядели в составе одного замка, их надо объединить (фиг.1б). И если заштриховать все касания, то получим слепок ключа (фиг.1в), но не материальный, а электронный в виде импульсов, получаемых при касании сенсоров пальцами. Понятно, что касания сенсоров необязательно должны быть очередными. Они могут следовать как несколько касаний подряд одного сенсора, так и одновременное касание обоих сенсоров.
Этот слепок будет характерен для одного человека. Для любого другого он может быть только похож правильным чередованием касаний нужного сенсора (фиг.1г). Длительность же самих касаний и паузы между ними индивидуальны. Эта особенность и является «идентификатором» в предлагаемом замке. Она и проявится при выстукивании пальцами одной мелодии. Но даже, если знать саму мелодию или ритмический рисунок, надо знать чередование пальцев, т.е. сенсоров, и темп исполнения. Хозяин ключа проделывает это естественно и поэтому исполнения практически всегда идентичны. Различия в исполнениях разными людьми одной мелодии видны на фиг.1д, наложением оригинального ключа (клише) на попытку его имитации.
Вводимый ключ сравнивается с имеющимся в постоянной памяти замка электронным клише и, если сумма несовпадений превышает определенный порог, замок не реагирует на такой ключ.
Понятно, что в силу определенных эмоциональных и психологических причин человек не может абсолютно точно каждый раз воспроизводить клише в постоянной памяти замка. Для этого и выставляется порог несовпадений, который оставляет «место» для некоторых неточностей собственных действий и, дополнительно, замок может адаптироваться под конкретного человека, т.е. когда в постоянную память замка записывается усредненное клише, полученное вводом хозяином сейфа оригинального ключа некоторое число раз.
Собственные несовпадения, в некоторых случаях, могут быть полезны, если хозяин сейфа несколько неадекватен. Это может быть состояние опьянения, когда человек не совсем отдает отчет своим действиям, или шоковое состояние, когда его принуждают к открытию сейфа.
В целом понятно, что секретность замка выше при каждом точном наборе ритмического ключа, т.е. чем меньше выставлен порог суммы несовпадений и с меньшего числа ключей устанавливается усредненное клише в постоянной памяти замка. Это предполагает нормальное состояние и уверенные действия при открывании сейфа.
Ключ всегда вводится в временную память замка и только потом сравнивается с находящимся в постоянной памяти клише. Но прежде чем введенный ключ будет допущен для окончательного сравнения, в замке могут быть предусмотрены определенные условия, повышающие его надежность.
Наряду с клише в постоянной памяти может храниться контрольная карта очередности касаний сенсоров (без длительности самих касаний и пауз между ними). И если такая очередность нарушена, замок перестает воспринимать вводимый далее ключ. Если ритмически вроде бы правильно ввести ключ, но нарушить очередность сенсоров, когда какой-то импульс во временном интервале будет стоять, как положено, не сверху, а снизу, то такой ключ, разумеется, не войдет в «замочную скважину» - клише - в постоянной памяти замка и проводить окончательное сравнение не имеет смысла.
Следующее ограничение касается общего числа касаний сенсоров. Для этого в конце каждого ввода добавляется контрольное время ожидания, не более одной-двух секунд. Если в момент ожидания будет произведено касание, то ключ приобретет лишний «выступ» (дополнительный импульс в временной памяти замка) и заранее понятно, что он не пройдет сравнение. Это ограничение отсеивает ритмически правильный, с нужным чередованием сенсоров набираемый ключ, но с большим числом касаний. Естественно, и ключ с меньшим числом касаний не будет допущен для окончательного сравнения с клише.
Третьим проверяемым условием перед окончательным сравнением является время набора (длина) ключа. Контрольная карта очередности касаний сенсоров проверяет только их чередование и общее число касаний, но не менее важным является и темп набора ключа, от которого и зависит его длина. Вместе с началом набора ключа запускается таймер, который «знает» длину клише. И если темп набора ниже, то длина ключа выйдет за время ожидания и замок проигнорирует дальнейший ввод. К времени длины набора ключа надо прибавлять некоторое время, не более одной секунды, на собственные несовпадения. Если правильно набираемый ключ превзойдет все это время, то темп набора явно низкий и не принадлежит хозяину сейфа. Если согласно контрольной карте очередности касаний сенсоров правильный набор произойдет за время, меньшее длины клише, более чем на одну секунду, то это означает, что темп набора превышен и также не принадлежит хозяину сейфа. В обоих этих случаях ключ не будет допущен для окончательного сравнения.
Все три предварительных условия не пропускают явно не подходящие для окончательного сравнения ключи и пропустят только похожий ключ. Клише лишний раз не вызывается из постоянной памяти, что также повышает надежность замка.
Похожий ключ сравнивается с клише. Происходит «идентификация» на разрешение открывания замка. Если сумма всех несовпадений не превышает допустимый порог, сейф открывается.
Для уменьшения времени окончательного сравнения и, соответственно, некоторого ускоренного открывания замка при положительном результате клише может быть сжато в несколько раз. Например, если сам набор производится в течение нескольких секунд, то длина сжатого клише составляет доли секунды. Во столько же число раз сжимается и ключ, допущенный для окончательного сравнения.
Для большей надежности в замке могут иметься счетчик неудачных попыток, блокирующий замок после определенного их числа, и часы, разрешающие открывание сейфа только в установленное время.
Если замок предполагается использовать для многопользовательских устройств (дверей), то в нем должна быть предусмотрена возможность хранения в постоянной памяти нескольких клише.
Понятно, что самый простой вариант предлагаемого замка может не иметь трех предварительных проверочных условий и вводимый ключ напрямую сравнивается с клише.
Большая часть электронной схемы замка собрана на известных логических элементах, минимальной по объему флеш-памяти и несложном сравнивающем элементе. Вместо клавиатуры или оптико-магнитных устройств используются два сенсора.
Для включения схемы замка или приведения его в состояние готовности могут быть использованы третий сенсор или кнопка. Состояние готовности можно запрограммировать в особой начальной комбинации касаний двух основных сенсоров. Это упростит внешнюю конструкцию замка, но несколько усложнит электронную схему.
На фиг.2 приведена возможная блок-схема электронной части предлагаемого замка.
Сенсоры 1 и 2 соединены с входным устройством 3, преобразующим касания сенсоров в импульсы. Импульсы передаются во временную память 4 и сравниваются с импульсами, находящимися в контрольной карте касаний сенсоров 6. К карте 6 подключены таймеры 5, задающие нужные интервалы времени. Выход карты 6 подключен к входу сжимающего элемента 8, выход которого подключен к входу сравнивающего устройства 10. На это же устройство 10 из постоянной памяти 9 выдается клише для окончательного сравнения. Пунктиром показана цепь, по которой происходит запись клише в постоянную память 9 через устройство выбора усредненного клише 7. Сравнивающее устройство 10 имеет выход на исполнительное устройство замка.