СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАПИРАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ И ЗАПИРАЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ЗАМКОВЫХ УСТРОЙСТВ
LOCKING SYSTEM OPERATION METHOD AND LOCKING SYSTEM FOR ELECTROMECHANICAL LOCK DEVICES

Изобретение относится к способу эксплуатации запирающей системы, а также к запирающим системам для электромеханических запирающих замковых устройств.
Из существующего уровня техники известно электромеханическое замковое устройство, патент RU №2416013, опубликован 10.04.2011, Электромеханическая замковая система, включающая в себя: ключ, имеющий источник электропитания; и замок, содержащий: а) цилиндр, образующий ось вращения и имеющий передний торец и противолежащий задний торец, и который может быть установлен с возможностью вращения на запираемой первой составной части, цилиндр, включающий в себя, по меньшей мере, одну вторую стопорную конфигурацию; паз под ключ на его переднем торце для ключа и средство электрического соединения, которое обеспечивает электрическое соединение с источником электропитания ключа; b) хвостовую часть, которая образует ось вращения, общую с осью вращения цилиндра, хвостовую часть, включающую в себя, по меньшей мере, одну первую стопорную конфигурацию, и действующую для препятствования перемещению запираемой второй составной части, причем хвостовая часть установлена на цилиндр на его заднем торце с расположением, при котором относительное вращение между хвостовой частью и цилиндром допускается в незамкнутом состоянии замка, и где цилиндр и хвостовая часть соединены с возможностью вращения в замкнутом состоянии замка; с) механизм сцепления, снабженный электрическим приводом, который включает в себя, по меньшей мере, один стопорный механизм, который работает при приведении в действие механизма сцепления, для приведения в зацепление первой и второй стопорных конфигураций с возможностью расцепления, приводя, таким образом, цилиндр и хвостовую часть к соединению с возможностью вращения в упомянутом замкнутом состоянии замка, стопорный механизм, включающий в себя магнит, электрическую катушку, расположенную с возможностью перемещения в пределах магнитного поля магнита, стопорный элемент, имеющий конфигурации зацепления для введения в зацепление упомянутых первой и второй стопорных конфигураций, блокирующий элемент, с которым катушка жестко соединена, и первое приводное устройство для установки блокирующего элемента в положение для блокирования относительно стопорного элемента, причем блокирующий элемент действует в его положении для блокирования для вывода стопорного элемента из зацепления в первой и второй конфигурациях в незамкнутом состоянии замка, когда цилиндр повернут относительно хвостовой части, при этом катушка электрически соединена с электронным блоком управления при расположении, в котором катушка возбуждена посредством энергии, поданной от источника питания ключа, в ответ на воздействующий сигнал, полученный от электрического блока управления, для того, таким образом, чтобы вызвать перемещение блокирующего элемента из его положения для блокирования, тем самым, давая возможность стопорному элементу входить в зацепление с первой и второй стопорными конфигурациями в замкнутом состоянии замка; и d) электронный блок управления, который является электрически соединенным со средством электрического соединения и с механизмом сцепления и который при этом действует для вырабатывания воздействующего сигнала для приведения в действие механизма сцепления.
Также из уровня техники известен электромеханический цилиндровый замок (варианты), патент RU №2218462, опубликован 10.12.2003. Электромеханический цилиндровый замок содержит ключ к нему, корпус замка и внутри корпуса замка поворотный цилиндр замка и запорный механизм, содержащий запорное средство, выполненное с возможностью предотвращения поворота цилиндра замка относительно корпуса замка и которое выполнено с возможностью перемещения посредством упомянутого ключа в освобожденное положение, позволяющее поворот цилиндра замка относительно корпуса замка, для чего упомянутый ключ включает средство для передачи электронного кода, а замок соответственно включает средства для приема и идентификации этого кода ключа таким образом, чтобы при идентификации правильного кода упомянутые средства приема и идентификации кода позволяли механическое открывание замка посредством ключа, причем замок дополнительно включает, по меньшей мере, один запорный диск с отверстием для ключа, который устроен таким образом, что при повороте ключа отсутствует механическое воздействие непосредственно на запорный диск, соединительное средство для соединения упомянутого, по меньшей мере, одного запорного диска с поворотным движением ключа, и электрически действующее средство, выполненное с возможностью запуска посредством электронного кода от ключа, и которое, в активном состоянии, управляет соединительным средством так, что, по меньшей мере, один запорный диск выполнен с возможностью поворота ключом в положение, требуемое для открывания запорного механизма.
Недостатками данных устройств являются:
- для записи в ключ кода доступа к замкам требуется специальное устройство программатор, которое является ключевым устройством данной системы, что повышает вероятность несанкционированного доступа в помещение при получении злоумышленниками технологии записи кодов доступа. Программатор является ключевым устройством в данной системе. Без него невозможно стереть старые и записать новые коды доступа в ключ;
- технология использования программатора для записи кодов доступа в ключ не позволяет одновременно в ключ и замок при обучении записывать сгенерированный случайным образом, закрытый ключ шифрования для кодирования кодов доступа при обмене между замком и ключом, что снижает криптостойкость кодов доступа;
- применение специального мастер-ключа, которые используются только для разблокировки программатора для записи в обычный ключ кода доступа, что ведет к увеличению стоимости все системы;
- конструкция ключей, имеет кнопки управления, что снижает надежность работы ключа;
- конструкция ключей имеет такое расположение контактов питания замков в хвостовой части ключа, которая не предусматривает защиту от случайного замыкания;
- обмен информацией между ключом и замком происходит путем передачи импульсного высокочастотного сигнала с прерыванием подачи питания или по радиоканалу, что приводит к излучению в эфир и позволит с помощью специальной аппаратуры перехватить код обмена;
- размещение платы управления в личинке замка с механизмом открывания замка в месте вставки ключа в запираемое устройство понижает механическую стойкость к взлому, так как определить точное местоположение запирающего ригеля несложно.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ эксплуатации запирающей системы, а также запирающая система, патент RU №2686586, опубликован 16.10.2013. Способ эксплуатации запирающей системы, содержащей электронный ключ и электронный замок, приводимые во взаимодействие посредством группы контактов и группы противоконтактов, а также используемое в запирающем приводе локально отделенным от электронного ключа и электронного замка центральное устройство, причем в способе центральным устройством посредством программы (BCEPZ) вычисления авторизационного кода формируется внешний авторизационный код (BCZ), внешний авторизационный код (BCZ) передается электронному ключу, электронным ключом внешний авторизационный код (BCZ) записывается в накопитель, причем при взаимодействии электронного ключа с электронным замком электронный замок работает от источника электрического напряжения электронного ключа, внешний авторизационный код (BCZ) посредством электронного замка считывается из накопителя и проверяется процессором электронного замка за счет того, что процессор с помощью собственной программы (BCEPS) вычисления авторизационного кода сам вычисляет собственный авторизационный код (BCS) и сравнивает его с полученным от электронного ключа внешним авторизационным кодом (BCZ), причем процессор при тождестве вычисленного собственного кода (BCS) с переданным внешним авторизационным кодом (BCZ) делает возможным процесс открывания, причем электронному ключу передают для отображения сигналы состояния электронного замка, а электронный ключ имеет процессор, который управляет сигнальными элементами для отображения переданных электронным замком состояний электронного замка.
Недостатками способа по прототипу являются:
- авторизационный код формируется посредством программы вычисления, что снижает надежность всей системы, так как сбой или выход их строя центрального устройства приведет к существенным затруднениям в эксплуатации; при несанкционированном получении доступа к центральному устройству, алгоритмам хеширования, можно открыть любой замок в данной системе.
- наличие центрального устройства, аппаратуры для организации каналов связи, устройства для авторизационного кода доступа;
- авторизационные коды доступа могут передаваться по открытым каналам связи и могут быть перехвачены для несанкционированных настроек дубликатов ключей;
- наличие у ключа группы контактов, а у замка группы противоконтактов, для гальванического соединения ключа с замком, состоящим из трех контактов: заземляющего, питающей и линии передачи данных;
- в составе конструкции ключа присутствуют кнопки управления, что снижает надежность работы ключа.
Задачей заявляемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа эксплуатации запирающей системы и запирающей системы для электромеханических замковых устройств, отвечающих требованиям повышенной безопасности, высокой надежности, автономности, малой зависимости от воздействующих факторов при простом обслуживании и эксплуатации.
Для достижения указанного технического результата предлагается группа изобретений способ эксплуатации запирающей системы и запирающая система для электромеханических замковых устройств. Способ эксплуатации запирающей системы, содержащей по крайней мере один электронный ключ, электронный замок с децентрализованным управлением, по крайней мере один мастер-ключ, путем реализации следующих этапов:
a) обучение ключа путем вставки мастер-ключа в замок и затем вставки ключа 1 в замок;
b) формирования случайным образом закрытого ключа шифрования и авторизационного кода доступа, который вместе с идентификационной информацией о ключе записываются только в специально защищенную от считывания энергонезависимую область памяти микроконтроллеров ключа и замка при процедуре обучения ключа;
c) процесса открывания электронного замка, при котором электронный ключ 1 и электронный замок обмениваются идентификационной информацией для определения наличия разрешения передачи авторизационного кода доступа в зашифрованном виде;
d) передача от электронного ключа к электронному замку авторизационного кода доступа в зашифрованном виде при наличии разрешения обмена информацией только для пары серийных номеров, записанных при процедуре обучения ключа в энергозависимую память EEPROM замка и ключа;
e) дешифрация авторизационного кода доступа электронным замком и при его совпадении отпирание блокирующего устройства;
f) запись в энергонезависимую область памяти микроконтроллеров ключа и замка журнала событий о дате и времени отпирания замка и информации о ключе, которым производилось открывание;
g) удаление информации из памяти микроконтроллера замка при помощи мастер-ключа, идентификационной информации, авторизационного кода доступа, закрытого ключа шифрования ключа 1;
Предлагаемая запирающая система для электромеханических замковых устройств, состоит из электронного замка с децентрализованным управлением, по крайней мере одного мастер-ключа и по крайней мере одного ключа 1, причем ключ 1 состоит из корпуса, хвостовой части с утопленным изолированным контактом подачи напряжения питания, электронной платы управления, индикатора, группы контактов питания для подключения батареи, по крайней мере одной батареи. Электронный замок с децентрализованным управлением состоит из корпуса замка, личинки замка, группы контактов питания, электронной платы управления замка, электромагнита, привода разблокирующего механизма, а электронная плата управления замка и плата управления ключа обмениваются информацией с передачей ключа доступа в зашифрованном виде через контакт подачи напряжения питания от ключа 1 к электронной плате управления замка без прерывания подачи питания и излучения в эфир.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фигуре 1 представлен электронный ключ,
На фигуре 2 представлен электронный ключ, вставленный в личинку замка
На фигуре 3 представлен электронный ключ и личинка замка, разнесенная на расстояние с механизмом открывания замка от места вставки ключа в запираемое устройство, где:
1 - корпус ключа
2 - хвостовая металлическая часть ключа
3 - электронная плата управления ключа
4 - основная батарея
5 - дополнительная батарея
6 - положительный контакт питания и передачи данных ключа
7 - индикаторы состояния замкового устройства
8 - положительные контакты замка питания и передачи данных
9 - отрицательные контакты замка
10 - электронная плата управления замка
11 - личинка замка
12 - электромагнит
13 - привод разблокирующего механизма
14 - фальш-накладка с отверстием
15 - провода питания и передачи данных от контактов к плате замка
16 - трос для передачи усилия от поворота ключа к механизму открывания замка
17 - контактные площадки для подключения контактов замка и проводов питания и передачи данных от контактов к электронной плате управления замка.
Запирающая система для электромеханических замковых устройств состоит из электронного замка с децентрализованным управлением, по крайней мере одного мастер-ключа и по крайней мере одного ключа.
Ключ 1 состоит из корпуса без кнопок, по размерам близким к типовому автомобильному ключу со специальной хвостовой частью 2, электронной платы управления 3, индикатора состояния замкового устройства 7. Ключ имеет два контакта: металлическая хвостовая часть 2, на которую постоянно подается отрицательный заряд, и центральный контакт, утопленный в хвостовик, состоящий из не менее одного изолированного положительного контакта 6, по которому на плату замка 10 подается напряжение питания от батареи 4 и одновременно осуществляется двунаправленный обмен зашифрованными данными с платой управления замка 10. Центральный контакт питания является одновременно контактом передачи данных. Ключ 1 может содержать два типа батареи: основная батарея 4, предназначенная для питания электронной платы управления замка 10, ключа 1 и привода электромагнита 13 и дополнительная батарея 5, предназначенная для работы часов реального времени микроконтроллера ключа для ведения электронного журнала с датой события, чтобы при замене основных батарей не сбрасывались часы реального времени. Ключ 1 может дополнительно быть оснащен звуковым или вибрационным сигнализатором.
Электронный замок с децентрализованным управлением состоит из корпуса замка, личинки замка 11, положительных контактов 8 и отрицательных 9 замка, электронной платы управления замка 10, электромагнита 12, привода разблокирующего механизма 13.
Личинка замка 11 может быть расположена с разнесением на расстояние с механизмом открывания замка 12, 13 от места вставки ключа в запираемое устройство. В таком случае дополнительно устанавливается фальш-накладка с отверстием 14, провода питания и передачи данных от контактов к плате замка 15, троса для передачи усилия от поворота ключа к механизму открывания замка 16, контактных площадок для подключения контактов замка и проводов питания и передачи данных от контактов к электронной плате управления замка 17.
Личинка замка 11 может быть расположена с разносом на расстояние с механизмом открывания замка 12, 13 от места вставки ключа в запираемое устройство, что тем самым существенно повысит механическую стойкость к взлому, так как определить точное местоположение запирающего ригеля становится затруднительно.
Электронная плата управления замка 10 и плата управления ключа 1 обмениваются информацией с передачей ключа доступа в зашифрованном виде через контакты 6 и контакты металлической хвостовой части ключа 1 и передают информацию без излучения в эфир на контакты 8,9 замка, что не позволяет перехватить код обмена.
Применяется кодирование авторизационных кодов доступа с использованием технологии закрытого ключа шифрования. Если в памяти микроконтроллера замка и ключа есть совпадающий авторизационный код доступа после проведения процедуры дешифрации, то плата замка включает электромагнит 12 привода разблокирующего механизма 13 и ключ 1 можно поворачивать в личинке замка 11 для открывания/закрывания замка.
В состав запирающей системы для электромеханических замковых устройств входит по крайней мере один мастер-ключ, состоящий из корпуса без кнопок, по размерам близким к типовому автомобильному ключу со специальной хвостовой частью 2, электронной платы управления 3, по крайней мере один индикатор состояния замкового устройства 7. Ключ имеет два контакта: хвостовая часть 2, на который постоянно подается отрицательный заряд и центральный контакт, утопленный в хвостовик, состоящий из не менее одного изолированного положительного контакта 6, по которому на плату замка 10 подается напряжение питания от батареи 4 и одновременно осуществляется двунаправленный обмен зашифрованными данными с платой управления замка. Мастер-ключ может содержать два типа батареи: основная батарея 4, предназначенная для питания электронных плат управления замка, ключа и привода электромагнита и дополнительная батарея 5, предназначенная для работы часов реального времени микроконтроллера ключа для ведения электронного журнала с датой события, чтобы при замене основных батарей не сбрасывались часы реального времени. Отличие конструкции мастер-ключа и обычного ключа не предусмотрены, любой ключ может быть настроен в качестве мастер-ключа путем использования специального программного обеспечения. При изготовлении устройства электронные платы ключей и замка специальной технологической программой настраиваются путем заполнения дескрипторов управления как обычный ключ или мастер ключ для каждой конкретной пары плат замка и ключа. Для настройки мастер-ключа дополнительно случайным образом формируется ключ шифрования и записывается в защищенную от считывания энергозависимую область памяти для хранения дескрипторов мастер-ключа в микроконтроллеры электронной платы ключа и замка.
Один и тот же ключ может быть для одного замка МАСТЕР-ключом и одновременно для другого замка обычным ключом. Один и тот же ключ может быть зарегистрирован в нескольких замках, что позволяет иметь при себе только один ключ для доступа в различные помещения. С помощью МАСТЕР ключа можно не только обучить, но и открыть замок для которого он назначен МАСТЕР ключом.
Настройка ключей к замку в режиме обучения производится с помощью МАСТЕР-ключа по специальной последовательности, чтобы исключить ложные срабатывания.
При установке N+1 раз:
- ключа, не записанного в памяти замка, если есть место в памяти замка, ключ-замок обмениваются уникальными серийными номерами, ключ случайным образом формирует закрытый ключ шифрования, авторизационный код доступа, передает его в замок. Настройки ключа-замка сохраняются в энергонезависимой защищенной от считывания памяти EEPROM ключа и замка. Ключ обучен.
- ключа, записанного в памяти замка. Производится удаление из энергонезависимой памяти EEPROM ключа и замка записей о нем. Применяется для удаления записей об одном ключе из памяти замка.
- мастер-ключа записанного в памяти замка. Производится удаление из энергонезависимой памяти EEPROM замка записей всех обычных ключей. Применяется при утере или краже обычного ключа.
Способ эксплуатации запирающей системы, содержащей электронный ключ и электронный замок с децентрализованным управлением, мастер-ключ, включающим следующие этапы:
1. Обучение ключа путем вставки мастер-ключа в замок и затем ключа 1 в замок, при этом замок и ключ обмениваются уникальными серийными номерами, ключ 1 формирует случайным образом закрытый ключ шифрования и авторизационный код доступа без использования дополнительных внешних устройств, которые вместе с идентификационной информацией записываются только в специально защищенную от считывания энергонезависимую область памяти микроконтроллеров ключа и замка и больше никуда не передаются.
2. Процесса открывания замка, при котором вначале электронный ключ и электронный замок обмениваю идентификационной информацией для определения наличия разрешения передачи авторизационного кода доступа в зашифрованном виде. При наличии разрешения обмена информацией для пары серийных номеров, записанные в энергозависимой памяти EEPROM замка и ключа, электронный ключ передает в замок авторизационный код доступа в зашифрованном виде. Электронный замок дешифрирует авторизационный код доступа и при его совпадении отпирает блокирующее устройство. Для последующего контроля в режиме OFF LINE в энергонезависимую область памяти микроконтроллеров ключа и замка записывается журнал событий следующая информация - когда и какой замок был открыт, каким ключом;
3. Удаление информации из памяти микроконтроллера замка при помощи мастер-ключа, серийных номеров ключей и авторизационного кода доступа, одного обычного ключа или всех обычных ключей, при утере (краже) любого из обычных ключей, обученных для данного замка.
4. Процедура обучения. Для восстановления доступа для оставшихся ключей данного электронного замка производится повторно процедура их обучения.
С помощью специального программного обеспечения один и тот же ключ может быть для одного замка МАСТЕР-ключом и одновременно для другого замка обычным ключом. Один и тот же ключ может быть зарегистрирован нескольких замках, что позволяет иметь при себе только один ключ для доступа в различные помещения. С помощью МАСТЕР-ключа можно не только обучить, но и открыть замок для которого он назначен МАСТЕР-ключом. Способ обмена информацией при вставке замка в ключ по контакту питания без излучения в эфир не позволяет осуществить несанкционированный перехват кодов обмена с помощью специальной аппаратуры.
Способ эксплуатации запирающей системы с использованием запирающей системы для электромеханических замковых устройств реализуется следующим образом: производится обучение ключа путем вставки мастер-ключа в электронный замок с децентрализованным управлением и затем пары обычный ключ-замок, без использования дополнительных внешних устройств, случайным образом формируется закрытый ключ шифрования и авторизационный код доступа, которые записываются только в специально защищенную от считывания энергонезависимую область памяти микроконтроллеров ключа и замка и больше никуда не передаются. Таким образом обмен информации осуществляется без излучения в эфир, что не позволяет осуществить несанкционированный перехват кодов обмена с помощью специальной аппаратуры. Информация об авторизационном коде доступа от ключа к замку может передаваться с помощью кодирования закрытым ключом шифрования, что еще уменьшает возможность несанкционированного получения доступа. Вся кодовая информация хранится только в паре замок-ключ. Таким образом нет единой базы данных хранения кодовой информации, к которой теоретически возможен несанкционированный доступ. Следующим этапом проводится открывание электромеханического замкового устройства, при котором при вставке ключа 1 в электромеханическое замковое устройство с децентрализованным управлением электронный ключ и электронный замок обмениваются идентификационной информацией для определения наличия разрешения передачи авторизационного кода доступа в зашифрованном виде. При наличии разрешения обмена информацией для пары серийных номеров, записанных в энергозависимой памяти EEPROM замка и ключа, электронный ключ передает в замок авторизационный код доступа в зашифрованном виде. Электронный замок дешифрирует авторизационный код доступа и при его совпадении отпирает блокирующее устройство. Для последующего контроля в режиме OFF LINE в энергонезависимую область памяти микроконтроллеров ключа и замка записывается в журнал событий следующая информация - когда и какой замок был открыт, каким ключом. Далее, если необходимо, производится стирание из памяти микроконтроллера замка, при помощи мастер-ключа, серийного номера ключа, авторизационного кода доступа ключа или сразу всех ключей, при утере(краже) любого из ключей, обученных для данного замка. Для восстановления доступа для оставшихся обычных ключей данного электронного замка повторно производится процедура их обучения. Любым ключом можно произвести считывание журнала событий из памяти замка и передать журнал событий через специальное устройство в компьютер.
Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений с подобной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» заявляемого изобретения.
Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».