Высоконадежный цифровой замок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Охранные устройства и сигнализация объектов

 Комментарии к статье

Никакие ухищрения не помогут взломщику открыть описываемый ниже 15-разрядный цифровой замок с электронной блокировкой. При подборе со скоростью одна комбинация за 10 с потребуется около 1,5 млн. лет для случайного отыскания правильного кода.

Работа потенциального взломщика еще более усложняется благодаря тому, что схема автоматически устанавливается в исходное состояние при вводе любой неверной комбинации. В этом случае требуется возобновить порядок набора, что делает невозможным использование какого-либо упорядоченного метода проб и ошибок. Схема содержит ППЗУ емкостью 512х4 бит, в котором кроме правильной можно разместить еще 32 комбинации, что позволит периодически менять шифр путем простого их переключения.

Схема сравнивает вводимую комбинацию последовательно цифра за цифрой с кодом, хранящимся в памяти, и, если шифр полностью правильно набран, устанавливает на выходе высокий ТТЛ-уровень. Перед набором необходимо нажать кнопку сброса, при этом схема устанавливается в состояние готовности к вводу первой цифры. Оператор также нажимает эту кнопку, если, по его мнению, сделана ошибка в наборе шифра.

(нажмите для увеличения)

Схема позволяет кодировать только восемь входов (сброс и семь чисел), поскольку каждое двоичное слово содержит 3 разряда. Однако удобно применить стандартный набор кнопок с цифрами от 0 до 9 и использовать одну, две и три свободные кнопки (в данном случае 0, 8 и 9) для сброса. В этом случае повышается степень секретности замка, поскольку только заранее осведомленный человек знает, какие кнопки используются для сброса.

RS-триггеры, собранные на счетверенных вентилях IC1-IC4, служат для подавления вибрации контактов в однополюсных кнопочных переключателях на два положения. Кодирование вводимых чисел осуществляется интегральной схемой IC5, которая представляет собой ППЗУ типа 5301 фирмы Monolithic Memories Inc. емкостью 256Х4 бит, запрограммированное в соответствии с истинностной таблицей (табл. 1).

Указанная ИС была выбрана для упрощения процесса программирования, так как ее исходное состояние соответствует логической 1, и при выходном коде сброса 111 большинство адресных шин имеют потенциал логической 1. Код шифра программируется в памяти IС6, представляющей собой ППЗУ типа 5306 фирмы Monolithic Memories Inc. емкостью 512Х4 бит.

Показанные на рисунке переключатели шифра устанавливают логические потенциалы на шинах пяти старших адресных разрядов (А4-A8), осуществляя выбор одной из 32 комбинаций. Дистанционно программируя пять указанных шин, можно временно закрывать доступ к замку лицам, знающим шифр, или менять комбинации с целью безопасности.

Синхронизация схемы осуществляется при помощи двух ждущих мультивибраторов. При нажатии одной кнопки или их комбинации на выходе самого старшего разряда (Q4) памяти IC5, выполняющей функции преобразователя кодов, формируется высокий потенциал, которым запускается первый ждущий мультивибратор IС7. Передним фронтом его выходного потенциала Q двоичное слово с выхода памяти комбинаций IC6 записывается в промежуточное ЗУ, представляющее собой 4-разрядный программируемый двоичный счетчик. Спустя 375 нc передним фронтом потенциала Q на выходе мультивибратора IC7 запускается второй ждущий мультивибратор IC8.

В течение 165 нc, когда на выходе мультивибратора IC8 присутствует высокий потенциал, 4-разрядный компаратор абсолютных значений IС10 сравнивает вводимое и хранящееся в памяти слова. Если слова на выходах IC5 и IС6 идентичны, напряжение на выходе А, равное напряжению на выходе В компаратора, принимает высокое значение, в результате чего через вентили НЕ-И получает приращение программный счетчик IС11 - еще один 4-разрядный двоичный счетчик. Когда слова различны, программный счетчик сбрасывается, и комбинация должна быть введена вновь.

После ввода правильной комбинации, содержимое программного счетчика достигает 15 и на выходе переноса формируется высокий логический потенциал. При формировании этого отпирающего потенциала включается индикатор на светодиоде. Отпирающий потенциал управляет внешним ТТЛ ИС или после соответствующего усиления соленоидным замком.

При включении питания программный счетчик может находиться в произвольном исходном состоянии. Для того чтобы предотвратить открывание замка в случае периодических пропаданий питающего напряжения, программный счетчик переходит в исходное состояние в течение первых нескольких миллисекунд после включения питания при помощи схемы сброса, состоящей из цепи заряда R1 C1 и буферного усилителя.

При меньшей степени секретности схему можно упростить, сократив число компонентов и стоимость. В этом случае вместо ICs используется приоритетный шифратор, например типа 74147, но тогда исключается автоматический сброс при одновременном нажатии двух или более кнопок. Можно также исключить схему, осуществляющую сброс при включении питания, и использовать память меньшего объема, когда нет необходимости в хранении 32 различных комбинаций.

Схему можно значительно упростить путем перехода к 2-разрядным словам. Тогда для случайного угадывания шифра потребуется 4,5 года при наборе комбинации из 15 знаков за 10 с. Маскировка трех входных чисел в группе кнопок от 0 до 9 повышает степень секретности еще во много раз. Система обладает возможностью расширения - длина слова (а следовательно, число входов) и длина комбинации могут выбираться с учетом требований потребителя.

В табл. 2 приведено содержимое ППЗУ для комбинации 174265537172443. Каждая комбинация из 15 чисел занимает 16 разрядов памяти, причем последний разряд не используется. Как уже отмечалось выше, такое размещение благоприятно для программирования выходной комбинации 111 (при нулевом значении первого адреса, 16-й бит присутствует в каждом 2n-1 адресе, где n>3, т.е. 15, 31, 63 и т. п.). В этом случае после отпирания замка сброс осуществляется автоматически при нажатии любой кнопки.

Автор: D. Platteter; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Охранные устройства и сигнализация объектов.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Среднемоторный спортивный автомобиль от Toyota и Suzuki 18.02.2023 В модельном ряду Toyota появится новый недорогой спортивный автомобиль. Среднемоторная модель станет преемницей знаменитой Toyota MR2. Заднеприводное спортивное купе разрабатывают вместе с Suzuki, а по некоторым данным, в проект вовлечена и компания Daihatsu. Новая Toyota должна появиться в ближайшие годы и будет стоить 2,2-2,8 миллионов иен ($16 500 - 21 000). Дизайн авто будет выдержан вроде концепт-кара Toyota Sports EV - с рублеными поверхностями, короткими свесами кузова и тонкими фарами. Не исключено, что крышу сделают съемной, как и Toyota MR2. Купе будет компактным - 4200 мм в длину, 1720 мм в ширину и 1220 мм в высоту при колесной базе 2550 мм. Спорткар Toyota Sports EV был электрическим, но его серийная версия получит бензиновый двигатель, дополненный 48-вольтной "мягкой" гибридной установкой. Ожидается, что это будет 1,0-литровый трехцилиндровый турбомотор на 120 л. и 200 Нм.

Другие интересные новости:

▪ Солнечные торнадо помогут зеленой энергетике

▪ Измеритель вибрации на процессоре ARM

▪ Понимать лектора будет проще

▪ Ностальгия снижает физическую боль

▪ Технология Qi для беспроводной подзарядки аккумуляторов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья Мне не смешно, когда маляр негодный мне пачкает мадонну Рафаэля. Крылатое выражение

▪ статья Какой маркетинговый ход позволил компании Алказельцер существенно увеличить прибыль? Подробный ответ

▪ статья Мальва лесная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Инфракрасный приемник электронного пароля с дешифратором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Полет шара. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026