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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Автономные боевые роботы Пентагона 20.06.2013 В рамках пилотной инициативы под названием Autonomous Research Pilot Initiative начата работа по привлечению молодых ученых к процессу создания наземных, воздушных и подводных роботизированных систем с новым уровнем автономии. В настоящее время семь правительственных исследовательских групп уже получили в общей сложности $45 млн. на разработку новых алгоритмов и оборудования, кардинально повышающих самостоятельность боевых роботов. В частности, создаются технологии, которые позволят боевым машинам действовать, как единый рой, непрерывно обмениваясь информацией друг с другом. Благодаря этому, роботы даже с примитивным "мозгом" смогут выполнять сложные задачи, вроде непрерывного наблюдения за регионом, с автоматическим распределением ресурсов внутри роя. Исследователи также планируют улучшить датчики, обеспечивающие автономность, в частности датчики, которые позволяют самостоятельно передвигаться по любой местности и быстро реагировать на изменение обстановки. Основная цель этой программы - дать роботам возможность реагировать на другие движущиеся объекты (цели) в быстро меняющейся среде. Проще говоря, роботы смогут обнаруживать различные объекты и события и реагировать на них совместно или поодиночке. Для этого не всегда нужен мощный искусственный интеллект, например стая рыб движется как единый организм без использования высокоинтеллектуального анализа. Всего будет 7 различных направлений, по которым будут совершенствоваться боевые автономные системы. Пока особое внимание уделяется группе небольших дешевых роботов - это направление американские военные считают наиболее перспективным. Действительно, рой даже самых простых автономных роботов может выполнять довольно широкий круг боевых задач, например "найти данную цель, сопровождать ее, осуществлять целеуказание". К тому же рой дешевых роботов более экономически эффективен, нежели мощные универсальные машины. В то же время, роботы вроде гуманоидного терминатора Atlas, также продолжат совершенствоваться - на них возложат особо сложные и ответственные задачи, с которыми более примитивные машины не могут справиться. В ближайшие годы роботы начнут доминировать на поле боя не с помощью высокотехнологичных гуманоидных терминаторов, а благодаря роям небольших БПЛА и наземных машин, которые будут быстро обнаруживать цель, поражать ее миниатюрными боеприпасами или давать целеуказание артиллерии и авиации. Другие направления инициативы Autonomous Research Pilot Initiative включают создание систем восприятия окружающей среды, систем автоматического вождения бронетехники, быстрого обнаружения и захвата цели.

Другие интересные новости:

▪ Водоросли как пища для скота

▪ Открытие нового миллисекундного пульсара в шаровом скоплении Terzan 6

▪ Мощнейший пикосекундный лазер

▪ Самое глубокое погружение за всю историю морских экспедиций

▪ Живи на скорости - проживешь дольше

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Подборка статей

▪ статья Семь футов под килем. Крылатое выражение

▪ статья Как работает топливный элемент? Подробный ответ

▪ статья Смоква. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Внешняя телескопическая антенна для мобильных устройств. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пас с двумя половинами колоды. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025