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:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Скрытая идентификация с помощью невидимых QR-кодов 01.09.2023 Команда исследователей из Массачусетского технологического института представила инновационную систему идентификации под названием BrightMarker, обладающую уникальными свойствами. Эти метки, видимые лишь в инфракрасном спектре, открывают новые горизонты безопасной маркировки и следящей технологии, что считается более надежным в сравнении с широко распространенными традиционными QR-кодами, популярными в условиях глобальной пандемии коронавируса. Суть технологии заключается в внедрении уникальных меток в объекты во время их производства с использованием специальных флуоресцентных нитей. Важно отметить, что эти метки абсолютно не влияют на характеристики и функциональность объектов. Для обнаружения таких меток разработан ряд аппаратных устройств, которые легко интегрируются с смартфонами и гарнитурами виртуальной реальности. Исследователи уверены, что технология BrightMarker обладает потенциалом для разнообразных применений. Невидимые метки могут подтверждать подлинность предметов и отслеживать их перемещения, в то же время предоставляя функциональность обычных QR-кодов. Однако стоит отметить, что BrightMarker могут быть применены только к объектам, созданным с использованием трехмерной печати, что ограничивает их область применения.

Другие интересные новости:

▪ В Android Market уже 38 тыс. приложений

▪ Франция приступила к разработке гиперзвукового оружия

▪ Создан прототип 96-слойной флэш-памяти QLC NAND

▪ Проблемы пеленания

▪ Магнит превращает материал из мягкого в твердый

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ограничители сигнала, компрессоры. Подборка статей

▪ статья Пир во время чумы. Крылатое выражение

▪ статья Отчего участники олимпийских игр изображаются на античных вазах обнаженными? Подробный ответ

▪ статья Ройял. Чудо природы

▪ статья Имитатор звука сирены. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Проблема завязывания узлов. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026