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:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива В погодных катаклизмах виноваты огромные атмосферные волны 12.03.2013 В последние годы планета страдает от экстремальных погодных явлений, которые возникают в том или ином регионе. Таким разрушительным событием были беспрецедентное наводнение в Пакистане в 2010 году, а также жара в России в 2011 году и США в 2011 году. По мнению ученых из Потсдамского института исследований воздействия климата (PIK), у этих отдельных событий есть общие физические причины - поведение гигантских атмосферных волн. Как оказалось, техногенные изменения климата постоянно нарушают течение атмосферных потоков вокруг Северного полушария. "Глобальное движение воздуха в средних широтах Земли обычно принимает форму волны, которая перемещается между тропическими и арктическими регионами, - объясняет ведущий автор исследования Владимир Петухов. - Таким образом, эти волны могут выкачивать теплый воздух из тропиков в Европе, России, и США или наоборот - холодный воздух из Арктики". Ученые обнаружили, что во время нескольких последних экстремальных погодных явлений атмосферные волны практически замирали на месте на несколько недель. Таким образом, вместо прихода холодного воздуха долгое время поддерживается жара. Фактически наблюдалось усиление обычно слабых, меняющих друг друга климатических явлений. При этом время здесь играет решающую роль: жара в 30 градусов по Цельсию в течение 30 дней не нанесет особого ущерба, а вот длительные засушливые периоды вызывают негативные последствия в жизни городов и сельском хозяйстве. Теперь понятно, что изменения климата, вызванные выбросами парниковых газов от сжигания ископаемого топлива, не означают, равномерное глобальное потепление. Уменьшение разницы температур между Арктикой и, например, Европой приводит к изменениям в поведении атмосферных потоков - они попадают в своеобразную ловушку.

Другие интересные новости:

▪ Синхронизация сияния светлячков

▪ Двухдиапазонный высокоскоростной повторитель ASUS RP-AC87

▪ Пощупать раковую клетку

▪ Горилла берет палку

▪ О чем пел археоптерикс

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по химии. Подборка статей

▪ статья Двух станов не боец, но только гость случайный. Крылатое выражение

▪ статья Какими были конфеты в Древнем Риме? Подробный ответ

▪ статья Сервисный инженер. Должностная инструкция

▪ статья Ресурсы солнечной энергетики. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Узлы KB трансивера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026