На рис. 1 представлена блок-схема электронного блока нашего будущего замка-невидимки. Давайте рассмотрим каждый элемент блок-схемы отдельно.
Рис. 1. Блок-схема замка-невидимки
Оборудование проекта
Давайте набросаем схему размещения всего оборудования нашего проекта (рис. 1).
Первый, ключевой, узел – это собственно сам электромеханический врезной замок. На схеме он отмечен цифрой “1″, а его ответная часть в дверной коробке (куда собственно будет входить ригель замка) – цифрой “2″.
Рис. 1. Схема размещения оборудования
Безопасность использования радиобрелков
Тайна ключа
На заре своего развития системы охраны, управляемые с помощью радиобрелков, оснащались простенькими, обычно однокнопочными брелками, которые передавали в эфир статический код. Статический код – это код, который от посылки к посылке (т.е. при нажатии кнопки на брелке) не изменяется. Такой код легко можно перехватить и повторно использовать. Кнопка на брелках в то время была только одна: нажал один раз – поставил на охрану, нажал еще раз – снял. Следует сразу отметить, что управление сигнализацией единственной кнопкой само по себе уязвимо даже при использовании брелков с динамическим кодом. Динамический код – это код, который постоянно, от посылки к посылке, изменяется. Изменяется код, конечно, не абы как, а по достаточно сложному нелинейному алгоритму. Самое массовое распространение получил алгоритм шифрования KeeLoq, представляющий из себя симметричный алгоритм шифрования. Этот алгоритм как раз был “заточен” для шифрования коротких сообщений. KeeLoq и в настоящее время широко распространен. На его основе многие отечественные фирмы разработали собственные алгоритмы. Сам алгоритм KeeLoq найти на просторах Интернет достаточно легко, было бы желание. Да и Microchip, фирма, которая владеет правами на этот алгоритм, может предоставить всю необходимую документацию для разработки на базе этого алгоритма своих устройств, надо только получить у них лицензию. Вся секретность передачи закодированных данных базируется на 64-битном ключе шифрования. Длины ключа вполне достаточно для надежного кодирования коротких посылок, которые используются для передачи команд управления.
Выбор ключа: сравнительная таблица
В этом посте мы попробуем выбрать наиболее оптимальный вариант ключа для нашего проекта. Для этого сравним существующие технологии по ряду критериев, имея ввиду, что один из главных – соответствие концепции “невидимости” замка, т.е. отсутствие на внешней стороне двери и прилегающих стен каких-либо устройств, которые могут демаскировать замок или быть повреждены.
Выбор механической части
В нашем проекте мы решили использовать электромеханическую часть моторного типа, потому что это единственный привод, который обеспечивает два устойчивых (энергонезависимых) положения ригеля – «открыто» и «закрыто». Конечно, можно разработать свой вариант электромеханической части замка, но давайте сначала посмотрим, что есть в свободной продаже.
Сразу же из рассмотрения исключу моторные замки именитых фирм — все они, кроме того, что стоят не мало, требуют для работы электронные блоки тех же фирм (этот подход не лишен достоинств). А вот моторные замки отечественного производства (используются в отечественных замках-невидимках) стоит рассмотреть более подробно. В основе всех исследованных мною замков лежит самый обычных привод центрального замка автомобиля, также называемый актуатором.
Обычный дешевый актуатор
Более дорогой вариант актуатора в разобранном виде (“Saturn”)
Дешевый актуатор отличается от дорого, в первую очередь, усилием, развиваемым на штоке. Актуатор “Saturn” является лучшим в своем классе. При минимальных размерах он обеспечивает приличное усилие на штоке (порядка 7 кг) и имеет встроенную защиту от блокировки мотора.
Ключи: обзор технологий
Если есть замок, значит должен быть и ключ. В предыдущем посте мы упомянули, что замок состоит из двух частей – электромеханической части и электронного блока управления. В случае с обычным механическим замком, ключ взаимодействует непосредственно с механизмом замка – разблокирует “секретную часть” и приводит в движение (с помощью физической силы человека) запирающие элементы замка. В нашем же случае, ключ взаимодействует с электронным управляющим блоком, поэтому должен обладать какими-то уникальными (однозначно его идентифицирующими) данными и уметь либо передать их электронному блоку (радиобрелки, смарт-карты, “домофонные таблетки”), либо предоставить для считывания (биометрия, магнитные карты).
В ряде моделей используются сразу оба типа ключей. В этом случае замок конструктивно совмещает в себе несколько модулей. Например в модели CISA 12011-60 открытие защелки происходит по команде от блока управления, а управлением ригелем (на открытие замка) возможно как от блока управления, так и только обычным ключом. Закрытие же осуществления только обычным ключом.
Теперь давайте рассмотрим, какие же существуют ключи для работы с электронным блоком.
Обзор электромеханической части
Любой дверной замок, будь он хоть трижды “умным”, обязательно будет состоять из двух частей: электромеханической (в ряде случаев – электромагнитной) и электронного блока управления. Электромеханическая часть собственно и обеспечивает механическое запирание двери и во многих случаях предоставляет возможность закрывать и открывать замок не только командами от электронного блока управления, но также и с помощью обычного ключа. Эту возможность мы рассматриваем как нежелательную, поскольку замочная скважина демаскирует замок и позволяет злоумышленнику попытаться вскрыть его обычными “механическими” методами. Следует однако помнить, что в конечном итоге наличие замочной скважины – это вопрос монтажа замка: достаточно просто не сверлить под нее отверстие в двери.
Теперь давайте подробнее рассмотрим варианты электромеханической части. Все замки, для работы которых требуется электричество условно можно разделить на следующие группы:
- электромоторные
- соленоидные
- электромеханические защелки
- электромагнитные
Деление это весьма условно, так как распространены разнообразные смешанные типы. Кроме того, в ряде моделей электроника реализует логику работы, характерную для другого типа.
Каким он будет?
В этом посте мы попробуем определиться с функционалом замка, не забывая, что он должен получится “умным”, а затем составим перечень общих критериев, по которым будем оценивать варианты реализации проекта.
Итак, мы хотим, чтобы замок
- определял состояние двери (закрыта или открыта)
- отпирал и запирал дверь с помощью ограниченного количества ключей
- имел индикацию режимов работы (звуковая и световая)
- работал от сети 220В и имел резервное питание (аккумулятор) на случай отключения основного
- имел возможность автоматически запирать дверь после открытия через устанавливаемый промежуток времени (хорошее подспорье для забывчивых)
- имел возможность автоматически отпирать дверь в экстренной ситуации (например, при полном разряде аккумулятора)
- имел возможность управления ключами (добавление и удаление ключей)
- имел возможность управления сторонними электроприборами (например, задействовать сирену или освещение при открытии замка)
- имел возможность подключения и управления с помощью компьютера
Умному дому – умный замок
Не секрет, что мир вокруг нас развивается, и окружающие нас предметы быта – не исключение. Одни вещи эволюционируют относительно неспешно. Так, например, чайник, некогда кипятившийся на открытом огне, сперва занял свое место на плите газовой, затем – на электрической и, наконец, обзавелся собственным нагревательным элементом. Другие предметы обихода претерпевают революционные изменения, становятся «умными».
Взять к примеру автосигнализации. Еще «вчера», машина запиралась ключом, как обычная дверь. Сегодня же мы имеем дело с интеллектуальными комплексами охраны автомобиля, которые умеют работать с различными датчиками и исполнительными устройствами, спутниковой навигацией и сотовыми сетями. Неудивительно, ведь собственной безопасности и сохранности имущества, человек обычно уделяет наиболее пристальное внимание.
В свете сказанного, остается только удивляться, почему электронные радиоуправляемые дверные замки еще не получили повсеместного распространения. Не вызывает сомнений, что подобные устройства на порядок превосходят своих чисто механических собратьев по уровню обеспечения безопасности.
Кроме того, они намного более удобны в использовании и позволяют связать с событиями открытия и закрытия замка дополнительный функционал (например, управление освещением или SMS-уведомления).
И, если в случае с автомобилем остается множество других способов проникновения в защищаемые пространства (в салон, под капот, в багажный отсек), то в случае с квартирным замком злоумышленнику остается только применить особенно грубые и шумные методы.
