BR102017024860A2

BR102017024860A2 - Sistema de fechadura eletrônica aplicada a dispositivos para abertura de equipamentos com sistema de autenticação em duas etapas

Info

Publication number: BR102017024860A2
Application number: BR102017024860-7A
Authority: BR
Inventors: Athila Naniny; Carlos Alberto Dutra; Emerson Pereira Raposo; Gustavo Heidemann; Victor Pagliari Levy; Victor Augusto Dos Santos
Original assignee: Catamoeda Pesquisa E Desenvolvimento De Máquinas S/A
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2019-06-11
Also published as: BR102017024860B1

Abstract

sistema de fechadura eletrônica aplicada a dispositivos para abertura de equipamentos com sistema de autenticação em duas etapas. trata-se de fechadura eletrônica aplicada a dispositivos iot (internet of things) com sistema de autenticação em duas etapas, com validação em painel de controle online, operada em dispositivo touch screen, e compreende um sistema de liberação para abertura de equipamentos iot (internet of things) que armazena valores monetários em cédulas e/ou moedas, tais como cofres inteligentes, máquinas de auto-atendimento, entre outros, e possui uma solução integrada entre hardware e software e a liberação da abertura do atuador eletromecânico (4) é realizada utilizando a tecnologia totp (time-based one-time password), no modelo de autenticação em duas etapas (two-factor authentication - 2fa), em que o usuário necessita da combinação de dois componentes diferentes para confirmar sua identidade.

Description

SISTEMA DE FECHADURA ELETRÔNICA APLICADA A DISPOSITIVOS PARA ABERTURA DE EQUIPAMENTOS COM SISTEMA DE AUTENTICAÇÃO EM DUAS ETAPAS [001] Trata-se de sistema de fechadura eletrônica aplicada a dispositivos loT - Internet of Things com sistema de autenticação em duas etapas, com validação em painel de controle online, operada em dispositivo “touch screen”, e compreende um sistema de liberação para abertura de equipamentos loT Internet of Things que armazena valores monetários em cédulas e/ou moedas, tais como cofres inteligentes, máquinas de autoatendimento, entre outros.

[002] O sistema consiste em uma solução integrada entre hardware e software e a liberação da abertura é realizada em cima do modelo de autenticação em duas etapas (Two-Factor Authentication - 2FA), em que o usuário necessita da combinação de dois componentes diferentes para confirmar sua identidade.

ESTADO DA TÉCNICA [003] A “autenticação em duas etapas” é um método de controle de acesso conhecido, que autoriza acesso após a confirmação de duas evidências separadas por um mecanismo de autenticação: algo que o usuário saiba e algo que o usuário possua (dispositivo, equipamento, cartão) ou seja (característica biométrica, cargo). A autenticação em duas etapas também é conhecida pelas denominações “Verificação em duas etapas”, “Two FactorAuthentication”, “2FA”, “Two Step Authentication”, “Two Step Verification)”.

[004] A técnica de autenticação em duas etapas é amplamente utilizada para acesso a ambientes virtuais, porém é menos utilizada para acesso físico, como cofres, portas, fechaduras, etc. As principais soluções para acesso a ambientes físicos encontradas são listadas abaixo:

[005] Fechaduras com teclado físico e senha randômica - Produtos existentes no mercado, que constitui de um teclado físico para digitação da

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2/8 senha conectado com uma fechadura para liberação. A primeira senha é digitada pelo operador (memorizada) e para obter a segunda senha o operador entra em contato com a central, que gera uma senha randômica em um software e comunica ao operador.

[006] Produtos:

• [1a] Witz Co TecnoDev Dynamic Lock http://dvnamiclock.com/dynamic-lock/ • [1b] Intergard Smartgard Dynamic Basic TV http://www.interqard.com.br/pt/7paqe id=49 • [1c] Kaba La Gard SmartLinc Pro http://www.kaba.com.br/solucoes/fechaduras-para-cofres/fechaduraseletronicas-para-cofres/1101232/fechadura-la-qard-smartlinc-pro.html, http://www.kaba-mas.com/la-qardbrand/products/electronic/367332/smart-series.html [007] Soluções identificadas que usam “2FA” - Foram identificadas, no estado da técnica, soluções que utilizam o método de autenticação em duas etapas. Não há evidência de produtos no mercado, apenas soluções publicadas. No entanto, as tecnologias utilizadas são diferentes do sistema revelado neste relatório.

• [2a] Raspberry-pi Safe deposit box with 2 factor authentication (senha + SMS) - https://resin.io/bloq/two-factor-authentication-in-the-realworld/ • [2b] Bank locker security system based on two factor authentication (impressão digital + senha em teclado físico) https://pt.scribd.com/doc/285738311/Bank-Locker-Securitv-SvstemBased-on-Two-Factor-Authentication-Proiect-Report-bv-S-sutharshan • [2c] Locker security system using O.T.P. authentication https://www.youtube.com/watch?v=kwXt8hWDyKq

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3/8 • [2d] Bank Locker Authentication using Signature Verification on Mobile phones (senha + assinatura em tela) https://edupediapublications.oro/ioumals/index.php/IJR/article/view/2560 [008] Documentos de Patentes Relevantes:

[009] “Fechadura eletrônica com sistema de trancamento randômico multiusuário” [3a], senha e contrassenha e módulo de retardo de tempo [MU 8301742-9 U] - Solicitante: Nelson Frucci (BR/SP).

[0010] “Processo randômico de abertura de fechadura eletrônica” [3b] [BR-10-2012-029113-4-A2]. Solicitante: Perto S/A Periféricos para Automação.

[0011] “lotT (Internet of Things) RFID (Radio Frequency Identification) Whole-Process Monitoring Locker” [3c] [CN203659085] apresenta um equipamento para armazenar valores, acionado por loT e RFID. Compreende um armário que tem todo seu sistema de travamento monitorado. A placa principal de leitura examina a antena de RFID em todos os intervalos, para garantir que em qualquer tempo de operação de colocada ou retirada de objetos possa ser monitorada.

[0012] A solução [2a] utiliza um sistema que exige cadastro de um número de celular, o qual deve estar conectado à rede durante o uso.

[0013] As soluções citadas acima não apresentam sistema de 2FA de 3 pontas.

[0014] As soluções citadas acima não apresentam um modo de operação duplo, online e off-line.

[0015] As soluções citadas acima não apresentam uso de tecnologia para sincronização de várias possibilidades de dispositivos para uso como token.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [0016] A fechadura eletrônica revelada neste pedido de patente utiliza um método já conhecido de autenticação em duas etapas, porém com o uso de

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4/8 tecnologias de autenticação ainda não utilizadas para acesso a ambientes físicos de dispositivos loT.

[0017] Os equipamentos e usuários são registrados e autorizados em um sistema virtual, denominado painel de controle. O outro componente para fechar o modelo 2FA, é dividido em dois modos de funcionamento, um modo online e um modo offline. O modo online utiliza a tecnologia TOTP “Time-based One-time Password”. O modo offline utiliza a tecnologia HOTP “Hmac-based On Time Password. Esse modelo de autenticação em duas etapas é responsável por enviar a informação de autenticação do usuário. A partir da informação recebida, o controle de baixo nível envia um comando elétrico de abertura da fechadura.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0018] O desenho em anexo e a descrição detalhada que segue são meramente apresentadas a título de exemplo, pois o dito objeto pode ser concebido por outras soluções de engenharia conhecidas. Portanto, detalhes estruturais e funcionais específicos aqui divulgados não devem ser interpretados como uma limitação, mas apenas como uma base para as reivindicações; atua como uma base representativa para o ensino de um perito na arte de empregar e colocar em prática o desenvolvimento do sistema descrito neste relatório, com base na disposição construtiva doravante detalhada.

[0019] A Figura 1 mostra de forma esquemática a composição macro da solução com os principais componentes do sistema.

[0020] O sistema de fechadura eletrônica, descrita neste relatório, compreende:

• Painel de controle (1) em nuvem, onde todos os equipamentos (7) e usuários (10) que utilizam o sistema devem estar cadastrados e autorizados.

• Equipamento com interface de usuário sensível ao toque constituída por:

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5/8 • Unidade Central de Processamento (2.1) com tela sensível ao toque.

• Software de autenticação (2.2) do usuário no equipamento.

• Sistema embarcado de controle e acionamento constituído por:

• Placa de circuito impresso micro controlada (3.1).

• Firmware de controle (3.2).

• Atuador eletromecânico (4), tipo fechadura.

• Cabeamento entre os componentes de hardware (CPU, placa micro controlada e atuador eletromecânico).

[0021] A invenção é composta de uma solução integrada entre componentes de hardware e software. O hardware possui uma CPU com interface do usuário sensível ao toque (2.1) para processar o software de alto nível (2.2), que é responsável pela autenticação do usuário, e uma placa de circuito impresso micro controlada (3.1) para processar o software de baixo nível (3.2) , que identifica o comando de abertura (5) e realiza o acionamento (6) do atuador eletromecânico (4) responsável pela abertura da porta do equipamento.

[0022] O software (2.2) de alto nível é instalado na CPU com interface sensível ao toque. A placa de circuito impresso micro controlada (3.1) é programada por software de baixo nível, denominado firmware de controle (3.2). A placa de circuito impresso micro controlada (3.1) comunica-se com o software (2.2) de alto nível através do firmware de controle (3.2), usando um protocolo de comunicação proprietário. A comunicação é realizada através de portas e cabo USB. A placa de circuito impresso micro controlada (3.1) atua sobre o atuador eletromecânico (4) utilizando uma porta de saída digital ou serial.

[0023] Os equipamentos que utilizam o sistema de fechadura eletrônica, revelado neste relatório, devem estar integrados com o Painel de Controle (1) do sistema. Nele é feito o cadastramento e autorização de dispositivos móveis para criação de tokens e usuários para acesso aos cofres. Utiliza a tecnologia TOTP

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6/8 para geração de um token equivalente ao utilizado por sistemas bancários. O Token permanece válido por tempo pré-determinado, preferencialmente válido por 30 segundos.

[0024] Quando o usuário é cadastrado no painel de controle (1), junto com sua senha é cadastrada uma chave única que é utilizada para a primeira etapa da autenticação (5) e sincronizado um dispositivo móvel para geração de token utilizado na segunda etapa da autenticação.

[0025] Para funcionamento do sistema faz-se inicialmente a autorização de usuários e equipamentos, conforme etapas abaixo:

• Cadastro do usuário no painel de controle (1);

• Cadastro do equipamento no painel de controle (1);

• Sincronização (13) do dispositivo móvel para geração do token para o usuário (10);

• Liberação dos equipamentos autorizados através do painel de controle.

[0026] Quanto a abertura do atuador eletromecânico (4), é seguido as etapas abaixo:

• Operador digita o seu usuário e senha na tela da Unidade central de processamento (2.1).

• O sistema verifica o usuário e senha na Unidade central de processamento (2.1).

• O painel de controle (1) valida as informações do usuário e se o usuário tem acesso a este equipamento.

• Caso autorizado, a Unidade Central de Processamento (2.1) apresenta mensagem com pedido de informação do token.

• O operador digita código do token mostrado no aplicativo do dispositivo móvel (9).

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7/8 • A Unidade Central de Processamento (2.1) envia o token para o servidor de autenticação do painel de controle (1).

• O painel de controle (1) gera um token e compara com o token enviado pela Unidade central de processamento (2.1).

• O painel de controle (1) confirma a autorização de abertura da Unidade central de processamento (2.1) e envia um comando de abertura (5) para o baixo nível, firmware de controle (3.2) da placa de circuito impresso micro controlada (3.1).

• A placa de circuito impresso micro controlada (3.1) envia sinal elétrico para o atuador eletromecânico (4) e a porta é destravada.

• Usuário gira o manipulo da porta para abrir o equipamento.

[0027] Mesmo se o equipamento não tiver acesso ao servidor pela rede é possível a abertura do cofre por meio do procedimento padrão utilizado o modo off-line. O modo off-line se aplica em fechaduras randômicas, através de contato telefônico com a central.

[0028] Para fechar e travar o equipamento, o operador deve fechar a porta utilizando o manipulo e a trava será acionada automaticamente.

[0029] Se o operador por alguma razão necessite ser impedido de abrir o cofre, o usuário deste operador pode ser removido do servidor de autenticação no painel de controle (1) e, mesmo que o aplicativo do dispositivo móvel ainda esteja gerando tokens, não haverá autorização de acesso ao cofre.

[0030] Principais vantagens • Interface em software instalado na unidade CPU própria do equipamento a ser protegido pelo atuador eletromecânico (4). Dessa forma não se faz necessário uma interface dedicada para autenticação do usuário.

• Sistema de 2FA de 3 pontas - utiliza um device, o dispositivo loT e o painel hospedado em servidor online.

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8/8 • Habilitar e desabilitar usuários à distância e a qualquer momento.

• Autenticação em duas etapas evita que usuários não autorizados acessem o ambiente físico protegido pelo atuador eletromecânico (4).

• Não há necessidade de um número de celular cadastrado. Pode ser qualquer device que suporte tecnologia TOTP, tais como notebook, tablet, smartphone e smartwatch.

• Modo de operação duplo - online e off-line.

[0031] Device de autenticação não precisa estar online ou conectado à rede de telefonia móvel.

[0032] Uso e aplicação [0033] A solução proposta pode ser aplicada para realizar controle de acesso a equipamentos de armazenamento de valores que possuam unidade de processamento com interface sensível ao toque, tal como cofres inteligentes; habilitar e desabilitar equipamentos e usuários em tempo real a partir de uma central de controle, por meio de painel de controle (1) em nuvem; manter registro de informações de acesso (usuário, data e hora).

[0034] A solução pode ser aplicada a outras situações em que é necessário controle de acesso físico a um ambiente controlado de um dispositivo loT.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. SISTEMA DE FECHADURA ELETRÔNICA APLICADA A DISPOSITIVOS PARA ABERTURA DE EQUIPAMENTOS COM SISTEMA DE AUTENTICAÇÃO EM DUAS ETAPAS aplicada a dispositivos loT (Internet of Things) com sistema de autenticação em duas etapas, com validação em painel de controle online, operada em dispositivo touch screen, e compreende um sistema de liberação para abertura de dispositivos loT (Internet of Things) caracterizado pelo modo de funcionamento online que utiliza a tecnologia TOTP (Time-based One-time Password).
2. SISTEMA DE FECHADURA ELETRÔNICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo modo de funcionamento ser off-line que utiliza a tecnologia HOTP (Hmac-based On Time Password).
3. SISTEMA DE FECHADURA ELETRÔNICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela sincronização de dispositivos para uso como token, permanecer válido por tempo pré-determinado.
4. SISTEMA DE FECHADURA ELETRÔNICA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela sincronização de dispositivos permanecer válido por 30 segundos.
5. SISTEMA DE FECHADURA ELETRÔNICA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo token, ser gerado pela tecnologia TOTP.
6. SISTEMA DE FECHADURA ELETRÔNICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema de autenticação em duas etapas, 2FA, ser de 3 pontas.
7. SISTEMA DE FECHADURA ELETRÔNICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema habilitar e desabilitar equipamentos e usuários em tempo real a partir de uma central de controle, por meio de painel de controle (1) em nuvem;

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8. SISTEMA DE FECHADURA ELETRÔNICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender:

• Painel de controle (1) em nuvem, que contém cadastrados e autorizados todos os equipamentos (7) e usuários (10) que utilizam o sistema e;

• CPU com interface de usuário sensível ao toque constituída por Unidade central de processamento (2.1) com tela sensível ao toque e por Software de autenticação (2.2) do usuário na CPU e;

• Sistema embarcado de controle e acionamento constituído por Placa de circuito impresso micro controlada (3.1) e Firmware de controle (3.2) e;

• Atuador eletromecânico (4), tipo fechadura e;

• Cabeamento entre os componentes de hardware constituído por CPU- Unidade central de processamento (2.1), Placa de circuito impresso micro controlada (3.1) e atuador eletromecânico (4).
9. SISTEMA DE FECHADURA ELETRÔNICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela autorização de usuários (10) e equipamentos (7), compreender as etapas de:

• Cadastro do usuário no painel de controle (1) e da chave única utilizada na primeira etapa de autenticação e;

• Cadastro do equipamento no painel de controle (1) e;

• Sincronização (13) do dispositivo móvel para geração do token para o usuário (10) e;

• Liberação dos equipamentos autorizados através do painel de controle.

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10. SISTEMA DE FECHADURA ELETRÔNICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela abertura do atuador eletromecânico (4), compreender as etapas de:

• Operador digitar o seu usuário e senha na tela da Unidade Central de Processamento (2.1) e;

• O sistema verificar o usuário (10) e senha na Unidade Central de Processamento (2.1) e;

• O painel de controle (1) validar as informações do usuário (10) e se o usuário tem acesso a este equipamento e;

• Caso autorizado, a Unidade Central de Processamento (2.1) apresentar mensagem com pedido de informação do token e;

• O operador digitar código do token mostrado no aplicativo do dispositivo móvel (9) e;

• A Unidade Central de Processamento (2.1) enviar o token para o servidor de autenticação do painel de controle (1) e;

• O painel de controle (1) gerar um token e compara com o token enviado pela Unidade Central de Processamento (2.1) e;

• O painel de controle (1) confirmar a autorização de abertura da Unidade Central de Processamento (2.1) e enviar um comando de abertura (5) para o baixo nível, firmware de controle (3.2) da placa de circuito impresso micro controlada (3.1) e;

• A placa de circuito impresso micro controlada (3.1) enviar sinal elétrico para o atuador eletromecânico (4) e a porta ser destravada e;

• Usuário girar o manipulo da porta e abrir o equipamento.