CN102168509A - 密码随日期进行变化的动态密码锁系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种密码随日期(或时间)进行变化的动态密码锁系统，由锁体和临时密码生成器两部分组成。在锁体内的非易失性存储器中存储密码锁的固定密码，开锁用的临时密码是通过固定密码和日期通过特定算法(例如单向散列函数等)计算得出的，随着固定密码的变更或者是日期的更替，临时密码随之自动进行可计算的变更。由此一来，临时密码可以由掌握密码锁中固定密码的密码锁管理者在不接触密码锁的情况下计算得出，交给密码锁临时使用者后，密码锁临时使用者只有在特定时间段内使用该临时密码开锁。

Description

密码随日期进行变化的动态密码锁系统

技术领域

本发明涉及一种密码随日期进行变化的动态密码锁系统，特别涉及到该类密码锁的控制器。

背景技术

目前，现有的电子密码锁其密码的产生有两大类：第一大类为可以进行设置的固定密码，密码存储在非易失性存储器中，每次开锁时输入密码，输入的密码和存储在非易失性存储器中密码进行核对一致时开锁，还可以通过密码设置修改非易失性存储器中密码的值，更新密码以增强安全性。第二大类为使用电子钥匙的情况，电子钥匙可以是各种接触或非接触的磁卡，IC卡等电子标签，电子标签中记录了密码锁的密码，解决了用户需要记住密码的苦恼。电子钥匙还可以使用动态密码，随着电子钥匙的每次使用，在电子钥匙和密码锁进行数据交换的过程中，通过算法或随机数动态更新非易失性存储器和电子钥匙中的密码，使之不易别他人仿制或破解。通过加密技术的不断革新，以上两种类型的密码锁的安全性越来越强，已经在宾馆，写字楼和家庭中广泛使用。但是以上两大类密码锁在针对密码锁的临时使用者的使用上稍显不便，固定密码锁在临时使用者使用后需要密码锁管理者到密码锁所在地进行密码的修改；电子钥匙需要把电子钥匙实物交给临时使用者并在使用后收回。

因此，在需要经常服务于临时使用者的场合，一种可以自动修改密码而且方便管理密码的电子密码锁变的很重要。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术的局限而提供的一种密码随日期(或时间)进行变化的动态密码锁，临时密码生成器可以根据密码锁管理者的固定密码和指定的日期(或时间)通过特定算法(例如单向散列函数等)动态地生成临时密码，供 密码锁的临时使用者在指定的日期(或时间段)使用该临时密码进行开锁。

本发明所提供的技术可适用于直接密码按键开锁和通过有线、无线链路连接的遥控开锁以及使用电子钥匙(打孔卡、条形码、磁卡、IC卡、RFID、信息纽扣等)开锁等各类电子密码锁。使用临时密码时，可以直接通过数字键盘输入密码，也可以使用一维条码、二维条码、打孔卡、磁卡、IC卡、RFID、信息纽扣、闪存数据存储装置、无线通信装置、红外线通信装置、电子钥匙等作为介质存储临时密码，并在锁体上采用对应方式的硬件对存储有临时密码的介质进行读取。

本发明的密码随日期进行变化的动态密码锁系统由锁体和临时密码生成器两部分组成，这两部分之间不需要任何形式的连接，也不需要任何形式的数据交换。临时密码生成器可以是类似计算器的电子装置、运行在个人计算机或手机上的软件，也可以是以互联网应用程序等远程服务方式提供的一种服务形式。锁体中有锁机构部分和控制部分，其中控制部分由微处理器IC1，非易失性存储器IC2，时钟单元IC3，用于显示的LED显示器IC4(适用时)等组成，通过一个输出驱动器IC5，所述控制器可控制锁体机构以及报警器IC6。电子装置形式的临时密码生成器中包括微处理器IC7和用于显示的液晶显示器IC8。

采用本发明的密码锁是这样工作的：开始时，在锁体内的非易失性存储器IC2中存入一组固定密码(管理权限密码或一般密码)，并在时钟单元IC3中设置正确的日期和时间，当使用临时密码生成器输入固定密码(管理权限密码或一般密码)和特定日期(例如2011年2月10日)后，临时密码生成器通过特定算法(例如单向散列函数等)计算得出固定字长的临时密码(例如4位)，在前面所述特定日期(例如2011年2月10日)到来时，在密码锁上输入临时密码，密码锁通过提取非易失性存储器IC2中的固定密码(管理权限密码或一般密码)和时钟单元IC3中的日期，进行和临时密码生成器中同样的特定算法的计算，得出固定字长字符串(例如4位)，把该字符串和输入的临时密码进行比对，如果一致则控制驱动机构开锁，若不一致再次比对固定密码(管理权限密码或一般密码)和输入的临时密码，如果一致则控制驱动机构开锁，若不一致则控制报警器报警。

因此，本发明的密码随日期进行变化的动态密码锁系统的特征在于：开锁用的临时密码是通过固定密码和日期通过特定算法(例如单向散列函数等)计算出来的，随着固定密码的变更或者是日期的更替，临时密码随之自动进行可预测的变更。

本发明的有益效果是：密码锁管理者在对密码锁临时使用者进行使用授权时，只需通过临时密码生成器输入固定密码(管理权限密码或一般密码)和指定的密码锁临时使用者的使用日期，就可方便地取得在该使用日期使用的临时密码。密码锁临时使用者在前述使用日期可以方便的输入临时密码打开密码锁，而不需要知道该密码锁的固定密码(管理权限密码或一般密码)，在指定的使用日期结束后，该临时密码失效，密码锁临时使用者无法打开密码锁。由此一来，相对于使用固定密码的密码锁，在确保安全性的前提下，该动态密码锁系统省略了密码锁管理者在每个密码锁临时使用者使用后都需要重新设定密码的工作，方便了密码锁的管理。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1示意性说明本发明密码锁系统的锁体和电子装置型临时密码生成器的功能框图。

图2说明本发明锁系统控制器部分的工作流程。

图3说明本发明锁系统电子装置型临时密码生成器的工作流程。

图4举例说明本发明锁系统的结构。

图5举例说明本发明锁体控制部分的电路原理。

图6举例说明本发明临时密码生成器的电路原理。

图7举例说明本发明锁体的非易失性存储器中数据的安排。

图8举例说明本发明临时密码的计算流程。

具体实施方式

本发明的密码随日期进行变化的动态密码锁系统由锁体和临时密码生成器两部分组成，参见图1，这两部分之间不需要任何形式的连接，也不需要任何形式的数据交换。临时密码生成器可以是类似计算器的电子装置，也可以是运行在个人计算机或手机上的软件。锁体中有锁机构部分和控制部分，其中控制部分由微处理器IC1，非易失性存储器IC2，时钟单元IC3，用于显示的LED显示器IC4(适用时)等组成，通过一个输出驱动器IC5，所述控制器可控制锁体机构以及报警器IC6。电子装置形式的临时密码生成器中包括微处理器IC7和用于显示的液晶显示器IC8。

开锁用的临时密码是通过固定密码和日期通过特定算法(例如单向散列函数等)计算出来的，随着固定密码的变更或者是日期的更替，临时密码随之自动进行对密码锁管理者来说可预测的变更。临时密码只在特定的日期有效，在该特定日期以外的任何时间，该密码无效。临时密码可以使用如图1右侧所示的临时密码生成器生成，其处理过程如图3所示，IC7首先接收密码锁管理者从键盘输入的固定密码字符串和特定日期字符串，并对这两项进行特定算法的运算(例如单向散列函数等)得到固定长度的临时密码。在前面所述特定日期到来时，在密码锁上输入临时密码，密码锁通过提取非易失性存储器IC2中的固定密码(管理权限密码或一般密码)和时钟单元IC3中的日期，进行和临时密码生成器中同样的特定算法，得出固定字长字符串(例如4位)，把该字符串和输入的临时密码进行比对，如果一致则控制驱动机构开锁，若不一致则再次比较固定密码(管理权限密码或一般密码)和输入的临时密码，如果一致则控制驱动机构开锁，若不一致控制报警器报警，参见图2。

临时密码P的生成需要固定密码F和特定日期D两个变量，根据需要采用特定的算法，可采用适度复杂的单向散列函数来进行计算而得出，这样，即使知道该算法的详细步骤，并掌握临时密码和日期的情况下，也很难甚至无法推算出该密码锁的固定密码，确保了密码锁的安全性。

前面所述的临时密码生成器可以有多种形式提供给密码锁管理者，第一种是类似便携计算器的电子装置，其示意性的大致构成参见图1的右侧部分，主要包括数字键盘，微处理器IC7和用于显示的液晶显示器IC8。其程序处理流程参见图3，首先微处理器IC7接收密码锁管理者从数字键盘输入的固定密码字符串和特定日期字符串，并对这两项进行特定算法的运算(例如单向散列函数等)得到固定长度的临时密码，再通过液晶显示器IC8显示给密码锁管理者。第二种是以软件的方式提供给密码锁管理者，该软件可以安装运行在个人电脑，手机等个人消费类电子产品上，该软件接收密码锁管理者从个人消费类电子产品的键盘上输入的固定密码字符串和特定日期字符串，并对这两项进行特定算法的运算(例如单向散列函数等)得到固定长度的临时密码，再通过个人消费类电子产品的显示屏显示给密码锁管理者。第三种是以远程服务的方式为密码锁管理者进行临时密码计算的服务。方式可以采用互联网网页或应用程序服务器，电话自动声讯台，自动短信息网关服务器等远程服务。密码锁管理者通过网页输入，声讯服务的键盘输入，短信等方式提交固定密码字符串和特定日期字符串，远程服务平台中的程序自动取得固定密码字符串和特定日期字符串并对这两项进行特定算法的运算(例如单向散列函数等)得到固定长度的临时密码，再通过网页显示、自动声讯服务或短信等方式提供给密码锁管理者。可以选择以上一种提供给密码锁管理者，也可以同时采用多种方式提供给密码锁管理者。需要注意的是无论采用哪种方式，其前提是该临时密码的计算的算法必须和密码锁管理者手中使用的密码锁的内部算法一致。

由临时密码生成器生成的临时密码可以直接通过数字键盘输入的方式使用，也可以使用一维条码、二维条码、打孔卡、磁卡、IC卡、RFID、信息纽扣、闪存数据存储装置、无线通信装置、红外线通信装置、电子钥匙等作为介质存储临时密码，并在锁体上采用对应方式的硬件对存储有临时密码的介质进行读取。

下面用一个例子来说明本发明，但本发明并不局限于此。这是一个用类似便携计算器的电子装置型临时密码生成器来生成临时密码，并使用带有数字键盘来输入密码的密码锁。与传统的密码锁的开锁方式类似。

它的外形示意图如图4所示，密码锁带有数字键盘的面板，把手等部件，临时密码生成器为类似便携计算器的电子装置。在使用前对密码锁进行固定密码和日期、时间的设定。使用临时密码生成器输入固定密码和特定日期后，显示临时密码。在特定日期到来时，在密码锁上输入临时密码进行开锁。

密码锁的电路原理框图如图5所示。在这个设计实例中，锁体微处理器选用AT89C51，锁体内的非易失性存储器选用AT24C04，时钟单元选用AT8563。锁体微处理器的P0.0到P0.6共7个管脚与数字键盘阵列相连，用于数字键盘的字符输入。微处理器的P1.6和P1.7分别与锁体非易失性存储器的数据线SDA和时钟线SCL相连，用于读写存储在非易失性存储器中的固定密码。微处理器的P1.4和P1.5分别与锁体时钟单元芯片的数据线SDA和时钟线SCL相连，用于设置和读取日期、时间信息。微处理器的P2.4到P2.7与4个LED灯相连，用于操作指示显示。微处理器的P1.1用以在密码核对正确时给出驱动信号使机构开锁动作，然后定时关上。微处理器的P1.0用以在密码核对不正确时给出报警声控信号使发声元件发声。微处理器的RXD接收外部报警信号，它的TXD给出报警信息(例如锁号，时间等)。

临时密码生成器的电路原理框图如图6所示。在这个设计实例中，临时密码生成器微处理器选用AT89C51。临时密码生成器微处理器的P0.0到P0.6共7个管脚与数字键盘阵列相连，用于临时密码生成器的数字键盘的字符输入。微处理器的P1.0到P1.7共8个管脚和P2.0到P2.5共6个管脚与上面六个7段式数码显示器连接，用于显示输出数字键盘输入的数字字符和计算得出的临时密码数字字符。

上述这些连接只是一个例子，众所周知微处理器的I/O分配是非常灵活的，可以根据需要和设计者的习惯任意调整。各集成电路的类型也不拘于此，可以选用类似功能的组件。另外，需要指出，图5和图6中属于常规连接及使用的元件均已略去，请参阅有关的器件手册。

在本实施例中设计管理权限的固定密码为6字节，一般权限的开锁用固定密码为4字节，计算产生的临时密码长度为4字节，因以上设定只是示例说明，实际情 况下各项密码的长度可以根据应用情况进行任意调整。图7给出了非易失性存储器中数据存储的一个例子，为了便于实际使用，其固定密码分为了一组管理权限的固定密码和三组一般开锁权限的固定密码，并存储了锁号和软件版本以利于更为清晰地管理密码锁。该例不是唯一的一种方案。

在本实施例中临时密码计算流程如图8所示。在这个设计实例中，为得到4位临时密码，对密码锁管理者的6位固定密码和指定的日期的6位字符串进行计算的算法选用SHA-1安全散列算法，并使用一些辅助算法使最终得到的临时密码为4个数字。众所周知现今加密技术算法也是多种多样，对固定密码和日期字符串进行计算时选用的算法也同样不拘于此，同样可以选用类似功能的其它算法。

Claims (5)

1.一种密码随日期或时间进行变化的动态密码锁系统，由锁体和临时密码生成器两部分组成，锁体中有锁机构部分和控制部分，其中控制部分由微处理器，非易失性存储器，时钟单元组成，通过一个输出驱动器以驱动锁机构部分工作，其特征在于：

密码锁管理者使用临时密码生成器输入固定密码F和日期D，临时密码生成器对F和D使用算法进行计算得到临时密码P，交给密码锁临时使用者使用，当密码锁临时使用者在上述日期在锁体上输入临时密码P时，微处理器从非易失性存储器中取得固定密码字符串F，从时钟单元中取得该日期的日期字符串D，之后对F和D使用与上述同样算法进行计算得到结果字符串B，比较B和P，若相同则通过输出驱动器以驱动锁机构开锁。

2.根据权利要求1所述的锁系统，其特征是临时密码生成器为独立的电子装置。

3.根据权利要求1所述的锁系统，其特征是临时密码生成器为可安装运行在个人电脑、消费类个人电子产品和通讯终端其中的一种或多种之上的应用软件。

4.根据权利要求1所述的锁系统，其特征是临时密码生成器为互联网应用程序服务器、电话声讯服务、自动短信息网关服务器其中的一种或多种形式的远程服务。

5.根据权利要求1所述的锁系统，其特征是临时密码使用一维条码、二维条码、打孔卡、磁卡、IC卡、RFID、信息纽扣、闪存数据存储装置、无线通信装置、红外线通信装置、电子钥匙其中的一种或多种方式作为存储临时密码的介质。

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