CN104103107A - 时变密码和一种时变密码锁 - Google Patents

Abstract

时变密码和一种时变密码锁，涉及信息和电子技术，主要提供一种“时变密码”的原理方法和一种“时变密码锁”的电子应用装置。1、它是在“静态密码”的基础上融入时间变量，使其与选定的时间值进行特定的运算，并对运算方法进行编码定义，以便计算机或人工的记忆、处理。它既是一种“动态密码”，又与“静态密码”兼容，该系统的构建成本费用低、安全性强，可以广泛应用在银行、电信、网游、政务、企业等领域。2、把“时变密码”的技术嵌入在电子设备上，构成“时变密码锁”，由于其密码是动态的能阻止非法截获，由于其密码简单有序，可以使锁具的制作变得容易。该锁具安全方便，可以广泛应用汽车、房屋等设施上。

Description

时变密码和一种时变密码锁

技术领域

本发明涉及“时变密码”和“时变密码锁”，属于一种“动态密码”的原理方法和一种电子应用装置，属于信息技术和电子、机电技术领域。

背景技术

在信息社会，大量地存在着各类“求证”和“验证”活动。“管理者”要对“客户”进行身份认证，往往以验证“密码”的形式进行。所谓的“密码”是指不对外公开的秘密的号码，是一种特定的暗号、口令，它可以是一组数字或字符。

一般在身份认证时，由客户提出“求证”申请，提交“密码”；而管理者进行“验证”，则把客户提交的“密码”，与预先存储在于管理方的“密码”相比较，如果一致，则认可客户身份的真实性，如果不一致则不认可。

目前，社会上普遍使用的一般是“静态密码”，其“密码”是固定不变的，它易于记忆，使用简单方便，易于推广。但缺点是安全性差，密码容易被盗用，现今社会上密码被盗事件层出不穷。尤其的银行系统，一旦密码被盗用，往往会造成严重的经济损失。

为克服“静态密码”安全性差的缺点，人们发明了“动态密码”，动态密码也称动态口令，是根据专门的算法生成一个不可预测的随机数字组合，每个密码只能使用一次，可以有效保护交易和登录的认证安全，“动态密码”无需定期更换密码，安全省心，目前已经被广泛地应用。其中动态密码的分发方法中，常见的有口令牌，手机软件令牌，短信发送，密码卡等。

但这些“动态密码”的最大问题是成本高和操作不便，它往往需要硬件支持，使用携带不方便，除此之外，也存在着诸如短信发送延迟、密码卡硬件易丢失易损坏等问题。

电子锁具的工作机理，本质也是一种“求证”和“验证”活动。

目前，社会上普遍使用的密码锁要么安全性差，密码容易被盗用，要么结构复杂、成本高和操作不便。由于没有简单而安全有效的“密码”系统，目前已有的密码锁也难兼具安全而方便实用。

发明内容

为了克服目前常用的“静态密码”安全性差，而现有的“动态密码”成本高、使用不方便等问题，本发明提供一种新的“动态密码”的方法，它可以有效地防止密码被盗而且使用方便。

同时，本发明还根据该动态密码的原理，同时提供了一种电子密码锁装置，它把该新的密码技术安植在芯片电路上，可以使电子密码锁更加方便实用，更具安全性。

为了达到上述目的，本发明为解决以上问题所采用的技术方法是：

一、本发明为其中的“时变密码”系统所采用的技术方法如下。

在基本密码(基码)的基础上，融入时间变量，使基码与选定的时间值相互间进行特定的运算，并对其运算方法进行编码定义，以便计算机或人工的记忆、处理。具体的就是。

该密码系统具有“元始码”、时衍码”、“时变码”，并具有“选算方法”和“运算方法”。

其中“元始码”是由“基码”、“选算码”、“运算码”组成的，它们均可以为数字、字符。

“基码”的数字、字符，其数值可以用来计算。

“选算码”是用以对应地表示“选算方法”的，也即每个“选算方法”都对应有“选算码”来代表。

“运算码”是用以对应地表示“运算方法”的，也即每个“运算方法”都对应有“运算码”来代表。

其中“选算方法”的算法，是用于确定对“时间参数”进行选择、变换、运算的，其生成结果为“时衍码”。

其中“运算方法”的算法，是用于确定对“基码”和“时衍码”间进行交互运算的，其生成结果为“时变码”。

所述的“时间参数”是由时钟产生的时间的年、月、周、日、时、分、秒的数据值，也即“时间值”。

在实施该密码系统时，使用密码的“求证方”和“验证方”的双方均需持有“元始码”与算法，双方均需根据“元始码”与相关算法实时地计算出“时变码”，最后通过“时变码”来进行求证和验证。

简单的说，就是人为地定义基本码和算式两部分。

a、以约定的方式，使双方共同掌握，把静态密码与时间进行计算，使静态变成动态。

b、以编码的方式，定义了计算方法，形成便于存储、记录、修改的“代码”，使得系统变得简单，易于计算机处理或人工记忆。

进一步的。

1、“选算方法”和“运算方法”可以各自被“选算码”、“运算码”代表、定义，也可以统一以单一的“运算码”来代表、定义，即每一个“运算码”，同时表示着一种“选算方法”和一种“运算方法”。

换言之，该“运算码”是包含有“选算方法”的广义的“运算码”。

2、该密码系统中的“选算方法”、“运算方法”可以是多种的，也可以是一种的，

组成“元始码”的“基码”、“选算码”、“运算码”单元，可以全部存在，也可以只有(“基码”和“选算码”、“运算码”中的)其中一个。

如果算法多个，相应的“基码”、“选算码”、“运算码”都需要在“元始码”表现出，如果算法是只有固定一种的，相应的“基码”、“选算码”、“运算码”就不需要在“元始码”中全部表现出，可以缺省的，“元始码”甚至只要其中一个即可。

具体地说，如果没有运算操作，只有选算操作，且有多种“选算方法”可供选择，那么对应只要“选算码”，连“基码”也可以缺失；如果”选算方法“固定，有多种”运算方法“，“元始码”也只有“基码”、“运算码”而可缺失“选算码”。

(这与前述的“运算码”有广义代表而隐含“选算码”不同，1、前者是指“选算方法”和“运算方法”依然有多种选择，只是由一种“代码”表示，即如果方法选择不多，可以合二为一，以显得简洁。2、后者是指“选算方法”和“运算方法”固定或者缺失，可以只有一种“选算方法”，相应的“代码”就可以隐含或缺省。)

3、其中构成“基码”、“选算码”、“运算码”的数字、字符串，它可以是数字、字符的混合，也可以纯数字，或者纯字符。如ab125fe，456123，gywkll等等

4、其中对“时间参数”进行选择、变换、运算的“选算方法”，可以是算术运算，也可以是逻辑运算。

其选择、变换、运算的对象“时间参数”，可以是多个的，也可以是一个的，各参数可以为其值的整体，也可以是其中的个位或者十位。如“年月日周时分秒”中只取“年月日”或者“时分秒”；如”2013年“取2013或13，”12月“取12或者2，”56分“取56，或5或者6。

其中对“基码”和“时衍码”进行相互间运算的“运算方法”，可以是的算术运算，也可以是的逻辑运算，可以是数字值的运算，也可以是字符的ASCII码的运算。各种“运算”包括加减乘除法等基本算术运算，也包括与或非等逻辑运算。

5、“选算码”、“运算码”所表示的“选算方法”和“运算方法”可以是有统一标准的、公开的，也可以是仅仅内部约定的、不公开的。

二、本发明为其中的“时变密码锁”所采用的技术方法如下。

该锁具是根据“时变密码”系统的工作方法、原理实施的，

它具有电子钥匙和电子锁座，这两者均具有处理器芯片，芯片均嵌入“时变密码”程序的。

在电子钥匙中，存储电路、时钟发生器、发送装置、接口电路、键盘均与计算处理器相连接。

在电子锁座中，存储电路、时钟发生器、接收装置、接口电路、键盘、外接键盘、继电装置均与计算处理器相连接，继电装置可以驱动锁舌。

一旦电子钥匙(1)的电路被触发后，计算处理器(10)根据存储电路(11)中存储的“元始码”数据及“选算方法”、“运算方法”程序和时钟发生器(12)的数据，实时计算出“时衍码”和“时变码”，再通过发送装置(13)发送出“时变码”，电子锁座(2)在接收装置(23)接收到后，也进行相应的计算，其计算的数据与接收的数据相比较，比对后成功，触发继电装置，带动锁舌。

进一步的，该密码锁的电子钥匙中的发送装置可以是有线的，也可以是无线的，其中的接口和键盘可以是两者都有的，也可以是只有其中一个的。

该密码锁的电子锁座中的接收装置可以是有线的，也可以是无线的，其中的接口、键盘和外键盘可以是三者都有的，也可以是只有其中一个的。

再进一步，“时变密码锁”中只有电子锁座，也即，电子锁座可以是独立使用的，其外接键盘作为开锁的钥匙。

本发明的有益效果：

本发明“时变密码”的有益效果是，由于它既引进了时间值的运算，又对算法进行定义、编码，所以它既是一种“动态密码”；又与目前普遍使用的“静态密码”兼容，使用者也可以自己随时掌控密码内容。它兼具“静态密码”与“动态密码”的优点，而又克服了两者现有的缺点。

该系统构建的成本费用低，能够对既有的“静态密码”进行方便地升级。客户使用端可以无需携带硬件设备，既可以保留原有的静态密码继续使用，又可以随时升级、修改，客户端的运算过程也可以手工完成，自我主动性非常强。“时变密码”可以广泛应用在银行、电信、网游、电子政务、企业等领域。

本发明“时变密码锁”的有益效果是，由于在锁具中采用了“时变密码”系统，开锁的密码是实时计算的“时变码”，是一种动态密码，是一次性使用的，可以有效防止他人偷窥、截获带来的密码泄露；而且决定“时变码”的“元始码”也可以随时修改，更加安全；“时变密码”简单有序，可以使锁具的制作变得容易，可以大规模应用；其电子钥匙可以做得小巧，便于携带。

该“时变密码锁”可以广泛应用汽车、房屋等设施上。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是产生“时变密码”的工作原理的一种流程框图。

图2是产生“时变密码”的工作原理的另一种流程框图。

图3是一种“时变密码锁”的工作原理框图。

图中，1、电子钥匙，2、电子锁座，10、计算处理器，11、存储电路，12、时钟发生器，13、发送装置，14、接口电路，15、键盘，20、计算处理电路，21、存储电路，22、时钟发生器，23、接收装置，24、接口电路，25、键盘，16、外接键盘，17、继电装置，18、锁舌。

具体实施方式

一、“时变密码”的实施方式。

在该密码系统被实施时，使用密码的“求证方”(客户)和“验证方”(管理者)的双方均需先期掌握“元始码”和相关的算法，然后每次使用都根据图1的流程，实时计算出“时变码”。

如图1，“元始码”包含为“基码”、“选算码”、“运算码”三个部分。

其中“选算码”对应地决定着一种“选算方法”，可确定对时钟产生的“时间参数”年、月、日、时、分、秒、周的数据值，进行相应的选择、变换、运算的，生成“时衍码”。

其中“运算码”对应地决定着一种“运算方法”，可确定对“基码”和“时衍码”，进行相互间的交互运算，生成“时变码”。

在“求证方”(客户)计算出“时变码”后，先提交实时的“时变码”；

而“验证方”(管理者)在收到对方的提交后，调取已经预先存储在于管理方的该客户的“元始码”，也按照如图1的流程，计算出该时段“时变码”。

最后，“验证方”(管理者)，把自己计算的“时变码”与客户提交的“时变码”相比较，进行“验证”，如果一致，则认可客户身份的真实性，如果不一致则不认可。

“时变码”比对这一步骤与普通的“静态密码”的验证步骤是一样的。另外，“求证方”(客户)可以像修改“静态密码”一样，随时修改“元始码”。

在图2中，“元始码”只包含“基码”、“选算码”两个部分，但其中的“选算码”可以同时约定一种“选算方法”和一种“运算方法”，同样可以生成中间的“时衍码”和最终的“时变码”。

下面再详叙一下“时变密码”的优势。

1、安全可靠

众所周知，“静态密码”被盗用基本上就是这样几条途径：1、密码的传输过程中被截获，如POS机的电话拨号被截取。2、密码在按键输入时被非法记录，如自动柜员机的输入操作时被偷窥、录像。3、列举法，如把数据一个个地去试验(目前计算机网络的密码，常常采用要求加“码验证”的辅助方法，以阻止程序的自动列举试验)。“动态密码”解决了这些问题，但需要硬件等其他设施辅助，就带来运行成本增大，客户使用不方便、没有自我控制权利等问题。

而如果采用“时变密码”，则没有这样的问题，它的运行成本近乎“静态密码”，不需要硬件支持，没有其他“动态密码”的缺点。

由于“元始码”的设定和修改，不是经常需要的，完全可以在安全性较高的地方进行，如银行系统可以在较安全的柜台或柜员机进行。

而“时变码”都是一次性使用的，即使在风险系数较大的地方(如陌生地的POS机)使用也没有问题。“时变码”被第三方截获既不能重复使用，也不能反推出现“元始码”。

由于时钟非常普遍，也都比较精确，而“求证方”与“验证方”都是同样运算，这样双方产生的“时变码”一般不会出现偏差。

对于运算方法，其方式可以是公开统一的标准，这样制定出的统一标准的算法可以有非常多个；也可以内部的约定，而如果自己内部约定，那样的算法更可以是无穷多个，所以都非常安全。

2、方便使用

a、密码更换方便，密码的更换就是更换其中的“元始码”，其操作与普通“静态密码”一样便捷，不需要顾及运算过程和硬件设备。

b、密码提交方便，密码的提交就是传递其中的“时变码”，其操作与普通“静态密码”一样便捷。它不需要像其他“动态密码”一样需要硬件。

“时变密码”惟一不便的就是增加运算过程，这会比“静态密码”麻烦，但“静态密码”为了安全，一般还需要加增验证码，而“时变密码”不需要，所以反而方便。

而且计算过程，可根据自身需要，可以设置得简单一些，也可以设置得复杂一些。可以自己手动计算出，也可以通过电脑或者智能手机的加装专用运算小软件自动计算出。在电脑或者智能手机上加装运算小软件是非常容易的，所以“时变密码”尤其适合与网络银行和手机银行。

3、兼容性好

“时变密码”与静态密码系统兼容性强，可以无缝对接。

对于“验证方”(管理者)来说，整个设施的软件操作系统、存储系统不必更新，只要增加中间程序，就可以同时提供“静态密码”和“时变密码”服务。

而对“求证方”(客户)来说，可以使用原有“静态密码”，也可以使用动态的“时变密码”，使用“时变密码”时，可以设置为简单的运算，也可以设置为复杂的运算。

(如果“求证方”采用小程序辅助运算，“时间参数”可以选择月、日，时，分等复杂的值和复杂的变换、运算，如果采用手工计算，则时，分的十位等简单的值和简单的运算。)

例如：

目前银行系统的银行密码，一般采用的是6位的“静态码”。如果要升级为动态的“时变密码”，可以不用更新现有的数据库密码存储系统的构架，系统只要把存储的“静态码”改成“元始码”，另外加一个程序能够自动根据“元始码”计算出“时变码”就可以了。

把存储系统的6位“静态码”改成6位的“元始码”，可以有各种形式：

1、XXXX Y Z形式(如1234 5 6)，前四位是“基码”，后两位分别代表是“选算码”“运算码”。

2、XXXXX Y形式(如12345 6)，前五位是“基码”，后一位同时代表“选算方法”和“运算方法”两种算法。

3、XXXXXX形式(如12345 6)，六位都是“基码”，“选算方法”和“运算方法”都是固定的。(这样最简单，使用者只要每次在密码加上当时的特定的时间值就可以了)。

或者，利用常用键盘的“#”和“*”，构成“时变密码”和“静态密码”兼容的系统。

当出现纯数字的XXXXXX形式时(如123456)时，为“静态密码”。

当出现含有“#”或“*”的XXXX # Y形式时(如1234#9)时，为“时变密码”。(此时“基码”可以选择0000-9999，“运算方法”和“选算方法”可以由*0-*9，#0-#9等20种方式定义)。或者，“#”和“*”处于数字的不同位置，定义不同的算法，XX # XXX(如12#345，1#2345，这样基码有5为，“#”或“*”处于第一位至第六位，共有12种方式定义)。

当系统有多种“选算码”和“运算码”可选择时，也即有多种“选算方法”和“运算方法，，可选择时，“验证方”(管理者)可以提供难易程度不同的算法，让“求证方”(客户)自主挑选。

例如“选算方法”对于“时间参数”的算法可以设定为：1、选择简单的“时、分”；2、选择“日、时、分(十位)”；3、选择“月、日”与“时、分”相加；4、选择“时、分”与“时、分”相加，等等。

例如“运算方法”对于“基码”和“时衍码”之间的算法可以设定为：01、逐位加；02、逐位减；03、逐位乘；04、逐位除取余；05、逐位乘方；06，逐位开方；11、两位加；12、两位减；13、两位乘；14、两位除；15、两位乘方；16，两位开方；21、三位加；22、三位减；23、三位乘；24、三位除取余；25、三位乘方；26，三位开方，等等。

二、“时变密码锁”的实施方式。

它是按“时变密码，，系统的方法、原理编制成相应的程序，嵌如在芯片电路中，构成安全、方便的电子锁具装置。图3是一种“时变密码锁”的工作原理框图。

在图3中，“时变密码锁”具有电子钥匙(1)和电子锁座(2)两部分。电子钥匙(1)和电子锁座(2)这两者均嵌入有按“时变密码”系统的方法、原理编制而成的相应的程序(程序可以存储于计算处理器的内部存储器中也可以是存储电路的)。

一旦触发电子钥匙(1)的按键电路，计算处理器(10)根据存储电路(11)中存储的“元始码”数据及“选算方法”、“运算方法”程序和时钟发生器(12)的数据，实时计算出“时衍码”和“时变码”，再通过发送装置(13)发送出“时变码”。

电子锁座(2)在接收装置(23)接收到“时变码”信号后，也进行与上述过程类似相应的计算，其计算的数据与接收的数据相比较，比对后成功，触发继电装置(28)，带动锁舌(29)。

由于每次传送的“时变码”都是一次性的，即使被截获也不会对锁具构成危险。使用者也可以间或地把电子钥匙(1)与电子锁座(2)的接口进行对接，可以使电子钥匙(1)与电子锁座(2)中的“元始码”进行自动调整，这样安全性会更强。

在实际装置中，可以有多种形式：

1、电子钥匙(1)中的发送装置(13)与电子锁座(2)中的接收装置(23)可以红外线、射频调制的无线收发电路，构成有电子钥匙的无线遥控的“时变密码锁”。

2、电子钥匙(1)中的发送装置(13)与电子锁座(2)中的接收装置(23)可以直接有线连接(接触、接插)，构成有电子钥匙的有线遥控的“时变密码锁”。

3、在实际锁具中也可以没有电子钥匙，也即电子锁座(2)可以是独立使用的，其外接键盘(26)是开锁装置，构成直接键盘密码锁。开锁操作是通过按键输入“时变码”，这种直接键盘密码锁可以有效防止他人偷窥带来的密码泄露。

如前面所述，利用键盘中的专门按键(如“#”和“*”)，还构成“时变密码”和“静态密码”同时使用的兼容的系统，那么，这样的“时变密码锁”就可以成为方便切换“静态密码”“时变密码”操作的安全方便的密码锁。

Claims (8)

1.时变密码和一种时变密码锁，一种随时间调控的密码系统和根据该密码系统的工作方法实施的一种密码锁，其特征是：该密码系统具有“元始码”、“时衍码”、“时变码”，并具有“选算方法”、“运算方法”，其中“元始码”是由“基码”、“选算码”、“运算码”组成的，它们均可以为数字、字符，“选算码”是用以对应地表示“选算方法”的，也即每个“选算方法”都对应有“选算码”来代表，“运算码”是用以对应地表示“运算方法”的，也即每个“运算方法”都对应有“运算码”来代表，其中“选算方法”的算法，是用于确定对“时间参数”进行选择、变换、运算的，其生成结果为“时衍码”，其中“运算方法”的算法，是用于确定对“基码”和“时衍码”间进行交互运算的，其生成结果为“时变码”，所述的“时间参数”是由时钟产生的时间的年、月、周、日、时、分、秒的数据值，在实施该密码系统时，使用密码的“求证方”和“验证方”的双方均需持有“元始码”与算法，双方均需根据“元始码”与算法实时地计算出“时变码”，最后通过“时变码”来进行求证和验证。

2.根据权利要求书1所述的时变密码和一种时变密码锁，该“时变密码锁”是一种电子锁具装置，其特征是：该锁具是根据“时变密码”系统的工作方法、原理实施的，它具有电子钥匙(1)和电子锁座(2)，这两者均具有处理器芯片，芯片均嵌入“时变密码”程序的，在电子钥匙(1)中，存储电路(11)、时钟发生器(12)、发送装置(13)、接口电路(14)、键盘(15)均与计算处理器(10)相连接，在电子锁座(2)中，存储电路(21)、时钟发生器(22)、接收装置(23)、接口电路(24)、键盘(25)、外接键盘(26)、继电装置(27)均与计算处理器(20)相连接，继电装置(27)可以驱动锁舌(28)，一旦电子钥匙(1)的电路被触发后，计算处理器(10)根据存储电路(11)中存储的“元始码”数据及“选算方法”、“运算方法”程序和时钟发生器(12)的数据，实时计算出“时衍码”和“时变码”，再通过发送装置(13)发送出“时变码”，电子锁座(2)在接收装置(23)接收到后，也进行相应的计算，其计算的数据与接收的数据相比较，比对后成功，触发继电装置(28)，带动锁舌(29)。

3.根据权利要求书1或2所述的时变密码和一种时变密码锁，其特征是：其中的“选算方法”和“运算方法”可以各自被“选算码”、“运算码”代表，也可以统一地被单一的“运算码”来代表，即每一个“运算码”，同时表示着一种“选算方法”和一种“运算方法”。

4.根据权利要求书1或2所述的时变密码和一种时变密码锁，其特征是：其中的“选算方法”、“运算方法”可以是多种的，也可以是一种的，组成“元始码”的“基码”、“选算码”、“运算码”单元，可以全部存在，也可以只有“基码”和“选算码”、“运算码”中的其中一个。

5.根据权利要求书1或2所述的时变密码和一种时变密码锁，其特征是：其中构成“基码”、“选算码”、“运算码”的数字、字符串，它可以是数字、字符的混合，也可以纯数字，或者纯字符，其中对“时间参数”进行选择、变换、运算的“选算方法”，可以是算术运算，也可以是逻辑运算，其选择、变换、运算的对象“时间参数”，可以是有多个的，也可以是一个的，各参数可以为其值的整体，也可以是其中的个位或者十位，其中对“基码”和“时衍码”进行相互间运算的“运算方法”，可以是的算术运算，也可以是的逻辑运算，可以是数字值的运算，也可以是字符的ASCII码的运算。

6.根据权利要求书1或2所述的时变密码和一种时变密码锁，其特征是：其中的“选算码”、“运算码”所表示的“选算方法”和“运算方法”可以是有统一标准的、公开的，也可以是仅仅内部约定的、不公开的。

7.根据权利要求书1或2所述的时变密码和一种时变密码锁，其特征是：该“时变密码锁”的电子钥匙(1)中的发送装置(16)可以是有线的，也可以是无线的，其中的接口(14)和键盘(15)可以是两者都有的，也可以是只有其中一个的，该密码锁的电子锁座(2)中的接收装置(26)可以是有线的，也可以是无线的，其中的接口(24)、键盘(25)和外键盘(26)可以是三者都有的，也可以是只有其中一个的。

8.根据权利要求书1或2所述的时变密码和一种时变密码锁，其特征是：该“时变密码锁”中只有电子锁座(2)，也即，电子锁座(2)可以是独立使用的，其外接键盘(26)是作为开锁的钥匙的。