SU1423816A1 - Устройство управлени доступом - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет, повысить секретность устройства дл  ограничени  доступа посторонних лиц к объектам , а именно секретных кодовых замков . Выдача кодов соответстви  из ключа в ответную часть и из ответной части в ключ происходит в замаскированном виде, что не позвол ет получить их в  вном виде при подключении к ключу или ответной части специально изготовленных устройств. Использование генераторов 13 и 14 случайных чисел, сумматора 12 по модулю два позвол ет защитить код ключа от рассекречивани . 7 шт.

Description

4ik

СО

00

О)

Изобретение относитс  к устройствам , ограничивающим доступ посторонних лиц к объектам, а именно к кодовым замкам.

Цель изобретени  - повышение секретности .

На фиг.1 изображена функциональна  схема устройства, на фиг,2-4 - соот- ветственно функциональные схемы Ьлока синхронизации, блока пам ти и генератора случайных чисел; на фиг,5 - временна  диаграмма работы генератора случайных чисел; на фиг.6 и 7 - функ- циональные схемы соответственно бло ков сложени  и вычитани .

Устройство управлени  доступом со- держит блок 1 синхронизац;ии, первый 2 и второй 3 блоки пам ти, разъем 4, третий 5 и четвертый 6 блоки пам ти, дополнительный блок 7 пам ти, сумма™ торы 8-12 по модулю два, первый 13 и второй 14 генераторы случайных чи- сел, блок 15 сложени , блок 16 вычитани , регистр 17, блок 18 элементов И. Блоки 6, 7, 5, 8, 11, 13 и 15 составл ют ключ, а блоки 1-3, 9, 10, 12, 14, 16-18 - ответную часть устрой- ства.

Первый выход блока 1 синхронизации подключен к входам первого 2 и второго 3 блоков пам ти, второго генератора 14 случайных чисел, первому входу блока 16 вычитани  и через первую пару контактов электрического разъема 4 - к входам третьего 5 и четвертого 6 блоков пам ти, первого генератора 13 случайных чисел, дополнитель- ного блока 7 пам ти и первому входу блока 15 сложени . Выход четвертого -блока 6 пам ти через первый сумматор 8 по модулю два, вторЪм входом св занный с выходом первого генератора 13 случайных чисел, вторую пару контактов электрического разъема 4 соединен с входом второго сумматора 9 по модулю два, второй вход которого подключен к выходу второго блока 3 пам ти. Выход первого блока 2 пам ти через третий сумматор 10 по модулю два, вторым входом соединенный с выходом второго сумматора 9 по модулю два, п тый сумматор 12 по модулю два третью пару контактов электрического разъема 4 подключен к второму входу четвертого сумматора 11 по модулю два, соединенного третьим входом с

5

0 5 0

Q

5

5

выходом первого генератора 13 случайных чисел и первым входом - с выходом третьего блока 5 пам ти. Выход четвертого сумматора 11 по модулю два подсоединен к второму входу блока 15 сложени , третий вход которого соединен с выходом дополнительного блока 7 пам ти. Выход блока 15 сложени  через четвертую пару электрического разъема 4 и блок 16 вычитани  соединен с информационным входом регистра 17, тактирующий вход которого подключен к второму выходу блока 1 синхронизации, выход второго генератора 14 случайных чисел подключен к первому входу п того сумматора 12 по модулю, два и третьему входу блока 16 вьиитани , третий выход блока 1 синхронизации соединен с разрешающим входом блока 18 элементов И, информационные входы которого подключены к выходам регистра 17.

Блок 1 синхронизации предназначен дл  обеспечени  обмена кодами между и ответной частью и может быть вьтолнен по схеме, приведенной на фиг.2. Блок 1 синхронизации содержит генератор 19.1 импульсов и делитель 19.2, составл юище формирователь тактовых импульсов, 20 сдвига, концевой переключатель 21, счетчик 22, элемент И 23 и триггер 24. При отсоединении от ответной части ключа контакты концевого переключател  21 разомкнуты и с его выхода на вход регистра 20 поступает сигнал, который устанавливает его в нулевое состо - ние. По сигналу лог. О с выхода регистра 20 счетчик 22 устанавливаетс  в нулевое состо ние, разрушающие сигналы на его выходах отсутствуют. При подключении ключа к ответной части срабатывает концевой переключатель 21 и сигнал сброса с его выхода снимаетс . По импульсам с выхода генера-- тора 19.1 имупульсов в регистре 20 продвигаетс  1 и через некоторое врем , большее времени переходного процесса при состыковке ключа с ответной частью, на выходе регистра 20 по витс  сигнал лог. 1. По этому сигналу происходит разблокировка счетчика 22, котора  разрешает прохождение импульсов от генератора 19.1 через элемент И 23 на триггер 24. На выходах счетного триггера 24 формируютс  сдвинутые на полпериода импульсы Т1 и Т2. Импульсы Т2 подсчитываютс  в

U

счетчике 22. После подсчета необходимого количества импульсов дл  приема кода ключа в регистре 20 на выходе счетчика 22 по витс  сигнал разрешени  считывани  кода ключа на звпщща- емый объект.

Блоки 2, 3, 5 и 6 пам ти предназначены дл  хранени  кодов соответстви  ключа и ответной части.

Дополнительный блок 7 пам ти пред- на начен дл  хранени  кода ключа.

Блоки 2, 3, 5 и 6 пам ти могут быть выполнены по схеме, приведенной на фиг.З. Каждый из них содержит счетчик 25 адреса и полупосто нное запоминающее устройство 26 (например микросхема 1601РР1). Первьй сумматор 8 по модулю два предназначен дл  маскировани  кода соответстви , выдавае- мого из ключа, последовательностью случайных чисел, формрфуемой генератором 13.

Второй сумматор 9 по модулю два служит дл  вьщелени  случайной после- дбвательности, получаемой в генераторе 13, из суммарной последовательности при ее поступлении в ответную часть.

Третий сумматор 10 по модулю два служит дл  наложени  на случайную последовательность, формируемую генератором 13, последовательности кода соответстви  ответной части.

Четвертый сумматор 11 по модулю два служит дл  выделени  случайной последовательности, формируемой генератором 14, из последовательности, поступак дей из ответной части ключа.

П тый сумматор 12 по модулю два предназначен дл  маскировани  кода, вьщаваемого из ответной части в замок , случайной последовательностью, формируемой генератором 14.

Генераторы 13 и 14 случайных чисел предназначены дл  формировани  хаотической последовательности двоичных импульсов и могут быть выполнены по схеме, приведенной на фиг.4. Генераторы содержат диод 27, усилитель 28, элемент НЕ 29, элемент И 30, счетчик 31 на два разр да, сумматор 32, по модулю два и элемент И 33. Сигнал с шумового диода 27, в качест

Q

5 0

5

О

5

0

5

0

5

16

ве которого может быть использопан диод 2Г401Л, поступает через усилитель 28 на элемент И 30. При отсутствии тактирующего импульса элемент И 30 открыт и импульсы шума подсчитываютс  в счетчике 31, а затем, складыва сь по модулю два на су гматоре 32, выдаютс  на вход элемента И 33. При поступлении тактового импульса элемент И 30 закрываетс , а через от- крытьпЧ элемент И 33 происходит считы- вание состо ни  сумматора 32 по модулю два на выход, устройства. Работа генераторов по сн етс  временной ди- агра мой, представленной на фиг.З. На диaгpa шe работы показаны

34 входы элементов НЕ 29, И 33;

35- -ВЫХОД усилител  28j

36- вход счетчика 31;

37- выход первого разр да счетчика 31

38- выход второго разр да счетчика 31;

39- -выход сумматора 32;

40- выход элемента И 33.

Блок 15 сложени  служит дл  маскировани  кода ключа случайной последовательностью , формируемой генератором 14. Блок сложени  может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. фиг.6. Он содержит одноразр дный сумматор 41, D-триггер 42, элемент НЕ 43, элемент 44 задержки и элемент И 45. На сумматоре 41 осуществл етс  арифметическое сложение последовательности , получаемой на выходе сумматора 9 по модулю два, с последовательностью кода ключа, считываемой из блока пам ти. Дл  учета признака переноса при сложении последующих разр дов служит D-триггер 42, который устанавливает признаки переноса на входе сумматора 41 по сигналу от элемента НЕ 43 после окончани  такта Т1,, формируемого блоком 1 синхронизации, С целью устранени  вли ни  переходных процессов при смене информации на результат сложени  введен элемент 44 задержки и элемент И 45, которые обеспечивают вьщачу суммы несколько позже момента прихода, переднего фронта такта Т1 и точно по его окончании .

Блок 16 вычитани  предназначен дл  выделени  кода ключа из последовательности , пост тпающей из ключа в ответную часть. Блок 16 вычитани  может быть вьшолнен по схеме, приведенной

51

на фиг.7, Он содержит D-триггер 46, элемент НЕ 47, сумматор 48, D-триггер 49, элемент НЕ 50, элемент 51 задержки , D-триггер 52 и элемент И 53. В -триггер 46 служит дл  запоминани  И|Нформащи, приход щей от блока 15 с тожени , до начала следующего такта Т1 . „Элемент 51 задержки, элемент И; 53 и В триггер 52 необходимы дл  фррмировани  результата работы блока в)1читани ,, не завис щего от переход- процессов в нем, и сохранени  по леченного результата до прихода еле- дЬтощего такта Т1 . D-триггер 49 слу- жИт дл  формировани  признака переноса после окончани  такта Т1, Он и(меет установочный вход в единицу включении питани . Дл  получени  р|азности двух чисел с помощью сумма- ilopa необходимо вычитаемое предста- в инверсном коде, а к разности д|обавить единицу в младщем разр де. /Данные операции обеспечиваютс  использованием- элемента НЕ 47, инвер- тирующим вычитаемое, и установкой Б-триггера 49 в единицу при включени г итани .

Регистр 17 предназначен дл  запи- С|И кода ключа, .поступающего в ответ- йую часть из ключа.

Блок 18 элементов И предназначен Дл  выдачи кода ключа на защищаемый Объект после окончани  цикла его при ама из ключа.

Устройство работает следующим образом .

В. исходном состо нии сигналом с .аьпсода блока 1 синхронизации блок 18 элементов И закрыт и информаци  из С Тватной части на защищаемьш объект :е выдаетс .

При состыковке ключа с ответной астью срабатывает концевой переключатель блока 1 синхронизации, послед Ций с некоторой задержкой начинает Вырабатывать тактовые импульсы Т1 и t2. Тактовые импульсы Т1 поступают йа входы блоков 2, 3, 5, 6, 7 пам ти 1 енераторов 13 и 14 случайных чисел II блоков сложени  15 и вычитани  16. Тактовые импульсы Т2 поступают на (Синхронизирующий вход регистра 17,

По первому такту Т1 первый разр д кода соответстви  считываетс  из первого блока 2 пам ти, складываетс  по модулю два на сумматоре 8 с разр дом случайной последовательности , формируемой генератором 13, и вы

0

0

38

g 5

о

5

0

5

0

5

166

даетс  на выход ключа. По этому же , такту первый разр д кода соответстви  считьгоаетс  из второго бхюка 3 пам ти и складываетс  по модулю два на сумматоре 9 с суммой, поступившей из ключа. В случае идентичности кодов соответстви , хран щихс  в блоках 2 и 3 пам ти соответственно ключа и ответной части. На выходе сумматора 9 по модулю два выделитс  первый разр д случайной последовательности, формируемой генератором 13.

Кроме того, по первому такту Т1 первый разр д кода соответстви , хранимого в блоке 2 пам ти, поступает на cyiviMaTop 10 по модулю два, где суммируетс  с результатом, полученным на сумматоре 9,- и поступает на сумматор 12 по модулю два. На второй вход сумматора 12 по модулю два поступает первый разр д случайной последова-. тельности, формируемой генератором 14, и результат суммировани  вьщает- с  на выход ответной части.

Одновременно с этим первый разр д кода соответстви  считываетс  из блока 5 пам ти и складываетс  по модулю два на сумматоре 11с первым разр дом случайной последовательности, формируемой генератором 13, и с суммой , поступающей из ответной части. В случае идентичности кодов соответстви , хранимых в блоках 2 и 5 пам ти соответственно ответной части и ключа , на выходе сумматора 11 по модулю два выделитс  первый разр д случайной последовательности, формируемой генератором 14, которьй поступает на вход блока 15 сложени . На второй вход блока 15 сложени  по такту Т1 поступает пер вый разр д кода ключа, и результирующа  сумма поступает из ключа на блок 16 вычитани  ответной части . На второй вход блЬка 16 вычитани  поступает первый разр д случайной последовательности, формируемой гене- рЬтором 14, В результате вычитани  первый разр д кода ключа поступает на вход регистра 17 и по такту Т2 записываетс  Б его первый разр д. Аналогичный процесс происходит по второму такту Т1 и Т2 и т.д.

Если же коды соответстви  не совпадают , что происходит при использовании чужого ключа, код ключа, посту- пакщий в регистр 17, искажаетс  и,, следовательно, доступа к защищаемому объекту не происходит.

После приема кода ключа полностью в регистр 17 процесс обмена ключа с ответной частью прекращаетс , и с блока 1 синхронизатщи на блок 18 элементов И поступает сигнал разрешени  выдачи кода ключа на защищаемый объект . После этого.работа устройства заканчиваетс ,

Таким образом, выдача кодов соот- ветстви  из ключа в ответную часть и из ответной части в ключ происходи в замаскирозанном виде, что не позвол ет получить их в  вном виде при подключении к ключу или ответной час ти специально изготовленных устройств . Вьщача кода ключа из ключа в ответную часть происходит также в замаскированном виде и вскрыть его невозможно. Следовательно, использо- вание генераторов 13 и 14 случайных чисел, сумматора 12 по модулю два и соответствуюр;их св зей позвол ет защищать код ключа от компрометации.

С другой стороны, использовать стратегию сн ти  слепка в данном случае не имеет смысла, так как состо ние генераторов случайных чисел посто нно мен етс  и слепок будет отражать только реакцию ключа или ответной части на момент сн ти  слепка. Устранить вли ние генераторов 13 и 14 на выдаваемые ключом и ответной частью последовательности путем использовани  операции сложени  по модулю два невозможно из-за разнородности операций, выполн емых сумматорами по модулю два и блоками сложени  15 и вычитани  16.

Преимутцества предложенного ус трой- ства, а именно невозможность компрометации кода ключа и изготовлени  копии ключа, обеспечивают его более высокую секретность.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство управлени  доступом, содержащее блок синхронизации, первый выход которого подключен к входам первого и второго блоков пам ти и через первую пару контактов электрического разъема - к входам третьего и четвертого блоков пам ти, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  секретности, в устройство введены дополнительный блок пам ти.

   5 o

   5 Q

   5

   0

   5

   0

   5

   сумматоры rio модулю два, генераторы случайных чисел, блок сложени , блок вычитани , регистр сдвига, блок элементов И, причем выход четвертого блока пам ти соединен с первым входом первого сумматора по модулю два, выход которого подсоединен к второй паре контактов электрического разъема, соединенной с первым входом второго сумматора по модулю два, второй вход которого подключен к выходу второго блока пам ти, а первый блок пам ти выходом подсоединен к первому входу третьего сумматора по модулю два, третий блок пам ти соединен выходом с первым -входом четвертого сумматора по модулю два, второй вход которого подключен к третьей паре контактов электрического разъема, причем входы второго генератора случайных чисел и блока вычитани  соединены дополнительно с первым выходом блока синхронизации , а входы первого генератора случайных чисел, дополнительного блока пам ти и первый вход блока сложени  соединены дополнительно с первой парой контактов электрического разъема , выход первого генератора случайных чисел подключен к второму входу первого и третьем входу четвертого сумматоров по модулю два, выход четвертого сумматора по модулю два соединен с вторым входом блока сложени , третий вход которого подсоединен к выходу дополнительного блока пам ти, а выход через четвертую пару контактов электрического разъема соединен с вторым в ходом блока вычитани , выход второго генератора случайных чисел подключен к третьему входу блока вычитани  и к первому входу п того сумматора по модулю два, второй вход которого подключен к выходу третьего cyMNtaTopa по модулю два, вторым- входом соединенного с выходом второго сумматора по модулю два, а выход п того сумматора по модулю два соединен с третьей парой контактов электрического разъема, выход блока вычитани  подключен к информационному в ходу регистра сдвига, второй вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации , информационные выходы регистра сдвига подсоединены к входам блока элементов И, разрешающий вход которого соединен третьим выходом блока синхронизации.

   t

   fTTB

   «41

   о/т Sffo/fo

   25

   ff/N/fft О

   28

   30

   7A

   От блока 1

   gWVVHAM

   Vv Дl Л/vv|vMYWwW /WW

   i II I

   I L I

   rmJiJu

   I I I I I

   «mJjTLi

   т I I I

   J-LHJ

   26

   Но ifjiofcS

   iJ/.J

   IS

   J/

   32

   Л

   Надлока €. И

   Фиг Л

   i II I

   фиг.6