SU1663165A1 - Устройство управлени кодовым замком - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам защиты различных объектов от доступа посторонних лиц. Цель - повышение секретности устройства. В блоке 1 пам ти ключа хран тс  тестовые коды ключа и соответстви  /ТКК, ТКС1, ТКС2/ и коды идентификации ключа соответстви  /КК, КС1, КС2/, в блоке 3 пам ти замка хран тс  коды идентификации /КС1, КС2/. В состыкованном состо нии вначале осуществл етс  в ключе автономное тестирование. Из блока 1 считываютс  коды ТКК, ТКС1, ТКС2 и в преобразователе 2 кодов ключа формируетс  результат тестировани , который записываетс  в регистр 9. При неисправном ключе по окончании тестировани  запрещающим сигналом с выхода дешифратора 10 блокируетс  выдача кодов в ответную часть через элемент "И" 14, иначе обеспечиваетс  разрешение задачи. Затем осуществл етс  процесс идентификации. Генератор 5 случайных чисел формирует случайную последовательность ГСЧ. С выхода преобразовател  4 кодов замка через разъем 8, элемент "И" 12 на вход преобразовател  2 выдаетс  результирующа  последовательность кодов КС1, ГСЧ. При положительном результате тестировани  /т.е. исправном ключе/ с выхода преобразовател  2 в ответную часть выдаетс  результирующа  последовательность кодов идентификации ключа КС1, КС2, КК и прин того кода. В преобразователе 4 формируетс  результирующа  последовательность из прин той из ключа и кодов КС2 и ГСЧ. Если коды КС1 и КС2 ключа и ответной части соответственно равны, то в выходной блок 7 поступает код КК, который затем выдаетс  на выход устройства. 7 з.п.ф-лы, 8 ил.

Description

Блоки 1, 2, 9, 10,11, 12, 13, 14 составл ют ключ, блоки 3, 4,5, 6, 7 - ответную часть.

Блок 1 пам ти ключа предназначен дл  хранени  кодов идентификации ключа и тестовых последовательностей и содержит счетчик 15 и блоки 16,17, 18 пам ти, предназначенные дл  хранени  кодов идентификации соответственно кода ключа (КК), первого кода соответстви  (КС1), второго кода соответстви  (КС2). а также тестовых последовательностей ТКК, ТКС1, ТКС2, при-; веденных в таблице. В таблице приведен также результат тестировани  исправного ключа (РТ).

В качестве блоков пам ти могут быть использованы РПЗУ.

Преобразователь 2 кодов ключа предназначен дл  преобразовани  кодов идентификации и выдачи их в замаскированном виде. Преобразователь 2 содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19, 20, сумматор 21 (одноразр дный накапливающий сумматор ).

Блок 3 пам ти замка предназначен дл  хранени  кодов идентификации замка. Блок 3 содержит счетчик 22 и блоки 23,24 пам ти, предназначенные дл  хранении кодов идентификации соответственно первого кода соответстви  (КС1) и второго кода соответстви  (КС2). В качестве блоков пам ти могут быть использованы РПЗУ.

Преобразователь 4 кодов замка предназначен дл  выдачи в замаскированном виде кода соответстви  КС1 и выделени  из принимаемой из ключа последовательности кода ключа КК, обеспечивающего доступ на охран емый объект. Преобразователь 4 содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25, 27, сумматор 26 (одноразр дный накапливающий сумматор).

Генератор 5 случайных чисел предназначен дл  формировани  хаотической последовательности двоичных импульсов. Генератор 5 содержит диод 27, усилитель 28, элемент И 29, элемент НЕ 30, счетчик 31, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 32, О-триг- гер 33. Сигнал с шумового диода 28 поступает через усилитель 29 на элемент И 30.

При отсутствии тактового сигнала элемент И 30 открыт и импул ьсы шума подсчи- тываютс  в счетчике 32, а затем складываютс  по модулю два на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 33. При поступлении тактового импульса элемент И 30 закры- ваетс  и в триггер 34 записываетс  состо ние элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 33.

Блок 6 синхронизации предназначен дл  обеспечени  обмена кодами между ключом и ответной частью. Блок 6 синхронизации содержит генератор 36, делитель частоты 37, регистр сдвига 38, концевой переключатель 39, счетчики 40, 41, триггер 42, элементы И 43,44, 45. При отсоединении от

ответной части ключа концевой переключатель 39 разомкнут и с его выхода на вход регистра 38 поступает сигнал, который устанавливает его в нулевое состо ние. По сигналу логического нул  с выхода регистра 38

0 запрещаетс  прохождение импульсов через элемент И 43, триггер 42 и счетчики 40, 41 устанавливаютс  в нулевое состо ние. На пр мых выходах счетчиков 40,41 устанавливаютс  запрещающие сигналы,а на инверс5 ном выходе счетчика 40 - разрешающий. Сигналом с выхода регистра 38 устанавливаютс  в нулевое состо ние счетчик адреса, блоки 3 пам ти замка, и триггеры сумматора преобразовател  4 кодов замка. При под0 ключении ключа к ответной части срабатывает концевой переключатель 39 и сигнал сброса с его выхода снимаетс . По импульсам с выхода генератора 36 в регистре 38 продвигаетс  1 и через некоторое

5 врем , большее времени переходного процесса при состыковке ключа с ответной частью , на выходе регистра 38 по вл етс  сигнал 1. По этому сигналу разрешаетс  прохождение импульсов через элемент И

0 43, счетчики 40, 41 и триггер 42 разблокируетс . На выходе триггера 42 формируютс  сдвинутые на полпериода импульсы. Но на выход блока 6 поступают только импульсы Т1.1. После подсчета необходимого количе5 ства импульсов Т1.1 дл  тестировани  ключа на выходе счетчика 39 устанавливаетс  разрешающий сигнал и на выход блока 6 синхронизации через элементы И 45, 44 выдаютс  импульсы соответственно Т1.2, Т2.

0 Затем после подсчета необходимого количества импульсов дл  приема кода ключа на пр мом выходе счетчика 40 по вл етс  сигнал ТЗ, разрешающий считывание кода ключа на защищаемый объект.

5 Исполнительный блок 7 предназначен дл  приема кода ключа и выдачи его на защищаемый объект. Блок 7 содержит регистр 46 и блок элементов И 47,

Регистр 9 предназначен дл  приема ре0 зультата тестировани ,

Дешифратор 10 предназначен дл  формировани  разрешающего сигнала при исправном блоке 1 пам ти ключа и преобразователе 2 кодов клоюча, т.е. если в

5 результате выдачи теста из блока 1 пам ти ключа будет вы влено, что в регистре 9 сформирован требуемый код. Дешифратор 10 представл ет собой преобразователь двоичного кода в код 1 из п. В данном случае дешифратор имеет один выход, т.е.

 вл етс  не полным, так как он в данном случае предназначен дл  вы влени  единственного кода, формируемого в регистре 9, соответствующего правильной работе ключа . В соответствии с примером, приведенном в таблице 1, данным кодом будет код 10000110.

Триггер 11 предназначен дл  блокировки подачи на вход преобразовател  2 кода ключа кодовой последовательности из ответной части (или любого другого устройства ) на врем  тестировани  ключа с целью исключени  возможности формировани  в регистре 9 кода, соответствующему исправному состо нию ключа, в то врем  как ключ будет находитьс  в неисправном состо нии. Формирование в регистре 9 требуемого кода при неисправном ключе в конечном счете может привести к компрометации кодов идентификации. По окончании процесса тестировани  триггер 11 обеспечивает блокировку поступлени  продвигающих импульсов в регистр 9.

Первый элемент И 12 предназначен дл  запрещени  приема кода в ключ во врем  тестировани .

Второй элемент И 13 предназначен дл  разрешени  поступлени  тактовых импульсов в регистр 9 только во врем  тестировани  ключа.

Третий элемент И 14 предназначен дл  разрешени  выдачи кода из ключа при поступлении разрешающего сигнала с выхода дешифратора 10, т.е. при исправном ключе.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии сигналом с выхода блок 6 синхронизации выходной блок 7 закрыт и информаци  из ответной части на- запрашиваемый объект не выдаетс .

При состыковке ключа с ответной частью срабатывает концевой переключатель блока 6 синхронизации и последний с некоторой задержкой начинает вырабатывать тактовые импульсы Т1.1, которые поступают через электрический разъем 8 в ключ.

Счетчик блока 3 пам ти замка устанавливаетс  в исходное состо ние, а триггер 11 - в нулевое состо ние (не показано).

Импульсы Т1.1 поступают на входы блока 2 пам ти кодов ключа, преобразовател  2 кодов ключа и через открытый элемент И 13 (так как с инверсного выхода триггера 11 поступает разрешающий сигнал) на вход регистра 9.

Вначале по импульсам Т1.1 из болка 1 пам ти кодов побитно считываютс  тестовые последовательности первого кода соответстви  (ТКС1), второго кода соответстви  (ТКС2), кода ключа (ТКК), которые одновременно поступают на преобразователь 2 кодов ключа. На выходе преобразовател  2 формируетс  последовательность (результат тестировани  РТ), котора  по импульсам

Т1.1 записываетс  в сдвигающий регистр 9. По окончании тестировани  по сигналу с выхода блока 2 пам ти ключа поступает сигнал , который устанавливает триггер 11 в 1, что обеспечивает разрешение прохождени 

0 последовательности из ответной части через открытый элемент И 12 на вход преобразовател  2 кодов ключа и запрещение поступлени  импульсов Т1.1 на вход регистра 9 через элемент И 13. Если результат

5 тестировани  равен эталонному, что соответствует исправному ключу, то на выходе дешифратора 10 формируетс  разрешающий сигнал, который обеспечивает последующую выдачу через элемент И 14 в ответную

0 часть последовательности с выхода преобразовател  2, иначе (результат тестировани  не равен эталонному) по запрещающему сигналу с выхода дешифратора 10 осуществл етс  блокировка после5 дующей выдачи результирующей последовательности с выхода преобразовател  2. По окончании тестировани  в допол- нение к импульсам Т1.1 блок синхронизации начинает вырабатывать им0 пульсы Т1.2, совпадающие по времени с Т1.1, и импульсы Т2, сдвинутые на полпериода относительно импульсов Т1.1, Т1.2.

По импульсам Т1.1 из блока 1 пам ти ключа считываютс  коды соответстви  КС1

5 и КС2 и код ключа КК, которые одновременно побитно поступаютна преобразователь 2 кодов ключа Одновременно в ответной части по импульсам Т1.2 из блока 3 пам ти замка считываютс  коды соответстви  КС1

0 и КС2 и генератором 5 случайных чисел формируетс  случайна  последовательность (ГСЧ), котора  поступает на преобразователь 4 кодов замка, С выхода преобразовател  4 через разъем 8, элемент И 12 на вход

5 преобразовател  4 через разъем 8, элемент И 12 на вход преобразовател  2 кодов ключа поступает результирующа  последовательность кода соответстви  КС1 и случайной последовательности ГСЧ.

0 В преобразователе 2 кодов ключа при равенстве кодов соответстви  КС1 отдел етс  случайна  последовательность и из последовательностей кода соответстви  КС2, кода ключа КК и случайной последователь5 ности ГСЧ формируетс  результирующа  последовательность, котора  с выхода преобразовател  2 выдаетс  через открытый элемент И 14 (если результат тестировани  равен эталонному), разъем 8 в преобразователь 4 кодов замка. В преобразователе 4

при равенстве кодов соответстви  КС2 (при условии, что были равны коды соответстви  КС1) ключа и ответной части из результирующей последовательности выдел етс  код ключа КК в его регистр по импульсам Т2. Если коды соответстви  КС1 и КС2 ключа и ответной части не совпадают, то поступающий в выходной блок 7 код ключа будет искажатьс  и, следовательно, доступа к защищаемому объекту не произойдет. По окончании процесса идентифицировани  блок 6 синхронизации прекращает вырабатывать импульсы Т1.1 и Т1.2, Т2, э формирует сигнал ТЗ, по которому осуществл етс  выдача прин того в выходной блок 7 кода иа защищаемый объект.

После отсоединени  ключа от ответной части сигнал разрешени  с выхода блока 6- синхронизации снимаетс  и выдача кода ключа на защищаемый объект прекращаетс .

Таким образом, в данном устройстве обеспечиваетс  повышение секретности устройства .

В прототипе в результате неисправностей , а именно: при обрыве св зи между выходом блока сложени  ключа и входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, или короткого замыкани  на выходе блока сложени , или короткого замыкани  на входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, соединенного с выходом блока сложени , или других неисправностей, привод щих к аналогичным последстви м, будет происходить выдача кода ключа (или его инверсии), обеспечивающего доступ на охран емый объект, при подаче на вход ключа любого кода,

В предлагаемом устройстве перед режимом идентификации в ключе осуществл етс  проверка исправности ключа. Эта проверка заключаетс  в том, что в ключе по тем же шинам, по которым выдаютс  коды идентификации КС1, КС2, КК, осуществл етс  выдача тестовых кодов К ТКС1, ТКС2, ТКК и формируетс  результирующа  последовательность , котора  записываетс  в регистр. Если результат тестировани  представл ет собой код, соответствующий неисправной работе ключа, т.е. полученный код отличаетс  от кода, который должен был бы получитьс  при исправной работе ключа, то на выходе дешифратора будет формироватьс  запрещающий сигнал и будет производитьс  блокировка выдачи кодов идентификации из ключа. Следовательно, исключаетс  возможность их компрометации, что и определ ет повышение секретности устройства.

Claims (8)

1.Устройство управлени  кодовым замком , содержащее блок синхронизации, первый выход которого соединен с входами

блока пам ти замка и генератора случайных чисел, электрический разъем, перва  пара контактов которого подключена к первому входу блока пам ти ключа, элемент И, отличающеес  тем, что, с целью

0 повышени  секретности, в устройство введены элементы И, преобразователи кодов ключа и замка, триггер, регистр, дешифратор и исполнительный блок, причем первый выход блока синхронизации дополнительно

5 подключен к первому входу преобразовател  кода замка, второй и третий входы которого подсоединены к выходам генератора случайных чисел и блока пам ти замка, а первый выход через вторую пару контактов

0 электрического разъема соединен с первым входом первого элемента И, вторым входом подключенного к выходу триггера, а выходом - к первому входу преобразовател  кодов ключа, второй вход которого

5 подсоединен к первой паре контактов электрического разъема, подключенной к первому входу второго элемента И, при этом первый выход блока пам ти ключа подключен к входу триггера, а второй выход - к

0 третьему входу преобразовател  кодов ключа , выход которого подключен к первым входам регистра и третьего элемента И, причем выходы регистра соединены с входами дешифратора , выход которого подключен к

5 второму входу третьего элемента И, выходом подсоединенного через третью пару контактов электрического разъема - к четвертому входу преобразовател  кодов замка , вторым выходом подключенному к

0 первому входу исполнительного блока, второй вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого подключен к первой паре контактов электрического разъема, а второй выход

5 триггера соединен с вторым входом второго элемента И выходом соединенного с вторым входом регистра.

2.Устройство поп. 1,отличающее- с   тем, что блок пам ти ключа содержит

0 счетчик и блоки пам ти, причем вход счетчика  вл етс  входом блока пам ти ключа, первый выход которого  вл етс  первым выходом счетчика, N выходов которого  вл ютс  входами первого, второго и третьего

5 блоков пам ти, выходы которых  вл ютс  вторым выходом блока пам ти ключа.

3.Устройство по п. 1,отличающее- С   тем, что преобразователь кода ключа содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и сумматор, причем первые входы первого

и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и сумматора  вл ютс  третьим входом преобразовател  кода ключа, выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ через сумматор подсоединен к второму входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом преобразовател  кода ключа, а третьи входы сумматора и второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ  вл ютс  вторым и первым входами преобразовател  кода ключа.

4.Устройство поп. 1,отличающее- с   тем, что генератор случайных чисел содержит шумовой диод, элементы И-НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. счетчик, триггер, причем катод шумового диода через усилитель подключен к первому входу элемента И, выходом через счетчик подключенный к входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. выход которого подсоединен к первому входу триггера, выход которого  вл етс  выходом генератора случайных чисел, а второй вход триггера соединен со входом элемента НЕ и  вл етс  входом генератора случайных чисел, при этом выход элемента НЕ подключен к второму входу элемента И.

5.Устройство по п. 1,отличаю щ.е е- с   тем, что блок синхронизации содержит счетчики, элементы И, триггер, регистр сдвига, генератор, делитель частоты, концевой переключатель, причем выход генератора через делитель частоты подключен к первому входу регистра сдвига, к второму входу которого подключен концевой переключатель , выход регистра сдвига подсоединен к первым входам первого счетчика, первого элемента И, второго счетчика и триггера, выход первого счетчика  вл етс  вторым выходом блока синхронизации соединенным с выходом второго элемента И и вторым -входом первого счетчика, причем второй выход первого счетчика через первый элемент И и триггер подключены к первому входу второго элемента И, второй выход триггера соединен с вторым входом второго счетчика, первым входом третьего элемента И и  вл етс  третьим выходом блока синхронизации, при этом выход второго счетчика подключен к вторым входам второго и третьего элементов И. а выход последнего  вл етс  первым выходом блока синхронизации, при этом второй вход 5 первого элемента И соединен с выходом генератора.

6. Устройство по п. 1,отличающее- с   тем что блок пам ти замка содержит счетчик и блоки пам ти, причем вход счетчи0 ка  вл етс  входом блока пам ти замка, выходы счетчика подключены к входам первого и второго блоков пам ти, выходы которых соединены и  вл ютс  выходом блока пам ти замка.

5

7. Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что преобразователь кода замка содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и сумматор, причем вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ  вл етс  четвертым

0 входом, а выход- вторым выходом преобразовател  кодов замка, второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ через сумматор подключен к первому входу второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. который  вл етс 

5 вторым входом преобразовател  кодов замка , выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, который  вл етс  вторым входом преобразовател  кодов замка, вы- ход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

0 ИЛИ  вл етс  первцм выходом преобразовател  кодов, причем второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второй вход сумматора соединены между собой и  вл ютс  третьим входом преобразовател  кода зам5 ка, при этом третий вход сумматора  вл етс  первым входом преобразовател  кодов замка.

8. Устройство по п. 1,отличающее- 0 с   тем, что исполнительный блок содержит регистр и блок элементов И, причем первый вход регистра  вл етс  первым входом ис- .полнительного блока, а второй вход регистра и первый вход блока элементов И 5 соединенные между собой  вл ютс  вторым входом исполнительного блока, а выходы блока элементов И  вл ютс  выходами исполнительного блока.,

Фиг.I

Фие.З

I /  Ул. б

25

& ф

24

ФигА

г

KfaA

28

Фиг.6

КдлЛ

01/3.7

о От $л,4

7

К Ял.4

П

7

Отйл.б

-о