«Квазицифровой» ключ

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: охрана пром

Опубликовано: 25.03.2017 07:34

Просмотров: 3114

Сейчас все чаще используются электронные замки с цифровыми ключами-таблетками. Встречаются и системы, в которых ключом служит USB-флэшка.
И то и другое представляет собой блок памяти, в котором
находится файл цифровой подписи. В замке есть контроллер, который хранит данные о этом файле, и если цифровая подпись правильная, - замок открывается. Эти системы конечно же очень надежны, но и как все что связано с компьютерами, подвержены компьютерным методам взлома.

Есть программы, позволяющие подобрать (или, правильнее сказать, - подделать) электронную подпись, а так же различные устройства, связанные с ноутбуком, которые можно подключить вместо электронного ключа, и подобрать комбинацию. Так сказать, эти дела поставлены на поток, и если у кого-то возникнет горячее желание взломать стандартный электронный замок с «ключами-таблетками» или «флэшками», он это сделает. Интересно то, что в такой ситуации простые электронные замки с простыми ключами, подключаемыми в разъемы, содержащими постоянные резисторы или перемычки, оказываются более надежными. А все дело в эффекте неожиданности. Допустим, вы сделали себе электронный замок, ключом которому служит постоянный резистор определенного сопротивления. Для подключения такого ключа нужно два контакта. То есть, можно использовать разъем для «ключ-таблетки» и неисправную «ключ-таблетку», внутри которой вместо микросхемы впаять резистор. Визуально система будет работать точно так же, - прижимаете к разъему «ключ-таблетку» и замок открывается. А теперь представьте себе бедалагу-компьютерного взломщика, который станет подбирать к вашему замку код... Ни одна «наикрутейшая» программа этого сделать не сможет, только потому, что микроконтроллера-то нет. А кому в наши дни придет в голову подбирать сопротивление «ключа-таблетки»? Очень похожая ситуация и с ключом с перемычками, собранном в
корпусе USB-флэшки. Представьте что эту «флэшку» у вас украдут, и будут пытаться скопировать на компьютере. С ума сойдут в процессе разгадки «пароля доступа»...
 
И так, на рисунке 1 приведена схема простого замка, реагирующего на определенное сопротивление ключа-резистора.
Схема представляет собой компараторный измеритель напряжения на разъеме XS1. Это напряжение поступает на соединенные вместе инверсный и прямой входы компараторов А1.1 и А1.2. На вторые входы этих компараторов поступает опорное напряжение от делителя на резисторах R3-R5. Резистор R4 создает разницу между опорными напряжениями, поступающими на А1.1 и А1.2.
Напряжение, которое схема измеряет и по которому определяет подлинность ключа создается делителем на резисторах R1 и R2. Причем R1 находится в ключе. Этот делитель должен создать напряжение, находящееся в промежутке между напряжениями на выводах 5 и 2 А1. Если резисторы R3-R5 имеют сопротивления, показанные на схеме, то напряжение на прямом входе А1.1 будет равным 3,02V, а напряжение на инверсном входе А1.2 будет равным 2,72V. Если сопротивления R1 и R2 будут такими, что напряжение на XS1 будет в пределах 2,72-3,02V, то на выходах обоих компараторов будут высокие напряжения. Диоды VD1 и VD2 будут закрыты. В результате на базу транзистора VT1 поступит напряжение через цепь R7-R8 и он откроется, реле К1 включит отпорный механизм замка.
Если сопротивление R1 отличается от необходимого, например, в сторону увеличения, то напряжение на XS1 будет больше 3,02V. Поэтому на выходе А1.1 будет низкоенапряжение. Диод VD1 будет открытым, и напряжение на базе VT1 будет недостаточным для его открывания.
Если сопротивление R1 будет меньше необходимого, то напряжение на XS1 будет ниже 2,72V. Теперь низкое напряжение будет на выходе А1.2. Диод VD2 открыт, а транзистор VT1 закрыт.
Таким образом, схема будет реагировать только строго определенное сопротивление ключа, с учетом небольшого допуска, величина которого зависит от сопротивления R4 (чем меньше R4, тем уже пределы допуска).
Настройка схемы на определенный ключ весьма проста. Сначала делаете ключ. Для него берете любой резистор в пределах от 1 до 30 кОм, какой хотите. Выбранное вами сопротивление будет кодовым. Затем заменяете резистор R2 переменным, максимальное сопротивление которого в два-три раза больше сопротивления R1. Подключаете ключ, и вращая ротор переменного резистора находите сектор, в котором реле К1 замыкает свои контакты (перед настройкой желательно временно отключить С1, чтобы он е мешал подбору). Устанавливаете ротор переменного резистора на середину этого сектора. Выключаете питание, отпаиваете переменный резистор и измеряете его сопротивление. Затем на место R2 запаиваете резистор, сопротивление которого равно измеренному. Чтобы получить нужное сопротивление R2 можно составить из нескольких резисторов.
Подключаете С1. Конденсатор С1 нужен для задержки срабатывания, чтобы исключить ошибки в работе системы. Величину задержки можно изменить, изменив емкости С1. Вот и все, замок готов, и настроен на определенный ключ-резистор.
 
На рисунке 2 приведена схема замка «под флэшку». В качестве ключа можно использовать неисправную USB-флэшку. Отпаять все от её платы и сделать перемычки между контактами. Суть шифровки состоит в формировании с помощью перемычек двоичного параллельного 4-разрядного кода числа от 1 до 9. Для задания кода используется четыре контакта разъема, плюс, в качестве пятого контакта - металлический корпус общего минуса, который здесь подключается к плюсу (он служит для подачи уровня логической единицы).
В замке ответный разъем, контакты которого подключены к входам двоично-десятичного дешифратора D1 типа К561ИД1. У этого дешифратора десять выходов, вход транзисторного ключа снимается с того, который соответствует числу, заданному в ключе. В данном случае, это число «5».
При подсоединении ключа-разъема ХР1 на входах дешифратора появляется определенный двоичный код. При этом на соответствующем выходе D1 появляется единица. Если ключ тот, то единица появится на том выходе, с которого снимается управляющее напряжение на базу транзистора VT1. При этом транзистор открывается и включает реле К1. Если ключ не тот или поврежденный то единица возникнет на другом выходе D1, и ключ VT1 не откроется.
При подключении в разъем XS1 настоящей флэшки на входах дешифратора устанавливается код 1111, то есть 15. Данный дешифратор работает только до 9-ти, поэтому на всех его выходах будут нули.
Конденсатор С1 так же как и в первой схеме служит для создания задержки опознавания ключа.
Каравкин В.
Радиоконструктор №12, 2010г.