Устройство управления доступом

 

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

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

16. А1 (19) (Ш (51)4 Е 05 В 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BT0PCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4-155488/40-12 (22) 02. 12.86 (46) 15.09.88. Бюл. N - 34 (72) М.Н.Бобов и С.П.Клокоцкий (53) 683.338(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1290773, кл. E 05 В 47/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДОСТУПОМ (57) Изобретение позволяет. повысить секретность устройства для ограничения доступа посторонних лиц к объектам, а именно секретных кодовых замков. Выдача кодов соответствия из ключа в ответную часть и из ответной части в ключ происходит в замаскированном виде, что не позволяет получить их в явном виде при подключении к ключу или ответной части специально изготовленньтх устройств ° Использование генераторов 13 и 14 случайных чисел, сумматора 12 по модулю два позволяет защитить код ключа от рассекречивания. 7 ил.

1423816

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

Цель изобретения — повышение секретности.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства, на фиг.2-4 — соот- ip ветственно функциональные схемы олока синхронизации, блока памяти и генератора случайных чисел, на фиг.5 — вре1 менная диаграмма работы генератора случайных чисел на фиг.6 и 7 — функ- 15 циональные схемы соответственно бло" ков сложения и вычитания.

Устройство управления доступом со- держит блок 1 синхронизации, первый 20

2 и второй 3 блоки памяти, разъем 4, третий 5 и четвертый 6 блоки памяти, 1 дополнительный блок 7 памяти, сумматоры 8-12 по модулю два, первый 13 ! и второй 14 генераторы случайных чи- 25 сел блок 15 сложения блок t Ь вычиУ Э тания, регистр 17, блок 18 элементов

И. Блоки Ь, 7, 5, 8, 11, 13 и 15 составляют ключ, а блоки 1-3, 9, 10, 12, 14, 16-18 — ответную часть устрой- 30 . ства.

Первый выход блока 1 синхронизации подключен к входам первого 2 и второго 3 блоков памяти, второго генератора 14 случайных чисел, первому вхо ду блока 16 вычитания и через первую, пару контактов электрического разъема 4 — к входам третьего 5 и четвертого 6 блоков памяти, первого генератора 13 случайных чисел, дополнитель- 40 ного блока 7 памяти и первому входу блока 15 сложения. Выход четвертого

-блока 6 памяти через первый сумматор

8 по модулю два, вторым входом связанный с выходом первого генератора 45

13 случайных чисел, вторую пару кон- тактов электрического разъема 4 соединен с входом второго сумматора 9 по модулю два, второй вход которого подключен к выходу второго блока 3 памяти. Выход первого блока 2 памяти через третий сумматор 10 по модулю два вторым входом соединенный с выУ ходом второго сумматора 9 по модулю два, пятый 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 выходом первого генератора 13 случайных чисел и первым входом -с выходом третьего блока 5 памяти. Выход четвертого сумматора 11 по модулю два подсоединен к второму входу блока 15 сложения, третий вход которого соединен с выходом дополнительного блока 7 памяти. Выход блока 15 сложения через четвертую пару электрического разъема 4 и блок 16 вычитания 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 пятого сумматора 12 по модулю два и третьему входу блока 16 вычитания, 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 для обеспечения обмена кодами между ключом и ответной частью и может быть

BbllIoJIHpH по схеме, приведенной на фиг.2. Блок 1 синхронизации содержит генератор 19.1 импульсов и делитель

19.2, составляющие формирователь тактовых импульсов, реЬистр 20 сдвига, концевой переключатель 21, счетчик

22, элемент И 23 и триггер 24. При отсоединении от ответной части ключа контакты концевого переключателя 21 разомкнуты и с его выхода на вход регистра 20 поступает сигнал, который устанавливает его в нулевое состоя- . ние. По сигналу лог. "0" с выхода регистра 20 счетчик 22 устанавливается в нулевов состояние, разрушающие сигналы на его выходах отсутствуют. При подключении ключа к ответной части срабатывает концевой переключатель 21 и сигнал сброса с его выхода снимается. По импульсам с выхода генера-тора 19.1 имупульсов в регистре 20 продвигается "1" и через некоторое время, большее времени переходного процесса при состыковке ключа с ответной частью, на выходе регистра 20 появится сигнал лог. 1. По этому сигналу происходит разблокировка счетчика 22, которая разрешает прохождение импульсов от генератора 19.1 через элемент И 23 на триггер 24. На выходах счетного триггера 24 формируются сдвинутые на полпериода импульсы Т1 и Т2. Импульсы Т2 подсчитываются в

1423816 счетчике 22. После подсчета необходи. мого количества импульсов для приема кода ключа в регистре 20 на выходе счетчика 22 появится сигнал разреше5 ния считывания кода ключа на защишаемый объект.

Блоки 2, 3, 5 и 6 памяти предназначены для хранения кодов соответствия ключа и ответной части. 1Р

Дополнительный блок 7 памяти предназначен для хранения кода ключа.

Блоки 2, 3, 5 и 6 памяти могут быть выполнены по схеме, приведенной на фиг.3. Каждый из них содержит 15 счетчик 25 адреса и полупостоянное запоминающее устройство 26 (например, микросхема 1601РР1). Первый сумматор

8 по модулю два предназначен для маскирования кода соответствия, выдавае- 20 мого из ключа, последовательностью случайных чисел, формируемой генератором 13.

Второй сумматор 9 по модулю два служит для выделения случайной после- 25 довательности, получаемой в генераторе 13, из суммарной последовательности при ее поступлении в ответную часть.

Третий сумматор 10 по модулю два gp служит для наложения на случайную последовательность, формируемую генератором 13, последовательности кода соответствия ответной части.

Пятый сумматор 12 по модулю два предназначен для маскирования кода, выдаваемого из ответной части в замок, случайной последовательностью, формируемой генератором 14.

Генераторы 13 и 14 случайных чисел предназначены для формирования хаотической последовательности двоичных импульсов и могут быть выполнены по схеме, приведенной на фиг.4. Генераторы содержат диод 27, усилитель

28, элемент HE 29, элемент И 30, счетчик 31 на два разряда, сумматор

32, по модулю два и элемент И 33.

Сигнал с шумового диода 27, в качест35

Четвертый сумматор 11 по модули два служит для выделения случайной последовательности, формируемой генератором 14, из последовательности, поступающей из ответной части ключа. 4Q

Ве ко f0pQI О может быть использован диод ? Г401Л, пос "упает через усилитель 28 на элемент И 30. При отсутствии тактирующего импульса элемент

И 30 открыт и импульсы шума подсчитываются в счетчике 31, а затем, складываясь по модулю два на сумматоре

32, выдаются на вход элемента И 33.

При поступлении тактового импульса элемент И 30 закрывается, а через открытьп элемент И 33 происходит считывание состояния сумматора 32 по модулю два на выход устройства. Работа генераторов поясняется временной диаграммой, представленной на фиг.5.

На диаграмме работы показаны

34 — входы элементов HE 29, И 33;

35 — выход усилителя 28;

36 — вход счетчика 31;

37 — выход первого разряда счетчика 31;

38 — выход второго разряда счетчика 31;

39 — выход сумматора 32;

40 — выход элемент" И 33, Блок 15 сложения служит для маскирования кода ключа случайной последовательностью, формируемой генератором 14. Блок сложения может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. фиг.6. Он содержит одноразрядный сумматор 41, D-триггер 42, элемент HE

43, элемент 44 задержки и элемент

И 45. На сумматоре 41 осуществляется арифметическое сложение последовательности, получаемой на выходе сумматора 9 по модулю два, с последовательностью кода ключа, считываемой из блока памяти. Для учета признака переноса при слож;.нии последующих разрядов служит D-триггер 42, который устанавливает признаки переноса на входе сумматора 41 по сйгналу от элемента НЕ 43 после окончания такта 71 формируемого блоком 1 синхронизации, С целью устранения влияния переходных процессов при смене информации на результат сложения введен элемент 44 задержки и элемент И 45, которые обеспечивают выдачу суммы несколько позже момента прихода. переднего фронта такта Ti и точно го его окончании.

Блок 16 вычитания предназначен для выделения кода ключа из последовательности, поступающей из ключа в ответную часть. Блок 16 вычитания может быть выполнен по схеме, приведенной

5 14 на фиг.7. Он содержит D-триггер 46, элемент НЕ 47, сумматор 48, D-триггер 49, элемент HF. 50, элемент 51 задержки, D-триггер 52 и элемент И 53.

D-триггер 46 служит для запоминания информации, приходящей от блока 15 сложения, до начала следующего такта Т1.,Элемент 51 задержки, элемент

И 53 и D-триггер 52 необходимы для формирования результата работы блока в «читания,, не зависящего от переходи «к процессов н нем, и сохранения полученного результата до прихода след ующего такта Т1. D-триггер 49 служйт для формирования признака переноса после окончания такта Т1. Он имеет установочный вход в единицу при включении питания. Для получения разности двух чисел с помощью сумматора необходимо вычитаемое представить в инверсном коде, а к разности добавить единицу в младшем разряде.

Данные операции обеспечиваются исользованием элемента НЕ 47, инверирующим вычитаемое, и установкой

D-триггера 49 в единицу при включении

«1итания.

Регистр 17 предназначен для запиСи кода ключа, поступающего в ответйую часть из ключа.

Блок 18 элементов И предназначен для выдачи кода ключа на защищаемый объект после окончания цикла его приема из ключа.

Устройство работает следующим образом.

В, исходном состоянии сигналом с ,выхода блока 1 синхронизации блок 18 элементов И закрыт и информация из тнетной части на защищаемый объект е выдается.

При состыковке ключа с ответной

Частью срабатывает концевой переключатель блока 1 синхронизации, последний с некоторой задержкой начинает вырабатывать тактовые импульсы Т1 и

Т2. Тактовые импульсы Т1 поступают йа входы блоков 2, 3, 5, б, 7 памяти, s"åHåðàòoðîâ 13 и 14 случайных чисел и блоков сложения 15 и вычитания 16.

Тактовые импульсы Т2 поступают на синхронизирующий вход регистра 17.

По первому такту Т1 первый разряд кода соответствия считывается из nepsoro блока 2 памяти, складывается по

Ф модулю два на сумматоре 8 с первым

) азрядом случайной последовательности, формируемой генератором 13> и вы15

55 первый разряд кода соответстния, хранимого в блоке 2 памяти, поступает на сумматор 10 по модулю дна, где суммируется с результатом, полученным на сумматоре 9, и поступает на сумматор 12 по модулю два. На второй вход сумматора 12 по модулю дна поступает первый разряд случайной последона-. тельности, формируемой генератором

14, и результат суммирования выдается на выход ответной части.

Одновременно с этим первый разряд кода соответствия считывается из блока 5 памяти и складывается по модулю два на сумматоре 11 с первым разрядом случайной последовательности, формируемой генератором 13, и с суммой, поступающей из ответной части.

В случае идентичности кодов соответствия, хранимых в блоках 2 и 5 памяти соответственно ответной части и ключа, на выходе сумматора 11 по модулю два выделится первый разряд случайной последовательности, формируемой генератором 14, который поступает на вход блока 15 сложения. На второй вход блока 15 сложения по такту Т1 поступает первый разряд кода ключа, и результирующая сумма поступает из ключа на блок 16 вычитания ответной части, На второй вход блока 16 вычитания поступает первый разряд случайной последовательности, формируемой генератором 14. В результате вычитания первый разряд кода ключа поступает на вход регистра t7 и по такту Т2 записывается B его первый разряд. Аналогичный процесс происходит по второму такту Т1 и Т2 и т.д.

Если же коды соответствия не совпадают, что происходит при использовании чужого ключа, код ключа, поступающий в регистр 17, искажается и,. следовательно, доступа к защищаемому объекту не происходит.

23816 б дается на выход ключа. По этому же такту первый разряд кода соответствия считывается из второго блока 3 памяти и складывается по модулю два на сумматоре 9 с суммой, поступившей из ключа. В случае идентичности кодов соответствия, хранящихся в блоках 2 и 3 памяти соответственно ключа и ответной части, на выходе сумматора 9

° по модулю два выделится первый разряд случайной последовательности, формируемой генератором 13, Кроме того, по первому такту Ti

7 14

После приема кода ключа полностью в регистр 17 процесс обмена ключа с ответной частью прекращается, и с блока 1 синхронизации на блок 18 элементов И поступает сигнал разрешения выдачи кода ключа на защищаемый объект. После этого работа устройства заканчивается.

Таким образом, выдача кодов соответствия из ключа в ответную часть и из ответной части в ключ происходит в замаскированном виде, что не позволяет получить их в явном виде при подключении к ключу или ответной части специально изготовленных устройств. Выдача кода ключа из ключа в ответную часть происходит также в замаскированном виде и вскрыть его невозможно. Следовательно, использование генераторов 13 и 14 случайных чисел, сумматора 12 по модулю два и соответствующих связей позволяет защищать код ключа от компрометации.

С другой стороны, использовать стратегию снятия "слепка" в данном случае не имеет смысла, так как состояние генераторов случайных чисел постоянно меняется и "слепок" будет отражать только реакцию ключа или ответной части на момент снятия

"слепка". Устранить влияние генераторов 13 и 14 на выдаваемые ключом и ответной частью последовательности путем использования операции сложения по модулю два невозможно из-за разнородности операций, выполняемых сумматорами по модулю два и блоками сложения 15 и вычитания 16.

Преимущества предложенного устройства, а именно невозможность компрометации кода ключа и изготовления копии ключа, обеспечивают его более высокую секретность.

Формул а из о б р е т е ния

Устройство управления доступом, содержащее блок синхронизации, первый выход которого подключен к входам первого и второго блоков памяти и через первую пару контактов электрического разъема — к входам третьего и четвертого блоков памяти, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения секретности, в устройство введены дополнительный блок памяти, 2381б сумтаторы по модулю два, генераторы случайных чисел, блок сложения, блок

30 ) 5

55 вычитания, регистр сдвига, блок элементов И, причем выход четвертого блока памяти 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 памяти, а первый блок памяти выходом подсоединен к первому входу третьего сумматора по модулю два, третий блок памяти 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 вычитания соединены дополнительно с первым выходом блока синхронизации, а входы первого генератора случайных чисел, дополнительного блока памяти и первый вход блока сложения соединены дополнительно с первой парой контактов электрического разъема, выход первого генератора случайных чисел подключен к второму входу первого и третьему входу четвертого сумматоров по модулю два, выход четвертого сумматора по модулю два соединен с вторым входом блока сложения, третий вход которого подсоединен к выходу дополнительного блока памяти, а выход через четвертую пару контактов электрического разъема соединен с вторым входом блока вычитания, выход второго генератора случайных чисел подключен к третьему входу блока вычитания и к первому входу пятого сумматора по модулю два, второй вход которого подключен к выходу третьего сумматора по модулю два, вторым входом соединенного с выходом второго сумматора по модулю два, а выход пятого сумматора по модулю два соединен с третьей парой контактов электрического разъема, выход блока вычитания подключен к информационному входу 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.

1423816

1423816

14? 3816

5dz 7!

Составитель Г.Плотникова

Техред Л. Олийнык Корректор С,Шекмар

Редактор И.Петрова

Тираж 418 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 5002

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4