安全轉(zhuǎn)盤指紋鎖的創(chuàng)新與發(fā)展

■文/上海櫸樹智能科技有限公司 王喬 謝磊

1 引言

隨著人們生活品質(zhì)要求的不斷提高，對(duì)智能門鎖的安全與便捷越來越認(rèn)可。在互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展下，智能安防概念越來越火熱，智能門鎖行業(yè)快速崛起。傳統(tǒng)的鎖具廠商，科技巨頭紛紛涉足，使得各行各業(yè)都認(rèn)為智能門鎖的春天已經(jīng)到來。

據(jù)相關(guān)報(bào)告顯示，全國鎖具行業(yè)的總產(chǎn)值達(dá)到600億元以上，其中智能門鎖行業(yè)總產(chǎn)值僅60億元左右。與日韓，歐美等成熟市場相比，我國智能門鎖的市場占有率不足3%，而日韓智能門鎖占有該地區(qū)70%以上的市場，歐美智能門鎖占有該地區(qū)50%以上的市場。

智能門鎖相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械門鎖，可以擺脫機(jī)械鑰匙的束縛，更加安全與便捷。

2 智能門鎖產(chǎn)品現(xiàn)狀

智能門鎖區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械鎖的是，增加了電控驗(yàn)證、智能安防等多種技術(shù)，豐富了開門方式，在用戶的安全、識(shí)別、管理等方面更加智能、簡便。

目前，智能門鎖市場的火熱，導(dǎo)致不少企業(yè)的智能鎖都是在保留著機(jī)械鑰匙鎖芯的防盜鎖體上加裝智能電控系統(tǒng)，傳統(tǒng)的機(jī)械鑰匙鎖芯是在電控失效時(shí)應(yīng)急入戶用的。用戶實(shí)際使用過程中仍需要攜帶鑰匙以備不時(shí)之需。雖然增加了多種電控開鎖方式，但僅僅是提供了便利性。基于木桶短板原理，安全性并沒有增強(qiáng)。即便電控系統(tǒng)防護(hù)級(jí)別再高，這樣的智能門鎖的安全性還是由備用的機(jī)械鑰匙鎖芯決定的。甚至有的智能門鎖還在使用A級(jí)，B級(jí)鎖芯，實(shí)際上沒有增強(qiáng)門鎖的安全性。市場上的智能門鎖，最主流的電控開門方式主要有：指紋、人臉、密碼、IC/ID卡、藍(lán)牙、NFC、WIFI遠(yuǎn)程等多種開門方式。通過多種電控開門方式，不再局限于隨身攜帶的機(jī)械鑰匙開門，增加了開門的便利性，甚至還可以通過遠(yuǎn)程管理門鎖。機(jī)械開門方式主要是以傳統(tǒng)鎖芯為主，按照GA/T 73-2015分A、B、C三個(gè)級(jí)別。在安全性上，智能門鎖大多采用對(duì)稱算法對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。同時(shí)兼具防劫持報(bào)警、密碼防試錯(cuò)報(bào)警、電量不足報(bào)警、假鎖報(bào)警、防撬報(bào)警等功能。

3 智能門鎖的思考與創(chuàng)新

針對(duì)目前大部分智能門鎖沒有擺脫傳統(tǒng)機(jī)械鑰匙的缺陷，安全轉(zhuǎn)盤指紋鎖從安全性、開鎖方式、易用性、急救能力等方面進(jìn)行思考和創(chuàng)新。

3.1 安全性

安全轉(zhuǎn)盤指紋鎖與其它鎖具在安全性方面有如下特點(diǎn)：

（1）采用金融與軍用級(jí)高安全性和可靠性的轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖芯替代了傳統(tǒng)的機(jī)械鑰匙鎖芯，杜絕了鑰匙易復(fù)制和易被技術(shù)開啟的缺陷，且機(jī)械轉(zhuǎn)盤密碼做了隱藏式的設(shè)計(jì)，有效防止密碼被偷窺的可能；

（2）在密碼鍵盤上，采用了UV磨砂表層，這樣鍵盤上就不易殘留指紋；使用虛位密碼技術(shù)，可以有效地防止輸入的密碼被人惡意偷窺；

（3）采用全金屬外殼，不僅防破壞能力強(qiáng)，還經(jīng)久耐用；

（4）門鎖內(nèi)置獨(dú)立的米家定制安全芯片（MJSC），數(shù)據(jù)傳輸都經(jīng)過安全芯片認(rèn)證加密，并且錄入的指紋都存儲(chǔ)在米家安全芯片獨(dú)立區(qū)域內(nèi)，不用擔(dān)心個(gè)人信息遭到泄漏；

（5）在門鎖后面板上增加了雙重驗(yàn)證入戶設(shè)置按鈕，用戶可在密碼/指紋/藍(lán)牙三種入戶方式間做任意雙重組合，硬件上獨(dú)創(chuàng)雙因子驗(yàn)證技術(shù)保證兩個(gè)方式同時(shí)驗(yàn)證通過方可入戶；

（6）內(nèi)置的多組傳感器在開鎖30秒后檢測到仍未關(guān)閉會(huì)進(jìn)行警告音提醒。

3.2 開鎖方式

一般智能鎖由于傳統(tǒng)機(jī)械鎖芯的存在，并不能真正的告別鑰匙。但在生活中，習(xí)慣了使用指紋密碼等電控開門方式之后，很難再做到隨身攜帶鑰匙，一旦遇到緊急突發(fā)事件，電控失效而又沒有攜帶鑰匙的情況，這無疑是相當(dāng)麻煩的。安全轉(zhuǎn)盤指紋鎖采用了更安全的轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖芯取代傳統(tǒng)的機(jī)械鑰匙鎖芯，使用機(jī)械密碼作為門鎖的機(jī)械備用開門方式，做到了真正的告別鑰匙。

3.3 易用性

在易用性上，安全轉(zhuǎn)盤指紋鎖引入了活體指紋識(shí)別開鎖方式，指紋頭與把手完美融合，旋轉(zhuǎn)把手的同時(shí)，即可驗(yàn)證指紋，瞬間入戶。在門鎖前面板上，增加了室內(nèi)反鎖提醒、雙重驗(yàn)證提醒、低電量提醒，降低用戶使用難度。

3.4 急救能力

在急救能力上，經(jīng)過大量的思考驗(yàn)證后， 安全轉(zhuǎn)盤指紋鎖不集成防貓眼開啟功能?；谵D(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖芯的安全，安全轉(zhuǎn)盤指紋鎖做了更深入的創(chuàng)新，即使室內(nèi)反鎖，從外面依然可以使用機(jī)械安全轉(zhuǎn)盤開鎖。在緊急突發(fā)事件，室內(nèi)反鎖的情況下，用戶也可以通過機(jī)械轉(zhuǎn)盤緊急入戶，保障人身財(cái)產(chǎn)的安全。

4 機(jī)械密碼轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)

高安全轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖是以高密鑰量和防止技術(shù)開啟結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通常為金融、軍隊(duì)等重點(diǎn)安全防范等級(jí)單位的設(shè)備與實(shí)施上使用的專用鎖具，例如金庫、軍械庫、銀行ATM機(jī)、槍械彈藥柜、高級(jí)保險(xiǎn)箱等等。

以往使用轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖的大多數(shù)為專業(yè)人士，普通大眾接觸這種鎖具的機(jī)會(huì)不多。所以，在這里簡單的介紹一下轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖的原理。

4.1 基本原理

每個(gè)密碼圓盤的邊緣都有一個(gè)開口。轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，使數(shù)只圓盤的開口位置實(shí)現(xiàn)一致，讓控制栓可以落入圓盤的開口，實(shí)現(xiàn)鎖舌的開啟。因此，驅(qū)動(dòng)密碼圓盤旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)技術(shù)原理是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖基本原理的核心技術(shù)。傳統(tǒng)高檔轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖有如下主要缺陷：

圖1 指紋頭在把手處

1）操作繁瑣

以三片式傳統(tǒng)高檔轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖為例，在使用上，需要通過正反旋轉(zhuǎn)近十圈才能完成機(jī)械密碼的輸入，成功開鎖。且在每次開鎖之后，必須轉(zhuǎn)動(dòng)若干圈轉(zhuǎn)盤來打亂密碼。如果不打亂密碼，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖永遠(yuǎn)停留在密碼輸入完成的狀態(tài)，則一直可以進(jìn)行開鎖。

2）密碼輸入不易

由于要靠旋鈕邊緣的精密刻度來分辨密碼，靠轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕的微小角度判斷密碼的準(zhǔn)確，稍有不慎就可能輸入錯(cuò)誤而前功盡棄。

3）容易被技術(shù)開啟

經(jīng)過訓(xùn)練的鎖匠可以手工或機(jī)械破譯機(jī)械密碼鎖的密碼。

盡管這種傳統(tǒng)高檔轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)的機(jī)械密碼鎖有上述缺陷，但它的全機(jī)械結(jié)構(gòu)特性保障了它的可靠性，在沒有可替換它的機(jī)械密碼鎖的情況下，此類產(chǎn)品仍是金融、軍隊(duì)等用戶的設(shè)備和設(shè)施上的首選。

4.2 創(chuàng)新發(fā)展

針對(duì)傳統(tǒng)高檔轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖存在的問題,轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖可實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)及使用性的創(chuàng)新。

1）改變圓盤式機(jī)械密碼鎖的傳動(dòng)原理和操作方式

以櫸樹智能的安全轉(zhuǎn)盤指紋鎖為例，擁有全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心專利技術(shù)鎖芯“機(jī)械撥碼器”。通過這一全新的機(jī)械撥碼機(jī)構(gòu)，改變了百十年來轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖的傳動(dòng)原理和操作方式，使轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖成為一種操作簡單，使用方便，具有更高的安全可靠性，應(yīng)用范圍廣泛的可以面向大眾化的高安全鎖具。

傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖通過主動(dòng)盤拖動(dòng)被動(dòng)盤的方式需要正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)許多圈完成密碼的輸入，操作繁瑣。安全轉(zhuǎn)盤指紋鎖使用的轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖通過鎖芯中的機(jī)械撥碼器實(shí)現(xiàn)依次撥動(dòng)每一個(gè)密碼盤，實(shí)現(xiàn)密碼數(shù)字的全排列組合，密碼可以精確定位。改變了轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖輸入密碼的操作方式，提高了密碼輸入速度，更加方便適用。

2）很難使用試探法破譯密碼實(shí)現(xiàn)技術(shù)開鎖

傳統(tǒng)的高檔轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖，鎖舌聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)連桿與控制栓是一體的，控制栓可以接觸密碼圓盤。利用這個(gè)缺陷，開鎖高手可以用試探的方式，操作刻度盤旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)密碼盤，當(dāng)圓盤開口接觸控制栓的瞬間憑感覺找出其位置的密碼數(shù)值，實(shí)現(xiàn)技術(shù)性開鎖。而安全轉(zhuǎn)盤指紋鎖使用的轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖僅在一個(gè)很小的位置讓控制栓可以接觸到密碼盤，此時(shí)密碼盤是靜止的，沒有試探密碼的機(jī)會(huì)，用傳統(tǒng)的技術(shù)開鎖方式是無法破解密碼被打開的。

3）密碼盤復(fù)位機(jī)構(gòu)在開鎖同時(shí)清零密碼

傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖關(guān)閉鎖舌后必須轉(zhuǎn)動(dòng)多圈打亂密碼盤的位置。按中國人民銀行規(guī)定，重要的金庫等地方使用的轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖，還必須安裝電動(dòng)亂碼器，防止關(guān)閉鎖舌后忘記打亂密碼出現(xiàn)安全上的事故。安全轉(zhuǎn)盤指紋鎖使用的轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖具有的開鎖復(fù)位、密碼清零功能，徹底解除了用戶的后顧之憂。

4）用分立的密碼盤彈性鎖定機(jī)構(gòu)適應(yīng)頻繁改變密碼

可以改變密碼的傳統(tǒng)高檔轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖的密碼盤多采用黃銅金屬材料制作，密碼盤與鎖定片是一體沖壓制成的，密碼盤與襯套滑動(dòng)配合，依靠彈性摩擦鎖定。受材料因素制約，經(jīng)常改變密碼，其彈性片會(huì)逐漸失去彈性，鎖定性能變差，出現(xiàn)俗稱“跑碼”的現(xiàn)象，造成密碼鎖不能正常開啟。

安全轉(zhuǎn)盤指紋鎖使用的轉(zhuǎn)盤式機(jī)械密碼鎖采用齒形密碼盤配以不銹鋼片式彈簧，使密碼盤鎖定牢固，即使百萬次的變換密碼鎖定性能依然可靠。讓圓盤式機(jī)械密碼鎖在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)密碼具有全排列自由組合功能，理論密鑰量與實(shí)際有效的密鑰量相同，提高了產(chǎn)品的保密和可靠性能。

5 結(jié)語

門鎖的本質(zhì)是安全，通過權(quán)限驗(yàn)證的方式，對(duì)連接室內(nèi)室外通道的出入進(jìn)行有效控制。因此，門鎖的安全性和易用性是關(guān)鍵，應(yīng)在加強(qiáng)智能門鎖安全的基礎(chǔ)上，盡力提升智能門鎖的易用性和開門體驗(yàn)。隨著智能門鎖相關(guān)技術(shù)的日益發(fā)展與成熟，智能門鎖的優(yōu)勢日益突出，未來必將逐漸取代傳統(tǒng)的機(jī)械鎖。