密码根据随机码进行变化的动态密码电子锁系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种密码根据随机码进行变化的动态密码电子锁系统，特别涉及到该类电子锁的控制器。
【背景技术】
[0002]目前，现有的电子密码锁其密码的产生有两大类:第一大类为可以进行设置的固定密码，密码存储在非易失性存储器中，每次开锁时输入密码，输入的密码和存储在非易失性存储器中密码进行核对一致时开锁，还可以通过密码设置修改非易失性存储器中密码的值，更新密码以增强安全性。第二大类为使用电子钥匙的情况，电子钥匙可以是各种接触或非接触的磁卡，IC卡等电子标签，电子标签中记录了密码锁的密码，解决了用户需要记住密码的苦恼。电子钥匙还可以使用动态密码，随着电子钥匙的每次使用，在电子钥匙和密码锁进行数据交换的过程中，通过算法或随机码动态更新非易失性存储器和电子钥匙中的密码，使之不易别他人仿制或破解。通过加密技术的不断革新，以上两种类型的密码锁的安全性越来越强，已经在宾馆，写字楼和家庭中广泛使用。但是以上两大类密码锁在针对密码锁的临时使用者的使用上稍显不便，固定密码锁在临时使用者使用后需要密码锁管理者到密码锁所在地进行密码的修改；电子钥匙需要把电子钥匙实物交给临时使用者并在使用后收回。
[0003]因此，在需要经常服务于临时使用者的场合，一种密码可以动态变化而且又方便管理的电子锁变的很重要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服以上现有技术的局限而提供的一种密码根据随机码进行变化的动态密码电子锁，电子锁的临时使用者在开锁时先让电子锁生成一个随机码R，然后临时使用者把该随机码R发送给该电子锁的管理者，电子锁管理者使用一个临时密码生成器使用上述随机码R和固定密码F通过特定算法(例如单向散列函数等)动态地生成临时密码P，当临时使用者把P输入到电子锁后，电子锁先取得之前生成的随机码R和该电子锁中存储的固定密码F，然后通过与上述同样的特定算法生成对照码X，对比X和P，若一致则开锁。
[0005]本发明所提供的技术可适用于直接密码按键开锁和通过有线、无线链路连接的数据通信开锁以及使用电子钥匙(接触式或非接触式)开锁等各类电子锁。使用临时密码时，可以直接通过数字键盘输入临时密码P，也可以使用一维条码、二维码、彩色识别码、打孔卡、磁卡、IC卡、RFID、蓝牙(Bluetooth)、NFC、USB存储器、信息纽扣、闪存数据存储装置、通过触点连接的通信装置、通过有线连接的通信装置、无线通信装置、通过电磁感应耦合方式进行通信的通信装置、无线射频通信装置、通过音频进行通信的通信装置、红外线通信装置、不可见光通信装置、可见光通信装置、电子钥匙、利用量子效应的通信装置、模式识别装置、生物识别装置、语音识别装置、文字识别装置、OCR等作为介质存储临时密码P，并在锁体上采用对应方式的装置对存储有临时密码P的介质进行读取。
[0006]本发明的密码根据随机码进行变化的动态密码电子锁系统由锁体和临时密码生成器两部分组成，这两部分之间可以不需要任何形式的连接。临时密码生成器可以是类似计算器的电子装置、运行在个人计算机或手机上的软件，也可以是以互联网应用程序等远程服务方式提供的一种服务形式。锁体中有锁机构部分和控制部分，其中控制部分由微处理器IC1，非易失性存储器IC2，输入单元例如数字键盘和一个用于输出的LED显示器IC4(适用时)等组成，通过一个输出驱动器IC5，所述控制器可控制锁体机构以及报警器IC6。电子装置形式的临时密码生成器中包括微处理器IC7和用于显示的液晶显示器IC8等。
[0007]采用本发明的电子锁是这样工作的:开始时，在锁体内的非易失性存储器IC2中存入一组固定密码F(管理权限密码或一般密码)，当临时使用者希望打开该电子锁时，临时使用者先让电子锁生成一个随机码R，然后临时使用者把随机码R发送给该电子锁的管理者，该电子锁的管理者使用临时密码生成器输入固定密码F(管理权限密码或一般密码)和随机码R后，临时密码生成器通过特定算法(例如单向散列函数等)计算得出固定字长的临时密码P(例如6位)，发回给临时使用者，临时使用者在电子锁上输入临时密码P，电子锁通过提取非易失性存储器IC2中的固定密码F(管理权限密码或一般密码)和之前生成的随机码R，进行上述临时密码生成器中同样的特定算法的计算，得出固定字长字符串X (例如6位)，把该字符串X和输入的临时密码P进行比对，如果一致则控制驱动机构开锁，若不一致再次比对固定密码F (管理权限密码或一般密码)和输入的临时密码P，如果一致则控制驱动机构开锁，若不一致则控制报警器报警。
[0008]因此，本发明的密码根据随机码进行变化的动态密码电子锁系统的特征在于:开锁用的临时密码是通过固定密码和一个随机码通过特定算法(例如单向散列函数等)计算出来的，随着固定密码的变更或者是每次随机码的更替，临时密码随之自动进行可预测的变更。
[0009]本发明的有益效果是:电子锁管理者在对电子锁临时使用者进行使用授权时，只需通过临时密码生成器输入固定密码(管理权限密码或一般密码)和指定的电子锁临时使用者在电子锁上读取到的随机码，就可方便地取得在该对应该随机码使用的临时密码。电子锁临时使用者在有效时间段内输入临时密码打开电子锁，而不需要知道该电子锁的固定密码(管理权限密码或一般密码)，临时密码在使用后或过期后失效，电子锁临时使用者就无法打开电子锁。由此一来，相对于使用固定密码的电子锁，在确保安全性的前提下，该动态密码电子锁系统省略了电子锁管理者在每个电子锁临时使用者使用后都需要重新设定密码的工作，方便了电子锁的管理。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011]图1示意性说明本发明电子锁系统的锁体和电子装置型临时密码生成器的功能原理。
[0012]图2示意性说明本发明电子锁系统的锁体和电子装置型临时密码生成器的功能框图。
[0013]图3说明本发明锁系统控制器部分的工作流程。
[0014]图4说明本发明锁系统电子装置型临时密码生成器的工作流程。
[0015]图5举例说明本发明锁系统的结构。
[0016]图6举例说明本发明锁体控制部分的电路原理。
[0017]图7举例说明本发明临时密码生成器的电路原理。
[0018]图8举例说明本发明锁体的非易失性存储器中数据的安排。
[0019]图9举例说明本发明临时密码的计算流程。
[0020]图10举例说明本发明带有指定有效时间的临时密码计算流程。
【具体实施方式】
[0021]本发明的密码根据随机码进行变化的动态密码电子锁系统由锁体和临时密码生成器两部分组成，参见图1和图2，这两部分之间不需要任何形式的连接。临时密码生成器可以是类似计算器的电子装置、运行在个人计算机或手机上的软件，也可以是以互联网应用程序等远程服务方式提供的一种服务形式。锁体中有锁机构部分和控制部分，其中控制部分由微处理器IC1，非易失性存储器IC2，输入单元例如数字键盘和一个用于输出的LED显示器IC4 (适用时)等组成，通过一个输出驱动器IC5，所述控制器可控制锁体机构以及报警器IC6。电子装置形式的临时密码生成器中包括微处理器IC7和用于输出的液晶显示器IC8 等。
[0022]开锁用的临时密码是通过固定密码和每次获取的随机码通过特定算法(例如单向散列函数等)计算出来的，随着固定密码的变更或者是随机码的更替，临时密码随之自动进行对电子锁管理者来说可预测的变更。临时密码只在获取了对应的随机码之后的特定时间段内有效，在该特定时间段以外的任何时间，该临时密码无效。临时密码可以使用如图2右侧所示的临时密码生成器生成，其处理过程如图4所示，IC7首先接收电子锁管理者从键盘输入的固定密码字符串F和从临时使用者发送来的随机码R，并对这两项进行特定算法的运算(例如单向散列函数等)得到固定长度的临时密码P，回传给临时使用者，临时使用者在一定时间内在电子锁上输入临时密码，电子锁通过提取非易失性存储器IC2中的固定密码F (管理权限密码或一般密码)和之前生成的随机码R，进行和临时密码生成器中同样的特定算法，得出固定字长字符串X (例如6位)，把该字符串X和输入的临时密码P进行比对，如果一致则控制驱动机构开锁，若不一致则再次比较固定密码F (管理权限密码或一般密码)和输入的临时密码，如果一致则控制驱动机构开锁，若不一致控制报警器报警，参见图3。
[0023]临时密码P的生成需要固定密码F和临时使用者在电子锁上获得的随机码R两个变量，根据需要采用特定的算法，可采用适度复杂的单向散列函数来进行计算而得出，这样，即使知道该算法的详细步骤，并掌握临时密码和随机码R的情况下，也很难甚至无法推算出该电子锁的固定密码，确保了电子锁的安全性。
[0024]电子锁在生成某一随机码R后，可以设定一个固定的有效期来验证对应该随机码的临时密码P，当该有效期过去后，该随机码失效，需要重新生成新的随机码，之后输入的临时密码也需要基于新的随机码来生成；随机码R和临时密码P的有效期也可以动态指定，如图10所示，在上述临时密码的生成过程中，电子锁使用者在临时密码生成器上输入固定密码F和随机码R之外，还可以输入一个有效时间段H，例如以小时为单位的一个整数，F和R在经过特定算法后先生成一个中间密码M,然后再以特定方式组合M和H，组合之后的数据串使用F作为密钥再经过一个可逆的算法(例如对称加密算法AES等)生成临时密码P，当临时使用者输入临时密码P后，可以使用F作为密钥反向计算出M和H，M使用前述验证方法进行验证，H可以检查该随机码和临时密码的使用是否超出了有效时间。
[0025]临时密码的输入方式可以多种多样，对于位数比较少的临时密码来说，最简单的是使用数字键盘直接输入。但是加上有效时间段等信息再加密后，或者为了更安全，我们常常使用位数更多、位数可变的临时密码，这时再使用数字键盘输入就会比较困难，现在新的流行技术包括蓝牙、NFC等都可以