基于脑机交换技术的密码锁及其加密解密方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于脑机交换技术的密码锁及其加密解密方法，其中密码锁包括：穿戴设备，其包括与人体头部相配合的外壳，外壳形成有内部空间，内部空间中设置有脑电波传感器和第一加密无线传输器，脑波传感器包括传感单元和信号传输单元；加密解密设备，其包括接收器和匹配器，接收器包括接收单元和第二加密无线传输器，匹配器一端与接收单元电性连接，另一端具有与待加密设备相配合的接口，匹配器包括存储单元和读取单元；密码存储器，其设置于待加密设备中。本发明的密码锁具有较高的安全性，其能够在残疾人和不识字者设置密码时，为他们提供加大的方便，且其操作简单，使用方便，具有广泛的应用性。
【专利说明】基于脑机交换技术的密码锁及其加密解密方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及脑机交换【技术领域】，特别是涉及一种基于脑机交换技术的密码锁及其加密解密方法。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的迅速发展，密码在现实生活中变得必不可少，例如银行卡密码、网银密码、手机密码等等。密码与人们的财产、隐私安全具有密切的联系，密码一旦被破译或者不设置密码，那么用户的信息安全，账户安全以及财产安全都得不到保障。
[0003]目前，现有的密码组合中，密码多只用数字、字母、符号组成，密码的单调性使得密码易于破解；此外，对于正常人而言，为了提高密码的安全性，一般需将密码的组合设置的较长且复杂，可对于一些全身瘫痪的人们，就设置密码本身而言都存在较大的困难；再次，如上所述，当今社会各类密码锁的密码不仅单调易被盗易破译，而且由于某些组合形式复杂的密码，其往往是没有特定含义的排列组合，从而容易被遗忘，给人们带来了很多不便。
[0004]针对上述问题，本发明提供一种基于脑机交换技术的密码锁、及其加密解密方法。
[0005]其中，脑机交换技术(Brain-computer interface, BCI),是指基于脑电信号实现人脑与计算机或其他电子设备的通讯和控制。它是一种新的人机交互方式，BCI通过直接检测大脑中各类信号的变化，获得大脑的思维信息。BCI的基本原理是:首先通过脑电信号(EEG)检测技术获取神经系统的电活动变化，再对这些信号进行分类识别，分辨出弓I发脑电变化的动作意图。然后，用计算机把人的思维活动转变成命令信号驱动外部设备，从而在没有肌肉和外围神经直接参与的情况下，实现人脑对外部环境的直接控制。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供一种基于脑机交换技术的密码锁、及其加密解密方法。
[0007]本发明的基于脑机交换技术的密码锁采用人体的脑电波信息为密码，完全不同于现有的数字、字母、符号等组成的密码。
[0008]目前，本发明所基于的脑机交换技术，已在某些领域得到了应用，例如意念猫耳这一消费级产品已经实现了商业化，同时这也证明脑机交换技术的应用也已经取得了较大的突破。由此，本发明的于脑机交换技术的密码锁、及其加密解密方法的可行性是显而易见的。
[0009]为了实现上述目的，本发明提供一种基于脑机交换技术的密码锁，其包括:
[0010]穿戴设备，其包括与人体头部相配合的外壳，所述外壳形成有内部空间，所述内部空间中设置有脑电波传感器和第一加密无线传输器，所述脑电波传感器和第一加密无线传输器进行信号传输，所述脑波传感器包括传感单元和信号传输单元，所述内部空间中还设置有控制器和报警器；
[0011]加密解密设备，其包括接收器和匹配器，所述接收器接收所述第一加密无线传输器传输的信号，所述接收器包括接收单元和第二加密无线传输器，所述匹配器一端与所述接收单元电性连接，另一端具有与待加密设备相配合的接口，所述匹配器包括存储单元和读取单元；
[0012]密码存储器，其设置于待加密设备中。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述穿戴设备和加密解密设备上设置有线接口，所述穿戴设备和加密解密设备的有线接口插入连接线时，所述脑电波传感器通过连接线与接收器进行信号传输。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述报警器为声音报警器、震动报警器、电刺激报警器。
[0015]为实现上述另一发明目的，本发明的一种根据如上所述的基于脑机交换技术的密码锁的加密解密方法，其包括如下步骤:
[0016]S1.开启脑电波传感器密码录入模式，控制器控制报警器报警，脑电波传感器开始记录收到的脑电波信息，关闭脑电波传感器密码录入模式，脑电波传感器停止记录脑电波信息，控制器再次控制报警器报警；
[0017]S2.脑电波传感器将记录的脑电波信息发送给加密解密设备的接收器，接收器接收到脑电波信息后将其发送给加密解密设备的匹配器；
[0018]S3.匹配器接收到接收器发送的脑电波信息后，将其存储于存储单元中；
[0019]S4.匹配器判断待加密设备的加密状态，当待加密设备处于待加密状态时，匹配器中的读取单元读取存储单元中存储的脑电波信息，并将读取的脑电波信息存储到待加密设备的密码存储器中，待加密设备进行加密，否则，执行S5步骤；
[0020]S5.匹配器中的读取单元读取已加密设备的密码存储器中的信息，并将已读取的信息与存储单元中保存的脑电波信息进行匹配，如二者信息一致，则已加密设备解密；否则再次执行Si及其以下步骤。
[0021]作为本发明的进一步改进，所述SI具体包括:
[0022]所述脑电波传感器在收到代表开始工作的脑电波信息后，控制器控制报警器报警，脑电波传感器密码开启录入模式，脑电波传感器记录之后收到的脑电波信息；所述脑电波传感器在收到代表结束工作的脑电波信息后，脑电波传感器密码关闭录入模式，脑电波传感器停止记录脑电波信息，控制器再次控制报警器报警。
[0023]作为本发明的进一步改进，所述SI还包括:
[0024]设置脑电波传感器的启动密码位和结束密码位，所述脑电波传感器在收到代表开始工作的脑电波信息后，进行接收代表启动密码位的脑电波信息，控制器控制报警器报警，脑电波传感器密码开启录入模式，脑电波传感器记录之后收到的脑电波信息；
[0025]所述脑电波传感器在收到代表结束工作的脑电波信息后，进行接收代表结束密码位的脑电波信息，控制器再次控制报警器报警，脑电波传感器密码关闭录入模式，脑电波传感器停止记录脑电波信息。
[0026]作为本发明的进一步改进，所述步骤SI还包括:
[0027]所述脑电波传感器收到代表启动密码位的脑电波信息后，将其与自身存储的启动密码位信息进行匹配，如二者一致，则脑电波传感器开始记录之后收到的脑电波信息；
[0028]所述脑电波传感器收到代表结束密码位的信息后，将其与自身存储的结束密码位信息进行匹配，如二者一致，则脑电波传感器停止记录脑电波信息。[0029]作为本发明的进一步改进，所述SI具体包括:
[0030]按下开始按钮，开启脑电波传感器密码录入模式，控制器控制报警器报警，脑电波传感器开始记录收到的脑电波信息；
[0031]按下结束按钮，关闭脑电波传感器密码录入模式，脑电波传感器停止记录脑电波信息，控制器再次控制报警器报警；
[0032]作为本发明的进一步改进，所述脑电波传感器将记录的脑电波信息通过无线或有线的方式发送给加密解密设备的接收器。
[0033]作为本发明的进一步改进，所述步骤S4还包括:
[0034]所述匹配器的读取单元执行读取密码存储器中存储的信息的命令，如读取单元未读取到信息时，匹配器判断待加密设备处于待加密状态，否则匹配器判断待加密设备处于已加密状态，执行S5步骤。
[0035]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0036]第一、本发明的密码锁能大大加强密码的安全性，因为脑波是有多种变化的，一段旋律，一首诗歌等等，组合很多，从而使窃取密码变得十分不易。同时也防止了偷窥密码的行为，因为输入输出密码都是由脑海中的脑波形态来输入输出的，窃密者根本无从下手。
[0037]第二、为残疾人群解决了无法设置和输入输出键盘密码的问题，因为只要带上基于脑波的可穿戴设备，会应用启动密码位和结束密码位后就能够直接通过脑电波设置密码。因此，使用者依靠意识即可实现加密解密，不用运动到四肢。如此，就完全的适应了残疾人群的需求。
[0038]第三、对于一些不识字的人们来说，本发明为他们提供了极大的便利。因为无需记忆一些看不懂的字母或者数字，只需在脑海中想象一串自己设定的固定的旋律等就可以轻松设置密码锁，且操作简单，不易遗忘。
[0039]第四、本发明的密码锁可以取代家庭传统的门锁、手机、电脑等其他各类锁具，具有应用广泛的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1为本发明的基于脑机交换技术的密码锁一【具体实施方式】的模块示意图；
[0042]图2为发明基于脑机交换技术的密码锁的加密解密方法的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0043]如图1所示，本发明的基于脑机交换技术的密码锁100包括:穿戴设备10，该穿戴设备10包括与人体头部相配合的外壳，人们在使用本发明的密码锁时，需将上述外壳佩戴与头部上。具体地，上述外壳具有类似耳机的形状。
[0044]所述外壳形成有内部空间，该内部空间中设置有脑电波传感器101和第一加密无线传输器102,上述脑电波传感器101和第一加密无线传输器102进行信号传输。其中，脑波传感器101具体包括传感单元和信号传输单元，上述传感单元用于感测并接收人体的脑电波信息，信号传输单兀则用于将感测接收到的脑电波信息传输给第一加密无线传输器102。
[0045]上述外壳形成的内部空间中还设置有控制器和报警器，其中控制器可以是控制芯片等，其用于控制上述脑电波传感器101、第一加密无线传输器102、报警器的工作。报警器用于提示使用者穿戴设备所处的状态，在控制器的控制下报警器可发出警报信号，具体地，报警器可以为声音报警器、震动报警器、电刺激报警器等。
[0046]本发明的基于脑机交换技术的密码锁100还包括加密解密设备20，其包括接收器201和匹配器202，其中接收器201可接收上述第一加密无线传输器102传输的代表密码的脑电波信号，从而实现穿戴设备10与加密解密设备20之间的信号传输。匹配器202则用于实现对待加密设备的加密或解密。
[0047]具体地，接收器201包括接收单元2011和第二加密无线传输器2012，接收单元2011用于接收第一加密无线传输器102传输的信号，接收单元2011接收信号后，将该信号传递给第二加密无线传输器2012。第二加密无线传输器2012进一步将该信号发送给匹配器202。匹配器202的一端与接收单元2011电性连接，另一端具有与待加密设备相配合的接口。上述匹配器202包括存储单元2021和读取单元2022，其中存储单元2021用于存储来自于第二加密无线传输器2012的信号，而读取单元2022则可读取存储于存储单元2021中的脑电波信息。
[0048]在对待加密设备加密时，上述读取单元2022读取存储单元2021中的脑电波信息后，将该信息存储于待加密设备中的密码存储器中，存储后，待加密设备即被锁住；对已加密的设备进行解密时，读取单元2022读取待加密设备的密码存储器中存储的密码信息，并将该密码信息与存储与存储单元中存储的信息进行匹配，如匹配结果表明二者一致，则已加密设备进行解锁。
[0049]此外，作为另一种替代实施方式，上述穿戴设备10和加密解密设备20上设置有线接口，当穿戴设备和加密解密设备的有线接口插入连接线时，脑电波传感器可通过连接线与接收器进行信号传输。从而，通过有线方式进行信号传输具有更高的安全性。
[0050]进一步地，上述外壳形成的内部空间中还设置有电源设备。
[0051]如图2所示，本发明还提供一种如上所述的基于脑机交换技术的密码锁的加密解密方法，该加密解密方法包括如下步骤:
[0052]S1.开启脑电波传感器密码录入模式，控制器控制报警器报警，脑电波传感器开始记录收到的脑电波信息，关闭脑电波传感器密码录入模式，脑电波传感器停止记录脑电波信息，控制器再次控制报警器报警。
[0053]其中，开启或关闭脑电波传感器密码录入模式是指，使脑电波传感器处于接收并记录使用者发出的代表密码的脑电波信息的状态。作为一种实施方式，实现开启或关闭录入模式可通过如下技术手段实现:
[0054]使用者发出代表开始工作的脑电波信息，上述代表开始工作的脑电波信息实质是使用者发送给脑电波传感器的一条指令，脑电波传感器收到该指令后，则开启密码录入模式。相应地，使用者发送密码完毕后，向脑电波传感器发出代表结束工作的脑电波信息，脑电波传感器收到该指令后，则关闭密码录入模式，脑电波传感器停止记录脑电波密码。
[0055]上述脑电波传感器收到代表开始工作的脑电波信息后，控制器控制报警器报警，以提示使用者脑电波传感器已收到使用者的指令，开启了录入模式，用户可以发送脑电波密码。在脑电波传感器收到代表结束工作的脑电波信息后，控制器再次控制报警器报警，以提示使用者脑电波传感器已收到使用者的指令，关闭了录入模式，完成了密码接收过程。
[0056]进一步地，为了让使用者能够准确的输入脑电波密码、以及让脑电波传感器能够准确的接收到使用者发出的脑电波密码。在使用者发出脑电波密码之前，需先输入启动密码位和结束密码位。
[0057]具体地，首先，设置脑电波传感器的启动密码位和结束密码位，并存储于脑电波传感器中。脑电波传感器在收到代表开始工作的脑电波信息后，进行接收代表启动密码位的脑电波信息。当接收启动密码位之后，控制器控制报警器报警，脑电波传感器密码开启录入模式，脑电波传感器记录之后收到的脑电波信息。
[0058]相应地，脑电波传感器在收到代表结束工作的脑电波信息后，进行接收代表结束密码位的脑电波信息。当接收结束密码位之后，控制器再次控制报警器报警，脑电波传感器密码关闭录入模式，脑电波传感器停止记录脑电波信息。
[0059]此外，脑电波传感器在收到代表启动密码位的脑电波信息后，需将其与自身存储的启动密码位信息进行匹配，如二者一致，则脑电波传感器开始记录之后收到的脑电波信息；同理，脑电波传感器收到代表结束密码位的信息后，同样将其与自身存储的结束密码位信息进行匹配，如二者一致，则脑电波传感器停止记录脑电波信息。
[0060]作为另外一种实施方式，实现开启或关闭录入模式可通过实体控制按键来实现。即按下开始按钮，开启脑电波传感器密码录入模式，控制器控制报警器报警，脑电波传感器开始记录收到的脑电波信息；按下结束按钮，关闭脑电波传感器密码录入模式，脑电波传感器停止记录脑电波信息，控制器再次控制报警器报警。如此，可以满足使用者不同的使用需求。
[0061]上述报警器发出的警报可以是震动形式、声音形式、或电刺激形式等，使用者可根据自身需求或喜好而进行灵活设置。
[0062]S2.脑电波传感器将记录的脑电波信息发送给加密解密设备的接收器，接收器接收到脑电波信息后将其发送给加密解密设备的匹配器。
[0063]脑电波传感器将记录的脑电波信息可通过无线或有线的方式发送给加密解密设备的接收器。其中，通过无线方式传输脑电波密码信息，操作较为方便；而通过有线方式传输脑电波密码信息，则更加安全。
[0064]S3.匹配器接收到接收器发送的脑电波信息后，将其存储于存储单元中。
[0065]S4.匹配器判断待加密设备的加密状态，当待加密设备处于待加密状态时，匹配器中的读取单元读取存储单元中存储的脑电波信息，并将读取的脑电波信息存储到待加密设备的密码存储器中，待加密设备进行加密，否则，执行S5步骤。
[0066]其中，匹配器判断待加密设备的加密状态是通过如下技术手段实现的，匹配器的读取单元执行读取密码存储器中存储的信息的命令，如读取单元未读取到信息时，匹配器判断待加密设备处于待加密状态，否则匹配器判断待加密设备处于已加密状态，执行S5步骤。
[0067]S5.匹配器中的读取单元读取已加密设备的密码存储器中的信息，并将已读取的信息与存储单元中保存的脑电波信息进行匹配，如二者信息一致，则已加密设备解密。否则再次执行Si及其以下步骤。
[0068]与现有技术相比，本发明的基于脑机交换技术的密码锁采用脑电波信息作为密码，其具有如下优点:
[0069]第一、本发明的密码锁能大大加强密码的安全性，因为脑波是有多种变化的，一段旋律，一首诗歌等等，组合很多，从而使窃取密码变得十分不易。同时也防止了偷窥密码的行为，因为输入输出密码都是由脑海中的脑波形态来输入输出的，窃密者根本无从下手。
[0070]第二、为残疾人群解决了无法设置和输入输出键盘密码的问题，因为只要带上基于脑波的可穿戴设备，会应用启动密码位和结束密码位后就能够直接通过脑电波设置密码。因此，使用者依靠意识即可实现加密解密，不用运动到四肢。如此，就完全的适应了残疾人群的需求。
[0071]第三、对于一些不识字的人们来说，本发明为他们提供了极大的便利。因为无需记忆一些看不懂的字母或者数字，只需在脑海中想象一串自己设定的固定的旋律等就可以轻松设置密码锁，且操作简单，不易遗忘。
[0072]第四、本发明的密码锁可以取代家庭传统的门锁、手机、电脑等其他各类锁具，具有应用广泛的优点。
[0073]例如，如门锁上安装了本发明的密码锁，使用者只需用一组简单的密码本身作为开始和结束的信号，这样更简单，更方便，更安全。
[0074]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0075]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.一种基于脑机交换技术的密码锁，其特征在于，所述密码锁包括: 穿戴设备，其包括与人体头部相配合的外壳，所述外壳形成有内部空间，所述内部空间中设置有脑电波传感器和第一加密无线传输器，所述脑电波传感器和第一加密无线传输器进行信号传输，所述脑波传感器包括传感单元和信号传输单元，所述内部空间中还设置有控制器和报警器； 加密解密设备，其包括接收器和匹配器，所述接收器接收所述第一加密无线传输器传输的信号，所述接收器包括接收单元和第二加密无线传输器，所述匹配器一端与所述接收单元电性连接，另一端具有与待加密设备相配合的接口，所述匹配器包括存储单元和读取单元； 密码存储器，其设置于待加密设备中。
2.根据权利要求1所述的基于脑机交换技术的密码锁，其特征在于，所述穿戴设备和加密解密设备上设置有线接口，所述穿戴设备和加密解密设备的有线接口插入连接线时，所述脑电波传感器通过连接线与接收器进行信号传输。
3.根据权利要求1所述的基于脑机交换技术的密码锁，其特征在于，所述报警器为声音报警器、震动报警器、电刺激报警器。
4.一种根据权利 要求1~3任一项所述的基于脑机交换技术的密码锁的加密解密方法，其特征在于，所述加密解密方法包括如下步骤: 51.开启脑电波传感器密码录入模式，控制器控制报警器报警，脑电波传感器开始记录收到的脑电波信息，关闭脑电波传感器密码录入模式，脑电波传感器停止记录脑电波信息，控制器再次控制报警器报警； 52.脑电波传感器将记录的脑电波信息发送给加密解密设备的接收器，接收器接收到脑电波信息后将其发送给加密解密设备的匹配器； 53.匹配器接收到接收器发送的脑电波信息后，将其存储于存储单元中； 54.匹配器判断待加密设备的加密状态，当待加密设备处于待加密状态时，匹配器中的读取单元读取存储单元中存储的脑电波信息，并将读取的脑电波信息存储到待加密设备的密码存储器中，待加密设备进行加密，否则，执行S5步骤； 55.匹配器中的读取单元读取已加密设备的密码存储器中的信息，并将已读取的信息与存储单元中保存的脑电波信息进行匹配，如二者信息一致，则已加密设备解密；否则再次执行SI及其以下步骤。
5.根据权利要求4所述的基于脑机交换技术的密码锁的加密解密方法，其特征在于，所述SI具体包括: 所述脑电波传感器在收到代表开始工作的脑电波信息后，控制器控制报警器报警，脑电波传感器密码开启录入模式，脑电波传感器记录之后收到的脑电波信息；所述脑电波传感器在收到代表结束工作的脑电波信息后，脑电波传感器密码关闭录入模式，脑电波传感器停止记录脑电波信息，控制器再次控制报警器报警。
6.根据权利要求5所述的基于脑机交换技术的密码锁的加密解密方法，其特征在于，所述SI还包括: 设置脑电波传感器的启动密码位和结束密码位，所述脑电波传感器在收到代表开始工作的脑电波信息后，进行接收代表启动密码位的脑电波信息，控制器控制报警器报警，脑电波传感器密码开启录入模式，脑电波传感器记录之后收到的脑电波信息； 所述脑电波传感器在收到代表结束工作的脑电波信息后，进行接收代表结束密码位的脑电波信息，控制器再次控制报警器报警，脑电波传感器密码关闭录入模式，脑电波传感器停止记录脑电波信息。
7.根据权利要求6所述的基于脑机交换技术的密码锁的加密解密方法，其特征在于，所述步骤SI还包括: 所述脑电波传感器收到代表启动密码位的脑电波信息后，将其与自身存储的启动密码位信息进行匹配，如二者一致，则脑电波传感器开始记录之后收到的脑电波信息； 所述脑电波传感器收到代表结束密码位的信息后，将其与自身存储的结束密码位信息进行匹配，如二者一致，则脑电波传感器停止记录脑电波信息。
8.根据权利要求4所述的基于脑机交换技术的密码锁的加密解密方法，其特征在于，所述SI具体包括: 按下开始按钮，开启脑电波传感器密码录入模式，控制器控制报警器报警，脑电波传感器开始记录收到的脑电波信息； 按下结束按钮，关闭脑电波传感器密码录入模式，脑电波传感器停止记录脑电波信息，控制器再次控制报警器报警。
9.根据权利要求4所述的基于脑机交换技术的密码锁的加密解密方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述脑电波传感器将记录的脑电波信息通过无线或有线的方式发送给加密解密设备的接收器。
10.根据权利要求4所述的基于脑机交换技术的密码锁的加密解密方法，其特征在于，所述步骤S4还包括: 所述匹配器的读取单元执行读取密码存储器中存储的信息的命令，如读取单元未读取到信息时，匹配器判断待加密设备处于待加密状态，否则匹配器判断待加密设备处于已加密状态，执行S5步骤。
【文档编号】G06F21/32GK103810780SQ201410101482
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】严建峰, 姚婷婷, 蔡丰蔓, 李云飞, 杨璐 申请人:苏州大学