安全转盘指纹锁的创新与发展

■文/上海榉树智能科技有限公司 王乔 谢磊

1 引言

随着人们生活品质要求的不断提高，对智能门锁的安全与便捷越来越认可。在互联网与物联网技术的高速发展下，智能安防概念越来越火热，智能门锁行业快速崛起。传统的锁具厂商，科技巨头纷纷涉足，使得各行各业都认为智能门锁的春天已经到来。

据相关报告显示，全国锁具行业的总产值达到600亿元以上，其中智能门锁行业总产值仅60亿元左右。与日韩，欧美等成熟市场相比，我国智能门锁的市场占有率不足3%，而日韩智能门锁占有该地区70%以上的市场，欧美智能门锁占有该地区50%以上的市场。

智能门锁相对于传统机械门锁，可以摆脱机械钥匙的束缚，更加安全与便捷。

2 智能门锁产品现状

智能门锁区别于传统机械锁的是，增加了电控验证、智能安防等多种技术，丰富了开门方式，在用户的安全、识别、管理等方面更加智能、简便。

目前，智能门锁市场的火热，导致不少企业的智能锁都是在保留着机械钥匙锁芯的防盗锁体上加装智能电控系统，传统的机械钥匙锁芯是在电控失效时应急入户用的。用户实际使用过程中仍需要携带钥匙以备不时之需。虽然增加了多种电控开锁方式，但仅仅是提供了便利性。基于木桶短板原理，安全性并没有增强。即便电控系统防护级别再高，这样的智能门锁的安全性还是由备用的机械钥匙锁芯决定的。甚至有的智能门锁还在使用A级，B级锁芯，实际上没有增强门锁的安全性。市场上的智能门锁，最主流的电控开门方式主要有：指纹、人脸、密码、IC/ID卡、蓝牙、NFC、WIFI远程等多种开门方式。通过多种电控开门方式，不再局限于随身携带的机械钥匙开门，增加了开门的便利性，甚至还可以通过远程管理门锁。机械开门方式主要是以传统锁芯为主，按照GA/T 73-2015分A、B、C三个级别。在安全性上，智能门锁大多采用对称算法对传输数据进行加密。同时兼具防劫持报警、密码防试错报警、电量不足报警、假锁报警、防撬报警等功能。

3 智能门锁的思考与创新

针对目前大部分智能门锁没有摆脱传统机械钥匙的缺陷，安全转盘指纹锁从安全性、开锁方式、易用性、急救能力等方面进行思考和创新。

3.1 安全性

安全转盘指纹锁与其它锁具在安全性方面有如下特点：

（1）采用金融与军用级高安全性和可靠性的转盘式机械密码锁芯替代了传统的机械钥匙锁芯，杜绝了钥匙易复制和易被技术开启的缺陷，且机械转盘密码做了隐藏式的设计，有效防止密码被偷窥的可能；

（2）在密码键盘上，采用了UV磨砂表层，这样键盘上就不易残留指纹；使用虚位密码技术，可以有效地防止输入的密码被人恶意偷窥；

（3）采用全金属外壳，不仅防破坏能力强，还经久耐用；

（4）门锁内置独立的米家定制安全芯片（MJSC），数据传输都经过安全芯片认证加密，并且录入的指纹都存储在米家安全芯片独立区域内，不用担心个人信息遭到泄漏；

（5）在门锁后面板上增加了双重验证入户设置按钮，用户可在密码/指纹/蓝牙三种入户方式间做任意双重组合，硬件上独创双因子验证技术保证两个方式同时验证通过方可入户；

（6）内置的多组传感器在开锁30秒后检测到仍未关闭会进行警告音提醒。

3.2 开锁方式

一般智能锁由于传统机械锁芯的存在，并不能真正的告别钥匙。但在生活中，习惯了使用指纹密码等电控开门方式之后，很难再做到随身携带钥匙，一旦遇到紧急突发事件，电控失效而又没有携带钥匙的情况，这无疑是相当麻烦的。安全转盘指纹锁采用了更安全的转盘式机械密码锁芯取代传统的机械钥匙锁芯，使用机械密码作为门锁的机械备用开门方式，做到了真正的告别钥匙。

3.3 易用性

在易用性上，安全转盘指纹锁引入了活体指纹识别开锁方式，指纹头与把手完美融合，旋转把手的同时，即可验证指纹，瞬间入户。在门锁前面板上，增加了室内反锁提醒、双重验证提醒、低电量提醒，降低用户使用难度。

3.4 急救能力

在急救能力上，经过大量的思考验证后， 安全转盘指纹锁不集成防猫眼开启功能。基于转盘式机械密码锁芯的安全，安全转盘指纹锁做了更深入的创新，即使室内反锁，从外面依然可以使用机械安全转盘开锁。在紧急突发事件，室内反锁的情况下，用户也可以通过机械转盘紧急入户，保障人身财产的安全。

4 机械密码转盘的设计

高安全转盘式机械密码锁是以高密钥量和防止技术开启结构为基础，通常为金融、军队等重点安全防范等级单位的设备与实施上使用的专用锁具，例如金库、军械库、银行ATM机、枪械弹药柜、高级保险箱等等。

以往使用转盘式机械密码锁的大多数为专业人士，普通大众接触这种锁具的机会不多。所以，在这里简单的介绍一下转盘式机械密码锁的原理。

4.1 基本原理

每个密码圆盘的边缘都有一个开口。转动圆盘，使数只圆盘的开口位置实现一致，让控制栓可以落入圆盘的开口，实现锁舌的开启。因此，驱动密码圆盘旋转的传动技术原理是实现转盘式机械密码锁基本原理的核心技术。传统高档转盘式机械密码锁有如下主要缺陷：

图1 指纹头在把手处

1）操作繁琐

以三片式传统高档转盘式机械密码锁为例，在使用上，需要通过正反旋转近十圈才能完成机械密码的输入，成功开锁。且在每次开锁之后，必须转动若干圈转盘来打乱密码。如果不打乱密码，传统的转盘式机械密码锁永远停留在密码输入完成的状态，则一直可以进行开锁。

2）密码输入不易

由于要靠旋钮边缘的精密刻度来分辨密码，靠转动旋钮的微小角度判断密码的准确，稍有不慎就可能输入错误而前功尽弃。

3）容易被技术开启

经过训练的锁匠可以手工或机械破译机械密码锁的密码。

尽管这种传统高档转盘结构的机械密码锁有上述缺陷，但它的全机械结构特性保障了它的可靠性，在没有可替换它的机械密码锁的情况下，此类产品仍是金融、军队等用户的设备和设施上的首选。

4.2 创新发展

针对传统高档转盘式机械密码锁存在的问题,转盘式机械密码锁可实现机械结构及使用性的创新。

1）改变圆盘式机械密码锁的传动原理和操作方式

以榉树智能的安全转盘指纹锁为例，拥有全部自主知识产权的核心专利技术锁芯“机械拨码器”。通过这一全新的机械拨码机构，改变了百十年来转盘式机械密码锁的传动原理和操作方式，使转盘式机械密码锁成为一种操作简单，使用方便，具有更高的安全可靠性，应用范围广泛的可以面向大众化的高安全锁具。

传统的转盘式机械密码锁通过主动盘拖动被动盘的方式需要正转反转许多圈完成密码的输入，操作繁琐。安全转盘指纹锁使用的转盘式机械密码锁通过锁芯中的机械拨码器实现依次拨动每一个密码盘，实现密码数字的全排列组合，密码可以精确定位。改变了转盘式机械密码锁输入密码的操作方式，提高了密码输入速度，更加方便适用。

2）很难使用试探法破译密码实现技术开锁

传统的高档转盘式机械密码锁，锁舌联动机构的驱动连杆与控制栓是一体的，控制栓可以接触密码圆盘。利用这个缺陷，开锁高手可以用试探的方式，操作刻度盘旋钮转动密码盘，当圆盘开口接触控制栓的瞬间凭感觉找出其位置的密码数值，实现技术性开锁。而安全转盘指纹锁使用的转盘式机械密码锁仅在一个很小的位置让控制栓可以接触到密码盘，此时密码盘是静止的，没有试探密码的机会，用传统的技术开锁方式是无法破解密码被打开的。

3）密码盘复位机构在开锁同时清零密码

传统的转盘式机械密码锁关闭锁舌后必须转动多圈打乱密码盘的位置。按中国人民银行规定，重要的金库等地方使用的转盘式机械密码锁，还必须安装电动乱码器，防止关闭锁舌后忘记打乱密码出现安全上的事故。安全转盘指纹锁使用的转盘式机械密码锁具有的开锁复位、密码清零功能，彻底解除了用户的后顾之忧。

4）用分立的密码盘弹性锁定机构适应频繁改变密码

可以改变密码的传统高档转盘式机械密码锁的密码盘多采用黄铜金属材料制作，密码盘与锁定片是一体冲压制成的，密码盘与衬套滑动配合，依靠弹性摩擦锁定。受材料因素制约，经常改变密码，其弹性片会逐渐失去弹性，锁定性能变差，出现俗称“跑码”的现象，造成密码锁不能正常开启。

安全转盘指纹锁使用的转盘式机械密码锁采用齿形密码盘配以不锈钢片式弹簧，使密码盘锁定牢固，即使百万次的变换密码锁定性能依然可靠。让圆盘式机械密码锁在结构上实现密码具有全排列自由组合功能，理论密钥量与实际有效的密钥量相同，提高了产品的保密和可靠性能。

5 结语

门锁的本质是安全，通过权限验证的方式，对连接室内室外通道的出入进行有效控制。因此，门锁的安全性和易用性是关键，应在加强智能门锁安全的基础上，尽力提升智能门锁的易用性和开门体验。随着智能门锁相关技术的日益发展与成熟，智能门锁的优势日益突出，未来必将逐渐取代传统的机械锁。