浅谈智能门锁离合器安全设计

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说起智能门锁与传统门锁的区别,大家都能信手拈来,比如,前者支持指纹、密码、蓝牙、NFC,个别甚至还有 4G/5G 模块,然而,很多人忽视了在机械方面智能门锁也存在一个特别的结构——离合器。

以执手门锁为例,所谓离合器,即外执手与锁舌之间的动力传动开关,一般来说,当离合器处于分离状态时,扭动外执手只能空转,并不能开门,而当离合器处于接合状态时,则能带动锁舌开门。

为了设计一个离合器,广大工程师们的思路又是百家争鸣,难免有意或无意地犯一些错误,进而让用户暴露在危险之下。因此,针对市面上门锁离合器常见设计方案,笔者进行了整理及安全分析,希望引起安全研究人员及普通消费者重视。

 

一、按照有无离合器分类

* 有离合器:

大多数智能门锁都具有离合器,如小米米家智能门锁系列均属于此类,收到开锁指令后,需人工扭动外执手或推拉门把手开门。

* 无离合器:

少数智能门锁采用全自动锁体,即锁体内置电机,收到开锁指令后,电机带动锁舌开门,无需外力,体验上略胜一筹,防盗安全性高,但由于采用了电子锁体,可靠性下降,在火灾、返潮等场景下可能导致无法电子开门,所以通常都会保留机械开门渠道兜底,另一方面电机耗电量也相对比较大。

 

二、按照离合作用机制分类

* 连接型离合器:

即通常所说的离合,在分离状态时,扭动执手无法开门,在接合状态时,才能带动锁舌开门,未作特别说明,下文中所有离合均属于此类型。

* 阻挡型离合器:

严格来讲并不符合离合器定义(a mechanism for connecting and disconnecting an engine and the transmission system),一般是一个金属插销,在未收到开锁指令常态下,插销插入方钢套内阻止其转动,直观上讲就是执手拧不动。

显然此离合器的安全性就取决于插销的物理强度,然而市面上不乏大量低强度金属插销产品,攻击者只需强行扭动门把手即可开门,该设计有百害而无一利,应当被淘汰。

 

三、按照离合安装位置分类

* 外置离合器:

离合器位于前面板,结构非常简单,如下图案例所示,在未收到开锁指令时,插销并未插入离合轴内,所以扭动执手,方钢不会跟随旋转。

一般来说,假插芯门锁都会采用这种设计,能降低企业生产成本,对用户而言维修成本也非常小。

但是很显然,这种设计类似于Web登陆系统把密码判断逻辑放在客户端 JavaScript 中实现,攻击者只需绕开离合器这一关,就可以开门,要么把前面板撬开手动接合离合器,要么把前面板跟门板之间撬开一道缝,用工具夹紧方钢扭动,不是问题。

* 中置离合器:

离合器位于锁体内,与其它方案不同的是,不再是一根方钢贯穿前后面板,而是分为相互独立的外方钢、内方钢,如下图案例所示,在未收到开锁指令时,扭动外执手,只能带动离合块转动,无法开门,在收到开锁指令后,离合销插入离合孔内,外方钢带动离合块,离合块可带动拨片块转动,进一步控制开锁机构开门。

由此可见,即使拆掉前面板,攻击者也无法开门,防盗安全性高。然而同样,由于锁体接有供电线、信号线,可靠性下降,在火灾、返潮等场景下可能导致无法电子开门。

* 内置离合器:

离合器位于后面板,如下图案例所示,方钢穿过锁体,但不能直接控制锁舌,必须经由内把手回转件才能控制,在未收到开锁指令时,方钢套与内把手回转件处于分离状态,所以扭动门外执手,只会带动方钢、方钢套旋转,无法带动内把手回转件进一步控制锁舌开门,在收到开锁指令后,动力装置推动顶销至方钢套上的侧面圆孔,将方钢套与内把手回转件连接起来,扭动门外执手,即可带动整个传动系统开门。

可见该设计将离合置于后面板,防盗安全性高,同时并不需要电子锁体,在稳定可靠性上也不会打折扣。

注:离合器只是组成智能门锁的零件之一,离合器安全性不能直接影响智能门锁整体安全性,本文不能作为选购门锁唯一依据。

 

[参考文献]

1.刘仁祥,冯叶,梁龙驱,CN208294262U 一种电子锁复合离合器

2.蔡永梁,CN209568792U 一种锁体离合装置

3.陈正华,倪慧珍,刘黎军,卢荣,孟涛,CN204663159U 一种顶板式返离合组件

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