Coil And Intelligent Lock特斯拉線圈與智能鎖

文_北京信息科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 孫礪寒

在一次門業(yè)博覽會(huì)上，一位女士手拿一只小黑盒來到有智能鎖的展臺前，只是輕輕地晃動(dòng)幾下，就神奇地連開了8家品牌商的智能鎖，最快的一把竟然只用了3秒，而后小黑盒事件在媒體圈持續(xù)發(fā)酵。于是，小黑盒，特斯拉線圈打開智能鎖的新聞被曝光，甚至從來都不知道智能鎖為何物的人，都被科普了特斯拉線圈。

其實(shí)，對于理科男來說，特斯拉線圈是一個(gè)非常簡單的物理原理。它是利用變壓使普通電壓升壓，然后經(jīng)由兩級線圈，進(jìn)而從放電終端放電，產(chǎn)生高頻率、高強(qiáng)度的電磁脈沖，并破壞周邊的電子設(shè)備。特斯拉線圈也叫作串聯(lián)諧振變換器，會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，而且還能制造閃電。但是沒想到特斯拉的最新作用是因?yàn)橛辛酥悄苕i這個(gè)新產(chǎn)品之后，被不法分子利用。

眾所周知，智能鎖分為電子控制和機(jī)械控制兩部分組成，并由電子控制帶動(dòng)機(jī)械部分開鎖。從最初的芯片卡開門到指紋識別，再到密碼開鎖和虹膜識別，以及最新的WIFI聯(lián)網(wǎng)和藍(lán)牙功能，智能鎖是隨著智能化技術(shù)的升級而不斷升級的產(chǎn)品。

智能鎖的電子控制部分有很多銅線，用來傳遞信號，接通電路。特斯拉線圈就是通過放電產(chǎn)生電磁脈沖，通過智能鎖的銅線圈傳遞干擾智能鎖的電控系統(tǒng)并發(fā)出錯(cuò)誤的指令，電機(jī)探測到電子系統(tǒng)傳遞過來的電壓，并達(dá)到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的規(guī)定電壓值，電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)了，再傳導(dǎo)給機(jī)械部分的鎖芯，門鎖就被打開了。

有人說，特斯拉線圈是低端智能鎖的照妖鏡，是有一定道理的。從側(cè)面說明，特斯拉線圈不是能打開所有智能鎖的。而且，目前大部分高品質(zhì)的智能鎖是不會(huì)被特斯拉線圈干擾的，為什么呢？其實(shí)，2005年韓國的智能鎖就曾經(jīng)爆發(fā)過一次因特斯拉線圈開鎖的事故，因而引起消費(fèi)者對智能鎖安全問題的關(guān)注。不過“強(qiáng)磁干擾的問題”很快被品牌攻克了，通過內(nèi)置脈沖系統(tǒng)的方式，完全規(guī)避了特斯拉線圈帶來的安全隱患。

認(rèn)真研究這個(gè)問題發(fā)現(xiàn)，特斯拉線圈暴露出來的問題并不是我們的技術(shù)不成熟造成的，而是一些不規(guī)范的企業(yè)，技術(shù)水平和檢測能力都不夠，在研發(fā)產(chǎn)品時(shí)為了節(jié)省成本，在智能鎖的電控部分，沒有設(shè)置濾波電路，就不能過濾掉智能鎖電控系統(tǒng)以外的干擾信號。而大品牌的智能鎖的電控部分，一定設(shè)置有濾波電路的控制系統(tǒng)，不但會(huì)自動(dòng)識別周圍的電子信號，還能判斷是否與電控系統(tǒng)的信號一致，而且是做多點(diǎn)判斷。同時(shí)，內(nèi)置的軟件也會(huì)設(shè)計(jì)對真假信號判斷的程序。例如，外來的信號有5個(gè)，都被判斷為真的信號，智能鎖的電控部分才啟動(dòng)。如果有5個(gè)信號，其中只有2個(gè)是真的信號，那么智能鎖的電控部分就不會(huì)發(fā)出任何指令，甚至是發(fā)出報(bào)警的指令。例如，有的指紋密碼鎖采用單一的高低電頻轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)門鎖開關(guān)，這種方式，極易讓MCU（芯片處理器）在強(qiáng)電磁干擾下，產(chǎn)生誤觸發(fā)導(dǎo)致門鎖打開。有的品牌的控制芯片處理器是采用串口協(xié)議通信，屬于不規(guī)則的高低頻組合驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)需要完全匹配才可觸發(fā)，安全性能更高，不會(huì)被強(qiáng)磁干擾。

一些小作坊式的智能鎖企業(yè)，一方面自己沒有電控的研發(fā)部門，開發(fā)不出電控系統(tǒng)，都是拿來主義，低價(jià)去購買沒有設(shè)置濾波電路的電控板。另外，也有可能是電路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員在開發(fā)的過程中，經(jīng)驗(yàn)不足，根本就沒有考慮到電磁干擾這個(gè)因素，而忽視了電控設(shè)計(jì)模塊的安全性造成的。還有的產(chǎn)品研發(fā)之后，根本沒有經(jīng)過任何專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)的檢測和驗(yàn)證，就直接進(jìn)入到市場，消費(fèi)者就成了測試員，特斯拉線圈成了測試工具。

所以說，智能鎖能夠被特斯拉線圈打開的原因：

一、智能鎖線路板基本的穩(wěn)壓器，過載電流保護(hù)沒有；

二、線路板設(shè)計(jì)缺陷，沒有重啟設(shè)防；

三、應(yīng)用高低電平開鎖沒有改成數(shù)字信號。有的產(chǎn)品為了功能豐富討好消費(fèi)者，增加了遙控開鎖，藍(lán)牙開鎖等等。功能越多，被破解幾率也同樣增大。

智能鎖對于很多中國家庭來說是一個(gè)新的產(chǎn)品。但其實(shí)，在歐美日韓等發(fā)達(dá)國家，智能鎖已經(jīng)很普及了。在良莠不齊的情況下，如果你家想購買智能鎖，說不定真的要自制一個(gè)特斯拉線圈帶著呢。當(dāng)然，雖然自制一個(gè)特斯拉線圈非常容易，但是正規(guī)的產(chǎn)品還是能輕易屏蔽它的。

特斯拉線圈是看得見的干擾。其實(shí)，筆者認(rèn)為，比特斯拉線圈更加令人難以防控的是物聯(lián)網(wǎng)的不規(guī)范，對于智能鎖以及云數(shù)據(jù)安全的影響。