從門鎖、胸卡歷史闡釋物理門禁控制系統

　　合肥門禁在本文討論了幾種不同類型的門禁控制系統：機械式、磁卡式、接觸式、RFID。文章討論了質詢-響應認證（質詢、加密以及消息認證碼或MAC）以及SHA-1算法的重要性。最后，本文還闡述了質詢-響應認證機制更安全的原因。

　　1 概述

　　人類使用門鎖的歷史已經非常悠久，通過門鎖的防護作用來保護個人財產。隨著技術的進步，鎖具也在不斷推陳出新。當然，機械鎖仍然在今天占據主要地位；但是，如果您仔細觀察汽車鑰匙或者是員工胸卡，就會發現電子鎖已悄然進入門禁控制領域。

　　2 基于信息技術（IT）的鎖控裝置

　　嚴格意義上講，任何鑰匙內都會像ROM （只讀存儲器）一樣存儲相關信息。鎖具“讀取”鑰匙端的數據，如果與鎖具規則匹配，則通行。機械鑰匙的整體物理尺寸、最小尺寸（例如，單位增量）限制了其可選擇的代碼空間。對于一個給定類型的鑰匙，可以在不重復的前提下制造出數百或數千把鑰匙，確切數目取決于鑰匙的類型。磁卡鑰匙可以在很小的鐵磁材料上存儲信息。磁卡可以分成多個平行磁軌，每條磁軌可寫入500位以上數據。而接觸式電子令牌鑰匙（例如iButtON?器件、芯片卡）則將信息存儲于硅片?？梢源鎯Φ奈粩祻牡椭?4位（DS1990A）到無限容量。非接觸式鑰匙則以26位模型開始（參見Wiegand Public Format，PDF），事實上這種鑰匙的容量也沒有上限限制。磁卡鑰匙在酒店門禁系統非常流行。電子令牌鑰匙，無論是接觸式還是非接觸式，都已普遍用于員工胸卡。

　　3 現狀和問題

　　無論是機械鎖，還是電子鎖，開啟方式都是基于靜態數據是否能滿足鎖具自身的規則要求。采用電子鎖，其數據可以是一個簡單的序列號，也可以是大量存儲數據（磁卡或存儲芯片卡等）或兩者結合。一把鑰匙攜帶的信息越少，則對于給定的鎖具而言就可以提供越多的鑰匙與之匹配。

　　機械鑰匙具有多種不同的類型和尺寸，而鎖具“主人”則無法避免鑰匙在未經授權的情況下被復制。此外，還可以使用一些廉價工具惡意打開門鎖。由于“代碼”空間有限，這種鎖具無法保證鑰匙的唯一性。日積月累，鑰匙的結構慢慢磨損，使開鎖變得更加困難。

　　雖然代碼空間對磁卡鑰匙卡不是問題，但它們很容易被復制，或擦除。磁卡同樣存在磨損問題。

　　基于ROM的電子鑰匙可以防止克隆或復制，接觸式鑰匙和RFID鑰匙，即采用了類似原理。除了韋根（Wiegand）協議及其派生（26位或36位）協議外，電子鑰匙具有足夠的代碼空間保證每把鑰匙代碼的唯一性。