保險(xiǎn)箱用的4位數(shù)字代碼鎖設(shè)計(jì)

1、保險(xiǎn)箱用的4位數(shù)字代碼鎖設(shè)計(jì) 作者：陽丹 2904202014 指導(dǎo)老師：姜書燕摘要：密碼是防范偷竊盜密的有效方法。現(xiàn)在密碼的應(yīng)用越來越廣泛。但是由于科技與技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械密碼鎖由于十分容易破解或破壞已經(jīng)逐漸不安全了，所以數(shù)字邏輯密碼的安全系數(shù)較機(jī)械密碼鎖高很多。下面，講設(shè)計(jì)一個(gè)保險(xiǎn)箱用的4位數(shù)字代碼鎖。關(guān)鍵字 安全。正文：（一）4位數(shù)字代碼鎖1.定性分析假設(shè)該4位數(shù)字代碼鎖的密碼為1111（便于擴(kuò)展密碼范圍）。由要求得，該4位數(shù)字代碼鎖有5個(gè)輸入及2個(gè)輸出。5個(gè)輸入分別是編號為a,b,c,d的四個(gè)數(shù)字代碼輸入和一個(gè)驗(yàn)證鑰匙的輸入e。數(shù)字輸入驗(yàn)證用戶所輸入密碼。鑰匙驗(yàn)證輸入為檢驗(yàn)鑰匙是否有效。

2、5個(gè)輸入均各有兩個(gè)邏輯輸入0與1。設(shè)兩個(gè)輸出分別為key和clock。試圖開鎖并且成功：當(dāng)輸入密碼正確且鑰匙輸入驗(yàn)證有效時(shí)，輸出key為高電平（高電平有效）密碼鎖解鎖，輸出clock為低電平（高電平有效）無報(bào)警；試圖開鎖但失?。寒?dāng)輸入密碼不正確但鑰匙輸入驗(yàn)證有效時(shí)，輸出key為低電平（高電平有效）密碼鎖不解鎖，輸出clock為高電平（高電平有效）報(bào)警；沒有開鎖狀態(tài)：鑰匙輸入驗(yàn)證無效時(shí)，輸出key為高電平（高電平有效）密碼鎖不解鎖，輸出clock為低電平（高電平有效）無報(bào)警。由題目要求的狀態(tài)可得關(guān)于改4位數(shù)字代碼鎖的輸入、輸出及邏輯狀態(tài)的關(guān)系。由題目要求可得該電路的真值表abcdekeycloc

3、kxxxx0000000101000110100101010011101010010101011010110101011110110001011001101101010110111011100101110110111101011111110該真值表表示了當(dāng)4個(gè)數(shù)字輸入端與驗(yàn)證鑰匙輸入端同時(shí)有效時(shí),key被打開，否則key一直關(guān)閉，clock（報(bào)警）打開。終上，得到了電路設(shè)計(jì)圖（電路1）下面，將利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬。計(jì)算機(jī)分析運(yùn)用maxplus對電路進(jìn)行模擬分析。maxplus的電路圖用maxplus進(jìn)行仿真由圖可得，當(dāng)a=b=c=d=e=1時(shí)key=1.，clock=0，符合事先設(shè)計(jì)的電路。（2

4、） 密碼更改與升級 1.更改密碼：只需在相應(yīng)的輸入端口加上反相器即可，如想把密碼改為1010，則只需把b和d輸入端加反相器。 2.密碼升級：從上可知，該密碼器雖然是四位數(shù)字代碼密碼鎖，但是由于它采用的是二進(jìn)制，所以所有可能的密碼只有種，安全系數(shù)不高。因此應(yīng)該將它擴(kuò)展為十進(jìn)制。 我們以輸入端口a為例。為擴(kuò)展為十進(jìn)制，我們將有a0-a9十個(gè)輸入，a一個(gè)輸出。假設(shè)a的密碼為4，則只有當(dāng)a4=1（高電平），a0-a3和a5-a9為0（低電平）時(shí)，輸出端口a才為高電平，否則為低電平。 所以我們可以得到真值表：a0a1a2a3a4a5a6a7a8a9a000000000001xxxxxxxxx0x1xxx

5、xxxxx0xx1xxxxxxx0xxx1xxxxxx000001000001xxxxx1xxxx0xxxxxx1xxx0xxxxxxx1xx0xxxxxxxx1x0xxxxxxxxx10電路設(shè)計(jì)圖（電路2）下面，將利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬。計(jì)算機(jī)分析運(yùn)用maxplus對電路進(jìn)行模擬分析。maxplus的電路圖用maxplus進(jìn)行仿真由圖可得，當(dāng)a0=a1=a2=a3=a5=a6=a7=a8=a9=0,a4=1時(shí)a=1，符合事先設(shè)計(jì)的電路。將電路2的輸出a與電路1的輸入a相連即可。擴(kuò)展后可能的密碼為種，安全性大大提高。總結(jié)：1. 該電路的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：邏輯簡單，成本低，便于修改，擴(kuò)展后的密碼鎖安全可靠。且該密碼鎖可以通過機(jī)械裝置如類似旋鈕的裝置更改密碼（改變電路2中輸入與反相器對應(yīng)接口即可），有報(bào)警器，增加了安全性。缺點(diǎn)：該電路是組合邏輯電路，由于設(shè)計(jì)局限，因此無法使用單個(gè)鍵盤矩陣來輸入數(shù)據(jù)。 通過對題的分析，事先設(shè)計(jì)題目要求