編碼和譯碼
在美國人的百科全書里,鎖具是由人設(shè)計(jì)的一類鎖定器具。它能阻止未經(jīng)允許的人輕易釋放處在安全鎖定狀態(tài)的鎖栓。人類為了防風(fēng)、防獸、防人,發(fā)明了鎖具,在漫長的歲月里,從繩結(jié)鎖,到木鎖,到金屬鎖和現(xiàn)在最先進(jìn)的電子鎖,鎖具從早期的仿生原理,逐步加入了杠桿原理和編碼原理,但其工作的本質(zhì)原理,卻從未改變過,這就是——編碼和譯碼。
機(jī)械鎖
遠(yuǎn)古時(shí)代,鎖最初的樣式只是用于捆綁物品的繩子和繩結(jié),以表示主人對物品的占有。在古希臘著名的傳說里,馬其頓國王的王子亞歷山大侵入阿拉伯半島,占領(lǐng)了格爾迪奧恩。在城市的街道中心有的神殿中擺放有一輛古老的戰(zhàn)車,戰(zhàn)車上是著名的“格爾迪奧斯繩結(jié)”,根據(jù)傳說解開繩結(jié)的人就是亞洲的統(tǒng)治者。亞歷山大都無法解開它。最后,他拔出了寶劍,用亞歷山大的方式,一劍將繩結(jié)砍為兩斷。
很難說亞歷山大的方式是不是真正地打開了繩結(jié),但是今天的偷車賊們,在面對堅(jiān)固的方向盤鎖無從下手,干脆用鋸子把方向盤鋸開,他們會不會想到,他們的祖師爺,居然會是烜赫一時(shí)的亞歷山大?
不過鎖具的發(fā)源,卻并不是從亞歷山大的王國開始。世界各國的專家們,普遍認(rèn)為鎖具的發(fā)源中心有兩個(gè):一是兩河流域及埃及,最后傳到希臘、羅馬甚至整個(gè)西歐,直至英倫三島,再到美國;另一個(gè)中心就是中國,北上傳入朝鮮,東進(jìn)傳入日本,南下傳至越南等地。這一切變化,都發(fā)生在人類有了房間和房門以后。
最初限定房門的只是粗陋的木栓——它逐漸演變成了更為結(jié)實(shí)的金屬鎖栓,為了能把它們插在鎖里固定住,機(jī)構(gòu)中便使用了發(fā)條和簧片——這些裝置的結(jié)構(gòu)位置加以改變,各種制式的鎖具便誕生了出來,為了打開它們,我們需要特定的鑰匙。
早期的各種機(jī)械鎖定裝置是基于各種力學(xué)原理的基礎(chǔ)之上創(chuàng)造出來的。鑰匙的功能就是使鎖內(nèi)的鎖定機(jī)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的變動,在開鎖(解碼)的過程中,只有當(dāng)鑰匙編碼和鎖編碼經(jīng)機(jī)構(gòu)內(nèi)鑒別確認(rèn)一致匹配時(shí),才能通過傳動機(jī)件使鎖栓、鎖舌動作,釋放鎖扣,順利解碼。
機(jī)械鎖具的安全性能,依靠兩條機(jī)械原理,一是依靠鎖內(nèi)固定的障礙物,阻止假鑰匙進(jìn)入并旋轉(zhuǎn),第二則利用一個(gè)或多個(gè)可移動的限位物,安裝在鎖內(nèi),由鑰匙決定它是否在之前預(yù)定開啟的位置上,其數(shù)量越多,則編碼越復(fù)雜,安全性能也相應(yīng)提高。
機(jī)械鎖里這些原理,已經(jīng)誕生了上千年,仍被不斷地改進(jìn)著,鎖鑰機(jī)械結(jié)構(gòu)編碼的發(fā)展,直至今天,仍在伴隨著我們的生活。雖然越來越多的電子元器件被用于新的鎖具,但是機(jī)械門鎖在設(shè)計(jì)上一定會繼續(xù)下去。
電子鎖
電子鎖是采取電子電路控制,以電磁鐵或者衛(wèi)星電機(jī)和鎖體作為執(zhí)行裝置的機(jī)電一體化鎖具,相比傳統(tǒng)的機(jī)械鎖具,電子鎖不使用金屬鑰匙,保密性、精度都有很大提高。
電子鎖的發(fā)明思路,源自古代發(fā)明的自動機(jī)械,例如古希臘數(shù)學(xué)家赫倫的液壓自動門,中國古代諸葛亮的木牛流馬,它們以重力或蒸汽壓力驅(qū)動,最廣泛的用途乃是用在古代墓道的地下機(jī)關(guān)。電子工業(yè)的誕生,使得以微小電量驅(qū)動機(jī)械成為可能,于是有了電子鎖一日千里的躍進(jìn)。
據(jù)《永樂大典》記載,阿房宮的大門就是用磁石建造,以檢驗(yàn)鐵質(zhì)兵器,有人如果身懷鐵器想對秦始皇不利,那么則會在門前被吸滯無法通過。
現(xiàn)代磁性鎖于上世紀(jì)90年代中期問世,英國,奧地利,日本是最先研制成功磁性鎖的幾個(gè)國家。時(shí)至今日,磁性鎖的結(jié)構(gòu)中,已經(jīng)將磁性編碼和彈子結(jié)構(gòu)巧妙地結(jié)合在了一起。
以最為常見的一種磁性鎖為例,在整個(gè)鎖芯中,360度分布著數(shù)個(gè)磁性彈子——在傳統(tǒng)機(jī)械彈子鎖里,是通過鑰匙上的齒紋將彈子頂?shù)较薅ㄎ恢?,從而使得鎖芯旋轉(zhuǎn)解除障礙。而在最新的磁性鎖里,鑰匙變成了一個(gè)光禿禿的金屬棍,埋藏在內(nèi)部的磁點(diǎn)起到了幫助彈子達(dá)到限位的作用。
根據(jù)鎖芯內(nèi)磁性彈子的分部和磁極不同,在鑰匙內(nèi)的相應(yīng)位置,也埋藏有相應(yīng)磁極的磁點(diǎn)。當(dāng)鑰匙完全插入時(shí),鎖內(nèi)磁性彈子或被吸引,或被排斥,正好處于限定開啟的位置,鎖芯從而被旋轉(zhuǎn),開啟。
在以往的機(jī)械鎖芯里,最早的單面彈子分部范圍窄,而且存在制造誤差,很容易被人一個(gè)一個(gè)撥開。隨后出現(xiàn)的十字鎖,則由于鑰匙決定的鎖眼形狀容易受力,很容易被開啟者用高強(qiáng)度工具暴力開啟。但是磁性鎖避免了這一切。僅以一個(gè)7×7的點(diǎn)陣計(jì)算,在49個(gè)點(diǎn)中任意分部7個(gè)正負(fù)不同磁極,輕易便有數(shù)十萬種排列編碼方式。如果不是開啟者利用探磁棒等工具,從數(shù)學(xué)理論上,幾乎是無法實(shí)現(xiàn)技術(shù)開啟的。
不過作為鎖具史上的著名幽靈,亞歷山大再次靈魂附體。人們很快發(fā)現(xiàn),在隨身攜帶的物品中,一個(gè)小小的打火機(jī),就可以輕易制造出讓磁性彈子消磁的溫度。經(jīng)高溫處理的磁性彈子喪失了磁性,開啟難度也將大大降低。
這僅僅是現(xiàn)代鎖具發(fā)展和技術(shù)開啟斗爭中的一個(gè)小小的、簡單的插曲。在整個(gè)世界范圍內(nèi),從政府到民間,從陽光到非法,有關(guān)鎖具的發(fā)明和技術(shù)開鎖的斗爭,一直沒有平息過。業(yè)內(nèi)的高手,沒有一天不被這種看不見的戰(zhàn)爭折磨著。而這種折磨,還將繼續(xù)下去。