編碼和譯碼
在美國人的百科全書里,鎖具是由人設計的一類鎖定器具。它能阻止未經允許的人輕易釋放處在安全鎖定狀態的鎖栓。人類為了防風、防獸、防人,發明了鎖具,在漫長的歲月里,從繩結鎖,到木鎖,到金屬鎖和現在最先進的電子鎖,鎖具從早期的仿生原理,逐步加入了杠桿原理和編碼原理,但其工作的本質原理,卻從未改變過,這就是——編碼和譯碼。
機械鎖
遠古時代,鎖最初的樣式只是用于捆綁物品的繩子和繩結,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車,戰車上是著名的“格爾迪奧斯繩結”,根據傳說解開繩結的人就是亞洲的統治者。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,但是今天的偷車賊們,在面對堅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,居然會是烜赫一時的亞歷山大?
不過鎖具的發源,卻并不是從亞歷山大的王國開始。世界各國的專家們,普遍認為鎖具的發源中心有兩個:一是兩河流域及埃及,最后傳到希臘、羅馬甚至整個西歐,直至英倫三島,再到美國;另一個中心就是中國,北上傳入朝鮮,東進傳入日本,南下傳至越南等地。這一切變化,都發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實的金屬鎖栓,為了能把它們插在鎖里固定住,機構中便使用了發條和簧片——這些裝置的結構位置加以改變,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。
早期的各種機械鎖定裝置是基于各種力學原理的基礎之上創造出來的。鑰匙的功能就是使鎖內的鎖定機構發生相應的變動,在開鎖(解碼)的過程中,只有當鑰匙編碼和鎖編碼經機構內鑒別確認一致匹配時,才能通過傳動機件使鎖栓、鎖舌動作,釋放鎖扣,順利解碼。
機械鎖具的安全性能,依靠兩條機械原理,一是依靠鎖內固定的障礙物,阻止假鑰匙進入并旋轉,第二則利用一個或多個可移動的限位物,安裝在鎖內,由鑰匙決定它是否在之前預定開啟的位置上,其數量越多,則編碼越復雜,安全性能也相應提高。
機械鎖里這些原理,已經誕生了上千年,仍被不斷地改進著,鎖鑰機械結構編碼的發展,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,但是機械門鎖在設計上一定會繼續下去。
電子鎖
電子鎖是采取電子電路控制,以電磁鐵或者衛星電機和鎖體作為執行裝置的機電一體化鎖具,相比傳統的機械鎖具,電子鎖不使用金屬鑰匙,保密性、精度都有很大提高。
電子鎖的發明思路,源自古代發明的自動機械,例如古希臘數學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動,最廣泛的用途乃是用在古代墓道的地下機關。電子工業的誕生,使得以微小電量驅動機械成為可能,于是有了電子鎖一日千里的躍進。
據《永樂大典》記載,阿房宮的大門就是用磁石建造,以檢驗鐵質兵器,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。
現代磁性鎖于上世紀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國家。時至今日,磁性鎖的結構中,已經將磁性編碼和彈子結構巧妙地結合在了一起。
以最為常見的一種磁性鎖為例,在整個鎖芯中,360度分布著數個磁性彈子——在傳統機械彈子鎖里,是通過鑰匙上的齒紋將彈子頂到限定位置,從而使得鎖芯旋轉解除障礙。而在最新的磁性鎖里,鑰匙變成了一個光禿禿的金屬棍,埋藏在內部的磁點起到了幫助彈子達到限位的作用。
根據鎖芯內磁性彈子的分部和磁極不同,在鑰匙內的相應位置,也埋藏有相應磁極的磁點。當鑰匙完全插入時,鎖內磁性彈子或被吸引,或被排斥,正好處于限定開啟的位置,鎖芯從而被旋轉,開啟。
在以往的機械鎖芯里,最早的單面彈子分部范圍窄,而且存在制造誤差,很容易被人一個一個撥開。隨后出現的十字鎖,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度工具暴力開啟。但是磁性鎖避免了這一切。僅以一個7×7的點陣計算,在49個點中任意分部7個正負不同磁極,輕易便有數十萬種排列編碼方式。如果不是開啟者利用探磁棒等工具,從數學理論上,幾乎是無法實現技術開啟的。
不過作為鎖具史上的著名幽靈,亞歷山大再次靈魂附體。人們很快發現,在隨身攜帶的物品中,一個小小的打火機,就可以輕易制造出讓磁性彈子消磁的溫度。經高溫處理的磁性彈子喪失了磁性,開啟難度也將大大降低。
這僅僅是現代鎖具發展和技術開啟斗爭中的一個小小的、簡單的插曲。在整個世界范圍內,從政府到民間,從陽光到非法,有關鎖具的發明和技術開鎖的斗爭,一直沒有平息過。業內的高手,沒有一天不被這種看不見的戰爭折磨著。而這種折磨,還將繼續下去。