基于跳码技术的无线密码锁设计

　　0 引言

　　无线电子锁系统相比传统机械锁系统具有无接触性、方便快捷、易于管理等优点，伴随着RF器件的价格逐步降低和各种数控系统的集成化要求，无线电子锁在更多的领域得到了应用。早期的无线电子锁系统，钥匙向锁发送的或者是没有加密的固定密码，或者是经过PT2262，VD5026等编码芯片编码的密码，但这些方式产生的密码都是固定的内容，且长度较短（一般不超过16位），入侵者只要利用“拷贝重发”或者“扫描跟踪”等方法就可轻而易举地破解，因此这样的方案都应用于对安全性要求不高的场合。

　　为满足对更高安全性的要求，本文提出一种基于“跳码”的无线锁解决方案。所谓跳码，是指钥匙每次向锁发送的密码都是唯一而随机的，入侵者无法预测，即使记录了原来的*密码也不能用于下次*，因此安全性极高。

　　1 跳码的软件实现

　　目前跳码的实现多借助于专用的处理器硬件，如Microchip的HCSXXX系列，美国MACRSTAR公司的TR13XX，ACM公司的ACM1330E系列，这些产品都是专利产品，内部算法对外不公开。设计者要想使用这些产品，必须学习新的处理器，并且付出一定的专利费。这里提出一种跳码的完全软件实现，使用合适的普通单片机就可运行这种跳码软件。

　　跳码的实现核心是非线性加密算法，利用32位非线性反馈移位寄存器（NLFSR）和64位密钥组成的加密单元，可实现对输入32位二进制数据的加密，加密后的输出是32位二进制随机数。输入有一位变化，加密后的输出统计上将有一半以上的位发生变化，具有相当高的随机性。图1是跳码加密和解密的示意图：

　　

　　注意，对于同一套加密系统，加密单元和解密单元的64位密钥是相同的，且是不公开的，这是典型的私钥加密系统。

　　1．1 加密单元

　　

　　依据上图，加密时，将欲加密的32位二进制数据X存入32位移位寄存器（shift register，SR）中，选取32位SR的1、9、20、26、31位和固定32位二进制数据OX3A5C742E组成非线性函数（NLR）的输入，NLR的输出、SR的0、16位、以及64位密钥移位寄存器（key FSR）移位后的0位，这些位数据异或（XOR）后产生的1bit数据作为32位SR的31位。循环此操作528轮后，32位SR 中的数据即为X经加密后的跳码数据Y。这里给出用VC6．0对该加密算法的实现：