I. システムアーキテクチャ設計
マスター制御ユニット
高性能組み込みチップ (ARM Cortex-M7など) を利用し,マルチスレッド処理と暗号アルゴリズム加速をサポートする.
統合されたリアルタイムクロック (RTC) で,正確な動作時間を記録する.
暗号チップ (ATECC608Aなど) を装備し,鍵と機密データを管理する.
モジュール式設計
認証モジュール (パスワード,指紋,顔,モバイルAPP) は独立して動作し,SPI/UART経由でマスターコントロールと通信する.
ロック駆動モジュール (電磁ロック/モーター) は,Hブリッジ回路によって制御され,過剰電流保護をサポートする.
通信モジュール (Bluetooth/Wi-Fi/4G) は,遠隔通知とAPPとのインタラクションを可能にします.
II. セキュリティ 保護 設計
肉体 的 な 保護
ロックボディのホイスは,防掘り鋼板 (硬さ ≥ HRC60) を使用し,ロック舌構造は水力切断 (≥10トン) に抵抗する.
電子回路板は電磁気干渉 (EMI) を遮るポッティング化合物で封装されている.
改ざん防止の仕組み
暴力を防ぐ:振動センサー (しきい値 ≥ 5g) がアラームを起動し,3回の異常振動後にはシステムがロックされます.
技術的なロックピッキング保護: ダイナミックパスワードアルゴリズム (TOTP),指紋/顔の活性検出 (赤外線 + 3D構造光)
統合認証戦略: 高セキュリティモードでは"パスワード+生体認証"の2要素認証が必要です.
データセキュリティ
ログとパスワードは AES-256 を使用して暗号化され,暗号チップによって管理される鍵で保存されます.
通信リンクは TLS 1.3 プロトコルを用いて 中間諜攻撃を防止します
基本機能の実施
モジュール
技術的解決法
認証
  
指紋:FAP20標準光学センサー (誤認率 ≤ 0.002%)
顔:赤外線カメラ + 生命感知アルゴリズム
• パスワード: ランダムな暗号化表示の仮想キーボード
警報システム
● 音声・ライトアラーム:105dBのバッザー + RGB LED
• 遠隔通知: MQTT プロトコル経由で APP に送られる
緊急ロック解除
• 鍵穴 は 底 の 蓋 の 下 に 隠さ れ て い ます (開く ため に 特別な 道具 が 必要 です)
• 管理者が安全なチャネルで設定したバックアップパスワード
電力管理
主電源: 12V リチウム電池 (耐久性 ≥ 6ヶ月)
• 待機電源: スーパーコンデンサータ (停電後も48時間電源を維持)
IV.信頼性の向上設計
異常な操作
3回ロック失敗 5分間のロック,次の試みはロックアップ時間を増加します.
電源切断時の待機電源への自動切換,低電源モードを起動する.
ログ管理
ストレージ容量 ≥100,000レコード,SDカード/USBドライブでエクスポートをサポート (管理者の許可が必要です).
ハッシュチェーンのログを操作防止するため, 30 日ごとに自動的にクラウドにバックアップします (オプション).
V.ユーザーインタラクションデザイン
操作インターフェース
4インチタッチスクリーン (擦り傷に耐えるガラス) + LEDステータスライト (赤/緑/黄色三色)
音声プロンプト (多言語サポートオプション)
モバイルアプリの機能
リアルタイムでロックを解除記録を表示し 警報を受信します
遠隔による一時的な認証 (期間限定のパスワード/一度の顔認識要求)
VI 試験と検証
環境試験
温度 (−20°C~70°C),湿度 (5%~95%) の耐受性試験
電気磁気干渉試験 (EN 61000-4規格)
攻撃 と 防御 の テスト
武力による破壊をシミュレーション (ドリル/切断),技術的なロックピッキング (信号嗅覚/再発攻撃)
バイオメトリック偽造攻撃 (シリコン指紋/写真/3Dマスク)
VII.コストと大量生産
構成要素
費用の割合
注記
マスター制御と暗号チップ
35%
国内での代用でコストを20%削減できる
バイオメトリック認証モジュール
40%
指紋模块 (50 ドル),顔模块 (120 ドル)
コミュニケーション と 力
15%
Wi-Fi + 4G デュアルモード ($60)
構造部位
10%
オーダーメイド 模具 の 費用 (一回 投資 5 万 ドル)