本發(fā)明涉及電子鎖技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種可滿足臨時(shí)用戶開鎖需求，使用方便，安全可靠的電子鎖裝置、系統(tǒng)及其開鎖方法。。

背景技術(shù)：

目前的電子門鎖基本上都可以設(shè)置密碼，密碼存放在鎖體內(nèi)非易失性存儲(chǔ)設(shè)備中，以下稱之為固定密碼；每次開鎖時(shí)輸入密碼，輸入的密碼和存放在非易失性存儲(chǔ)設(shè)備中的密碼進(jìn)行比對(duì)，一致時(shí)開鎖。這種方式在使用中，特別是針對(duì)臨時(shí)用戶，有不便利性。如果用戶不在鎖旁邊，臨時(shí)用戶需要打開門鎖，用戶就需要將固定密碼告知臨時(shí)用戶；當(dāng)臨時(shí)用戶使用完之后，用戶一般需要及時(shí)修改密碼，否則容易造成密碼泄漏。

為了解決這個(gè)問題，現(xiàn)有技術(shù)中，主要有以下兩種方法：

一種方法是通過手機(jī)APP，可以給臨時(shí)用戶進(jìn)行授權(quán)。這種方式的缺陷在于：

1，要求門鎖有很完備的授權(quán)解決方案，目前大部分產(chǎn)品的做法是使門鎖聯(lián)網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖的控制，一方面增加了成本，另一方面也帶來安全隱患。

2，要求臨時(shí)用戶也必須使用安裝了APP的手機(jī)，手機(jī)還需要聯(lián)網(wǎng)接收授權(quán)信息，對(duì)不能裝APP或者沒有安裝對(duì)應(yīng)APP的用戶，以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不是很好的用戶來說，這種方法就無能為力了。

另一種方法是，文獻(xiàn)CN102168509 B提出了一種密碼隨日期或時(shí)間進(jìn)行變化的動(dòng)態(tài)密碼鎖系統(tǒng)，但其依然存在如下明顯的缺陷：

1，密碼隨日期或時(shí)間進(jìn)行變化，生成密碼時(shí)，密碼鎖管理者輸入固定密碼F和日期D來計(jì)算密碼，這就意味著密碼和日期相關(guān)，同一日期的一天之內(nèi)什么時(shí)候都能夠使用該密碼，不同日期的密碼是動(dòng)態(tài)變化的；用戶無法設(shè)置時(shí)間段，也無法設(shè)置使用次數(shù)，不同日期需要不同的密碼才能開鎖，使用很不方便。

2，安全性很差，密碼只與固定密碼F和日期D相關(guān)，與用戶信息，鎖信息都無關(guān)。如果某臨時(shí)用戶獲得了臨時(shí)密碼P，日期是已知的，通過碰撞很容易導(dǎo)致固定密碼F被破解。

該技術(shù)中更多的只是想到用臨時(shí)密碼方案來解決臨時(shí)使用者的問題，至于便利性，經(jīng)濟(jì)性，特別是安全隱患，基本沒有涉及到，大大降低了產(chǎn)品的商業(yè)價(jià)值。。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種可很好解決臨時(shí)用戶使用需求的電子鎖系統(tǒng)，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，使用便利，安全可靠。

為了達(dá)到這個(gè)目的，采取以下措施：

1，采用時(shí)間作為計(jì)算密碼的其中一個(gè)參數(shù)。一方面，鎖體內(nèi)有時(shí)鐘模塊，而密碼生成器一般為運(yùn)行在移動(dòng)設(shè)備，計(jì)算機(jī)，服務(wù)器上的軟件，或者是便攜電子裝置，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，也會(huì)有時(shí)鐘信息。因此，時(shí)間是一個(gè)雙方不需要經(jīng)過通訊就具備的信息。另一方面，臨時(shí)用戶對(duì)開鎖需求的時(shí)間是不確定的，因此用戶對(duì)密碼有效時(shí)間段的選擇也是不確定的，密碼只有用時(shí)間作為參數(shù)才能實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求。

2，設(shè)計(jì)了編碼，滿足用戶對(duì)密碼使用條件選擇的要求。不同用戶對(duì)臨時(shí)密碼的使用條件是不盡相同的，這與用戶使用場(chǎng)景是相關(guān)的。例如，臨時(shí)用戶已經(jīng)在門外等著開門了，那么從當(dāng)前時(shí)刻開始，短時(shí)間內(nèi)有效的臨時(shí)密碼是比較合適的；而像類似airbnb的房客，一般會(huì)提前預(yù)定，需要住幾天，那么未來的幾天內(nèi)有效的臨時(shí)密碼是比較合適的。這個(gè)信息在密碼生成器端是已知的，但是鎖端并不清楚。因此，設(shè)計(jì)了編碼，對(duì)各種使用條件進(jìn)行細(xì)分，而編碼也將作為密碼的一部分傳遞給鎖。接收到編碼后，鎖進(jìn)行解碼，可獲得密碼的使用條件?？紤]到安全性，編碼可以不以明文的形式出現(xiàn)，而是做一些可逆的運(yùn)算，比如排列組合，跟其他信息進(jìn)行簡單計(jì)算等。

3，考慮到安全性，不同的用戶，不同的鎖，計(jì)算的密碼要求不一樣；因此，在計(jì)算密碼時(shí)，除了參考時(shí)間T,編碼C，還有種子信息S。種子信息S可以是用戶信息，鎖信息等，要求這些信息使用前在鎖端和密碼生成器端進(jìn)行交互，保證雙方的一致。

具體地，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。

一種電子鎖系統(tǒng)，包括：鎖體和密碼生成器。鎖體中有密碼輸入模塊，計(jì)算模塊，時(shí)鐘模塊，控制模塊。其特征在于：

在計(jì)算密碼和驗(yàn)證密碼時(shí)，鎖體和密碼生成器不需要相互通訊；用戶在密碼生成器上設(shè)置密碼使用條件，密碼使用條件包括有效時(shí)間段，密碼生成器根據(jù)密碼使用條件獲得計(jì)算臨時(shí)密碼的參考時(shí)間T，并生成密碼有效時(shí)間段起止時(shí)間的編碼C；密碼生成器對(duì)編碼C，時(shí)間T以及種子信息S使用算法1計(jì)算得到F；C和F通過算法2得到臨時(shí)密碼P；用戶將臨時(shí)密碼P告知臨時(shí)用戶；當(dāng)臨時(shí)用戶在鎖體密碼輸入模塊輸入臨時(shí)密碼P時(shí)，鎖體計(jì)算模塊運(yùn)用算法2的逆運(yùn)算得到C和F；從鎖體時(shí)鐘模塊獲得當(dāng)前時(shí)間t；根據(jù)C和t，分析得到當(dāng)前計(jì)算臨時(shí)密碼的參考時(shí)間T’； 鎖體電子模塊對(duì)編碼C，時(shí)間T’， 種子信息S使用上述算法1計(jì)算得到F’；比較F和F’，若相同則通過控制模塊開鎖。

優(yōu)選地，所述密碼使用條件還可以包括密碼使用次數(shù)。密碼使用次數(shù)包括1次或多次。

進(jìn)一步地，所述密碼有效時(shí)間段是指密碼在未來的連續(xù)的一段時(shí)間內(nèi)有效，在這段時(shí)間內(nèi)，輸入該密碼都可以打開門鎖。

進(jìn)一步地，未來連續(xù)時(shí)間段可選時(shí)間范圍越長，精度越細(xì)，要求的編碼也越長。所述密碼生成器根據(jù)密碼使用條件獲得計(jì)算臨時(shí)密碼的參考時(shí)間T，計(jì)算臨時(shí)密碼的參考時(shí)間T根據(jù)以下兩種方式中的任一種確定：

（1）由密碼有效期起始時(shí)間，可變長周期確定；

（2）由密碼有效期結(jié)束時(shí)間，可變長周期確定。

進(jìn)一步地，所述可變長周期是指周期是不固定的，可以事先約定，也可以通過編碼C傳遞；但是密碼生成器計(jì)算密碼時(shí)是確定的，而且鎖端也是可以通過約定或編碼獲得的。

所述周期是指系統(tǒng)提供給用戶可選擇的臨時(shí)密碼有效時(shí)間段的最長時(shí)間。例如，針對(duì)臨時(shí)用戶就在鎖旁邊的場(chǎng)景，約定周期為10分鐘，則生成的密碼最長在10分鐘之內(nèi)有效，用戶可以根據(jù)需要，設(shè)置起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，使得密碼有效時(shí)間小于10分鐘。針對(duì)短租的用戶，臨時(shí)用戶就是房客，約定周期為一個(gè)月，則生成的密碼最長在一個(gè)月之內(nèi)有效，同樣用戶可以根據(jù)需要，設(shè)置起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，使得密碼有效時(shí)間小于一個(gè)月；如果房客租住的時(shí)間超過了一個(gè)月，那么用戶需要重新生成臨時(shí)密碼提供給房客使用。

進(jìn)一步地，用戶選擇的時(shí)間段是可以跨周期的，總的時(shí)間不超過一個(gè)周期的時(shí)間即可。

所述計(jì)算臨時(shí)密碼的參考時(shí)間T的兩種方式中的第1種，計(jì)算臨時(shí)密碼的參考時(shí)間T可以是密碼有效期起始時(shí)間所在的周期的起始的時(shí)間，也可以是周期結(jié)束時(shí)間，或者其他有固定特征的時(shí)間即可。

所述計(jì)算臨時(shí)密碼的參考時(shí)間T的兩種方式中的第2種，計(jì)算臨時(shí)密碼的參考時(shí)間T可以是密碼有效期結(jié)束時(shí)間所在的周期的起始的時(shí)間，也可以是周期結(jié)束時(shí)間，或者其他有固定特征的時(shí)間即可。

所述密碼生成器生成密碼有效時(shí)間段起止時(shí)間的編碼C，包括密碼有效時(shí)間段的起始時(shí)間編碼和結(jié)束時(shí)間編碼，起始時(shí)間編碼和結(jié)束時(shí)間編碼共同決定了密碼有效時(shí)間段。對(duì)有效時(shí)間段起止時(shí)間編碼是為了鎖端驗(yàn)證密碼時(shí)能夠分析得到當(dāng)前計(jì)算臨時(shí)密碼的參考時(shí)間T’。

所述起始時(shí)間編碼是對(duì)起始時(shí)間在其所在周期內(nèi)的相對(duì)時(shí)間進(jìn)行編碼。

所述結(jié)束時(shí)間編碼是對(duì)結(jié)束時(shí)間在其所在周期內(nèi)的相對(duì)時(shí)間進(jìn)行編碼。

進(jìn)一步地，當(dāng)有效時(shí)間段是確定的值時(shí)，起始時(shí)間編碼和結(jié)束時(shí)間編碼只需要其中的一個(gè)就可以。例如，針對(duì)臨時(shí)用戶就在鎖旁邊的場(chǎng)景，約定周期為10分鐘，有效時(shí)間段也取10分鐘，則起始時(shí)間編碼和結(jié)束時(shí)間編碼只需要其中的一個(gè)就可以。

所述密碼生成器對(duì)編碼C，時(shí)間T以及種子信息S使用算法1計(jì)算得到加密數(shù)據(jù)F。

進(jìn)一步地，所述算法1采用單向數(shù)學(xué)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，在計(jì)算上是不可逆的，即從編碼C，時(shí)間T，種子信息S可以計(jì)算得到F，從F不可以計(jì)算得到編碼C，時(shí)間T，種子信息S。

優(yōu)選地，算法1采用hash散列函數(shù)。

所述C和F通過算法2得到臨時(shí)密碼P，其中，C是不加密的；F是單向數(shù)學(xué)函數(shù)輸出，是加密的，結(jié)果是隨機(jī)的。C和F做運(yùn)算，得到的P也是隨機(jī)的，安全性更高。

在驗(yàn)證密碼時(shí)，需要先解出編碼數(shù)據(jù)C和加密數(shù)據(jù)F，因此，所述算法2必須要是可逆的。

所述根據(jù)C和t，分析得到當(dāng)前計(jì)算臨時(shí)密碼的參考時(shí)間T’。

進(jìn)一步地，先需要確定周期，如果是事先約定，則讀出約定的值即可；如果是編碼C傳遞的，則解碼編碼C即可。

進(jìn)一步地，以編碼C包括起始時(shí)間編碼和結(jié)束時(shí)間編碼，計(jì)算臨時(shí)密碼的參考時(shí)間T取密碼有效期起始時(shí)間所在的周期的起始的時(shí)間這種情況為例，根據(jù)以下流程分析得到當(dāng)前計(jì)算臨時(shí)密碼的參考時(shí)間T’，其余情況可以依此類推：

（1）得到當(dāng)前時(shí)間在其所在周期內(nèi)的相對(duì)時(shí)間t_c；

（2）得到當(dāng)前時(shí)間所在周期的起始時(shí)間t_s0；

（3）得到當(dāng)前時(shí)間所在周期的前一周期的起始時(shí)間t_s1；

（4）起始時(shí)間編碼解析后得到起始時(shí)間在其所在周期內(nèi)的相對(duì)時(shí)間t_r0；

（5）結(jié)束時(shí)間編碼解析后得到結(jié)束時(shí)間在其所在周期內(nèi)的相對(duì)時(shí)間t_r1；

（6）如果t_r1> t_r0，則表明有效時(shí)間段不跨周期；如果t_r0> t_c或者t_c< t_r1，則T’無效；否則T’= t_s0；

（7）t_r1<= t_r0，則表明有效時(shí)間段跨周期，如果t_c>t_r1，T’= t_s0；否則T’= t_s1。

鎖體電子模塊對(duì)編碼C，時(shí)間T’， 種子信息S使用上述算法1計(jì)算得到加密數(shù)據(jù)F’；

比較F和F’，若相同則通過控制模塊開鎖。

采用本發(fā)明的方案，鎖不需要聯(lián)網(wǎng)，計(jì)算密碼和驗(yàn)證密碼時(shí)，密碼生成器無需和鎖進(jìn)行通訊就可以生成臨時(shí)密碼，且能被鎖體驗(yàn)證通過；滿足各種場(chǎng)景下，臨時(shí)用戶的開鎖需求。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中系統(tǒng)組成。

圖2為鎖體電子模塊中各個(gè)模塊及連接關(guān)系。

圖3是生成密碼流程和驗(yàn)證密碼流程。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，所描述的各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合構(gòu)成其他實(shí)施例，或者，也可根據(jù)情況刪除各個(gè)實(shí)施方式中某些技術(shù)特征而構(gòu)成其他實(shí)施例。

本發(fā)明涉及的算法或數(shù)學(xué)函數(shù)，均可以找到類似的算法，因此實(shí)施例中使用的函數(shù)僅為示例說明，并不限定為只用這些函數(shù)。

用戶是指鎖的管理者或者有相應(yīng)權(quán)限的使用者，可以是自然人，也可以是鎖的管理系統(tǒng)。

臨時(shí)用戶指本身不是鎖的用戶，但是因?yàn)槟撤N原因，有開鎖需求的人。

實(shí)施例一：

如圖1所示，電子鎖系統(tǒng)包括鎖體10，用戶持有的手機(jī)20和服務(wù)器30。手機(jī)20和鎖體10之間通過藍(lán)牙交互，只在注冊(cè)或其他控制時(shí)需要通訊，在計(jì)算臨時(shí)密碼時(shí)，兩者之間不需要通訊；手機(jī)20和服務(wù)器30之間通過網(wǎng)絡(luò)交互。

鎖體10包括電子模塊和機(jī)械模塊，其中電子模塊主要由MCU芯片，外圍電路及程序組成。從功能的角度，電子模塊包括密碼輸入模塊11，時(shí)鐘模塊12，計(jì)算模塊13，存儲(chǔ)模塊14，控制模塊15，如圖2所示。

密碼輸入模塊11為數(shù)字鍵盤，可以輸入0-9這些數(shù)字；時(shí)鐘模塊12為實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC，為整個(gè)鎖體的電子部分提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)；存儲(chǔ)模塊14為非易失性存儲(chǔ)器，掉電之后，之前寫入到存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)可以保存下來；計(jì)算模塊13和控制模塊15為運(yùn)行在MCU上的程序。

手機(jī)20上安裝APP，該APP可實(shí)現(xiàn)與鎖進(jìn)行通訊，可以和鎖之間同步種子信息，并對(duì)鎖進(jìn)行控制；同時(shí)還可生成臨時(shí)密碼，在本系統(tǒng)中是一種密碼生成器。

APP上提供了生成臨時(shí)密碼界面，有2種臨時(shí)密碼，一種是從當(dāng)前時(shí)刻開始，10分鐘之內(nèi)有效，只能開一次的一次性密碼；另外一種是，未來時(shí)間段，用戶最長可以選擇一周，精度到小時(shí)，在用戶所選擇的時(shí)間段內(nèi)，都可以開門。

如果用戶選擇的是一次性密碼，則周期為10分鐘，計(jì)算密碼的參考時(shí)間T為起始時(shí)間所在周期的開始。例如：當(dāng)前時(shí)間為2016年6月20日10：48，則時(shí)間T為2016年6月20日10：40。

如果選擇未來一星期內(nèi)連續(xù)的一段時(shí)間，則周期為一星期，計(jì)算密碼的參考時(shí)間T為起始時(shí)間所在周期的開始。例如：設(shè)置某個(gè)用戶使用臨時(shí)密碼的時(shí)間段為2016年6月22日早上8點(diǎn)到2016年6月25日晚上8點(diǎn)，起始時(shí)間為2016年6月22日早上8點(diǎn)，這是個(gè)周三，則T為周日0點(diǎn)，即2016年6月19日0點(diǎn)0分0秒。

APP中上述算法1選擇的是HASH函數(shù)。

APP中上述算法2選擇的是對(duì)C和F進(jìn)行對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)相加，結(jié)果對(duì)10取余。

種子信息為用戶的唯一標(biāo)識(shí)，鎖ID。

服務(wù)器30主要對(duì)用戶和鎖進(jìn)行管理，包括用戶注冊(cè)，用戶和鎖的關(guān)聯(lián)，對(duì)系統(tǒng)時(shí)間的管理，開門記錄的管理等。系統(tǒng)中，采用服務(wù)器來對(duì)時(shí)間進(jìn)行管理，而不是直接用手機(jī)本地的時(shí)間，主要原因是：

（1）手機(jī)上的系統(tǒng)時(shí)間一般都可以進(jìn)行修改，只是用手機(jī)本地的時(shí)間是不可靠的。

（2）多個(gè)用戶之間，或者同一個(gè)用戶的不同手機(jī)之間，時(shí)間可能存在一定的差異。

（3）不同的設(shè)備的RTC的精度不一致，當(dāng)系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，時(shí)間會(huì)出現(xiàn)偏差。在使用過程中，每次手機(jī)20與鎖10通訊時(shí)，手機(jī)20都將嘗試將鎖10本地的時(shí)間同步成和服務(wù)器30上的時(shí)間一致。

在鎖10端，F(xiàn)可以直接從P中得到；算法2的逆運(yùn)算為F和P對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)相減，結(jié)果可能出現(xiàn)負(fù)數(shù)，因此，結(jié)果加10后對(duì)10取余，即可解出C。

鎖10端從RTC中讀取到當(dāng)前時(shí)間，結(jié)合從C中解出的周期信息，可以計(jì)算得到得到當(dāng)前時(shí)間所在周期的 起始時(shí)間t_s0，當(dāng)前時(shí)間所在周期的前一周期的起始時(shí)間t_s1，以及當(dāng)前時(shí)間在其所在周期內(nèi)的相對(duì)時(shí)間t_c。例如，當(dāng)前時(shí)間為2016年6月22日早上8點(diǎn)30分30秒，星期三，周期為一星期，則t_s0為2016年6月19日0點(diǎn)0分0秒；t_s1為2016年6月12日0點(diǎn)0分0秒；t_c為3天8小時(shí)30分30秒。

從C中還可以解出起始時(shí)間在其所在周期內(nèi)的相對(duì)時(shí)間t_r0和結(jié)束時(shí)間在其所在周期內(nèi)的相對(duì)時(shí)間t_r1。進(jìn)一步，分析得到T'。以下舉例說明：

（1）如果t_r0為2天8小時(shí)0分0秒，t_r1為4天8小時(shí)0分0秒，即密碼有效期為周二早上8點(diǎn)到周四早上8點(diǎn)，t_r1> t_r0，且t_r0<t_c<t_r1，因此T’= t_s0，為2016年6月19日0點(diǎn)0分0秒。

（2）如果t_r0為4天8小時(shí)0分0秒，t_r1為6天8小時(shí)0分0秒，即密碼有效期為周四早上8點(diǎn)到周六早上8點(diǎn)，t_r1> t_r0，且t_r0>t_c，因此T’無效。

（3）如果t_r0為4天8小時(shí)0分0秒，t_r1為2天8小時(shí)0分0秒，t_r1< t_r0，即密碼有效期跨周，為周四早上8點(diǎn)到周二早上8點(diǎn)，t_r0>t_c<t_r1，因此T’= t_s1，為2016年6月12日0點(diǎn)0分0秒。

本實(shí)施例中，用戶使用的流程如下：

（1）用戶通過手機(jī)APP在服務(wù)器上注冊(cè)成為新的用戶，服務(wù)器分配給用戶在系統(tǒng)中的唯一標(biāo)識(shí)。

（2）用戶通過手機(jī)APP添加鎖；在添加鎖時(shí)，APP獲得鎖的ID；鎖將獲得用戶信息，并將唯一標(biāo)識(shí)寫入到鎖的存儲(chǔ)設(shè)備；用戶的唯一標(biāo)識(shí)，鎖ID等信息都將寫入到服務(wù)器；APP讀取服務(wù)器上的時(shí)間信息并和鎖進(jìn)行同步。

（3）當(dāng)有臨時(shí)用戶需要開鎖，用戶打開手機(jī)上的APP，選擇該臨時(shí)用戶使用密碼的條件；APP根據(jù)圖3中生成密碼流程計(jì)算出臨時(shí)密碼。

（4）用戶將該臨時(shí)密碼通過口頭的方式（包括電話，短信等手段）告知臨時(shí)用戶。

（5）臨時(shí)用戶獲取到臨時(shí)密碼后，在鎖體的密碼輸入模塊上將密碼輸入；鎖體將根據(jù)圖3中驗(yàn)證密碼流程對(duì)密碼進(jìn)行驗(yàn)證；如果驗(yàn)證通過，鎖可以打開。

實(shí)施例二：

在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，服務(wù)器可以刪除。時(shí)間的管理通過APP完成，在使用上有一定的局限性。從整個(gè)系統(tǒng)來說，也是一個(gè)完整的系統(tǒng)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替代和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。