三維矩陣魔方密碼鎖的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維矩陣魔方密碼鎖屬于計算機信息安全【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法對密鑰做了特殊定義，把旋轉(zhuǎn)后魔方的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為三維矩陣，不同的旋轉(zhuǎn)結(jié)果對應(yīng)的三維矩陣會有不同。這些變化所對應(yīng)的魔方狀態(tài)就是三維矩陣魔方的密碼。三階魔方中的三維矩陣魔方電路把魔方的狀態(tài)信息讀出并進(jìn)行線性運算會得出唯一一組和目前魔方狀態(tài)所對應(yīng)的解，該解即為密鑰。本發(fā)明借鑒了魔方三維旋轉(zhuǎn)以及三維矩陣的概念，解密方式特殊，密鑰庫數(shù)量巨大，加密強度大，可以防范各種密碼攻擊、枚舉攻擊等破解方法。
【專利說明】三維矩陣魔方密碼鎖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三維矩陣魔方密碼鎖，屬于計算機中信息安全【技術(shù)領(lǐng)域】，應(yīng)用于計算機安全、通信安全等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前主流密碼鎖主要以“九宮格”為代表的按鍵輸入加密方式，即用戶輸入固定數(shù)字及字母序列來代表密碼串。
[0003]而現(xiàn)有的三階魔方主要用于休閑娛樂，并沒有在密碼學(xué)中利用其結(jié)構(gòu)簡單卻變化復(fù)雜的特點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種三維矩陣魔方密碼鎖，以旋轉(zhuǎn)三階魔方為密碼輸入方式，并且輸入密碼以三維矩陣的形式儲存，三維矩陣魔方密碼鎖把魔方的狀態(tài)作為密碼，通過這種方法輸出的三維數(shù)組矩陣作為密碼會提升密碼強度。
[0005]三維矩陣魔方密碼鎖把魔方的狀態(tài)作為密碼，通過這種方法輸出的三維數(shù)組矩陣作為密碼會提升密碼強度，三階魔方總的變化數(shù)為三維矩陣魔方密碼的總密鑰個數(shù)，SP43，252，003, 274，489，856，000，空間3個維度的旋轉(zhuǎn)方式十分簡單直接并且和一維數(shù)組的密碼相比強度更大更安全。
[0006]一種三維矩陣魔方密碼鎖，采用三階魔方的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，將內(nèi)部電路鑲嵌在標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)中，內(nèi)部電路包括分塊電阻部分和整體連接部分；
[0007]分塊電阻部分包括嵌在三階魔方26個小方塊上的電阻、導(dǎo)線、電極片，其中26個小方塊包括6個中心塊、12個棱塊、8個角塊；
[0008]8個角塊為三階魔方的8個角上的小方塊，每個角塊的角設(shè)有開關(guān)，角塊與棱塊相鄰的面上均設(shè)有電極，電極用于和相鄰棱塊的電極連接，8個角塊連接12個棱塊，電極與開關(guān)之間的三條棱邊上分別設(shè)有相同阻值的電阻，電阻與電極之間、電阻與開關(guān)之間分別通過導(dǎo)線連接，當(dāng)開關(guān)接通，角塊上三個電阻靠近開關(guān)的一端相互聯(lián)通，8個角塊上鑲嵌的電阻值各不相同；
[0009]12個棱塊是魔方12條棱上的小方塊，每個棱塊與角塊、中心塊相鄰的面上均設(shè)有電極，電極用于和相鄰的角塊、中心塊的電極連接，與角塊相鄰面上的電極之間串聯(lián)兩個電阻，電阻位于棱邊上，與中心塊相鄰面上的電極之間串聯(lián)兩個電阻，電阻位于棱塊的兩個面上，四個電阻十字形連接，四個電阻阻值相同，12個棱塊上鑲嵌的電阻值不相同，棱塊上的電阻值與角塊內(nèi)的電阻值不同；
[0010]6個中心塊為魔方6各面中間的小方塊，每個中心塊面向棱塊的面上，設(shè)有電極，電極用于連接棱塊上的電極，電極通過導(dǎo)線連接中心軸上的電極；
[0011]整體連接部分包括鑲嵌魔方中心軸上的電極片、導(dǎo)線；中心軸與中心塊的貼合處設(shè)有電極片，電極片通過導(dǎo)線連接中心塊的電極片，中心軸內(nèi)部設(shè)有24根絕緣線，絕緣線一端連接中心軸的電極片，另一端匯總后，通過一個中心塊導(dǎo)出，引出至魔方外部，由于中心軸和中心塊相對固定，選取一個中心塊作為固定塊，24根絕緣導(dǎo)線從固定塊導(dǎo)出，在魔方外部通過測量24根絕緣導(dǎo)線間的電阻，確定魔方的狀態(tài)。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0013](I)利用魔方結(jié)構(gòu)作為密碼鎖，使用簡單的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生高強度密碼；
[0014](2)采用魔方狀態(tài)(3維矩陣)作為密碼，極大提高了密碼強度；
[0015](3)使用魔方的旋轉(zhuǎn)過程作為密碼，比一般的字符串密碼更加安全；
[0016](4)機械結(jié)構(gòu)以及電路較為簡單，易于實現(xiàn)；
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明角塊電路示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明棱塊電路示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明中心塊電路示意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明中心軸電路示意圖；
[0021]圖5是本發(fā)明絕緣線導(dǎo)出電路示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023]本發(fā)明是一種三維矩陣魔方密碼鎖，采用三階魔方的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，將內(nèi)部電路鑲嵌在標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)中，內(nèi)部電路包括分塊電阻部分和整體連接部分，電路如圖所示。
[0024]分塊電阻部分包括嵌在三階魔方26個小方塊上的電阻、導(dǎo)線、電極片，其中26個小方塊包括6個中心塊、12個棱塊、8個角塊。
[0025]如圖1所示，8個角塊為三階魔方的8個角上的小方塊，每個角塊的角設(shè)有開關(guān)，角塊與棱塊相鄰的面上均設(shè)有電極，電極用于和相鄰棱塊的電極連接，8個角塊連接12個棱塊，電極與開關(guān)之間的三條棱邊上分別設(shè)有相同阻值的電阻，電阻與電極之間、電阻與開關(guān)之間分別通過導(dǎo)線連接。當(dāng)開關(guān)接通，角塊上三個電阻靠近開關(guān)的一端相互聯(lián)通，8個角塊上鑲嵌的電阻值各不相同。圖1以八個角塊的一個為例(即標(biāo)有“I”的角塊)，平行的三條細(xì)線代表導(dǎo)線，導(dǎo)線上的粗黑線代表電阻，角塊上頂角的黑色三角形代表開關(guān)，角塊的導(dǎo)線與相鄰棱塊的導(dǎo)線相接處的黑色部分代表電極片。
[0026]如圖2所示，12個棱塊是魔方12條棱上的小方塊，每個棱塊與角塊、中心塊相鄰的面上均設(shè)有電極，電極用于和相鄰的角塊、中心塊的電極連接，與角塊相鄰面上的電極之間串聯(lián)兩個電阻，電阻位于棱邊上，與中心塊相鄰面上的電極之間串聯(lián)兩個電阻，電阻位于棱塊的兩個面上，四個電阻十字形連接(電阻中間的導(dǎo)線聯(lián)通)，四個電阻阻值相同。12個棱塊上鑲嵌的電阻值不相同，棱塊上的電阻值與角塊內(nèi)的電阻值不同。圖2以12個棱塊的其中一個為例(即標(biāo)有“2”的棱塊)，平行的三條細(xì)線代表導(dǎo)線(兩條導(dǎo)線在交叉處導(dǎo)通)，導(dǎo)線上的粗黑線代表電阻，棱塊上的導(dǎo)線與相鄰角塊上的導(dǎo)線相接處以及棱塊上的導(dǎo)線與相鄰中心塊上的導(dǎo)線相接處上的黑色部分代表電極片。
[0027]如圖3所示，6個中心塊為魔方6各面中間的小方塊，每個中心塊面向棱塊的面上，設(shè)有電極，電極用于連接棱塊上的電極，電極通過導(dǎo)線連接中心軸上的電極；圖3以6個中心塊的其中一個為例(即標(biāo)有“3”的中心塊)，平行的三條細(xì)線代表導(dǎo)線，中心塊上的導(dǎo)線與相鄰棱塊導(dǎo)線相接處的黑色部分為代表電極片，中心塊上四條導(dǎo)線末端的圓圈代表導(dǎo)線向中心塊內(nèi)部延伸。
[0028]整體連接部分包括鑲嵌魔方中心軸上的電極片、導(dǎo)線。
[0029]如圖4所示(僅以一面為例，三根平行細(xì)線表示導(dǎo)線，粗黑線表示電極片)，中心軸與中心塊的貼合處設(shè)有電極片，中心塊的電極片面積較大以保證能與中心軸的電極片相貼合，電極片通過導(dǎo)線連接中心塊的電極片，中心軸內(nèi)部設(shè)有24根絕緣線，絕緣線一端連接中心軸的電極片，另一端匯總后，通過一個中心塊導(dǎo)出，引出至魔方外部，由于中心軸和中心塊相對固定，選取一個中心塊作為固定塊，24根絕緣導(dǎo)線從固定塊導(dǎo)出，以免在旋轉(zhuǎn)魔方過程中把線纏繞在一起，如圖5所示，在魔方外部通過測量24根絕緣導(dǎo)線間的電阻，確定魔方的狀態(tài)。(黑色箭頭表示引出24根絕緣導(dǎo)線)
[0030]本發(fā)明一種三維矩陣魔方密碼鎖的原理:
[0031](Al)將三階魔方看成27個小正方體(假定中心軸也為一小正方體)的空間組合，即每層9個小正方體共三層的組合方式；
[0032](A2)把這27個小正方體對應(yīng)為27個矩陣元素，整個三階魔方對應(yīng)為一個3X3X3的三維矩陣；
[0033](A3)用戶對魔方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作后，魔方各色塊即小立方體的位置發(fā)生變化，同時相應(yīng)的三維矩陣的元素間的位置發(fā)生交換；
[0034](A4)特定的魔方形態(tài)即一種固定的小立方體空間組合方式對應(yīng)一個固定的三維矩陣。
[0035]下面是四個步驟的簡要概括:
[0036]步驟一:定義位置矩陣和元素矩陣，并給出示例
[0037]步驟二:定義電阻參數(shù)矩陣和位置阻值矩陣，并闡明它們與位置矩陣和元素矩陣的關(guān)系，同時與魔方密碼鎖裝置聯(lián)系起來
[0038]步驟三:利用步驟二的設(shè)定對魔方鎖的一些接口進(jìn)行阻值測量以確定每個小方塊的位置
[0039]步驟四:利用步驟三測量的結(jié)果做最后的結(jié)果計算，并判定密碼是否正確
[0040]下面是四個步驟的具體內(nèi)容
[0041]本發(fā)明一種三維矩陣魔方密碼鎖的加密方法，包括以下幾個步驟:
[0042]步驟一:將三階魔方中每個小方塊設(shè)為一個元素，獲取元素矩陣；
[0043]元素定義:首先定義魔方27個元素的名稱，三階魔方有6個面，每個面的顏色不同，所以可以通過面上的顏色確定唯一的小方塊。使用魯比克公司配色方案，將相對兩面的顏色安排為相同色系，也就是白黃相對、紅橙相對、藍(lán)綠相對，且藍(lán)、橙、黃三色以順時鐘排列。(注:這里引入顏色是方便小方塊定義，與本發(fā)明核心設(shè)計與結(jié)構(gòu)無關(guān))
[0044]魔方有六個中心塊，綠色面上的中心塊為A22元素；藍(lán)色面上的中心塊為C22元素；白色面上的中心塊為B12元素；黃色面上的中心塊為B32元素；橙色面上的中心塊為B21元素；紅色面上的中心塊為B23元素；軸心軸所在小方塊不與任何面接觸(有且僅有一個)，為B22元素。
[0045]12個棱塊(棱塊有且僅有2個面有顏色)對應(yīng)的元素為:有白色與綠色的棱塊對應(yīng)元素A12，有紅色與綠色的棱塊對應(yīng)元素A23，有綠色與黃色的棱塊對應(yīng)元素A32，有橙色與綠色的棱塊對應(yīng)元素A21，有白色與紅色的棱塊對應(yīng)的元素為B13，有黃色與紅色的棱塊對應(yīng)的元素為B33，有黃色與橙色的棱塊對應(yīng)的元素為B31，有白色與橙色的棱塊對應(yīng)的元素為Bll,有白色與藍(lán)色的棱塊對應(yīng)的元素為C12,有藍(lán)色與紅色的棱塊對應(yīng)的元素為C23,有藍(lán)色與黃色的棱塊對應(yīng)的元素為C32，有橙色與藍(lán)色的棱塊對應(yīng)的元素為C21。
[0046]8個角塊(角塊有且僅有3個面有顏色)對應(yīng)的元素為:有綠色、白色與橙色的角塊對應(yīng)的元素為All，有綠色、白色與紅色的角塊對應(yīng)的元素為A13，有綠色、紅色與黃色的角塊對應(yīng)的元素為A33，有綠色、黃色與橙色的角塊對應(yīng)的元素為A31，有藍(lán)色、白色與橙色的角塊對應(yīng)的元素為C11，有藍(lán)色、白色與紅色的角塊對應(yīng)的元素為C13，有藍(lán)色、紅色與黃色的角塊對應(yīng)的元素為C33，有藍(lán)色、黃色與橙色的角塊對應(yīng)的元素為C31。
[0047]設(shè)定三階魔方27小方塊對應(yīng)的27個元素為:
[0048]All A12 A13 Bll B12 B13 Cll C12 C13
[0049]A21 A22 A23 +B21 B22 B23 +C21 C22 C23 (I)
[0050]A3I A32 A33 B31 B32 B33 C31 C32 C33
[0051]式⑴為元素矩陣，其中i，j分別表示A、B、C的角標(biāo)，Aij代表A層第i行，第j列位置的元素，比如A12對應(yīng)的Aij就是說當(dāng)i = I, j = 2的情況。i和j都為獨立變量，取值為{1，2，3}。
[0052]元素矩陣對應(yīng)的位置矩陣為:
[0053]all al2 al3 bll bl2 bl3 cll cl2 cl3
[0054]a21 a22 a23 +b21 b22 b23 +c21 c22 c23 (2)
[0055]a31 a32 a33 b31 b32 b33 c31 c32 c33
[0056]式⑵為位置矩陣，其中i，j含義同上，aij代表a層第i行第j列的位置，小寫字母的矩陣表示魔方各元素的位置表示，魔方旋轉(zhuǎn)過程中矩陣元素位置不變，而大寫字母的矩陣是魔方各小方塊元素的表示，旋轉(zhuǎn)過程每個位置的元素會發(fā)生改變(注意大小寫字母的含義，大寫字母如All相當(dāng)于集合中的元素，小寫字母如all相當(dāng)于變量，變量的值可以為集合中任意一個元素)
[0057]三階魔方27個小方塊在旋轉(zhuǎn)中有7個小方塊的相對位置是相對靜止的，其余20個小方塊是會發(fā)生變化的。使小方塊導(dǎo)通并且在每一塊小方塊中加入不同阻值的電阻；
[0058]旋轉(zhuǎn)魔方，A22、B12、B23、B32、B21、B22、C22相對固定不變，仍分別處于a22、bl2、b23、b32、b21、b22、c22 處。
[0059]綠色面(中心色塊為綠色所在的面)為正面且該面法向量指向X軸正向，白色面(中心色塊為白色所在的面)定為頂面且該面法向量指向z軸正向，黃色面法向量對應(yīng)z軸負(fù)；紅色面法向量對應(yīng)I軸正；橙色面法向量對應(yīng)I軸負(fù)；藍(lán)色面法向量對應(yīng)X軸負(fù)。
[0060]空間直角坐標(biāo)系xyz— 0，原點對應(yīng)B22元素，中心色塊為綠色，紅色，藍(lán)色，黃色，白色，橙色所在面定義為G面，R面，B面，Y面，W面，O面。
[0061]在旋轉(zhuǎn)模魔方的過程中，始終把X軸正向指向觀察者，A、B、C層分別為x>0、X =
O、x〈0,均與X軸垂直。
[0062]all al2 al3 bll bl2 bl3 cll cl2 cl3
[0063]a21 a22 a23 +b21 b22 b23 +c21 c22 c23 =
[0064]a31 a32 a33 b31 b32 b33 c31 c32 c33
[0065]A3I A21 C13 Bll B12 C23 Cll C12 C33
[0066]A32 A22 B13 +B21 B22 B23 +C21 C22 B33
[0067]A33 A23 All B31 B32 A12 C31 C32 A13
[0068]表示G面順時針旋轉(zhuǎn)90度，R面逆時針旋轉(zhuǎn)90度。
[0069]如果用戶把這種狀態(tài)定為密碼，密碼則記為
[0070]A3I A21 C13 Bll B12 C23 Cll C12 C33
[0071]A32 A22 B13 +B21 B22 B23 +C21 C22 B33
[0072]A33 A23 All B31 B32 A12 C31 C32 A13
[0073]步驟二:對會發(fā)生變化的20個小方塊做電阻加權(quán)；
[0074]三階矩陣魔方，設(shè)定魔方電阻電路的電阻參數(shù)矩陣:
[0075]RAll RA12 RA13 RBll RB12 RB13 RCll RC12 RC13
[0076]RA21 RA22 RA23 +RB21 RB22 RB23 +RC21 RC22 RC23
[0077]RA31 RA32 AR33 RB31 RB32 RB33 RC31 RC32 RC33
[0078]電阻參數(shù)元素一一對應(yīng)于三維矩陣
[0079]RAll RA12 RA13 RBll RB12 RB13 RCll RC12 RC13
[0080]RA21 RA22 RA23 +RB21 RB22 RB23 +RC21 RC22 RC23
[0081]RA31 RA32 AR33 RB31 RB32 RB33 RC31 RC32 RC33
[0082]—
[0083]All A12 A13 Bll B12 B13 Cll C12 C13
[0084]A21 A22 A23 +B21 B22 B23 +C21 C22 C23
[0085]A3I A32 A33 B31 B32 B33 C31 C32 C33
[0086]魔方變化后，電阻參數(shù)矩陣
[0087]RAll RA12 RA13 RBll RB12 RB13 RCll RC12 RC13
[0088]RA21 RA22 RA23 +RB21 RB22 RB23 +RC21 RC22 RC23
[0089]RA31 RA32 AR33 RB31 RB32 RB33 RC31 RC32 RC33
[0090]會發(fā)生元素之間的位置變化，把變化后的元素矩陣賦值給如下矩陣:(令該矩陣為-位置阻值矩陣)
[0091]rail ral2 ral3 rbll rbl2 rbl3 rcll rcl2 rcl3
[0092]ra21 ra22 ra23 +rb21 rb22 rb23 +rc21 rc22 rc23
[0093]ra31 ra32 ra33 rb31 rb32 rb33 rc31 rc32 rc33
[0094]rail代表all位置上任意兩個電極片間的電阻值(對于所有棱塊和角塊，一個棱塊或角塊上的任意兩個電極之間的阻值為一定值)(注意:是一個小方塊上的任意兩個電極片間的阻值相同，比如說A11的角塊有三個電極片，設(shè)其為D1、D2、D3，則DI與D2之間的阻值等于Dl與D3之間的阻值等于D2與D3的阻值，該阻值為RA12 ;對于棱塊而言，如A12棱塊有四個電極片D1、D2、D3、D4，則Dl與D2、D1與D3、D1與D4、D2與D3、D2與D4、D3與D4間的阻值相同，為RA12)(同理大寫字母代表元素，相當(dāng)于具體數(shù)字，小寫字母代表變量，其值可以為任意一個元素)
[0095]步驟三:通過測量整個電路的不同端口電阻確定每個小方塊的位置。
[0096]測量中心塊上四個電極片之間的電阻值(中心塊上的電極片由導(dǎo)線引到中心軸，從中心軸又由導(dǎo)線引出，通過測量由中心軸引出的導(dǎo)線來測量各中心塊上4個電極間的電阻值)確定出上述矩陣中各元素的具體值。
[0097]這6X4 = 24個口均從Y面中心色塊引出，引出的24根線
[0098](BI)旋轉(zhuǎn)后測量出 rbll、rbl3、rb33、rb31、ra21、ral2、ra32、ra23、rc23、rc32、rcl2、rc21 阻值。
[0099](B2)測量 Rll、R12、R13、R14、R61、R62、R63、R64 阻值。(Rll 為中心塊位置a22上兩個電極片之間的電阻值，這兩個電極片的其中一個是中心塊位置a22與棱塊位置al2之間相接的電極片，另一個是中心塊位置a22與棱塊位置a21之間相接的電極片，把Rll的定義簡化為(Rll-a22-al2-a21)，則其他7個電阻的定義為(R12-a22_al2_a23)(R13-a22-a23-a32) (R14_a22-a32_21) (R61-c22-c23_cl2) (R62-c22-cl2_c21)(R63-c21-c32)(R64-c22-c32_c23))
[0100]步驟四:判斷密碼是否輸入正確即判斷魔方旋轉(zhuǎn)操作后輸出的三維矩陣是否與預(yù)先設(shè)定的密碼相同，相同即密碼輸入正確。
[0101]本發(fā)明的三階矩陣魔方密碼鎖的輸入方式特別且簡單，同時生成了強度較高的密碼，可以防范多種密碼攻擊。
[0102](B3)剩余8個阻值變量計算方式；
[0103]rail = Rll_ra21_ral2
[0104]ral3 = R12_ral2_ra23
[0105]ra33 = R13_ra23_ra32
[0106]ra31 = R14_ra32_ra21
[0107]rcl3 = R61-rc23-rcl2
[0108]rcll = R62-rcl2-rc21
[0109]rc31 = R63-rc21-rc32
[0110]rc33 = R64-rc32~rc23
[0111]根據(jù)上述計算方式，若魔方變?yōu)?br>
[0112]A3I A21 C13 Bll B12 C23 Cll C12 C33
[0113]A32 A22 B13 +B21 B22 B23 +C21 C22 B33
[0114]A33 A23 All B31 B32 A12 C31 C32 A13
[0115]電阻值為
[0116]rail ral2 ral3 rbll rbl2 rbl3 rcll rcl2 rcl3
[0117]ra21 ra22 ra23 +rb21 rb22 rb23 +rc21 rc22 rc23 =
[0118]ra31 ra32 ra33 rb31 rb32 rb33 rc31 rc32 rc33
[0119]RA31 RA21 RC13 RBll RB12 RC23 RCll RC12 RC33
[0120]RA32 RA22 RBI3 +RB21 RB22 RB23 +RC21 RC22 RB33
[0121]RA33 RA23 RAll RB31 RB32 RA12 RC31 RC32 RA13
[0122]測量各端口阻值可確定三維矩陣各個位置的元素，并將結(jié)果輸入計算機中，把該三維矩陣與正確的密碼作比較來判定輸入正確與否。
[0123]電路的八個頂角尖處有八個通路開關(guān)，在測量各端口電阻時依次閉合各開關(guān)，避免測量電阻時電阻值受到旁路并聯(lián)的影響。
[0124]完成密碼輸入判斷后，在計算機中對數(shù)據(jù)進(jìn)行一次覆蓋
[0125]All A12 A13 Bll B12 B13 Cll C12 C13
[0126]A21 A22 A23 +B21 B22 B23 +C21 C22 C23 =
[0127]A3I A32 A33 B31 B32 B33 C31 C32 C33
[0128]all al2 al3 bll bl2 bl3 cll cl2 cl3
[0129]a21 a22 a23 +b21 b22 b23 +c21 c22 c23
[0130]a31 a32 a33 b31 b32 b33 c31 c32 c33
[0131]即可進(jìn)行下一次密碼輸入。
【權(quán)利要求】
1.一種三維矩陣魔方密碼鎖，采用三階魔方的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，將內(nèi)部電路鑲嵌在標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)中，內(nèi)部電路包括分塊電阻部分和整體連接部分； 分塊電阻部分包括嵌在三階魔方26個小方塊上的電阻、導(dǎo)線、電極片，其中26個小方塊包括6個中心塊、12個棱塊、8個角塊； 8個角塊為三階魔方的8個角上的小方塊，每個角塊的角設(shè)有開關(guān)，角塊與棱塊相鄰的面上均設(shè)有電極，電極用于和相鄰棱塊的電極連接，8個角塊連接12個棱塊，電極與開關(guān)之間的三條棱邊上分別設(shè)有相同阻值的電阻，電阻與電極之間、電阻與開關(guān)之間分別通過導(dǎo)線連接，當(dāng)開關(guān)接通，角塊上三個電阻靠近開關(guān)的一端相互聯(lián)通，8個角塊上鑲嵌的電阻值各不相同； 12個棱塊是魔方12條棱上的小方塊，每個棱塊與角塊、中心塊相鄰的面上均設(shè)有電極，電極用于和相鄰的角塊、中心塊的電極連接，與角塊相鄰面上的電極之間串聯(lián)兩個電阻，電阻位于棱邊上，與中心塊相鄰面上的電極之間串聯(lián)兩個電阻，電阻位于棱塊的兩個面上，四個電阻十字形連接，四個電阻阻值相同，12個棱塊上鑲嵌的電阻值不相同，棱塊上的電阻值與角塊內(nèi)的電阻值不同； 6個中心塊為魔方6各面中間的小方塊，每個中心塊面向棱塊的面上，設(shè)有電極，電極用于連接棱塊上的電極，電極通過導(dǎo)線連接中心軸上的電極； 整體連接部分包括鑲嵌魔方中心軸上的電極片、導(dǎo)線；中心軸與中心塊的貼合處設(shè)有電極片，電極片通過導(dǎo)線連接中心塊的電極片，中心軸內(nèi)部設(shè)有24根絕緣線，絕緣線一端連接中心軸的電極片，另一端匯總后，通過一個中心塊導(dǎo)出，引出至魔方外部，由于中心軸和中心塊相對固定，選取一個中心塊作為固定塊，24根絕緣導(dǎo)線從固定塊導(dǎo)出，在魔方外部通過測量24根絕緣導(dǎo)線間的電阻，確定魔方的狀態(tài)。
【文檔編號】E05B37/20GK104213769SQ201410403753
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】鄭嘉雷, 崔劍 申請人:北京航空航天大學(xué)