脑部故障

一个忠实地服从自己理性的人必须准备忍受殉道的命运

 
   

锁和钥匙的前世今生

色影无忌:

从前的锁也好看,钥匙精美有样子。但现在人们似乎需要更多。


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在所有日常使用的基本物品中,你可能对这种保护你房子、车子甚至是孩子安全的机械关注最少。锁和钥匙已经出现了上千年了,但这个时代的它们正经历着一种罕见的历史性转变——从机械到电子,从孤立到相互联系。
大约6000年前,人们在美索不达米亚发明了木脚锁。传统的锁让人可以放心离开财产无人看守,而未来的锁提供个性化的安全保障,甚至可以反过来追踪记录每一个来访和离去的人。
让这种智能的金属片来保护我们,这算是一种进步吗?这大概是一道挺难的开放题。锁的起源
已知最早的上锁装置,由19世纪中期的考古学家在现今伊拉克的豪尔萨巴德宫殿(Palace of Khorsabad)发现。这种钥匙和锁系统的雏形可以追溯到公元前4000年,当时这片区域是亚述王国时期的美索不达米亚。这种木制的设计跟现代的锁非常类似——至少它们的原理基本是一样的。
它被称为木脚锁。总的来说,除非有合适的钥匙插进去,否则上锁装置内的不同长度的木脚会防止门被打开。当插入钥匙时,木脚会被推起来,这样那些”称职的守卫“木栓就可以被推到一旁。
在当时要想守住一堵门,如果不用这套简单的系统,也就只能找个大活人站在门外了。所以你可以体会一下它的诞生是多方便的一件事。

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后来钥匙和锁开始在建筑中的广泛使用。而古埃及人也对这种木脚锁的设计进行了改进。虽然上锁装置仍然是由木材制成的,但埃及人经常用黄铜做锁脚。稍微先进一点的锁长这个样子:

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简单的钥匙-锁脚原理延续了整个世纪。它从埃及传播到希腊,最终到达罗马帝国,在那里它开始变小了,也开始保证箱子和抽屉的安全。当然了,富裕的罗马人会像戴戒指一样带着他们的钥匙圈,这样其他贵族就会知道他们很有钱,有自己需要好好藏着的东西。
万能钥匙(Skeleton Key)和开锁器的时代
基本的木脚锁设计一直延续到中世纪,那时英国工匠制造了第一个全金属带孔锁。这种锁的特征是,在一个锁孔深处有一个圆柱体。锁孔内有一系列的挡板,除非钥匙上的刻痕和挡板上的刻痕吻合,否则钥匙会无法转动。而如果钥匙自如地转动了,在转的时候就会接合或脱离锁闩。
这种锁到今天还在使用,几个世纪以来,它一直帮我们将骗子拒之门外。任何一个曾经梦想过在城堡里生活,或者加入一个秘密社团的人,一定对这种钥匙觉得很熟悉。它们太漂亮了!

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但这么漂亮的装置也有自己的缺陷。挡板和刻痕的方式让一把钥匙有可能能拧开无数个锁。如果你知道正确钥匙的基本形状,你就可以把钥匙的刻痕复刻下来,防止挡板合在一起,从而制作一把万能钥匙。这样,钥匙本质上就变成了一个巨大切口,可以畅行无阻地转动任何类型的挡板。这个功能对于想要打开城堡中每一个房间的公爵来说十分方便,对于小偷来说就更为方便了。
虽然它们不是完全安全的,但这种锁也确实让手工艺迎来了一个新时代。熟练的工人被雇佣为锁匠,为人们设计和制作能和华丽建筑物相配的钥匙和锁。通过操作锁孔的形状和加入复杂的挡板,锁匠可以增加锁的安全性。但是万能钥匙的制作水准也和锁的进步亦步亦趋。文艺复兴结束时出现了几十种不同的设计,连撬锁本身都成了一种工艺。自然而然的,在当时,制作一个无法破解的锁就成了最高理想。
现代锁匠的开端
工业时代迎来了一个更复杂的锁具纪元,并进一步确立了英国作为新时代安全专家的地位。1778年,罗伯特·巴伦(Robert Barron)发明了双作用杠杆锁。在古老的杠杆锁抬起锁脚开锁的地方,新设计需要将2至4个单独的杠杆推到特定的、不同的高度。巴伦称,他的发明“比任何迄今为止的锁都更安全。”
然而,这种锁也并不是绝对安全的。只要使用正确的工具和技巧,锁就可以被破解,虽然这对于内含更多杠杆的锁来说会更困难。加入更多的可变因素会提升安全性,明白这一点之后,巴伦的设计很快就被改进了。
1784年,约瑟夫·布拉马(Joseph Bramah)发明了高度安全锁,今天的伦敦还在生产和销售这种锁。大致的设计几乎没怎么变。一个圆柱形的钥匙推压一系列上锁装置(跟巴伦的锁原理类似):正确的钥匙在特定的深度击打金属片,锁闩就会被弹回。布拉马对这款锁的安全性十分自信。1790年他在店里的橱窗里展示了一个“开锁挑战”,如果有任何人能破解他的锁具,就送他200个几尼金币(这些金币在今天价值20万美元)。这种锁一直无人能解,直到美国锁匠艾尔弗雷德·C·霍布斯(Alfred C. Hobbs)在1851年的世界博览会上成功破解。他花了整整51个小时。
然而,布拉马锁的优越性并没有让其他人停住创新的脚步。1817年,在朴茨茅斯皇家造船厂的盗窃案促使英国政府进行了一场锁具竞赛,想制造一种不用正确的钥匙就打不开的锁。100英镑的奖金最后颁给了杰瑞米·丘伯(Jeremiah Chubb),他用自己的杠杆锁改进了巴伦的设计。他内置了一个再锁定装置:被称为探测锁的部分会在错误钥匙插入时故意故障,只有正确的钥匙才能打开它。丘伯的锁也在很长一段时间无人能解,直到下一次的世博会……对你猜得没错,同样是被刚刚说的那位霍布斯破解了(他难道是开锁大师吗?)。

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霍布斯在世博会上的传奇表现,意味着英国人“统治”锁匠界的时代已经终结了。“在世博会之前,我们坚信自己有了世界上最好的锁。”《泰晤士报》在当时报道,“我们的布拉马和丘伯曾被认为像直布罗陀海峡一样坚不可摧。”但美国人的创新打破了这个传统。
回归最基本的
当霍布斯在1851年震惊世博会的时候,安全锁具的未来已经在美国展开。1843年,小莱昂斯·耶鲁(Linus Yale Jr.)发明了他的弹子锁,即现在著名的耶鲁锁。这个设计本质上是对埃及人发明的木质弹子锁的改进。小莱昂斯·耶鲁在1861年改进了他的设计,发明了现在无处不在的、平整边缘上带刻痕的钥匙。你家门的锁可能就是这种类型。
耶鲁锁的牛逼在于,它将简单和安全结合在了一起。并没有增加更多的杠杆或复杂的机关,但耶鲁的设计让古老的弹子锁变得完美。主要的奥妙在那把简单就能开锁的钥匙。钥匙的侧面带有符合某个特定的锁的凹槽,它就可以顺滑地进入锁孔并推动有弹簧负荷的锁脚。上锁装置内包含一个可以旋转的把锁闩弹开的插销。为了转动插销,钥匙必须把锁脚全部推开。

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每个锁脚事实上都被分成两片:一个驱动锁脚和一个机关锁脚。钥匙的凹槽将有弹簧负荷的锁脚推到特定的点。如果这是把正确的钥匙,机关锁脚会在钥匙凹槽间落下,而驱动锁脚仍然留在切割线以上(这是锁的插销和外壳之间的空间)。一旦所有锁脚都被恰当地抬起,插销就可以转动,并弹开锁闩。整个操作就像这样:

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在之后的一个半世纪里,锁匠们都在耶鲁锁的基础上提出新的设计来改进它。然而,在20世纪,锁具不再仅仅用于打开或关上门闩。1909年,沃尔特·西勒奇(Walter Schlage)发明了可以控制灯光开关的门锁。
西勒奇后来还发明了带按钮的圆柱形杠杆锁,这个对耶鲁锁的小改进,你可能已经在家和公司里使用了无数次。西勒奇创办的公司至今是世界上最大的锁具制造商。他总觉得锁具并不只是锁具,但是他的这个想法一直等到数字时代才得以蓬勃发展。
锁和钥匙的未来
物理安全的发展要比锁和钥匙的历史复杂得多。古罗马人还首创了最早的组合锁,把钥匙从一个物体变成了一个理念。1857年,詹姆斯·萨金特(James Sargent)发明了世界上第一个可变换钥匙的组合锁,让这一理念得到了进一步发展。随后萨金特发明了世界上第一个时间锁,让锁具变得更智能:这种时间锁只在设置的特定时刻才会被打开。还有延时锁,它会在一个特定的间歇之后才打开;它们分别发明于1873年和1880年。
20世纪末诞生了一种理念:只对某个人在某个特定时间打开的锁。Tor Sørnes在1975年发明了第一个电子钥匙卡锁,从而打开了编程锁的新市场。在最近几十年,电子锁已经用上了各种身份验证方法,从密码到像指纹这样的生物统计数据。像安全令牌和射频识别技术(RFID tags)这样的数字钥匙,也将我们带进了用红外线和0与1构成的序列解锁的世界。你现在甚至可以用面部识别来解锁。
以往最现代化的访问控制技术都是保留给政府和企业的。安装面部识别安全系统并不便宜。然而,随着互联网的普及,世界上最古老的制锁公司正寻找方法把最新的技术引入到人们家中。最终的目标,看来是抛弃那些易受损和易破解的物理钥匙。
锁业老将,比如耶鲁和西勒奇公司——以及大量迅速成长的新兴企业——正筚路蓝缕,引领开创一个没有钥匙的世界。今年,两家公司都宣布了新的智能连接锁,用智能手机刷一刷,甚至用你的声音就能解锁。西勒奇新出的感应锁和苹果的HomeKit合作,你可以用Siri打开你家大门,而它也同时也可以用老式钥匙。

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同时,耶鲁公司的新莱纳斯锁走到了更远的阶段:不使用物理钥匙。一个安装在门外部的触摸感应面板,允许您设置多达250个独立代码。这样,你可以给你的孩子,朋友,和邻居特定的代码,这样就可以追踪都有谁到访过。
莱纳斯锁还与Next的新物联协议合作,那使你可以把锁连接到家里任意数量的设备。想像一下,当你回家时,打开门锁,然后其他的一系列设备就开始工作。也许你的电视会转到你最喜欢的频道,窗帘也开始上升。也许你的自动调温器会启动空调,灯也会自己打开。
不过,一旦你的锁连接到互联网,也就为黑客的闯入提供了契机。虽然许多智能锁都有多层的安全保障,但它们也在你的来来往往之中收集着数据。一些人可能会认为这就是智能锁的特点所在,一些人会觉得这根本不需要特别注意。智能锁加入了我们常常使用的新技术,例如地理围栏、近场通信、蓝牙等,不可避免地比老耶鲁锁变得复杂得多。
很容易就能理解,物理安全系统的未来将会如何基于加密网络自我发展和学习。在你朝门前走的时候,技术就能侦测到你,并且在你准备掏钥匙之前就把门打开。现在,就看我们是不是真的希望靠这些先进的安全解决方案,让我们的生活变得更安全和更方便了。
人类已经使用老式钥匙和简单的杠杆锁几千年了。或许我们根本不需要什么先进的东西。但可以肯定的是,人们总是会为一些新的、bling bling bling闪亮的、以及更安全一点的东西付钱
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