Существует достаточно распространенное дилетантское мнение, что внутри домофона располагается магнит, который и открывает дверь при контакте с замком. Однако это далеко не так! Устройство ключа домофона намного сложнее – ключ представляет собой постоянно запоминающее устройствос находящимся внутри него кодом (серийным номером). Когда ключ подноситься к месту считывания на домофоне, происходит считывание информации с энергонезависимого устройства памяти ключа и домофон отпирает замок.

Принцип работы ключа домофона в подробностях

Принцип работы ключа домофона следующий. Постоянно запоминающее устройство представляет собой энергонезависимую память TouchMemory определенной марки, которая «обменивается» информацией с домофоном при помощи так называемой шины One-Wire. При этом, особенности данной шины таковы, что она позволяет не только общаться с несколькими устройствами, но и передавать питание для них при помощи одного единственного «провода». Для этого в ключе домофона встроен конденсатор (емкостью около 60 пкф), который и обеспечивает кратковременное питание постоянно запоминающего устройства в момент его «общения» с основным блоком домофона. С этой целью основное устройство генерирует сигнал логической единицы не реже, чем каждые 120 мкс, для обеспечения оптимального заряда конденсатора и питания микросхемы памяти ключа.

Принцип работы шины One-Wire

Всю ответственность за работу на себя берет основной блок домофона, т.к. ключ представляет собой пассивное устройство без элементов питания и не способен генерировать никаких импульсов. Его единственная задача – замыкание шины и держание ее в нуле.Основной блок домофона постоянно находится в ожидании ключа и периодически генерирует сигнал сброса. В момент поднесения, ключ дожидается генерации сигнала сброса и генерирует импульс присутствия, показывая основному модулю, что ключ присутствует и с ним можно работать.

Если данный импульс очень длинный – основной модуль воспринимает это как короткое замыкание и не принимает действий, а в противном случае – выдает сигнал на чтение памяти ключа.

Механизм передачи логического «нуля» и «единицы»

При взаимодействии с пассивным устройством ничего не остается, кроме как занулять логическую единицу на землю. Но в ключе от домофона данный процесс организован особенно. Так, если происходит передача логической единицы, то происходит кратковременное зануление, длительностью около 1 микросекунды, а если происходит передача логического нуля – то длительность зануления становится заметно дольше. Такой процесс взаимодействия организован еще и для того, чтобы обеспечить зарядку встроенного конденсатора и, соответственно, обеспечения питания.

Взаимодействие ключа и домофона

После того, как процесс взаимодействия ключа и домофона налажен, домофон выдерживает небольшую паузу и начинает генерировать импульсы для считывания информации с ключа. Всего таких импульсов генерируется 64 и, таким образом, осуществляется прием 64 бит информации. При этом задачей ключа является лишь правильно сопоставление длительностей: если ключ желает передать логический ноль, то он на некоторое время зануляет шину, а если логическую единицу – просто отмалчивается. Дальнейший анализ информации выполняет домофон.

При установке домофона компания-установщик осуществляет изначальную конфигурацию основного устройства с внесением в него номеров всех ключей, которые будут отпирать замок. При поднесении ключа, домофон считывает его номер и сверяет со своими данными – если ключ присутствует в списке, замок отпирается. В противном случае основной модуль домофона генерирует сигнал ошибки.

Ответы на ваши вопросы!

Вы также можете узнать о том, — его принцип взаимодействия со всеми устройствами. Если вам интересна данная тема, то не упустите о том, как же выбрать подходящий именно вам домофон.

Заключение

Учитывая всю сложность взаимодействия ключа и основного блока домофона, изготовление дубликата такого ключа – задача непростая. При утере ключа следует обратиться в фирму, которая производила установку домофона, или в специализированную компанию, которая занимается изготовлением дубликатов. При этом, с собой следует иметь ключ, дубликат которого необходимо изготовить. Если же злоумышленники подобрали код к домофону подъезда, незамедлительно необходимо провести перекодирование ключей. Следует помнить, что безопасность жилища лежит на плечах проживающих в нем жильцов!

Выход из строя ключа от — явление очень редкое, если рассматривать так называемые таблетки, и весьма вероятное, если речь идет о бесконтактной системе RFID, построенной на срабатывающих с большого расстояния картах.

Если по какой-то причине дверь подъезда, ворота частного дома или замок на работе перестали деблокироваться, часто возникает вопрос: как перепрограммировать ключ от домофона? Этот процесс для рядового пользователя совсем не означает сложного вмешательства и участия в программировании личного идентификационного устройства.

Особенности программирования домофонных ключей

Чтобы понять, почему программирование индивидуальных ключей домофона включает в себя только запись нового идентификатора и его привязки к абоненту на установленном в двери устройстве, стоит особо остановиться на механике работы и внутренней структуре привычных таблеток и карт.

Все ключи построены на схеме одноразового устройства. Если происходит сбой или физические нарушения внутренней структуры — личный идентификатор просто выбрасывается или уничтожается. Ни ремонту, ни перепрограммированию без использования специальных промышленных устройств — не предусмотрено.

RFID

Небольшие брелочки, карточки — уже знакомы множеству людей. Для срабатывания такого ключика, его не нужно прислонять к считывающей площадке. Достаточно только поднести на определенное расстояние.

По дальности срабатывания ключи ранжируются:

1. с зоной идентификации в 100-150 мм, распространенный формат, тип Proximity;
2. с дальностью определения до 1 м, тип Vicinity.

Не смотря на такие отличия в дальности, работа всех идентификаторов проходит по простой схеме.

Домофон, использующий ключи данного класса, имеет блок излучения электромагнитного поля слабой интенсивности в зоне контактной площадки. Внутри RFID карты или брелка расположена простая схема, она включает индуктивный колебательный контур, миниатюрную передающую антенну и чип, формирующий сигнал.

При внесении ключа в зону излучения — вырабатывается энергия, происходит активация внутренней электросхемы. Карта или брелок передают радиочастотный сигнал, домофон опознает идентификатор и разблокирует дверь, если он прописан в его памяти.

Простого способа, как перепрограммировать ключ от домофона класса RFID — просто не существует для большинства типов изделий. Идентификатор формируется напыленным в заводских условиях чипом, количество уникальных комбинаций (карт и брелков) — огромно, изменения в коде не предусматриваются.

Испортится ключ может как из-за механических перегибов, изломов (в результате происходит повреждение чипа или передающей сетки антенны), так и по причине воздействия сильного электромагнитного излучения, по силе сравнимого с микроволновой печью.

Touch-Memory

Touch-Memory - это знакомые большинству людей контактные таблетки. Внутри такого ключа также расположен микрочип.

Однако передача идентификатора происходит по электрической одноканальной схеме. В момент приложения ключа к контактной площадке, в домофоне происходи замыкание цепи считывания данных.

Уникальный код, прошитый в таблетке — передается и проверяется на соответствие одному из записанных в памяти устройства. Если опознавание прошло — дверь разблокируется.

Испортить Touch-Memory таблетку можно воздействием сильного статического напряжения, приложив таблетку к наэлектризованной одежде. Сделать это достаточно сложно, поскольку импульс должен пройти между определенными точками контактной площадки, однако такая причина поломок — самая распространенная.

Таблетка с чипом очень прочная, повредить ее механически сложно, ключ, кроме воздействия статики — можно сжечь в микроволновке. Любым другим воздействиям, включая мощнейшие ниодимовые магниты — Touch-Memory переносит без последствий.

Способ, как программировать ключи доступа для домофона данного класса, заключается в использовании специального программатора. С его помощью делают клоны таблеток, а также универсальные отмычки для серий домофонов.

Touch-Memory делятся на классы. Они зависят не от внутренней структуры и принципов работы, а от производителей, каждый из которых создает внутреннюю схему с определенными характеристиками и методикой формирования уникального кода.

Широко используются Touch-Memory следующих типов:

• с маркировкой, начинающейся на DS (Dallas), применяются в огромном числе моделей Vizit, Eltis, С2000 и других;
• с маркировкой DC, а также Цифрал КП-1 — данные Touch-Memory предназначены только для домофонов Cifral;
• серии К, широко используемый в системах контроля доступа Metacom и других домофонах.

Аналогично существуют и классы, форматы RFID, к примеру, самый старый HID, популярный EM-Marin, а также используемый в срабатывающих с дальнего расстояния картах Mifare. Поэтому, прежде чем выяснять, как запрограммировать личный ключ от домофона от подъездной двери — сначала нужно приобрести Touch-Memory или RFID совместимого формата.

Программирование ключа от домофона своими руками

Методика, как закодировать персональный ключ от домофона от работы, дома или подъезда друзей — заключается только в записи данных соответствующего личного идентификатора в память контролирующего дверь устройства. Чтобы сделать это самостоятельно, необходимо получить доступ к сервисным функциям с клавиатуры передней панели.

Мастера, устанавливающие домофон — обязаны проводить перепрограммирование и менять заводские мастер коды и другую служебную информацию устройства.

Если это сделано, методики, как прописать свой ключ в домофон при помощи стандартных комбинаций доступа — не сработают. Однако огромное количество устройств на двери — откликаются на заводские коды и позволяют активировать сервисные функции.

Алгоритм действий

Самый простой способ — узнать, как закодировать ключ от домофона от подъездной двери, в обслуживающей компании. Некоторые из них предоставляют такие данные.

Но есть набор стандартных действий для домофонов распространенных марок.

1. Rainmann, Raikman — нажимается вызов, вводится 987654, после звукового сигнала — 123456. Если появилось приглашение Р на дисплее — нажимается 2, прикладывается таблетка, нажимается #, <номер квартиры>, #. Запись в память производится кнопкой *;
2. — набирается #-999, после звука-приглашения набирается код 1234 (у отдельных серий — 6767, 0000, 12345, 9999, 3535). После этого нажимается 3, после паузы — номер квартиры, прикладывается ключ, нажимается #,*. Если заводской код (1234 и другие) — не принят, домофон издаст двухтональный сигнал;
3. , — держать кнопку вызов до реакции (звук, приглашение на дисплее), ввести 1234, затем номер квартиры, вызов. В ответ на приглашение прислонить ключ, выйти из меню нажатием кнопки *.

В самых современных версиях домофона Cifral используется достаточно сложные кодовые наборы. Методика, как закодировать ключ от домофона от подъездной двери, выглядит так: вызов, 41, вызов, 14102, 70543.

Затем следует дождаться появления на экране приглашения, нажать 5, ввести номер квартиры, после надписи на дисплее Touch — приложить ключ. О записи в память свидетельствует звуковой сигнал.

Заключение

Записать в память домофона можно любой из приобретенных ключей, которые по ошибке называют болванками. В реальности - это работающий механизм со своим уникальным кодом. Его требуется только зарегистрировать на подъездном устройстве.

Доступны разнообразные методики применения ключей. Один и тот же может использоваться на нескольких домофонах одной марки, при условии, что произведена регистрация на каждом. Главное, чтобы Touch-Memory таблетка или RFID карта, брелок — имели совместимы формат с устройством на двери.

Видео: Как сделать дубликат ключа от домофона

Как обмануть домофон компании Cyfral

Ты не силен в программировании микроконтроллеров? Ты не смог сделать дубликат ключа, как учил тебя «Хакер»? Твоя подруга смеется над тобой, когда железный болван-домофон не пропускает тебя? Не унывай — «Хакер» в очередной раз найдет для тебя решение, позволив проникнуть сквозь неприступные двери под звуки музыки.

А как же ключ от всех дверей?

В сентябрьском номере за прошлый год «Хакер» уже рассказывал о том, как самому изготовить универсальный ключ от домофонов. В качестве основной части нашего девайса мы тогда использовали хитрый микронтроллер. Но всякому ли крутому перцу охота ковыряться в ассемблере и отладчике, а также корпеть над столом с паяльником, когда за окном лето/пиво/друзья/девушка (нужное подчеркнуть)? Тем более что все чаще на просторах нашей родной страны встречаются странного вида ключи, у которых не в пример обычным вовсе нет заветного номера (как ты понимаешь, нужного для того, чтобы снять с него копию по нашему методу), зато есть загадочная надпись «Cyfral». Не будем темнить и скажем сразу, что Cyfral — это отечественный продукт, так сказать, наш ответ Чемберлену. Уделим же внимание этому девайсу и попробуем на прочность этот орешек…

Экскурс в теорию, или практика потом

За последние несколько лет идентификаторы Touch Memory DS1990 от фирмы Dallas Semiconductor заняли лидирующее место на рынке систем контроля доступа. Малогабаритные, выполненные в прочном металлическом корпусе, они смогли удовлетворить практически все запросы российских потребителей. В общем, чего рассказывать: каждый видел эти «таблетки» сотню раз. Впрочем, подделать такой ключ оказалось очень просто: достаточно было лишь считать код, зашитый в ключ-идентификатор. В 2000 году компания «Цифрал» разработала и запатентовала собственный цифровой электронный идентификатор Touch Memory Cyfral DC-2000 . Отечественная разработка была призвана устранить ряд недостатков. Она была проста в производстве, и ее быстро освоили отечественные предприятия.

В документации к контактному цифровому ключу DC-2000 (Touch Memory Cyfral) приведено следующее описание его работы: «Корпус DC-2000 аналогичен по конструкции и размерам корпусу Dallas DS1990. Он сделан из нержавеющего металла. Диаметр диска около 17 мм, толщина 5,89 мм. Полый внутри диск состоит из двух электрически разъединенных частей. В герметичную полость помещена электронная схема на кремниевом кристалле. Выход схемы соединен с половинками диска двумя проводниками. Ободок и донышко представляют собой земляной контакт, а крышечка выполняет функцию сигнального контакта.

Корпус DC-2000 — это та же самая таблетка.

Усложняем схему.

Микросхема DС-2000 работает по собственному уникальному протоколу. При контакте со считывающим устройством DС-2000 начинает выдавать циклические кодовые комбинации, состоящие из стартового и восьми информационных слов. Стартовое слово отличается от информационного количеством единиц: три единицы подряд и один ноль. Информационное слово - одна единица и три нуля.

Длительность импульса для состояния «лог.0» и «лог.1» различна.

Положение единицы в каждом информационном слове программируется индивидуально на этапе изготовления микросхемы ключа DС-2000. Примененная технология позволяет получить аж 65536 кодовых комбинаций! Выдача кодовой комбинации происходит посредством изменения тока потребления микросхемы ключа с фиксированным периодом. Причем длительность импульса для состоянии «лог.0» и «лог.1» различна, как показано на временной диаграмме.

«Страшно-сложная» схема для прослушивания нашего ключика.

Так как при чтении данных из ПЗУ в любой момент возможно нарушение электрического контакта считывающего устройства с корпусом прибора, то необходимо контролировать целостность считываемых данных. Для этой цели кодовая комбинация считывается из ПЗУ три раза подряд и сравнивается считывающим устройством (персональная ЭВМ, микропроцессорный контроллер). В том случае, если коды совпали, серийный номер считан верно. В противном случае выполняется повторное чтение данных».

Проще говоря

Иными словами, как только мы вставим ключ в приемную лузу, он будет тарахтеть в нее кодом до тех пор, пока мозги домофона не решат, что код правильный, и не откроют нам желанный Сезам. В принципе опять же можно было бы с помощью микроконтроллера сваять эмулятор, но у нас есть способ проще и интереснее!

Поскольку домофон «Цифрал» только слушает ключ-идентификатор и вообще не использует какой-либо протокол обмена, путь для обхода весьма и весьма прост. Следует лишь записать тарахтение ключика, а потом воспроизвести эту запись домофону.

К несчастью, лобовое решение - магнитофон - тут не подойдет. Коэффициент детонации популярных китайских проигрывателей таков, что даже не обладающий музыкальным слухом домофон тут же заметит лажу. Что там у тебя еще есть из звукозаписывающей техники? Ну компьютер со звуковухой есть наверняка! Значит, можно записать тарахтение ключика и потом просто зажечь ее на CD. Воспроизвести запись не проблема, например, через портативный CD-плеер, который точно имеется в наличии у каждого второго твоего знакомого. Впрочем, даже если вдруг CD-плеер ты не разыщешь, сойдет и цифровой диктофон или сотовый телефон. Правда, мобила подойдет не всякая, но об этом мы расскажем далее.

Перейдем к делу: слушаем ключик

Для записи «музыки» ключей «Цифрал» нам понадобится источник питания 2,4-5 В. Можно использовать блок питания компьютера, но высока вероятность того, что он добавит в нашу запись ненужные шумы и тем самым испортит «произведение». Поэтому лучше запастись двумя любыми батарейками, которые в сумме обеспечат нам 2,4-3 В. Для тех, кто в танке, напомним, что питание +5 В можно получить как от разъема USB-порта, так и от некоторых GAME-портов, подавив шумы компьютера простейшим фильтром из дросселя и конденсатора. Далее, нам будет нужно сопротивление номиналом 1,5-2,2 кОм любого вида и исполнения. Из этих комплектующих собираем очень сложную схему из трех элементов для прослушивания нашего ключика.

Такая штука точно не помешает в кармане.

В зависимости от номинала сопротивления и напряжения питания схемы, амплитуда «цифровой музыки» составит 0,3-0,5 В на уровне постоянной составляющей 1,0-1,5 В, что позволит подать этот сигнал непосредственно на линейный вход звуковой карты.

Вот так красиво и опрятно выглядит собранный девайс.

Если в наличии имеется только микрофонный вход, как это бывает у некоторых моделей ноутбуков и у сотовых телефонов, схему придется усложнить, добавив делитель напряжения из двух резисторов, один из которых переменный. Манипулируя ручкой переменного резистора R3, следует обеспечить на микрофонном входе амплитуду сигнала порядка 0,5-1,2 мВ.

Далее включаем свой любимый звукозаписывающий софт. Лучше, конечно, что-нибудь типа Cool Edit (www.syntrillium.com), Sound Forge (www.sonycreativesoftware.com) или хотя бы Total Recorder (www.highcriteria.com). Подойдет все, что имеет виртуальные индикаторы уровня записи и позволяет на глаз выставить уровень записываемого сигнала без перегрузок звукового тракта карты. …Ну, на нет и суда нет! Можно использовать и обычную «Звукозапись» из стандартного набора Windows, хотя в этом случае, возможно, придется сделать несколько записей, чтобы подобрать приемлемый уровень.

В используемой программе выбираем источник сигнала (тот, куда мы подключились: «Микрофон» или «Линейный вход»), после чего записываем обыкновенный звуковой файл с расширением WAV с параметрами: PCM 44100 Гц, 16 бит, моно длительностью 1-2 минуты без применения какой-либо компрессии сигнала. В принципе для домофона хватило бы и 5 секунд, но такой запас просто позволит в нужный момент действовать без излишней суеты. В случае если ты хочешь сделать запись при помощи мобильника, нужно позаботиться, чтобы тот умел захватывать звук через гарнитуру. Тут, конечно, придется отрезать сам микрофон от гарнитуры, а если жалко — спаять отдельный провод с разъемом и прицепить его к выходу делителя. Но это реально!

Двигаемся далее

Итак, искомый файл или несколько WAV-файлов от разных ключей получены! Самое время прожечь их на компакт-диск в виде музыкальных файлов cda, в чем нам поможет всем известная Nero (www.nero.com) или любая другая аналогичная программа. Можно записать и просто как WAV-файлы, если CD-плеер поддерживает такой формат. При записи в формате mp3 кодовая информация может быть утеряна в процессе сжатия, в этом случае надо выставить опции максимального битрейта и максимального качества формируемого mp3-файла. В окне Cool Edit форма сигнала при этом остается неискаженной, но, как это воспримет домофон, я не в курсе. Если при записи в мобильник применяется алгоритм сжатия с потерями, затеянный фокус, скорее всего, не удастся, но попробовать все равно стоит. В крайнем случае WAV-файл можно сформировать на компьютере, а в мобилу затаскивать как качественный mp3 через Data-кабель, IRDA или Bluetooth. Количество вариантов здесь довольно велико, все зависит от используемой мобилы. Возможно, даже придется сваять простенький мидлет на Java. К счастью, даже в стандартной поставке J2ME Wireless Toolkit 2.2 beta 2 есть пример закачки и воспроизведения музыки в формате WAV. Если тебе это кажется нереальным, два готовых мидлета прилагаю. Тебе останется только раззиповать jar-файл, положить в архив свой WAV-файл ключа под именем my_key.wav (или my_key_X.wav, в папку audio), зазиповать все это обратно и должным образом втащить в мобилу. Сам файл ключа не должен быть очень большим - могут возникнуть траблы при закачке. Секунд 5-10 вполне достаточно, тем более что мобила будет проигрывать его непрерывно по кругу.

Пора действовать

Ну что, откроем пару дверок? Вместо наушников, припаиваем к шнурку с разъемом сопротивление номиналом 680-820 Ом для согласования со схемой считывающего устройства домофона «Цифрал». Оба канала стереофонического кабеля включаются параллельно, согласно приведенной схеме. Нагрузка величиной 680-820 Ом значительно превышает сопротивление распространенных наушников и выход плеера перегрузить не должна, если, конечно, кривые руки не спаяли что-нибудь накоротко, но производители чаще всего заботятся о дураках, и есть надежда, что в плеере или мобиле применена защита выхода от короткого замыкания.

Чтобы иметь некоторую уверенность в успехе, выход CD-плеера или мобильника должен развивать на нашей нагрузке переменный сигнал амплитудой не менее 0,5 В. Если есть возможность воспользоваться осциллографом, посмотри амплитуду сигнала на нагрузке. В противном случае придется покрутить регулятор выходного сигнала CD-плеера в полевых условиях у вожделенной двери. Впрочем, вероятность успеха весьма велика — у меня, например, безо всяких настроек дверь открылась сразу при максимальной громкости.

Программы типа Cool Edit и Sound Forge позволяют увидеть форму сигнала и без осциллографа. Можно также заюзать различные софтварные осциллографы, использующие железо звуковой карты. Количество таких программ, разбросанных на просторах Сети, весьма велико. В любом случае правильная форма записанного сигнала должна ориентировочно соответствовать приведенной на рисунке.

Если выбросы сигнала, указанные на рисунке цветными кружками, значительны и пересекают линию нулевого уровня, то, вероятно, запись сигнала придется повторить с другим уровнем записи или отредактировать сигнал вручную, уменьшив амплитуду выбросов. Но в подавляющем большинстве случаев необходимое качество WAV-файла достигается с первого-второго раза даже при весьма средних параметрах самой звуковой карты (я лично юзал древнюю ESS-1868).

Упрощаем отладку

Чтобы не торчать уйму времени у домофона, напоминая озабоченного террориста, для отладки можно использовать простенькую софтину CYF_KEY.COM, которая позволяет считывать коды ключей через LPT-порт компьютера.

Для аппаратного обеспечения программы необходима схема компаратора или триггера Шмитта, запитываемая от напряжения +5 В разъема USB-порта или GAME-порта. Подобные устройства в недавнем прошлом широко применялись в схемах популярных 8-битных компьютеров типа «Синклер», РК-86, «Орион», «Микроша» для ввода программ и данных, записанных на магнитофонные кассеты. Простая схема такого устройства приведена на рисунке. Если со сбором подобной схемы у тебя возникают траблы, можно попробовать обойтись более простой конструкцией, но в этом случае придется подобрать резистором R2 постоянное смещение на входе Busy порта принтера.

Программа CYF_KEY.COM использует прямое обращение к таймеру и портам ввода-вывода, поэтому запускать ее следует из-под голого DOS’а, благо небольшой размер программы позволяет ей поместиться на системной дискете. При правильном определении кодов ключей программа выводит их список, при сбоях или ошибках в сигнатуре ключей возможно отображение символа «E» (Error). Для того чтобы убедиться в работоспособности аппаратной части, программу необходимо запустить на двух разных компьютерах, соединив между собой их выходы Strobe с входами Busy и запустив одну из программ в режиме чтения ключа, а другую - в режиме эмуляции ключа из файла.

Неприятным обстоятельством может быть то, что где-нибудь на этапе создания или воспроизведения файла звуковой тракт инвертирует сигнал ключа. Шанс при современной аппаратуре очень небольшой, но кто знает, что там творят китайцы для удешевления своей продукции. В таком случае без звукового редактора не обойтись, поскольку сигнал перед записью придется инвертировать.

Наводим марафет

Для сопряжения с лузой лучше смастерить простую конструкцию, позволяющую не лезть к домофону с оголенными проводами в руках, да и не элегантно это. Поскольку на всю эту фигню мы не потратили пока еще даже и обрезка от бумажки с зелеными комиссарами, контакты ключа также можно выполнить в стиле «Xакера» из подручных материалов: картона, жести и любого суперклея.

При наличии прямых рук может получиться весьма симпатичный девайс. В любом случае ободок лузы — контакт общего провода (оплетки кабеля), а центральный круглый контакт — сигнальный.

К записи готов!

Включаем CD-плеер или мобильный телефон на воспроизведение файла ключа, уровень громкости максимальный. С уверенным (злым, глупым, коварным и т.д. - на выбор) выражением лица говорим волшебное слово: «Цифрал, откройся!», подключаем девайс к лузе домофона, и железный монстр с печальным звуком «Длиньк!» должен пасть! Можно, конечно, и без театральных эффектов, да и фраза - на твое усмотрение, но если уж решил поразить девушку, потренироваться следует заранее, особенно с уровнем громкости… CD-плеера (мобильника).

Напоследок

Разумеется, предложенный способ эмуляции ключей-идентификаторов «Цифрал» - самый простой. Заметим, что крутые перцы, владеющие языком программирования Java для мобильных устройств (J2ME) и обладающие навороченными смартфонами, могут сбацать универсальный ключ для любых систем, как Touch Memory Cyfral DC-2000, так и Touch Memory DS1990, без существенных аппаратных затрат исключительно программным путем, манипулируя сигналами COM-порта мобильника. Основное препятствие заключено в версии установленной в телефоне Java-машины, в том, имеет ли она развитые средства управления последовательным портом. В положительном случае аппаратно придется выполнить лишь несложные цепи согласования электрических уровней COM-порта мобильника и схемы считывания/эмуляции ключей Touch Memory.

Безусловно, все перечисленные в статье названия фирм, программных продуктов и торговых марок — неотъемлемая собственность их владельцев. Предоставленная информация нисколько не провоцирует на незаконные действия, а преследует цель указать фирмам и производителям на недостатки и дыры в их продукции, а также позволить всем простым смертным перцам (как фрикерам и хацкерам, так и не являющимся ими) не таскать с собой связки пластмассовых ключей и не рвать волосы на голове (или еще где-либо) в случае их потери. Как бы то ни было, сохрани в компьютере дубликаты, в экстренной ситуации не помешают!

DVD

На диске ты найдешь программы, упомянутые в статье, а также мидлеты для твоего мобильника.

WARNING

Материал представлен исключительно в ознакомительных целях. Автор и редакция ответственности за использование материала не несут.

Андрей «dr. Sam» Семенов

Хакер, номер #104, стр. 026

Да, это жутко избитая тема. Универсальный домофонный ключ «таблетку» делал наверное каждый второй, кто начинал изучать микроконтроллеры. В Интернете очень много и статей на эту тему, и готовых решений. Однако, интерес к этому угасать не перестаёт даже с массовым переходом на RFID. Это не удивительно, ведь многим хочется собрать такое устройство, которое выполняет не только весьма интересную задачу, но ещё и всегда с собой. К тому же оно не такое уж сложное в изготовлении.

В этом посте мне хотелось бы собрать в одном месте всю необходимую информацию для тех, кто хочет изготовить такой ключ. Сейчас я постараюсь рассказать о том, какими бывают контактные домофонные ключи, как они работают, как их имитировать, какие при этом бывают подводные камни, а также рассказать о своей реализации такого устройства и о том, как можно собрать аналогичное самому.

Внимание! Этот ключ не позволяет нелегально проникать куда-либо. Это устройство лишь для того, чтобы носить один ключ вместо нескольких.

Хотя ничто не мешает вам записать в него универсальные коды открытия домофонов.

Типы домофонных ключей «таблеток»

iButton

Самый популярный тип домофонных ключей - это iButton, а именно DS1990A от компании Dallas, работает по протоколу 1-Wire. Протокол весьма хитрый, подразумевает двустороннее взаимодействие - на ключ можно отправлять различные команды, на которые он по-разному реагирует. Серийный номер имеет размер в шесть байт, что даёт 2 8*6 = 281474976710656 различных комбинаций и подразумевает, что все выпущенные ключи должны быть уникальны. Если вам повезло, и у вас оригинальный iButton, то этот номер в шестнадцатеричном виде должен быть выгравирован на нём лазером:

То есть теоретически чужой такой ключ можно подделать, если просто записать куда-то или сфотографировать эти цифы!

Для взаимодействия с iButton достаточно подключить его к микроконтроллеру и подтянуть линию данных к питанию (2.8-5 вольт) через резистор:

Скорее всего для многих это всё уже старо как мир, но всё-таки расскажу кратко принцип работы 1-Wire. Обмен данными происходит за счёт поочерёдного прижимания линии к земле, информация при этом кодируется длительностью таких сигналов. Происходит это примерно так:

• Reset - мастер прижимает линию к земле как минимум на 480 микросекунд, это говорит о начале передачи данных.
• Presence - через некоторое время ключ отвечает импульсом около 120 микросекунд, что подтверждает его наличие на линии.
• Команда - мастер посылает команду из восьми бит, при этом логическая единица - это 1-15 микросекунд, а ноль - 60-120.

Далее всё зависит от посланной команды. Обычно это 33h - "READ ROM ", чтение серийного номера, после которого мастер читает 64 бита (1 байт - тип устройства, 6 байт - сам номер, 1 байт - CRC). Чтение каждого бита инициализируется мастером, для этого он посылает импульс в 1-15 микросекунд. Если после этого линия прижата к земле со стороны ключа на 60-120 микросекунд, то прочитан ноль, иначе - единица.

• Нужно всегда реагировать на reset , даже если он послан во время передачи данных. Импульс длиннее 480 микросекунд говорит о том, что надо начать всё сначала.
• Момент прикладывания ключа с его точки зрения - это тоже reset , ведь до этого питания не было. Поэтому теоретически домофон может и не посылать reset , и следует периодически отвечать сигналом presence по своей инициативе.
• Ключи могут реагировать и на другие команды: 0Fh как альтернатива 33h, SKIP ROM (CCh), MATCH ROM (55h) и самое хитрое, о чём я расскажу отдельно ниже, - SEARCH ROM (F0h). Некоторые домофоны могут послать самые разные комбинации таких команд, чтобы убедиться в том, что ключ настоящий.
• Бывает и обратная ситуация - домофон посылает команду, на которую ключ реагировать не должен. Дело в том, что некоторые программируемые ключи на них всё-таки реагируют, и так происходит ещё одна проверка. Необходимо полностью игнорировать всё, что идёт за этими командами, пока не будет послан reset .
• Для отсчёта времени лучше использовать асинхронный таймер в микроконтроллере, т.к. счёт идёт на микросекунды. Однако, установка кварца при этом будет излишней.

Про SEARCH ROM (F0h) - это команда поиска всех 1-Wire устройств на шине. Дело в том, что теоретически можно подключить параллельно много ключей и получить список всех серийных номеров. В реальности для iButton такое не используется, ведь к домофону всегда прикладывается один ключ. Однако, некоторые домофоны посылают эту команду, ожидая найти один единственный серийный номер. Алгоритм весьма интересный. Каждое из устройств на шине одновременно посылает бит своего серийного номера, при чём два раза (т.е. мастер должен прочитать два бита). Сначала обычным образом, а затем инвертированным. Что же получается в итоге? Если у устройства в серийном номере стоит единица, то посылается «10». Если ноль, то «01». И всё отлично, пока у всех устройств эти биты совпадают. А если нет… Выше я написал, что при чтении наличие длинного сигнала - это 0, а отсутствие - это 1, т.е. 0 является доминантным. Таким образом, при возникновении конфликтов читаются два нуля. После получения «10», «01» или «00» мастер должен послать в линию только что прочитанный бит. В случае с «00» он таким образом выбирает, с какой группой устройств работать далее. В результате после N итераций получается бинарное дерево из N серийных номеров.
Ответить на такую команду получается несколько сложнее, чем на обычный READ ROM . Нужно посылать каждый бит дважды - обычный и инвертированный, а затем проверять - совпадает ли с ним полученный от мастера ответ, и если не совпадает, то игнорировать дальнейшие команды.

Cyfral

Ключ «Цифрал DC-2000А» - это отечественная разработка. Взаимодействовать с ними гораздо проще, т.к. они весьма глупые - не принимают никакие команды. Достаточно просто подать на ключ питание, и он сразу начнёт бесконечно посылать код, изменяя своё сопротивление. Если дать ему 5 вольт, подключив через резистор в 1 кОм, то на осциллографе можно увидеть примерно такую картину:

Ключ меняет своё сопротивление примерно между 800 Ом и 400 Ом, если я не ошибаюсь, а следовательно и потребление тока. Можно сказать, что сигнал аналоговый, а это всё немного усложняет с аппаратной точки зрения. Хотя иногда может и упростить. Например, ключ можно прочитать, просто подключив его к микрофонному входу компьютера и записав аудиофайл.

И да, домофон после этого можно открыть самым обычным MP3 плеером. Но нас же интересуют более цивилизованные методы, верно?

Кодирование немного странное. Ключ циклически посылает девять нибблов (четыре бита), меняя своё сопротивление. Если оно сохраняется низким около 50 микросекунд, то это логический ноль, а если 100 микросекунд - это единица. Но данные кодируется не логическими нулями и единицами, а положением единиц среди нулей! То есть ключ при посылке кода может выдать только одну из четырёх комбинаций: «1000», «0100», «0010» и «0001». Однако, используется ещё и комбинация «0111» как стартовая последовательность. В итоге данные от ключа могут выглядеть как-то так: «0111 1000 0100 0010 0001 1000 0100 0010 0001 », где «0111» указывает на начало. Никакой контрольной суммы нет - код просто читается несколько раз для уверенности.

Итого восемь последовательностей, в которых возможны четыре комбинации. Не сложно посчитать, что это даёт нам 65536 вариантов ключей. Не так уж и много, они явно часто повторяются. Теоретически если в подъезде 50 квартир, каждой из которых выдано три ключа, можно подобрать один из них перебрав всего 436 комбинаций. Но я таким не занимался.

Как же лучше читать ключи от Cyfral? Как я уже говорил, уровни аналоговые. Варианта два: аналого-цифровой преобразователь и компаратор. Последний мне кажется надёжнее. Всё отлично работает, если к одному из входов компаратора подключить линию данных подтянутую к Vdd резистором в 650 Ом, а ко второму - ровно половину Vdd, для чего можно использовать делитель напряжения из двух одинаковых резисторов. После этого результат вывода компаратора можно с уверенностью воспринимать как высокое и низкое сопротивление ключа.

Как же имитировать такой ключ? С первого взгляда кажется, что тоже нужно менять сопротивление, но результаты показали, что домофонам не нужна такая точность - можно смело замыкать линию на землю вместо низкого сопротивления и полностью отпускать её, когда нужно высокое.

Метаком

Ещё одна отечественная разработка - домофоны Метаком и ключи К1233КТ2. Как и Cyfral он просто бесконечно посылает код, меняя своё сопротивление/потребляемый ток. К счастью в Интернете доступна официальная документация:

Это всё, что нужно знать для работы с этим ключом. Он посылает четыре байта данных, но в каждом из них один бит уходит на проверку чётности. Итого выходит 28 полезных бит, а 2 28 = 268435456 комбинаций.

Увы, я так и не смог найти ни один такой ключ, чтобы поэкспериментировать с ним. Однако, в Интернете легко найти универсальный код, который открывает 99% домофонов Метаком. Один из них как раз в соседнем от меня подъезде. Я написал программу, посылающую этот код, основываясь только на технической документации. Соседний подъезд открылся с первой попытки. Похоже, что этому домофону тоже не так уж важно точное сопротивление. На этом я оставил Метаком в покое и решил, что чтение их ключей не так уж и нужно.

Универсальные коды ключей

На самом деле универсальные ключи от домофонов - это скорее миф. Разработчики почти никогда не делают для себя какой-то специальный код для всех дверей, исключение составляют только Vizit.

Но есть легенда, которая гласит, что после чтения кода ключа многие домофоны сверяют его со всеми кодами, которые записаны в ячейках памяти. Однако, в ячейках, где ещё ничего не было записано, лежат FFки или нули. Таким образом домофон можно открыть, послав ключ только из нулей или только из FFок.

Звучит как полнейший бред. Каким надо быть программистом, чтобы допустить такой баг? Но… это действительно часто работает. Да, в свежих прошивках это обычно исправлено, но многие домофоны стоят без изменений годами. Невероятно, но факт.

Любые другие коды ключей выдаваемые за универсальные - это обычно всего лишь служебные ключи для сотрудников почты, ЖКО или самой домофонной компании, и они работают только в отдельных населённых пунктах.

Создание мультиключа

Перейдём уже к практике! Да, я пытался совместить в одном устройстве и имитацию ключей, и их считывание (кроме Метаком), и синхронизацию с компьютером по USB. Вот схема того, что получилось (кликабельно):

Компоненты и их предназначение:

• IC1 - микроконтроллер ATMEGA8/ATMEGA8A/ATMEGA8L;
• U1 - USB-контроллер FT232RL, нужен для подключения устройства к компьютеру;
• CON1 - miniUSB разъём;
• BT1 - батарейки, дающие 3-5 вольт;
• D1 и D2 - диоды (желательно шоттки), которые изолируют питание от батареи от питания от USB;
• P1 - «таблетка» iButton, используется для подключения к домофонам;
• P2 - контакты считывателя ключей, используются для подключения к ключам;
• R1 - резистор, подтягивающий линию 1-wire к VCC;
• R2 - токопонижающий резистор для управления транзистором Q2;
• R3 - резистор, ещё сильнее подтягивающий линию к VCC для считывания ключей Cyfral;
• R4 - токопонижающий резистор, используется для открытия Q1 и определения подключения к USB;
• R5 - подтягивает базу Q1 к земле, чтобы закрывать его, когда нет подключения к USB;
• R6 - токопонижающий резистор для светодиодов, достаточно одного, т.к. одновременно они не горят;
• R7 и R8 - делитель напряжения для одного из входов компаратора, чтобы считывать ключи Cyfral;
• Q1 - транзистор для определения подключения к USB;
• Q2 - транзистор для включения земли на считывателе и эмуляторе, чтобы не сажать батарейки, случайно замкнув контакты в кармане;
• C1 , C2 и C3 - конденсаторы для фильтрации питания;
• SW1 - единственная кнопка для управления устройством;
• LEDS - семь светодиодов в форме восьмёрочки для отображения номера ключа.

Печатная плата (кликабельно):

Это было ещё время до покупки 3D принтера, когда я проектировал устройства под корпуса, а не корпуса под устройства. Ко мне в руки попал очень приятный экземпляр в виде брелка и с кнопкой. Просто идеально, оставалось только проделать отверстия под USB и светодиоды. Увы, я до сих пор не могу найти в продаже точно такой же корпус. В итоге получилось как-то так:

Батарейки под платой. Кстати, мне их хватило на год, пока я случайно не полез купаться, забыв вытащить ключи.

Управление производится всего одной кнопкой. При её первом нажатии устройство включается. Кратковременным нажатием кнопки производится выбор ключа, номер которого отображается светодиодами. Когда нужный ключ выбран, достаточно приложить контакты к считывателю домофона.

Длительное нажатие на кнопку переводит устройство в режим считывания ключей, при этом мигает средний светодиод. В этот момент нужно приложить ключ к контактам считывателя ключей (именно для этого у меня снизу вкручен винтик). Если считывание прошло успешно, отобразится номер, под которым ключ занесён в память.

При подключении по USB устройство видится как виртуальный COM-порт. Для простоты работы был написан клиент под Windows:

Он позволяет считывать ключи из устройства, при этом автоматически заносит их в базу данных. Само собой, ключи можно и записывать.

Исходники прошивки есть тут.