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eröffnet von Ted1405 am 09.04.14 21:29
letzter Beitrag von private_lock am 08.05.14 00:38

1. Zeitgesteuerter Schlüsselsafe ... ich habe fertig!

geschrieben von Ted1405 am 09.04.14 21:29

Immer wieder liest man es - tolle Planungen, hübsche Ideen, erste Teillösungen und vieles mehr über selbst gebaute Schlüsselsafes. Viel zu oft verlaufen die Threads dann irgendwann ins Leere ... zugegeben ... selbst von mir dürfte sich irgendwo ein Thread dazu finden. Dieses mal wollte ich es anders machen: einen Thread genau erst dann erstellen, wenn ich fertig bin. Das bin ich hiermit und nun möchte ich euch meinen ersten, voll funktionsfähigen Prototypen dieser Art einmal vorstellen ...

. . . . .

Planungsbeginn: 1. März 2014
Fertigstellung des Prototyps: 8. April 2014

Technische Daten:

Betrieb erfolgt mit 9V-Block, alternativ und zusätzlich externem Netzteil (3 - 18V)
Betriebsdauer via Batterie beträgt mindestens sechs und bis zu neun Monate non-stop!
die Batterie wird gelegentlich geprüft und bei kritischem Stand erfolgt eine sofortige Entriegelung
Sollte die Batterie doch einmal unerwartet leer sein, erfolgt nach Netzteilanschluss eine sofortige Entriegelung
die Verriegelung arbeitet mit einem (geschlachtetem) Servomotor
µC ist ein ATmega 328-P, derzeit noch 5 IOs frei (z.B. für USB, Bluetooth, RS232, ...)
maximale Sperrzeit (von mir so vorgegeben): 2 Jahre!
Bauteilkosten: ca. 30,- € (komplett, jedoch ohne Geldkasette)
ca. 40 Bauteile (µC, bistabiles Relais, Digitalencoder, Duo-LED, LCD-Display, Uhrenquarz, 10 Widerstände, 5 Keramikkondensatoren, 3 Elkos, 6 Dioden, 4 Steckverbinder, Gehäuse, Batteriehalter, Streifenplatine, Servomotor, 3 Microschalter für die Endstellung und "Deckel geschlossen")

Bedienung:

auf der Oberseite der Kassette befinden sich ein rastender Drehknopf mit integriertem Taster sowie eine rot/grüne Duo-LED. Über die Duo-LED wird durch gelegentliches Blinken der aktuelle Zustand signalisiert. Die Menüführung und Einstellungen erfolgen über das Display im inneren ... und natürlich nur, so lange die Kassette nicht verriegelt ist ...
Nachdem meine Partnerin mit der vorherigen Digitaluhr (siehe unten) immer etwas auf Kriegsfuß stand, legte ich das Hauptaugenmerk auf die einfache Bedienbarkeit. Entsprechend ist die Funktionalität auch auf das absolute Minimum reduziert.
mit dem Öffnen der Kassette wird immer sofort das Funktionsmenü präsentiert. Die Grundeinstellungen sind in einem gesonderten Menü, welches erst durch einen langen Tastendruck erreicht wird. Dadurch verwirren diese Punkte nicht bei der üblichen Bedienung.

Vorzeitiges Release:

Im Setup kann einmalig ein 6 stelliger Zufallscode (Ziffern 1 bis 9) generiert und angezeigt werden. Nachdem die Anzeige bestätigt wurde, gibt es keine Möglichkeit, den Code nochmals zu sehen oder vom Chip auszulesen (Lockbits) - es kann nur ein neuer generiert werden.
Beim Öffnen wird als erstes immer angezeigt, der wievielte, generierte Code gerade aktiv ist - somit gibt es eine Kontrolle, dass kein neuer Code generiert wurde.
Egal in welcher Funktion oder welchem Menü man gerade ist - wann immer der Digitalencoder entsprechend des Codes gedreht wird (also z.B. 1 links, 2 rechts, 3 links, ...), führt der µC sofort eine Öffnung mit anschließendem Reset durch. Sollte das Drehen nicht funktionieren, kann alternativ auch mit Drücken des Drehknopfs gearbeitet werden (also 1 x lang, 2 x kurz, 3 x lang, ...)

Funktionen (derzeit):

Setup Maximalzeit
In sinnvolle Zeitangaben eingeteilt können bis zu zwei Jahre eingestellt werden. Durch die Maximalzeit werden alle Funktionen begrenzt, um all zu grobe Fehleinstellungen zu unterbinden. Nach der Maximalzeit erfolgt in jedem Fall die Entriegelung.
Setup Öffnung (Sofort entriegeln / LED grün blinken und auf Taste warten / nicht signalisieren )
Setup Code (erstellt einen neuen Not-Code)
Timer: Erfragt Laufzeit, Zufallskomponente, Strafzeit (wenn die Öffnungsmöglichkeit nicht signalisiert werden soll und zu früh auf den Knopf zum Öffnen gedrückt wird) - beginnt ab dem Verschließen zu zählen
Timer, verzögerter Start: identisch mit Timer, verschließt mit dem ersten Knopfdruck, beginnt jedoch erst ab einem zweiten Knopfdruck zu zählen
Staffel: Erfragt Zu-Zeit, Auf-Zeit und Reduktion für Zu-Zeit. Wiederholt endlos oder bis die Zu-Zeit auf 0 ist

Hintergrund:

Die Geldkassette ist ein Erbstück von meiner Oma, habe ich mit zirka 15 Jahren bekommen (weshalb sie nicht mehr die hübscheste ist) und war schon immer mein Ablageplatz für Schlüssel. Ungefähr mit 20 hatte ich sie dann mit dem Servomotor, einem bistabilen Relais und einem Digitaltimer aus dem Baumarkt zum "Zeit-Tressor" umgebaut. Seit her leistete sie mir immer perfekte Dienste.
Allerdings musste der 9V-Block nach Verwendung abgeklemmt werden, denn der Digitaltimer zuckelte die Batterie ansonsten innerhalb von 2 Tagen leer ... außerdem waren Laufzeiten über 24h hinaus genau deshalb auch nicht sonderlich empfehlenswert. (Insbesondere, da ser Digitaltimer mit Stromverlust auch sein Programm verlor und wohlmöglich den Servo nicht mehr ansteuern würde)
Vor gut 3 Jahren hatte ich mich dann das erste mal mit der Idee auseinander gesetzt, mich in die µC-Programmierung einzuarbeiten, was ich dann auch tat. Entstanden sind daraus ein paar voll funktionsfähige Schaltungen, LCD-Ansteuerungen, ein anderes, sehr nettes Spielzeug (auf welches ich nun aber nicht weiter eingehen möchte) und zudem ein Projekt auf meiner Arbeitsstelle ^^ ... nur der Schlüsselsafe blieb nach anfänglicher Euphorie auf der Strecke ... obwohl sogar eine ca. 15-seitige Bedienungsanleitung entstand ... *tz* ... immer dieses lästige Problem mit der Zeit ... aber egal, ich hatte ja meine Kassette bereits.
Vor gut 6 Wochen packte es mich dann, der Batterieverbrauch meiner Kassette nervte mich zu sehr und somit ging ich es nun an - mit erfreulich erfolgreichem Resultat ... und aus nostalgischen Gründen verwendete ich auch die alte Kassette weiter ...

Die weitere Planung ... in naher Zukunft:

intensiver Praxistest!
weitere Ideen sammeln

Die weitere Planung ... in mittlerer Zukunft:

Platinenlayout entwerfen
andere Verschlussmechanik realisieren (100% failsafe ... die Idee existiert bereits )
Firmware verfeinern und um interessant erscheinende Funktionen erweitern

Die weitere Planung ... in unbestimmter Zukunft:

ggf. Bluetoothmodul hinzufügen (hängt davon ab, wie sehr die Batterielaufzeit darunter leiden würde)
USB-Anschluss hinzufügen (für Firmware-Updates und eventuell auch Remoting via FritzBox )
externes Steuergerät für die Ansteuerung via LAN und/oder Weboberfläche
und als Gimik ggf: integrierte Webcam, um das Überprüfen des Inhalts zu ermöglichen
eine Serie fertigen und zu einem für beide Seiten fairen Preis anbieten

Natürlich würde ich mich sehr über jede Form von Feedback, Meinungen und Interesse freuen und daraus meine Motivation für die weitere Planung ziehen ...

Grüßle,
Ted
^^

2. RE: Zeitgesteuerter Schlüsselsafe ... ich habe fertig!

geschrieben von Loci am 10.04.14 00:40

Hi,

ich find es klasse was du da gebaut hast.

Und an Input für neue Ideen sollte es hier nicht mangeln. Ich denke es geht dabei dann eher um die Realisierbarkeit. Damit fang ich dann auch gleich mal mit einer kleinen Ideenliste was mir grad so in den Sinn kommt:

* 9V-Block durch Akku ersetzen
-> Vorteil: kann zwischendurch geladen werden. Damit mehr technische Spielereien möglich. Außerdem quasi unbegrenzte Verschlusszeit möglich (also auch keine Sicherheit nach 2 Jahren frei zu kommen)
-> Nachteil: Selbstentladung im schlimmsten Fall Tiefentladung.
-> Idee: Umsetzung über MicroUSB-Ladegerät wie es jedes aktuelle Handy bietet. Damit ist kein zusätzliches Netzteil nötig. Das System sollte sich selbstständig runterfahren wenn es unter einem gewissen Ladestand ist um Tiefentladung zu vermeiden. Zusätzlich sollte der Akku austauschbar sein. (z.B. 9V-Block-Akku)

* Niedrigen Ladestand von Akku/Batterie über die LED kenntlich machen (z.B. rotes Blinken alle 2 Sekunden)
-> Vorteil: rechtzeitiges Laden, quasi unbegrenzte Verschlusszeiten möglich
-> Nachteil: geringfügig höherer Stromverbrauch (LED braucht ja nicht viel)

* Drück/Drehknopf durch ein digitales Eingabefeld oder reines Tastenfeld ersetzen
-> Vorteil: flachere Bauweise möglich, intuitivere Bedienung möglich
-> Nachteil: höherer Stromverbrauch

* Kompaktere Bauweise. Ich denke was viele an deinem Modell stören könnte ist, dass es doch recht groß ist. Für eine Serienreife könnte man über eine kleinere Bauweise nachdenken. Die Realisierbarkeit lasse ich hier mal offen, da ich weder von ICs noch von Metallarbeiten sonderlich viel Ahnung habe.

Die Idee mit Bluetooth und LAN finde ich interessant. So könnte man ein kleines Webinterface bauen auf dem zum Beispiel die aktuelle Verschlusszeit angezeigt wird und eine Entriegelungsmöglichkeit für den/die KH.
Beim Bluetooth bin ich mir aber nicht sicher ob das durch die Metallumschirmung durchkommt.

**** hier fangen die Spinnereien an.

****
* Lichtschranke für den Verschluss. Somit kann auch aus der Ferne kontrolliert werden ob nicht nur das Schloss sondern auch die zugehörige Klappe zu ist. Ggfs. auch über einen einfachen Lichtsensor wenn das Gehäuse dicht ist.
* Mini-Webcam um auch aus der Ferne beim Verschließen sehen zu können ob der Schlüssel auch tatsächlich im Safe liegt
* Für komplexere Anforderungen: Einbau eines Raspberry Pi oder Arduino. Zum Beispiel für Ansteuerung von MiniCams, Lichtschranken, Displayfeldern, Auslieferung von Webseiten etc.
* Entriegelung nur noch über Webinterface (kein Notfallschloss etc mehr), setzt natürlich geladenen Akku voraus
* Silent Unlock Mode: Vom Keyholder konfigurierte Zeit in der sich der Safe für eine kurze Zeitspanne (z.B. 15min) selbst entriegelt. Anzeige nur über die LED (kurzes weißes blinken alle 30 Sekunden). Nach der Zeit verriegelt sich der Safe von selbst wieder. Könnte für kleine Spielchen ganz lustig sein.
* Mobile Schaltung: statt über Bluetooth oder LAN ein SIM-Modul einbauen. Die Schaltung könnte dann per SMS geschehen.

Bei dem Staffelmodus hab ich eine kleine Frage: du hast ihn so eingestellt, dass die Verschlusszeiten immer kürzer werden. Sollte es nicht andersrum sein?

3. RE: Zeitgesteuerter Schlüsselsafe ... ich habe fertig!

geschrieben von Ted1405 am 10.04.14 10:27

Hallo Loci,

hey ... wow ... Danke Dir für die ausführliche Antwort!

Zitat
* 9V-Block durch Akku ersetzen

Müsst´ ich mir einmal anschauen, wie ein solcher Akku geladen werden muss, damit er möglichst lange überlebt. Jepp ... wäre eine Idee.
Alternativ wärs auch möglich, das Batteriefach von außen zugänglich zu machen - das Ding läuft auch nach dem Herausnehmen der Batterie noch mindestens 30 bis 60 Minuten weiter und könnte die verbleibende Zeit vor dem entgültigen AUS auch noch permanent speichern. Eine Tiefentladung ist ansich, wegen des geringen Strombedarfs, eigentlich kaum zu erwarten.
Der MicroUSB-Gedanke deckt sich ganz gut mit meiner Überlegung, einen USB-Anschluss zu machen. Nachteil ist allerdings, dass USB zu wenig Spannung liefert, um damit einen 9V-Block laden zu können ... also müsste ich da ein wenig umdesignen ... wäre aber auch machbar.

Und klar ... bereits jetzt könnte man einen Akku einsetzen oder auch einen Lithium 9V Block (Laufzeit wäre dann bei zirka 12 bis 18 Monate) ..wechselbar ist die Batterie ja bereits jetzt.

Zitat
Niedrigen Ladestand von Akku/Batterie über die LED kenntlich machen

Die LED zeigt momentan durch ein Blinken alle 8 Sekunden den Gesperrt/Entsperrt-Zustand an ... wäre ´ne Option, da einen zweites Blinken anzuhängen, wenn der Strom zu gering wird. Daraus ließe sich sogar ein (optionales) Spiel machen ... jede Stunde, die das Gerät ab "Batterie leer" auf die Netzversorgung warten muss, addiert es einen Tag zur Verschlusszeit ... *g*

Zitat
Drück/Drehknopf durch ein digitales Eingabefeld oder reines Tastenfeld ersetzen

Da muss ich widersprechen. Beim Stromverbrauch macht´s zwar absolut keinen Unterschied, allerdings weiß ich von einem meiner vorherigen Prototypen (nur Elektrik) mit einer Zifferntastatur, dass das die Bedienung keineswegs vereinfacht :-/. Der Drehknopf hat den unschlagbaren Vorteil, dass man mit der Drehgeschwindigkeit variieren kann und damit deutlich schneller z.B. den Zeitraum von 2 Jahren "durchdrehen" kann, als es mit einem Tastenfeld möglich wäre. Und zum Thema "flach" ... es gibt solche Drehknöpfe, soweit ich weiß, notfalls sogar versenkbar. Aber zumindest wäre es auch möglich, aus dem Drehknopf ein Rad zu machen, von welchem nur ein Teil heraus schaut ... ^^

Zitat
* Kompaktere Bauweise. Ich denke was viele an deinem Modell stören könnte ist, dass es doch recht groß ist. Für eine Serienreife könnte man über eine kleinere Bauweise nachdenken. Die Realisierbarkeit lasse ich hier mal offen, da ich weder von ICs noch von Metallarbeiten sonderlich viel Ahnung habe.

Jepp ... die Geldkassette ist zwar schon nicht sonderlich groß (hab´ auch vorbereitender Weise noch zwei Mini-Geldkasseten bei mir herumliegen, welche gerade mal auf 14cm Kantenlänge kommen ...), aber prinzipiell wäre natürlich etwas leicht mitzuführendes auch ganz schön. Da bräuchte ich dann aber ´nen Schlosser, was wiederum die Kosten erhöht.

Zitat
Die Idee mit Bluetooth und LAN finde ich interessant. So könnte man ein kleines Webinterface bauen auf dem zum Beispiel die aktuelle Verschlusszeit angezeigt wird und eine Entriegelungsmöglichkeit für den/die KH. Beim Bluetooth bin ich mir aber nicht sicher ob das durch die Metallumschirmung durchkommt.

Wobei ich den Safe selbst maximal mit einer Kommunikationsschnittstelle ausstatten würde und keinesfalls direkt mit einem Webinterface - das würde sonst viel zu viel Strom kosten. Mein Gedanke war, dass ich dazu dann quasi noch einen "Adapter" entwickle, welcher das Webinterface zur Verfügung stellt und die Einstellungen dann z.B. mittels BlueTooth oder anderer Technik zum Safe weiterleitet. Somit hätte man auch quasi ein Einstiegsmodell mit problemloser Nachrüstfähigkeit.

Zitat
* Lichtschranke für den Verschluss. Somit kann auch aus der Ferne kontrolliert werden ob nicht nur das Schloss sondern auch die zugehörige Klappe zu ist. Ggfs. auch über einen einfachen Lichtsensor wenn das Gehäuse dicht ist.

Das hab´ ich nicht ganz verstanden?
Wobei man aber auch bedenken muss, dass sich so ziemlich jeder Sensor sehr leicht austricksen lässt, soweit man einen Zugang dazu hat. Die in der Kassette integrierte Webcam zur Schlüsselüberwachung dürfte da so ziemlich die beste und nicht so leicht austricksbare Variante sein.

Zitat
* Für komplexere Anforderungen: Einbau eines Raspberry Pi oder Arduino. Zum Beispiel für Ansteuerung von MiniCams, Lichtschranken, Displayfeldern, Auslieferung von Webseiten etc.
* Entriegelung nur noch über Webinterface (kein Notfallschloss etc mehr), setzt natürlich geladenen Akku voraus

Auf keinen Fall! :-D
Ein Raspberry würde für 24 Stunden einen 7200mAh-Akku benötigen ... für ´ne Woche braucht´s schon eine Autobatterie und über zwei Jahre mag ich gar nicht nachdenken ^^. Nein ... das wäre wie oben beschrieben am besten. Der PI könnte über eine WLAN- oder Funkschnittstelle Informationen und Einstellungen mit der Kassette austauschen, aber als Hauptelement im Safe taugt er nicht.
Arduino ist, soweit ich weiß, auch nur ein standarisiertes Board mit einem AVR µC ... (so wie ich einen verbaut habe). Würde so betrachtet also kaum Vorteile bringen, außer dass das selbst Löten entfiele ... allerdings wären die Platine(n) dann auch etwas größer.

Zitat
Silent Unlock Mode: Vom Keyholder konfigurierte Zeit in der sich der Safe für eine kurze Zeitspanne (z.B. 15min) selbst entriegelt. Anzeige nur über die LED (kurzes weißes blinken alle 30 Sekunden). Nach der Zeit verriegelt sich der Safe von selbst wieder. Könnte für kleine Spielchen ganz lustig sein.

Ist im Prinzip bereits durch das "Setup Öffnen" gegeben - dort lässt sich ja wählen, ob sofort geöffnet werden soll oder einfach nur die LED grün blinkt oder die "Unerschlossenheit" gar nicht signalisiert werden soll. Mit ´nem PI als Kommunikationsbrücke könnte man der KH natürlich ermöglichen, so eine Phase jederzeit mal kurz mit einzubringen - jepp.

Zitat
Mobile Schaltung: statt über Bluetooth oder LAN ein SIM-Modul einbauen. Die Schaltung könnte dann per SMS geschehen.

Wenn ich jemanden finde, der eine APP schreiben könnte, welche eine SMS an Bluetooth weiter leitet, dann wäre damit bereits ein "Adapter" gegeben. ^^

Beim Staffelmodus hatte ich in erster Linie an meinen Selbstbondage-Fetisch gedacht ... da macht´s absolut Sinn, wenn sich die Zeiten verkürzen ^^. An KGs gedacht würde natürlich auch die andere Richtung durchaus interessant sein, wobei dann aber das Öffnen in der Staffel auch das Programm nicht unterbrechen dürfte ... jepp - das ergibt Sinn und kommt dann bei Gelegenheit mal ins Programm mit hinein!

4. RE: Zeitgesteuerter Schlüsselsafe ... ich habe fertig!

geschrieben von Loci am 11.04.14 00:11

Zitat
Hallo Loci,

hey ... wow ... Danke Dir für die ausführliche Antwort!

Ja, gern geschehen. Ich bastele ja selbst gern, allerdings beschränkt sich das bei mir mangels ruhigen Fingern aufs Computer hacken.

Zitat
Zitat
* Lichtschranke für den Verschluss. Somit kann auch aus der Ferne kontrolliert werden ob nicht nur das Schloss sondern auch die zugehörige Klappe zu ist. Ggfs. auch über einen einfachen Lichtsensor wenn das Gehäuse dicht ist.

Das hab´ ich nicht ganz verstanden?
Wobei man aber auch bedenken muss, dass sich so ziemlich jeder Sensor sehr leicht austricksen lässt, soweit man einen Zugang dazu hat. Die in der Kassette integrierte Webcam zur Schlüsselüberwachung dürfte da so ziemlich die beste und nicht so leicht austricksbare Variante sein.

Der Gedanke dahinter war eine Lichtschranke so zu positionieren, dass sie nur unterbrochen wird wenn die Klappe wirklich zu ist (nicht nur "angelehnt") und auch nur dann der Verschluss geschlossen werden kann. Sonst wäre es bei einem "Fernverschluss" ja möglich zwar die Schlüssel reinzulegen (damit die MiniCam sie sieht) aber die Klappe nur soweit zu schließen, dass es über die Kamera so aussieht als wenn sie zu wäre bei einem Verschluss aber lediglich der Schließzylinder zufahren würde, die Klappe aber weiterhin offen wäre.
Ich hoffe ich hab es nun etwas klarer ausgedrückt.

Den Raspberry kann man ja dank erweiterbarer Schnittstellen als externe Erweiterung anschließen.
Wenn man das Design so ändern würde, dass eine Bedienung nur noch über Webinterface möglich sein soll könnte man es im Zweifelsfall wahrscheinlich soweit reduzieren, dass im Safe nur noch die Elektronik für das Bewegen des Schließzylinders ist und alles andere über eine nach außen zugängliche USB-Schnittstelle erledigt wird. Die Schnittstelle zum Schließzylinder sollte dann natürlich entsprechend abgesichert sein (verschlüsselt oder so).
Ich denke das könnte zwei mögliche Vorteile bieten. Einerseits ist ohne den Raspberry kein rankommen mehr von außen (KH die ihrem Keuschling nicht traut nimmt einfach den RaspPi mit), andererseits könnte man sich den Stromverbrauch für Zeitzählung etc. sparen weil das vom RaspPi erledigt wird. Für solche Spielchen wie auf und zuschließen aus der Ferne, stilles entriegeln etc müsste der RaspPi natürlich am Safe hängen. Aber bei einem Aufschluss aus der Ferne braucht es eh Vertrauen und für alles andere: wenn der RaspPi nicht dranhängt gibts keine Spielchen - also leidet im Zweifelsfall nur der Keuschling.
Was ich am Raspberry Pi halt schick finde ist, dass es ein kompletter Rechner im Kleinstformat ist. Man kann eine komplette Seite mit allen Spielereien aufbauen und über den RaspPi dann dank der vielen Schnittstellen einiges erledigen lassen.
Wenn es deinen Safe irgendwann vielleicht mal in Großserie geben sollte könnte man ähnlich wie EmlaLock eine externe Webseite aufbauen die zentralisiert solche Aufgaben übernimmt und dem RaspPi nur über Webservice-Aufrufe die Kommandos übermittelt. Aber das sind Träumereien eines eingefleischten Informatikers.

Wegen einer App, ich hab neulich hier einen Thread gelesen von jemandem der eine App für Android gebaut hat. Vielleicht schließt ihr euch mal kurz.

Und just for the fun: wenn man einen RaspPi als Schnittstelle fürs auf- und zuschließen verwenden würde könnte man ja noch ein wenig weiter gehen. Du hast ja bestimmt von Bitcoin gehört. Man könnte ein Belohnungssystem einbauen. Immer wenn das Schloss zu ist und der RaspPi am Strom und am Safe hängt werden BitCoins geschürft. Damit füllt sich das Bitcoin-Konto. Damit es aber nicht zu einfach wird, wird das schürfen der Bitcoins erst gestartet wenn der Verschluss mindestens genauso lange dauert wie die vorhergehende "Offen"-Zeit. Bei einem initialen Start (also ohne vorherigen Verschluss) wird erst nach 4 Tagen oder so mit dem Schürfen begonnen.
Das könnte grad für die Selbstverschließer ein kleines Anreizsystem sein. Es kommt nicht viel zusammen, aber es könnte ein kleiner Wettbewerb ausbrechen wer denn schon am meisten geschürft hat.

5. RE: Zeitgesteuerter Schlüsselsafe ... ich habe fertig!

geschrieben von private_lock am 05.05.14 10:53

Oh je, Featuritis *g* Also, wenn ich mir da auch was wünschen dürfte ...

Meine Gedanken gingen eher in die Richtung, die Elektronik im Safe möglichst klein und einfach zu halten. Warum z.B. soll der Safe selbst die Zeit runterzählen? Warum muss er eine Batterie haben? Analog zu einer SmartCard stelle ich mir vor, dass der Safe via USB mit einem Computer/Smartphone verbunden wird, wenn man einen Aufschluss möchte und von dort werden sowohl der Strom als auch die verschlüsselten Steuersignale bezogen. Auf dem Rechner könnte dann beliebig komplizierte Software alle möglichen Wünsche bedienen. Die Endgeräte stehen sowieso in praktisch jedem Haushalt schon zur Verfügung und müssen nicht einmal angeschafft werden.

Was fehlt ist einfach nur ein Zusatzgerät, dass einen elektronischen / kryptographischen Schlüssel in ein physikalisches Pendant übersetzt (beide Richtungen). Der Safe bräuchte zunächst eine Implementierung des ntp-Protokolls, um im Internet zweifelsfrei die Zeit festzustellen, nachdem er wieder mit Strom versorgt wird. Müsste man sich noch mal genau anschauen, ob das Protokoll Verschlüsselung erlaubt, sonst müsste man evtl. noch einen verschlüsselten Tunnel drum herum legen.

Außerdem sollte der Safe einfache PGP-verschlüsselte und signierte Nachrichten auswerten. Die SH hat ein Schlüsselpaar Aa und der Safe einen Schlüsselpaar Bb (Kleinbuchstabe jeweils der geheime Schlüssel). Es gibt die allgemeinen Funktionen Ss für Signatur prüfen/signieren und Vv für verschlüsseln/entschlüsseln. Alle Befehle werden mittels Zufalls-Daten aufgefüllt für eine gleiche Länge (z.B. immer 512 Byte).

Die SH sendet X=V(s("Nr. Zeitstempel Befehl",a),B)
Der Safe berechnet: S(v(X,b),A) = "Nr. Zeitstempel Befehl" und prüft dabei die korrekte Signatur der registrierten SH
Nr. ist die laufende Nummer des Befehls. Es werden nur Befehle akzeptiert, deren laufende Nummer größer als die des zuletzt ausgeführten Befehls ist (schützt vor Replay)
Zeitstempel ist jeweils ein Datum der Form 2014-04-30 09:35:59

Es gibt nur einen minimalen Befehlssatz:
- open - Safe öffnet sofort
- open before Zeitstempel - Safe öffnet, falls eine gewisse Zeit noch nicht erreicht ist oder tut nix
- open on execute - Safe merkt eine Öffnung vor, öffnet aber noch nicht
- execute - Safe öffnet, falls direkt zuvor ein open on execute einging, ohne andere Befehlte zwischendurch
- lockdown until Zeitstempel - Safe akzeptiert keine neuen Befehle vor erreichen der Zeit (nur via ntp)
- status - Safe antwortet mit seiner aktuellen Zeit, max(Nr.), Zähler aller Öffnungen, ob gerade offen ist, Lock-down-Zeit falls gesetzt

Die Schlüssel A sowie Bb müssten nach einem Reset neu eingelesen/generiert werden.

Die SH könnte dabei entweder eine Software sein, die die Schlüssel Aa verwaltet und passende Befehle halbautomatisch mit gewissen Zufalls-Elementen erzeugt oder einfach nur ein Werkzeug in Händen einer SH aus Fleisch und Blut. Mit open before können z.B. sportliche Aufgaben definiert werden, indem etwa ein USB-Stick mit dem Befehl im Park hinterlegt wird. Dann kriegt der KG-Träger eine SMS, wo er sich das abholen kann. Ist er nicht schnell genug, verfällt der Befehl. Das Paar open on execute und execute erlaubt es eine Menge von n Befehlspaketen vorzubereiten, von denen nur genau einer öffnet. Weil das execute die höchste laufende Nummer hat, sind automatisch alle anderen generierten Befehle ungültig (können nicht der Reihe nach durchprobiert werden) Mit dem Lockdown until schließt sich die SH selbst aus und hat erst mal Ruhe. Selbst, wenn sie ihre Meinung ändert kann, Sie erst nach Ablauf der Zeit wieder neue Befehle absetzen. Einzig der Status muss sich auch trotz lockdown noch auslesen lassen. Vielleicht spendiert man auch einen Parameter für lockdown, um den Status auch zu verbieten.

Im Safe müssten also ein Chip für die kryptographischen Operationen und etwas Flash-Speicher für seinen Zustand unterkommen (gibts in der Größe von Checkkarten) Außerdem ein Solenoid für den Verschlussbolzen, betrieben direkt mit der Spannung vom USB-Anschluss. Eine USB-Buchse, um das Kabel anzuschließen. Und schließlich der Schlüssel selbst. Das alles in kleinstmöglichem Volumen.

Steht die Funktionalität erst mal zuverlässig, mit dieser Konstruktion den Schlüsselsafe fernzusteuern, könnte man in einem zweiten Schritt nachdenken, wie man das ganze Wasserdicht verpackt (z.B. eingegossen in Epoxyd) und in den KG einbaut. Dann entfällt der Umweg über den mechanischen Schlüssel und der Solenoid kontrolliert direkt den Verschlussbolzen des KG. Darum ist mir so wichtig, von Anfang an konsequent auf alles überflüssige zu verzichten. Keine Batterien im KG, die irgendwann schlapp machen. Einfach Kabel anstöpseln und fertig. Wenn es mobil sein soll, dann über den Akku eines Notebook oder Handy.

LG
private_lock

6. RE: Zeitgesteuerter Schlüsselsafe ... ich habe fertig!

geschrieben von private_lock am 08.05.14 00:38

Hmmm, warum das Rad neu erfinden?

Bitlock

Lock 8

Hab auf die Schnelle bereits zwei Fahrrad-Schlösser gefunden, die sich via Bluetooth 4 mit dem Handy öffnen lassen. Verbaut ist jeweils ein Servomotor, der entweder ein Panzerkabel oder ein Bügelschloss verriegelt. Gut, dort ist die Anwesenheit des Handys in Reichweite bereits genug, um das Schloss zu öffnen. Da würde manche SH sicher gerne noch ein Wörtchen mitreden wollen. Aber prinzipiell ist die Machbarkeit bereits bewiesen. Jetzt müsste das nur noch ein Hersteller direkt in einen KG einsetzen und eine schicke klicky-bunte App dazu schreiben. Die nächste Smartphone Generation liefert dann vielleicht auch endlich die bislang etwas belächelten Fingerabdruckscanner. Klingt doch schon fast die Science-Fiktion, wenn die SH den KG durch ein zartes Fingerstreicheln öffnet ... magisch, weil nur Ihre Finger den richtigen Abdruck haben.

LG
private_lock

PS: Muss die Schlüsselhalterin dann bald umbenannt werden in Code-Hüterin?

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