SCHLÜSSEL, SCHLIESSSYSTEM SOWIE VERFAHREN ZUM ÖFFNEN ODER SCHLIESSEN DES SCHLIESSSYSTEMS

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Schlüssel für ein Schließsystem nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Schließsystem mit einem Schlüssel und mit einem Schließkanal zum Einführen des Schlüssels nach dem Oberbegriff des Anspruches 6 sowie ein Verfahren zum Öffnen oder Schließen des Schließsystems nach dem Oberbegriff des Anspruches 13.

[0002] Schließsysteme schützen Gegenstände oder Informationen vor unberechtigten Zugriffen. Ein mechanisches oder elektronisches Schloss mit einem entsprechenden mechanischen oder elektronischen Schlüssel bewegt oder steuert z.B. ein Riegelsystem zum Verschließen einer Tür. Kein Schloss oder Schließsystem ist jedoch absolut sicher. Mit genügend Zeit, krimineller Energie und technischem Aufwand lassen sich die meisten Schlösser "knacken". Schlüssel wurden heimlich kopiert, Methoden zum Öffnen ohne Schlüssel gefertigt, elektronische Systeme ausspioniert und überlistet. Daher wurden im Laufe der Zeit die Technologien der Schlösser und Schließsysteme immer wieder weiterentwickelt, um einen kriminellen Zugriff entsprechend zu erschweren.

[0003] Es gibt verschiedene Arten von Schlössern oder Schließsystemen. Bei einem rein mechanischen Schloss wird mittels eines mechanischen Schlüssels eine mechanische Entriegelung z.B. einer Tür erreicht. Die Kraft zur Bewegung des Riegels kommt aus der Bewegung des mechanischen Schlüssels, z.B. einer Drehbewegung, nachdem die Form des Schlüssels im Schloss abgetastet wurde und entsprechende mechanische Merkmale mit der Schlossvorgabe übereinstimmen und die Drehbewegung freigeben. Diese Form des Schlosses ist z.B. als Zylinderschloss weit verbreitet.

[0004] Bei einem elektrischen Schließsystem bewegt ein elektrischer oder hydraulischer Vorgang die Riegel. Der passende Schlüssel zum Schloss löst lediglich diesen Vorgang aus. Dies kann durch einfache Motoransteuerung oder über entsprechende Datenworte, z.B. an eine Zentralstelle, geschehen. Häufige Anwendungen sind sogenannte Transponderschlösser, bei denen ein elektronischer Schlüssel Daten mit einem entsprechenden elektronischen Schloss austauscht.

A: mechanisches Schloss

[0005] Bei einem mechanischen Schlüssel trägt dieser in der Regel von außen sichtbare mechanische Vorrichtungen, die im Schloss entsprechend abgetastet werden. Bei Übereinstimmung von Schlüssel und Schloss wird eine Verriegelung freigegeben, so dass durch Drehung des Schlüssels ein weiterer mechanischer Vorgang ausgelöst werden kann.

Vorteil mechanischer Schlösser:

[0006] Sie sind relativ einfach zu fertigen, Schlüssel können problemlos an andere Personen weitergegeben werden. Die Schlüssel sind im Normalfall aus Metall gefertigt und halten z.B. bei einem Brand auch höhere Temperaturen aus.

[0007] Der Nachteil solcher Schlösser liegt im sogenannten "Lockpicking", das heißt, das Öffnen eines mechanischen Schlosses durch entsprechende Verfahren und Werkzeuge. Dass es dazu sogar offizielle Meisterschaften gibt, zeigt die Unsicherheit solcher Schlösser. Außerdem sind mechanische Schlüssel in der Regel leicht zu kopieren, da die mechanische "Information" des Schlüssels offen vorliegt.

[0008] Eine weitere Schlossart ist das Zahlenschloss, bei dem bei Eingabe einer geeigneten Zahl ein Öffnungsmechanismus ausgelöst wird.
Nachteil: Die Weitergabe des "Zahlenschlüssels" ist problematisch, da sich die empfangende Person unter Umständen eine längere Zahlenfolge merken muss.
Zahlen können vergessen werden, speziell in Momenten unter Zeitdruck.

B: elektronisches Schloss:

[0009] Der Schlüssel eines elektronischen Schlosses besteht aus elektronischen Komponenten, die bei Annäherung einer Magnetkarte oder des Schlüssels an das Schloss oder bei manueller Aktivierung Informationen per Funk oder optisch austauschen. Bei Zugangsberechtigung wird dann ein entsprechender Öffnungsmechanismus elektrisch z.B. über einen Servomotor betätigt.

Vorteil elektronisches Schloss:

[0010] Daten können in Zentralrechner verwaltet werden, z.B. ideal als Zeiterfassungssystem. (Elektronisches) Lockpicking ist schwierig oder nicht durchführbar.

[0011] Nachteil elektronischer Schlüssel: mechanisch empfindlich, kann leicht defekt werden. Kann ausspioniert werden. Hält keine höheren Temperaturen aus, bei einem Brand ist ein elektronischer Schlüssel in der Regel unwiderruflich zerstört.

[0012] Im Dokument US 2007/0146117 A1 ist eine weitere Schlossart offenbart, nämlich ein biometrisches Schließsystem mit einem quantenmechanischen System.

[0013] Schließsysteme sind umso sicherer, je schwieriger das "Lockpicking" oder das Kopieren eines Schlüssels ist. Im Fall der heute üblichen Zylinderschlösser kann ein Schlüssel innerhalb weniger Minuten recht problemlos von jedem Schlüsselfachgeschäft oder entsprechendem Dienstleister, wie sie heute in vielen Einkaufszentren zu finden sind, nachgearbeitet werden. Auch Hochsicherheitsschlüssel bieten nur deswegen "höhere" Sicherheit, da sie wegen entsprechender Regelungen (gesetzlich) von den Schlüsseldiensten nicht nachgearbeitet werden dürfen. Aus technischer Sicht ist das Nachmachen eines solchen Schlüssels jedenfalls kaum ein Problem. Die Fälschungssicherheit besteht daher nur wegen entsprechender Übereinkommen. In der heutigen Zeit reicht ein aus einiger Entfernung aufgenommenes Foto eines Schlüssels bereits aus, um mit einem 3-D Drucker eine vollständige funktionstüchtige Kopie des Schlüssels zu fertigen.

[0014] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schlüssel, ein Schließsystem und ein Schließverfahren zu schaffen, die nicht oder nur mit entsprechendem Know-How und erheblichem technischen Aufwand kopierbar sind und nicht durch eine beliebige andere Methode ohne den passenden Schlüssel zu betätigen sind.

[0015] Diese Aufgabe wird durch einen Schlüssel für ein Schließsystem mit den Merkmalen des Anspruches 1, ein Schließsystem mit einem Schlüssel und mit einem Schließkanal zum Einführen des Schlüssels mit den Merkmalen des Anspruches 6 sowie ein Verfahren zum Öffnen oder Schließen des Schließsystems mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst.

[0016] Die Erfindung beschreibt ein Schließsystem, das aus einem fälschungssicheren Schlüssel und einer entsprechenden elektronischen Ausleseeinheit besteht. Am Schlüssel selbst ist weder die Codierung des Schlüssels noch die vorgenommene Änderung seines Metallgefüges für den Menschen ohne weitere Hilfsmittel erkennbar, sichtbar oder wahrnehmbar. Der quantenphysikalisch codierte Schlüssel sieht lediglich aus wie ein z.B. beliebig geformter massiver Metallstab. Die Codierung erfolgt bis in die Tiefe des Grundkörpers hinein, so dass äußere Einflüsse wie Beschädigungen der Oberfläche die Funktion des Schlüssels nicht beeinträchtigen. Gleichwohl sind diese quantenphysikalischen Änderungen im Metallgefüge des massiven Metallkörpers des Schlüssels ohne mechanische Wechselwirkung abtastbar. Der so bearbeitete Quantenschlüssel weist keine mit dem bloßen Auge sichtbaren oder fühlbaren Merkmale der Codierung auf und kann beliebig geformt sein. Auf einer Länge von ca. 70 mm sind mehr als 500 Milliarden verschiedene Codierungen untergebracht.

[0017] Damit trotzt der im Schließsystem verwendete Schlüssel sehr hohen mechanischen Kräften, Verschleiß oder Temperaturen. Die Codierung des Schlüssels beruht auf einer quantenphysikalischen Festkörper-Kryptographie. Dabei wird die Materie des massiven Grundkörpers partiell so verändert, dass diese Veränderung mittels dafür geeigneter Ausleseverfahren ausgelesen werden kann

[0018] Weiterhin haben äußere Beschichtungen durch Eloxieren, Polieren, Färben oder auch Schleifen und Sandstrahlen keinen Einfluss auf die Funktion. Auch können Schlüsselbezeichnung, Werbung, usw. über Tiefenprägung in die Oberfläche eingebracht sein.

[0019] Das Schließsystem enthält eine Decodierungseinheit für die Decodierung der in das massive Metall des Schlüssels quantenphysikalisch eingebrachten Codierungen. Damit bietet die Anordnung ein im höchsten Grade fälschungs- und manipulationssicheres Schließsystem, basierend auf quantenphysikalischer Festkörper-Kryptographie.

[0020] Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

[0021] Im Folgenden wir die Erfindung an Hand eines in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

einen erfindungsgemäßen Schlüssel in Seitenansicht,

Fig. 2

den erfindungsgemäßen Schlüssel gemäß Fig.1 in einer weiteren Seitenansicht, wobei die Codierung angedeutet ist,

Fig. 3

eine dreidimensionale Ansicht eines Gehäuses für ein Schloss,

Fig. 4

einen Schnitt durch das Gehäuse gemäß Fig. 3,

Fig. 5

eine Ansicht des Gehäuses von schräg hinten,

Fig. 6

eine schematische Darstellung der grundsätzlichen elektrischen Funktionsweise.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

[0022] Die Erfindung wird jetzt beispielhaft unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Allerdings handelt es sich bei den Ausführungsbeispielen nur um Beispiele, die nicht das erfinderische Konzept auf eine bestimmte Anordnung beschränken sollen. Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.

[0023] Im Rahmen dieser Anmeldung wird der Begriff Schloss nicht für die mechanische Verriegelungseinrichtung verwendet, sondern genau genommen für eine Leseeinheit, die in der Lage ist, eine auf einem Schlüssel vorhandene Codierung zu lesen und bei Übereinstimmung der eingelesenen Codierung mit der für das Schloss hinterlegten Codierung wie z.B. einer Zahlenfolge, dann die mechanische Verriegelungseinrichtung freizugeben. Insofern handelt es sich z.B. auch bei dem Schließkanal 2.8 eigentlich um einen Lesekanal.

[0024] In der hier beschriebenen Erfindung wird ein Schlüssel 1.1 verwendet, der aus einem massiven, vorzugsweise einzigen Metallstück ohne irgendwie sichtbare oder fühlbare Strukturen besteht. Im Ausführungsbeispiel besteht der Schlüssel aus einem kurzen Edelstahlstab mit zum Beispiel 120mm Länge und 8mm Durchmesser. Das Ende dieses Edelstahlstabes ist zur besseren Handhabbarkeit entsprechend ausgeformt und mit einem Loch 1.3 für den üblichen Schlüsselring 1.4 versehen. Das Ende, welches in das Schlüsselloch gesteckt wird, ist abgerundet.

[0025] Das Schloss im Ausführungsbeispiel besteht aus einem runden oder quadratischen Edelstahlzylinder mit Abdeckplatte an einem Ende und elektrischen Anschlüssen am anderen Ende. Das "Schlüsselloch" ist eine runde Öffnung in der Abdeckplatte. Im Inneren des Zylinders befindet sich die Elektronik, die über entsprechende Sensoren den Schlüssel 1.1 abtastet und die Codierung ausliest. Der Schlüssel selbst wird in einem Rohr geführt, das einen Innendurchmesser von nur wenig mehr als die 8mm des Schlüssels aufweist, im Ausführungsbeispiel ein Teflonrohr mit z.B. 8,5 mm Innendurchmesser. Der Schlüssel wird frei im Rohr geführt und wird nirgendwo mechanisch oder elektrisch kontaktiert. So gesehen ist das Schlüsselloch 2.5 hermetisch zum Detektionssystem abgeschlossen, es kann also z.B. kein Gas o.ä. in das Schließsystem eingebracht werden.

[0026] Zum Auf- oder Zuschließen wird der Schlüssel lediglich in beliebiger Position bis zum Anschlag in das Schlüsselloch 2.5 eingeführt. Nach Auslesen der entsprechenden Codierung des Schlüssels kann ein Öffnungs- oder Schließvorgang elektrisch ausgelöst werden. Es kann jedoch der Schlüssel auch - wie bei einem mechanischen Pendant - z.B. nach links bzw. rechts gedreht werden, um erst dann ein "Aufschließen" zu starten - oder nach rechts bzw. links gedreht - einen "Schließ-Vorgang" auszulösen.

[0027] Die Codierung des Schlüssels erfolgt durch eine quantentechnische Veränderung der Materie des Schlüsselkörpers bis in die Tiefe des Schlüsselkörpers hinein. In diesen Veränderungen ist die kryptografische Information der Schlüsselnummer codiert.

[0028] Im Ausführungsbeispiel des 70mm langen Schlüsselkörpers mit 8mm Durchmesser gemäß Fig. 1 können mehr als 500 Milliarden verschiedene Codierungen untergebracht werden. Der Einfachheit halber wird der Schlüssel in der weiteren Beschreibung als "Quantenschlüssel" bezeichnet. Die quantentechnische Veränderung des Grundmaterials benötigt entsprechendes Fachwissen und Geräte, so dass ein leichtes "Nachmachen" eines solchen Schlüssels nahezu unmöglich ist. Diese quantentechnische Veränderung der Struktur des Schlüsselkörpers ist nicht sichtbar. Das bedeutet, dass ein so gefertigter Schlüssel nicht abgeformt (Foto, Wachsabdruck o.ä.) werden kann. Mechanische Veränderungen z.B. durch Anfeilen oder Ansägen der Oberfläche, Hämmern, Erhitzen, Abkühlen usw. haben keinen Einfluss auf die Funktion. Auch ein Verbiegen des Schlüssels schadet nicht, sofern er wieder so zurückgebogen wird, dass er in den Schließkanal passt. Gemäß Fig. 1, 2 kann der Schlüssel z.B. das Erscheinungsbild eines einfachen Rundstabs haben.

[0029] Weiterhin haben äußere Beschichtungen durch Eloxieren, Polieren, Färben oder auch Schleifen und Sandstrahlen keinen Einfluss auf die Funktion. Auch können Schlüsselbezeichnung, Werbung, usw. über Tiefenprägung in die Oberfläche eingebracht sein.

[0030] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besteht der Quantenschlüssel 1.1 aus einem massiven Edelstahlstab mit einem Durchmesser von 8mm und einer Gesamtlänge von 120mm. Die Abrundung 1.6 am vorderen Ende dient zum leichteren Einführen des Schlüssels in das Schlüsselloch 2.5. Die symmetrische Vertiefung oder Ausfräsung 1.2 hat keine technische Notwendigkeit, sie dient lediglich im Ausführungsbeispiel zur besseren Handhabe des Schlüssels. Das Loch 1.3 kann einen üblichen Schlüsselring 1.4 aufnehmen, so dass der Quantenschlüssel leicht an üblichen Schlüsselbunden angebracht werden kann.

[0031] Im Codierungsbereich 1.5 befindet sich, auch für einen aufmerksamen Betrachter unsichtbar, die quantentechnische Codierung des Schlüssels. Auf einer Länge von z.B. 70mm werden quantentechnische Codierungen in der Art eingebracht, dass mehr als 500 Milliarden verschiedene kryptographische Möglichkeiten genutzt werden können.

[0032] Das eigentliche "Schloss" 2.0, der Einfachheit halber "Quantenschloss" genannt, ist gemäß Fig. 3 im Ausführungsbeispiel in einem quadratischen Gehäuse 2.1 aus Edelstahl untergebracht und beinhaltet die mechanische Führung 2.8 für den Schlüssel 1.1 sowie eine Schlüsselerkennung 2.3 und die Leseeinheit 2.2 für die quantentechnische Codierung. Der vordere Abschluss des Schlosses wird durch eine Frontplatte 2.4 gebildet, die fest mit dem quadratischen Zylinder verbunden ist. In der Frontplatte befindet sich das kreisrunde Schlüsselloch 2.5. Die mechanische Führung 2.8 des Schlüssels 1.1 besteht gemäß Fig. 4 aus einem rohrförmigen Teil, z.B. aus Keramik oder Teflon. Das Ende dieses Teils ist hermetisch geschlossen. Dies ist z.B. notwendig für Anwendungen, bei denen es auf absolute Dichtigkeit z.B. gegenüber Gas oder Druck ankommt. Außerdem wird so die Einstecktiefe des Schlüssels begrenzt. Auf die Darstellung der Befestigungselemente für das Quantenschloss in einer Wand oder Tür wurde verzichtet, da dem Fachmann allgemeine Befestigungstechniken geläufig sind.

[0033] In der Nähe des Schlüsselloches 2.5 befindet sich ein Sensor 2.3. zur Schlüsselerkennung. Dieser erkennt das Einschieben des Schlüssels und aktiviert die Sensoreinheit 2.2 zum Auslesen der quantenphysikalischen Codierung des Schlüssels. Der Sensor 2.3 verbraucht im Ausführungsbeispiel aus der Versorgungsspannung 3.4 extrem geringen Strom. Somit kann das System durchaus eine sehr lange Zeit autark mit Batteriebetrieb arbeiten. Wurde das Einstecken eines Schlüssels erkannt, wird die Leseeinheit 2.2 für die quantentechnische Codierung aktiviert. Das Auslesen der Codierung verbraucht zwar mehr Energie, dies jedoch nur für wenige Millisekunden pro Öffnungs- oder Schließvorgang. Dadurch bleibt der durchschnittliche Energieverbrauch sehr gering, so dass eine Funktion mit Batteriebetrieb über Jahre gewährleistet werden kann. Natürlich kann auf den Sensor 2.3 auch verzichtet werden, wenn genügend Energie dauerhaft zur Verfügung steht.

[0034] Alle gefertigten Schlüssel tragen eine absolut individuelle Nummer zwischen Eins und 500 Milliarden. Per Programmierung ist der Auswerteelektronik 3.1 im Schloss die entsprechende Schlüsselnummer zugeteilt, sodass nur diese oder weitere einprogrammierte Nummern das Schloss öffnen können. Bei Verwendung z.B. einer Zentralschließanlage können auch weitere Zahlenkombinationen einem entsprechenden Schlüssel zugeordnet und über das Interface 3.2 z.B. an einen Zentralrechner weitergeleitet werden. Die Elektronik des Interface 3.2 kann im Fall einer Einzelschließanlage natürlich auch direkt einen Öffnungsmechanismus z.B. mittels Servomotor betätigen.

[0035] Im Ausführungsbeispiel wird nach dem Einstecken des Schlüssels, der übrigens in beliebiger Position in das Schlüsselloch eingeführt werden kann, und nach Erkennung der korrekten Öffnungsberechtigung, die weitere Drehung des Schlüssels erfasst. So kann z.B. nach Einstecken des Schlüssels und anschließender Drehung des Schlüssels nach links bzw. rechts ein Öffnungsmechanismus z.B. einer Tür öffnen. Ebenso würde eine Drehung nach rechts bzw. links die Tür wieder verriegeln. Somit ist die gleiche intuitive Funktion wie bei einem mechanischen Schloss erreicht, ohne dass jedoch eine mechanische Funktion ausgeführt wird.

[0036] Die für die Funktion des Quantenschlüssels benötigte Elektronik ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 mit Vergussmasse 2.9 eingegossen. Im hinteren Teil des Quantenschlosses befindet sich im Ausführungsbeispiel eine Buchse mit den Anschlusskontakten 2.6. Auch die Bereiche um die Anschlussbuchse können entsprechend metallisch geschirmt sein. Da dadurch das gesamte Schloss bis auf das Schlüsselloch 2.5 und die Anschlusskontakte 2.6 komplett metallisch gekapselt ist, wird eine sehr hohe Störfestigkeit gegenüber EMV-Störungen erreicht.

[0037] Fig. 6 zeigt die grundsätzliche elektrische Funktionsweise des Ausführungsbeispiels. Der Sensor 2.3 zur Schlüsselerkennung aktiviert nach Einführen des Quantenschlüssels in das Schlüsselloch die Leseeinheit 2.2 für die quantentechnische Codierung des Schlüssels 1.1. Die Erkennung, ob ein Schlüssel eingeführt wurde, erfolgt berührungslos. Die Leseeinheit 2.2 für die quantentechnische Codierung arbeitet ebenfalls berührungslos durch die mechanische Führung des Schließkanals 2.8 bzw. Lesekanals des Schlüssels hindurch. Die Schlüsselnummer wird mit der in der Auswerteelektronik 3.1 eingespeicherten Nummer verglichen und bei Übereinstimmung wird über das Interface 3.2 ein weiteres entsprechendes Datenwort 3.3 z.B. an einen Zentralrechner geleitet. Im Fall einer Einzelschließanlage kann das Interface 3.2 natürlich auch direkt z.B. einen Servomotor im Verriegelungsmechanismus ansteuern. Die Versorgungsspannung 3.4 kann z.B. aus einer Lithium-Batterie entnommen werden.

[0038] Ohne Quantenschlüssel verbraucht der Sensor 2.3 zur Schlüsselerkennung bei einer Versorgungsspannung von 3V nur einen Strom von 1,5 µA. Nach Einführen des Quantenschlüssels wird durch den Sensor 2.3 die Leseeinheit 2.2 für die quantentechnische Codierung des Schlüssels 1.1 sowie die Auswerteelektronik 3.1 und das Interface 3.2 aktiviert. Die für die Auswertung durch die Leseeinheit 2.2 benötigte Zeit ist entsprechend kurz, ebenso die benötigte Zeit für die Auswertung der korrekten Schlüsselnummer und der Datenübertragung, so dass der durchschnittliche Stromverbrauch bei ca. 100 Schließ- und Öffnungsvorgängen pro Tag unter 10 µA bleibt.

[0039] Der Quantenschlüssel 1.1 kann natürlich auch eine beliebig andere Form haben, z.B. als flache Scheibe. Wesentlich ist, dass die Leseeinheit 2.2 für die quantentechnische Codierung die Codierung entsprechend erfassen kann.

[0040] Der Schlüssel 1.1 für das Schließsystem 2.0 ist durch einen Metallkörper gebildet, der entlang seiner Länge und/oder seines Umfanges einen Codierungsbereich 1.5 für eine Codierung 3.3 zum Öffnen oder Schließen eines Schlosses aufweist. Die Codierung 3.3 ist durch quantenphysikalische Änderungen im Metallgefüge des Metallkörpers gebildet, die für den Menschen nicht ohne weitere Hilfsmittel wahrnehmbar, insbesondere weder sichtbar noch tastbar sind. Der Metallkörper des Schlüssels 1.1 kann eine beliebige Form aufweisen. So kann der Metallkörper des Schlüssels die Form eines Stabs, vorzugsweise eines Rundstabs haben, der vorzugsweise entlang des Codierungsbereichs 1.5 einen gleichbleibenden Durchmesser aufweist.

[0041] Die Codierung 3.3 wird im Codierungsbereich 1.5 durch ohne mechanische Wechselwirkung abtastbare, quantenphysikalische Änderungen im Metallgefüge des massiven Metallkörpers des Schlüssels 1.1 gebildet ist. Dabei macht sich die Erfindung die Erkenntnis zunutze, dass derartige quantentechnischen Änderungen im Metallgefüge zu einer Veränderung des Energieaustausches insbesondere mit einem magnetischen Wechselfeld führen. Diese Veränderung kann über die Auswertung der Ummagnetisierungsverluste gemessen werden, d.h. die quantenphysikalischen Änderungen sind z.B. elektromagnetisch abtastbar. Gleichzeitig sind diese Änderungen aber für den Menschen nicht ohne weitere Hilfsmittel oder mit bloßem Auge wahrnehmbar, insbesondere weder sichtbar noch tastbar. Äußerlich hat der Schlüssel vielmehr das Erscheinungsbild z.B. eines Rundstabs oder dergleichen. Die quantenphysikalischen Änderungen bewegen sich im mesoskopischen Bereich. In der Festkörperphysik wird ein zwischen mikroskopisch und makroskopisch liegender Übergangsbereich als mesoskopisch bezeichnet. Vereinfachend gesagt erstreckt sich der mesoskopische Bereich auf eine Längenskala von etwa einem Nanometer bis etwa einem Mikrometer. Eine Vielzahl dieser im Metallgefüge eingebrachten Änderungen bildet dann gemeinsam eine Codierung innerhalb einer Codierzone 1.8 ab. Sind in einer Codierzone entlang des Umfangs des Schlüssels 1.1 mehrere Informationen insofern nebeneinander eingebracht, gilt dies für jede einzelne Information. Das heißt, jede Code-Teilinformation besteht aus einer Vielzahl äußerlich nicht erkennbarer mesoskopischer Änderungen. Diese Änderungen haben in der Regel eine Länge bzw. einen Durchmesser von 0,1 bis 2 mm.

[0042] Zum Schließsystem gehört neben dem Schlüssel 1.1 ein Schloss mit einem Schließkanal 2.8 zum Einführen des Schlüssels 1.1. Dem Schließkanal 2.8 ist eine Decodierungseinheit zum Decodieren der Codierung 3.3 des Schlüssels 1.1 zugeordnet ist. Die Form der Leseeinheit 2.2 der Decodierungseinheit ist an die Form des Metallkörpers angepasst. Der Metallkörper des Schlüssels 1.1 ist z.B. durch einen Rundstab mit einem Außendurchmesser AD gebildet ist, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser ID des Schließkanals 2.8. Die Leseeinheit 2.2 ist am Schließkanal 2.8 angeordnet und hermetisch vom Schließkanal 2.8 getrennt. Dabei können seriell hintereinander auch mehrere Leseeinrichtungen für jede einzelne Codierzone 1.8 vorgesehen sein, in der Regel ist aber eine Leseeinheit am Umfang des Schließkanals 2.8 vorzugsweise in einer Ebene quer zur Längsrichtung des Schließkanals angeordnet, die nacheinander die in den einzelnen Codierzonen 1.8 codierten Informationen beim Einführen des Schlüssels 1.1 in den Schließkanal 2.8 einliest.

[0043] Der Codierungsbereich 1.5 weist gemäß Fig. 2 vorzugsweise mehrere Codierzonen 1.8 auf, die je für sich ggf. auch entlang des Umfangs mehrfach und unterschiedlich codiert werden können. Am von der Abrundung 1.6, mit der der Schlüssel in den Schließkanal 2.8 zuerst eintaucht, beabstandeten Ende des Codierungsbereichs 1.5 ist wenigstens eine weitere Zone, wie z.B. eine Endzone 1.9 vorgesehen. Durch diese Endzone 1.9 kann eine Decodierungseinheit erkennen, ob der Schlüssel ganz eingesteckt ist. Dadurch lässt sich erreichen, dass durch nur teilweises Einführen eine symmetrische Codierung eingelesen wird, die gar nicht vorhanden ist, da die Decodierungseinheit sowohl bei der Einführbewegung als auch beim Herausziehen eine Codierung lesen könnte.

[0044] Beim Öffnen oder Schließen wird der Schlüssel 1.1 in den länglichen Schließkanal 2.8 eingeführt. Er weist entlang seiner Länge und/oder seines Umfanges die Codierung 3.3 zum Öffnen oder Schließen des Schlosses auf, die durch quantenphysikalische Änderung im Metallgefüge des massiven Metallkörpers codiert wird. Der Schlüssel 1.1 wird in einer beliebigen Stellung in den Schließkanal 2.8 eingeführt, und nach korrekter Erkennung der Codierung 3.3 des Schlüssels 1.1 bewirkt eine Drehung des Schlüssels 1.1 um seine Längsachse das Öffnen oder Schließen des Schlosses.

Bezugszeichenliste

[0045] 

1.1

Quantenschlüssel

1.2

Symmetrische Vertiefung oder Ausfräsung

1.3

Loch für Schlüsselring

1.4

Schlüsselring

1.5

Codierungsbereich

1.6

Abrundung

1.7

Oberfläche

1.8

Codierzone

1.9

Endzone

2.0

Quantenschloss

2.1

Gehäuse

2.2

Leseeinheit für quantentechnische Codierung

2.3

Sensor zur Schlüsselerkennung

2.4

Frontplatte

2.5

Schlüsselloch

2.6

Anschlusskontakte

2.8

Schließkanal

2.9

Vergussmasse

3.1

Auswerteelektronik

3.2

Interface

3.3

für Schließanlage verwendete Codierung

3.4

Versorgungsspannung

AD

Außendurchmesser des Schlüssels 1.1.

ID

Innendurchmesser des Schließkanals 2.8.

Ansprüche

1. Schlüssel (1.1) für ein Schließsystem (2.0), wobei der Schlüssel (1.1) durch einen Metallkörper gebildet ist, der entlang seiner Länge und/oder seines Umfanges einen Codierungsbereich (1.5) für eine Codierung (3.3) zum Öffnen oder Schließen eines Schlosses aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung (3.3) durch ohne mechanische Wechselwirkung abtastbare, quantenphysikalische Änderungen im Metallgefüge des massiven Metallkörpers des Schlüssels (1.1) gebildet ist, die für den Menschen nicht wahrnehmbar, insbesondere weder sichtbar noch tastbar sind.

2. Schlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die quantenphysikalische Änderungen elektromagnetisch abtastbar sind.

3. Schlüssel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die quantenphysikalischen Änderungen mesoskopisch sind, wobei sich ein mesoskopischer Bereich auf eine Längenskala von etwa einem Nanometer bis etwa einem Mikrometer erstreckt.

4. Schlüssel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkörper des Schlüssels (1.1) die Form eines Stabs, vorzugsweise eines Rundstabs hat, der vorzugsweise entlang des Codierungsbereichs (1.5) einen gleichbleibenden Durchmesser aufweist.

5. Schlüssel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (1.7) des Metallkörpers als Werbeträger ausgebildet ist, die vorzugsweise bedruckt, eloxiert oder mit einer Tiefenprägung versehen ist.

6. Schließsystem mit einem Schlüssel (1.1) und mit einem Schließkanal zum Einführen des Schlüssels (1.1), wobei der Schlüssel durch einen Metallkörper gebildet ist, der entlang seiner Länge und/oder seines Umfanges einen Codierungsbereich (1.5) für eine Codierung (3.3) zum Öffnen oder Schließen eines Schlosses aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung (3.3) durch ohne mechanische Wechselwirkung mit dem Schließkanal abtastbare, quantenphysikalische Änderungen im Metallgefüge des massiven Metallkörpers des Schlüssels (1.1) gebildet ist, die für den Menschen nicht wahrnehmbar, insbesondere weder sichtbar noch tastbar sind, und dass dem Schließkanal (2.8) eine Decodierungseinheit zum Decodieren der Codierung (3.3) des Schlüssels (1.1) zugeordnet ist.

7. Schließsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die quantenphysikalische Änderungen elektromagnetisch abtastbar sind und dass die Decodierungseinheit eine elektromagnetisch arbeitende Decodierungseinheit ist.

8. Schließsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die quantenphysikalischen Änderungen mesoskopisch sind, wobei sich ein mesoskopischer Bereich auf eine Längenskala von etwa einem Nanometer bis etwa einem Mikrometer erstreckt.

9. Schließsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Form einer Leseeinheit (2.2) der Decodierungseinheit an die Form des Metallkörpers angepasst ist.

10. Schließsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Decodierungseinheit eine am länglichen Schließkanal (2.8) angeordnete Leseeinheit (2.2) aufweist, die hermetisch vom Schließkanal (2.8) getrennt ist.

11. Schließsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkörper des Schlüssels (1.1) durch einen Rundstab mit einem Außendurchmesser (AD) gebildet ist, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser (ID) des Schließkanals (2.8.)

12. Schließsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Decodierungseinheit beim Einführen des Schlüssels (1.1) in den Schließkanal (2.8) vorgelagerte Sensoreinheit (2.3) zur Erkennung vorgesehen ist, ob ein Schlüssel (1.2) eingeführt wird.

13. Verfahren zum Öffnen oder Schließen eines Schließsystems, das einen Schlüssel (1.1) und einen länglichen Schließkanal (2.8) zum Einführen des Schlüssels (1.1) aufweist, wobei der Schlüssel durch einen Metallkörper gebildet ist, der entlang seiner Länge und/oder seines Umfanges mit einer Codierung (3.3) zum Öffnen oder Schließen eines Schlosses codiert wird und wobei der Schließkanal (2.8) an die Form des beliebig geformten Schlüssel (1.1) angepasst ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüssel durch ohne mechanische Wechselwirkung mit dem Schließkanal (2.8) abtastbare, quantenphysikalische Änderungen im Metallgefüge des massiven Metallkörpers des Schlüssels (1.1) codiert wird, die für den Menschen nicht wahrnehmbar, insbesondere weder sichtbar noch tastbar sind,
dass der Schlüssel (1.1) in einer beliebigen Stellung in den Schließkanal (2.8) eingeführt wird, und
dass nach korrekter Erkennung der Codierung (3.3) des Schlüssels (1.1) eine Drehung des Schlüssels (1.1) um seine Längsachse das Öffnen oder Schließen des Schlosses bewirkt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die quantenphysikalischen, mesoskopischen Änderungen von einer Decodierungseinheit mittels von der Decodierungseinheit erzeugter elektromagnetischer Felder abgetastet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einführen des Schlüssels (1.1) in den Schließkanal (2.8) von einer Sensoreinheit (2.3) erkannt wird und eine Leseeinheit (2.2) einer Decodierungseinheit aktiviert.

Claims

1. A key (1.1) for a locking system (2.0), wherein the key (1.1) is formed by a metal body that has along its length and/or its periphery a code region (1.5) for a code (3.3) for opening or closing a lock,
characterised in that the code (3.3) is formed by quantum-physical changes to the metal microstructure of the solid metal body of the key (1.1), wherein these changes are scannable without mechanical interaction and are not perceptible to people, in particular being neither visible nor perceptible by touch.

2. A key according to Claim 1, characterised in that the quantum-physical changes are scannable electromagnetically.

3. A key according to Claim 1 or 2, characterised in that the quantum-physical changes are mesoscopic, wherein a mesoscopic range extends on a length scale from about a nanometre to about a micron.

4. A key according to one of the preceding claims, characterised in that the metal body of the key (1.1) is in the shape of a bar, preferably a round bar, which preferably has a constant diameter along the code region (1.5).

5. A key according to one of the preceding claims, characterised in that the surface (1.7) of the metal body takes the form of a carrier of promotional material, which preferably is printed, anodised or provided with a deep stamping.

6. A locking system comprising a key (1.1) and a locking channel for introducing the key (1.1), wherein the key is formed by a metal body that has along its length and/or its periphery a code region (1.5) for a code (3.3) for opening or closing a lock,
characterised in that the code (3.3) is formed by quantum-physical changes to the metal microstructure of the solid metal body of the key (1.1), wherein these changes are scannable without mechanical interaction with the locking channel and are not perceptible to people, in particular being neither visible nor perceptible by touch, and in that associated with the locking channel (2.8) is a decoding unit for decoding the code (3.3) of the key (1.1).

7. A locking system according to Claim 6, characterised in that the quantum-physical changes are scannable electromagnetically, and in that the decoding unit is an electromagnetically operating decoding unit.

8. A locking system according to Claim 6 or 7, characterised in that the quantum-physical changes are mesoscopic, wherein a mesoscopic range extends on a length scale from about a nanometre to about a micron.

9. A locking system according to one of Claims 6 to 8, characterised in that the shape of a reader unit (2.2) of the decoding unit is adapted to the shape of the metal body.

10. A locking system according to one of Claims 6 to 9, characterised in that the decoding unit has a reader unit (2.2) that is arranged on the elongate locking channel (2.8) and is hermetically separated from the locking channel (2.8).

11. A locking system according to one of Claims 6 to 10, characterised in that the metal body of the key (1.1) is formed by a round bar having an external diameter (AD) that is slightly smaller than the internal diameter (ID) of the locking channel (2.8).

12. A locking system according to one of Claims 6 to 11, characterised in that a sensor unit (2.3) that is upstream of the decoding unit as the key (1.1) is introduced into the locking channel (2.8) is provided for the purpose of detecting whether a key (1.2) is introduced.

13. A method for opening or closing a locking system that has a key (1.1) and an elongate locking channel (2.8) for introducing the key (1.1), wherein the key is formed by a metal body that is encoded along its length and/or its periphery with a code (3.3) for opening or closing a lock, and wherein the locking channel (2.8) is adapted to the shape of the key (1.1), which is shaped in any desired way,
characterised in that the key is encoded by quantum-physical changes to the metal microstructure of the solid metal body of the key (1.1), wherein these changes are scannable without mechanical interaction with the locking channel (2.8) and are not perceptible to people, in particular being neither visible nor perceptible by touch,
in that the key (1.1) is introduced into the locking channel (2.8) in any desired position, and
in that, once the code (3.3) of the key (1.1) has been correctly identified, turning the key (1.1) about its longitudinal axis effects opening or closing of the lock.

14. A method according to Claim 13, characterised in that the quantum-physical mesoscopic changes are scanned by a decoding unit by means of electromagnetic fields that are generated by the decoding unit.

15. A method according to Claim 13 or 14, characterised in that introducing the key (1.1) into the locking channel (2.8) is detected by a sensor unit (2.3) and activates a reader unit (2.2) of a decoding unit.

Revendications

1. Clé (1,1) pour un système de fermeture (2.0), dans lequel la clé (1.1) est formée d'un corps métallique, qui présente le long de sa longueur et/ou de sa périphérie une zone de codage (1.5) pour un codage (3.3) pour l'ouverture ou la fermeture d'une serrure,
caractérisée en ce que le codage (3.3) est formé par des modifications de physique quantique, impalpables, sans interaction mécanique, dans la structure métallique du corps métallique massif de la clé (1.1), qui ne sont pas perceptibles pour les êtres humains, en particulier ni visibles ni palpables.

2. Clé selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les modifications de physique quantique sont imperceptibles électromagnétiquement.

3. Clé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les modifications de physique quantique sont mésoscopiques, une zone mésoscopique s'étendant sur une échelle de longueur d'environ un nanomètre à environ un micromètre.

4. Clé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps métallique de la clé (1.1) a la forme d'une tige, de préférence d'une tige ronde, qui présente de préférence un diamètre constant le long de la zone de codage (1.5).

5. Clé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface (1.7) du corps métallique est réalisée sous la forme d'un support de publicité, qui est de préférence imprimé, anodisé ou pourvu d'une empreinte.

6. Système de fermeture comportant une clé (1.1) et un canal de fermeture pour l'introduction de la clé (1.1), dans lequel la clé est formée d'un corps métallique, qui présente le long de sa longueur et/ou de sa périphérie une zone de codage (1.5) pour un codage (3.3) pour l'ouverture ou la fermeture d'une serrure,
caractérisé en ce que le codage (3.3) est formé par des modifications de physique quantique, impalpables, sans interaction mécanique, dans la structure métallique du corps métallique massif de la clé (1.1), qui ne sont pas perceptibles pour les êtres humains, en particulier ni visibles ni palpables, et en ce qu'une unité de décodage est associée au canal de fermeture (2.8) pour le décodage du codage (3.3) de la clé (1.1).

7. Système de fermeture selon la revendication 6, caractérisé en ce que les modifications de physique quantique sont imperceptibles électromagnétiquement et en ce que l'unité de décodage est une unité de décodage fonctionnant de manière électromagnétique.

8. Système de fermeture selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les modifications de physique quantique sont mésoscopiques, une zone mésoscopique s'étendant sur une échelle de longueur d'environ un nanomètre à environ un micromètre.

9. Système de fermeture selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la forme d'une unité de lecture (2.2) de l'unité de décodage est adaptée à la forme du corps métallique.

10. Système de fermeture selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'unité de décodage présente une unité de lecture (2.2) disposée sur le canal de fermeture longitudinal (2.8) et séparée hermétiquement du canal de fermeture (2.8).

11. Système de fermeture selon l'une des fermetures 6 à 10, caractérisé en ce que le corps métallique de la clé (1.1) est formée d'une tige ronde avec un diamètre extérieur (AD), qui est sensiblement plus petit que le diamètre intérieur (ID) du canal de fermeture (2.8).

12. Système de fermeture selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'il est prévu une unité de détection placée devant l'unité de détection (2.3) lors de l'introduction de la clé (1.1) dans le canal de fermeture (2.8) pour savoir si une clé (1.2) est introduite.

13. Procédé pour l'ouverture ou la fermeture d'un système de fermeture, qui présente une clé (1.1) et un canal de fermeture longitudinal (2.8) pour l'introduction de la clé (1.1), la clé étant formée d'un corps métallique qui est codé le long de sa longueur et/ou de sa périphérie avec un codage (3.3) pour l'ouverture ou la fermeture d'une serrure et le canal de fermeture (2.8) étant adapté à la forme de la clé (1.1) de forme quelconque,
caractérisé en ce que la clé est codée par des modifications de physique quantique, impalpables, sans interaction mécanique, dans la structure métallique du corps métallique massif de la clé (1.1), qui ne sont pas perceptibles pour les êtres humains, en particulier ni visibles ni palpables
en ce que la clé (1.1) est introduire dans n'importe quelle position dans le canal de fermeture (2.8) et
en ce qu'après une reconnaissance correcte du codage (3.3) de la clé (1.1), une rotation de la clé (1.1) autour de son axe longitudinal permet l'ouverture ou la fermeture de la serrure.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que les modifications de physique quantique, mésoscopiques sont perçues par une unité de décodage au moyen d'un champ magnétique produit par l'unité de décodage.

15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu'une introduction de la clé (1.1) dans le canal de fermeture (2.8) est reconnue par une unité de détection (2.3) et active une unité de lecture (2.2) d'une unité de décodage.

Zeichnung