標(biāo)準(zhǔn)化框架下的智能門鎖分級要求設(shè)計

■文/ 1.智能網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證技術(shù)北京市工程實(shí)驗(yàn)室 .飛天誠信科技股份有限公司朱鵬飛 張利琴

關(guān)鍵字：智能門鎖 分級要求 標(biāo)準(zhǔn)化

1 引言

作為智能家居的“入口”，智能門鎖行業(yè)正在飛速發(fā)展。據(jù)全國制鎖行業(yè)信息中心統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2015年全國智能鎖的出貨量為200萬套，2017年猛增到了800萬套；2018年上半年，智能門鎖的訂單量達(dá)到830 萬套，超過了2017 全年的產(chǎn)銷量。截至2018年6月底，我國智能門鎖生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量超過150家，然而在快速發(fā)展的同時，也出現(xiàn)了生產(chǎn)企業(yè)魚龍混雜，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊的情況。前段時間，國家市場監(jiān)管總局組織開展了智能門鎖質(zhì)量安全風(fēng)險監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)智能門鎖產(chǎn)品在遠(yuǎn)程開鎖和人臉識別方面風(fēng)險較高，在感應(yīng)卡識別開鎖方面隱患較多，另外，在密碼邏輯安全、抗電磁干擾、指紋識別等方面程度不同地也存在隱患。

為了遏制智能門鎖行業(yè)亂象，保障智能門鎖行業(yè)健康有序發(fā)展，制定智能門鎖標(biāo)準(zhǔn)并普及推廣是有效且必要的。通過標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)對智能門鎖產(chǎn)品的分級，在保障產(chǎn)品質(zhì)量的同時還有助于體現(xiàn)產(chǎn)品的差異化，突出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢，鼓勵企業(yè)以安全性為核心展開有序競爭，降低標(biāo)準(zhǔn)化帶來的“同質(zhì)化”副作用。建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T 394-2012《建筑智能門鎖通用技術(shù)條件》規(guī)定了建筑智能門鎖的術(shù)語和定義，從分類與標(biāo)記、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、合格證書、包裝、運(yùn)輸和貯存等方面提出了要求。然而，相對于當(dāng)前智能門鎖產(chǎn)品安全隱患較為突出的現(xiàn)狀，該標(biāo)準(zhǔn)的分級要求有所不足，有必要在該標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對智能門鎖的安全防護(hù)能力進(jìn)行規(guī)范。

2 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)框架下的防盜鎖分級要求

2.1 防盜鎖相關(guān)的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB 21556-2008《鎖具安全通用技術(shù)條件》建立了包括門鎖在內(nèi)的鎖具的安全框架。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鎖具的術(shù)語和定義，規(guī)定了針對多種民用鎖具的要求，并且規(guī)定了相應(yīng)的試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則。除了機(jī)械防盜鎖和電子防盜鎖之外，還包括彈子掛鎖、彈子家具鎖、自行車鎖、外裝門鎖、彈子插芯門鎖、葉片插芯門鎖、球形門鎖、防火門鎖和電動門鎖等等。

GB 21556-2008確立了包括防盜鎖在內(nèi)的鎖具分級要求的基本框架，包括：

（1）將安全級別定義為“技術(shù)性能指標(biāo)以及防破壞能力的差異所劃分的級別”，從而確立了分級的角度和依據(jù)；

（2）通過一系列測試要求，體現(xiàn)了測試通過的條件，包括“測試結(jié)束后能正常使用”以及“測試過程中不出現(xiàn)誤動作”，同時也體現(xiàn)了鎖具的主要安全威脅是對自身可用性的破壞；

（3）在確立主要安全威脅的基礎(chǔ)上，給出了攻擊面的概念（定義為“鎖在實(shí)際使用中需要防護(hù)的，被工具破壞或?qū)嵤┘夹g(shù)開啟的結(jié)構(gòu)面”），圍繞不同鎖具的各種攻擊面規(guī)定了安全要求，從而確立了防盜鎖安全要求的設(shè)計原則。

為了實(shí)現(xiàn)分級的安全要求，GB 21556-2008針對防破壞能力設(shè)計了一系列可量化的具體指標(biāo)。這些指標(biāo)在GA/T 73-2015中也被使用，但定義略有差異。如表1所示。

以GB 21556-2008為基礎(chǔ)，陸續(xù)發(fā)布的一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成了當(dāng)前的防盜鎖標(biāo)準(zhǔn)體系框架。除了JG/T 394-2012之外，還包括：

（1）GA/T 73-2015《機(jī)械防盜鎖》：該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了機(jī)械防盜鎖的術(shù)語和定義、分類、級別和標(biāo)記、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存，適用于防盜安全門上使用的插芯式、外裝式和密碼式機(jī)械防盜鎖；

表1 防破壞能力指標(biāo)

（2）GA 374-2001《電子防盜鎖》：該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電子防盜鎖的技術(shù)要求和測試方法，適用于以電子信息及其載體作為“鑰匙”，以電動方式控制機(jī)械鎖定結(jié)構(gòu)啟、閉的鎖。當(dāng)前的智能門鎖可以歸于該標(biāo)準(zhǔn)定義的電子防盜鎖的范疇；

（3）GA 701-2007《指紋防盜鎖通用技術(shù)條件》：該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了指紋防盜鎖的通用技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，是設(shè)計、制造和檢驗(yàn)指紋防盜鎖的技術(shù)依據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于以指紋作為輸入信號，識別、處理及相關(guān)信息，以電動方式控制機(jī)械鎖定結(jié)構(gòu)啟、閉的具有一定防破壞能力的鎖。支持指紋識別的智能門鎖可以歸于該標(biāo)準(zhǔn)定義的指紋防盜鎖的范疇。

基于防鉆、防撬等防破壞能力指標(biāo)，結(jié)合鎖舌伸出長度等與安全防范關(guān)聯(lián)緊密的技術(shù)性能指標(biāo)，上述標(biāo)準(zhǔn)對所適用的鎖具分別規(guī)定了分級要求。較早的標(biāo)準(zhǔn)（包括GB 21556-2008、GA 374-2001、GA 701-2007以及已經(jīng)廢止的GA/T 73-94）劃分為兩個級別，較新的標(biāo)準(zhǔn)（GA/T 73-2015和JG/T 394-2012）劃分為三個級別。值得注意的是，各標(biāo)準(zhǔn)的分級標(biāo)記并不一致。例如，GB 21556-2008由高到低分為A級和B級，而GA/T 73-2015由低到高分為A級、B級和C級，JG/T 394-2012則由高到低分為I級，Ⅱ級和Ⅲ級。在實(shí)際應(yīng)用中，由低到高分為A級、B級和C級的方式較為常用。為避免混淆，本文在后續(xù)列舉和對比各標(biāo)準(zhǔn)的分級要求時將各級別統(tǒng)一從低到高排序，且不列出級別的名稱。

2.2 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)框架下的防盜鎖分級要求

GB 21556-2008和GA/T 73-2015分別定義了機(jī)械防盜鎖的分級要求，如表2所示。鑒于多排彈子插芯鎖是當(dāng)前的主流產(chǎn)品，表2僅列出了適用于多排彈子插芯鎖的分級要求。由表2可知，機(jī)械防盜鎖的攻擊面包括鑰匙、鎖芯、鎖體、鎖扣盒（板）以及操縱件。

表2 機(jī)械防盜鎖分級要求

GB 21556-2008和GA 374-2001分別定義了電子防盜鎖的分級要求。根據(jù)GB 21556-2008的規(guī)定，電子防盜鎖使用信息識別卡作為鑰匙。相應(yīng)地，該定義下的電子防盜鎖不存在傳遞鑰匙動作的鎖芯（但識讀裝置起到了與鎖芯類似的識別鑰匙的作用），防鉆、防鋸等防破壞要求不適用，但保留了防技術(shù)開啟的要求。鑒于電子防盜鎖使用了電子元器件，GA 374-2001增加了有針對性的要求，包括環(huán)境適應(yīng)性要求、抗干擾要求、安全性要求、穩(wěn)定性要求、耐久性要求、防技術(shù)開啟要求、防破壞報警功能和安裝要求等。除此之外，還規(guī)定了誤識率的要求。上述要求中，除了防技術(shù)開啟指標(biāo)和氣候環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo)有分級要求之外，其他要求均適用于所有分級。與機(jī)械防盜鎖相比，電子防盜鎖的操縱件沒有分級要求，相當(dāng)于操縱件的鍵盤等部件有適用于所有分級的要求。

表3 電子防盜鎖分級要求

GA 701-2007規(guī)定了指紋防盜鎖的分級安全要求。根據(jù)GA 701-2007的規(guī)定，指紋防盜鎖一般由兩部分組成：一是指紋識別及控制部分，由指紋采集儀、運(yùn)算控制部件和輸入/輸出電路組成；二是防盜鎖體及外殼部分，由機(jī)械鎖體和外殼、執(zhí)手等組成。值得注意的是，GA 701-2007沒有涉及鑰匙的規(guī)定，因?yàn)橹讣y防盜鎖只需要輸入指紋而無需鑰匙。按照機(jī)械強(qiáng)度和環(huán)境試驗(yàn)的嚴(yán)酷等級不同，GA 701-2007將指紋防盜鎖分為兩級。其中，機(jī)械強(qiáng)度的分級要求與GA 73基本一致，環(huán)境適應(yīng)性的分級要求引用了GA 374-2001。GA 701-2007還規(guī)定了電磁兼容性、安全性和穩(wěn)定性等方面的要求。特別地，GA 701-2007規(guī)定了指紋識別的性能要求，包括平均指紋適配時間、拒真率和識假率等。與電子門鎖的誤識率指標(biāo)類似，這些性能指標(biāo)適用于所有分級。與此同時，GA 701-2007規(guī)定“受試樣品應(yīng)具有用于測試的UART或USB通訊接口”，這種機(jī)械結(jié)構(gòu)上的開口對于指紋防盜鎖的防破壞能力有不利影響。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，機(jī)械結(jié)構(gòu)上封閉的非接觸式通訊接口（非接觸式IC卡通訊接口或無線網(wǎng)絡(luò)通訊接口）無疑是更合理的選擇。

3 智能門鎖的分級要求設(shè)計

3.1 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的智能門鎖分級要求

JG/T 394-2012將智能門鎖定義為“通過生物特征識別、電子標(biāo)簽、無線遙控編碼、電子信息等以電動方式控制機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施啟閉的門鎖”。JG/T 394-2012按智能門鎖技術(shù)指標(biāo)的不同及自身防破壞能力的程度劃分了三個等級，如表4所示。除此之外，JG/T 394-2012還按反復(fù)啟閉次數(shù)劃分了兩個等級。

表4 智能門鎖分級要求

JG/T 394-2012的分級要求不局限于攻擊面，而是融合了功能等其他可量化的指標(biāo)。除此之外，JG/T 394-2012也首次使用了兩個分級維度（安全級別分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級，使用次數(shù)分為G級和D級）。特別地，JG/T 394-2012還針對防技術(shù)開啟規(guī)定了補(bǔ)充要求。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，智能門鎖在正常工作條件下，通過以下試驗(yàn)不應(yīng)出現(xiàn)鎖具開啟現(xiàn)象：

（1）用大于2.5T的磁性材料貼近鎖具表面滑動；

（2）對其輻射50V/m的電磁場（選擇27MHz、150MHz、350MHz、450MHz、800MHz5個頻點(diǎn)試驗(yàn)）。

對于近期爆出的智能門鎖被特斯拉線圈“攻破”的事件，上述要求可謂有先見之明。

JG/T 394-2012對智能門鎖進(jìn)行了有針對性的分級要求，分級依據(jù)相對其他標(biāo)準(zhǔn)有所拓展，個別技術(shù)指標(biāo)的規(guī)定也更具有可操作性（例如鎖扣盒抗靜壓力）。然而，個別要求的表述仍可商榷（例如上文中的“通過以下試驗(yàn)不應(yīng)出現(xiàn)鎖具開啟現(xiàn)象”改為“在以下試驗(yàn)過程中不應(yīng)出現(xiàn)誤動作”更為嚴(yán)謹(jǐn)）。

3.2 智能門鎖的分級要求設(shè)計原則

智能門鎖是在傳統(tǒng)防盜鎖基礎(chǔ)上的繼承和創(chuàng)新。當(dāng)前的智能門鎖產(chǎn)品與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的各種防盜鎖相比，區(qū)別主要在于：

（1）關(guān)鍵技術(shù)升級換代：以信息識別卡為例，只存儲信息或只能進(jìn)行簡單邏輯運(yùn)算的信息識別卡存在明顯的安全隱患，逐漸被安全程度更高、支持密碼技術(shù)的智能卡所代替。相應(yīng)地，基于密碼技術(shù)的身份鑒別協(xié)議（例如挑戰(zhàn)—響應(yīng)機(jī)制）在智能門鎖普及應(yīng)用。這就使得“識讀裝置”這一名詞暴露了其局限性；

（2）新技術(shù)普及應(yīng)用：以生物特征識別為例，除了指紋識別之外，虹膜識別、人臉識別等生物特征識別技術(shù)也在智能門鎖得到應(yīng)用。這就使得“指紋防盜鎖”這一名詞暴露其局限性。除此之外，隨著NFC在智能手機(jī)中應(yīng)用的普及，智能手機(jī)等智能移動終端也可作為智能門鎖的鑰匙使用，進(jìn)而帶動了BLE等數(shù)據(jù)通信協(xié)議在智能門鎖中的應(yīng)用。新技術(shù)在帶來新的用戶體驗(yàn)的同時，也帶來了新的安全威脅，增加了新的攻擊手段；

（3）網(wǎng)絡(luò)通信/互聯(lián)網(wǎng)支持：支持網(wǎng)絡(luò)通信功能，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程雙向交互（例如遠(yuǎn)程開鎖、鎖狀態(tài)通知等），從而給智能門鎖帶來了更多的應(yīng)用場景。在支持新的應(yīng)用場景的同時，也帶來了新的安全威脅和攻擊面；

（4）應(yīng)用模式：隨著智能家居的興起，智能門鎖已經(jīng)不僅僅是一個孤立的安全防范設(shè)備，還可以是智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之一。相應(yīng)地，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及安全模型也將在智能門鎖中普及應(yīng)用。在擴(kuò)展智能門鎖應(yīng)用場景的同時，也引入了潛在的網(wǎng)絡(luò)空間安全威脅。

當(dāng)前智能門鎖產(chǎn)品的安全屬性已經(jīng)不僅僅局限于作為鎖具的防破壞能力，還包括作為家用電器的使用安全性以及作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)安全性?！鞍踩笔侵悄荛T鎖的核心屬性，高安全性是智能門鎖產(chǎn)品的核心競爭力。在設(shè)計智能門鎖的分級標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)當(dāng)以“安全”為核心，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的引導(dǎo)作用，一方面體現(xiàn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢，另一方面防止出現(xiàn)安全漏洞?？梢宰裱韵略瓌t：

（1）強(qiáng)化頂層設(shè)計，提高全面性：不僅僅將智能門鎖看作孤立的設(shè)備，而是將其看作智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之一，從智慧城市乃至網(wǎng)絡(luò)空間安全的高度對智能門鎖的安全體系及要求進(jìn)行全面規(guī)劃和設(shè)計，尤其要注意分級要求對新技術(shù)、新應(yīng)用的向后兼容；

（2）充分借鑒已有標(biāo)準(zhǔn)：安全防護(hù)能力和使用安全性的指標(biāo)盡量引用現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，也可根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)品的實(shí)際情況適度提高要求甚至增設(shè)級別（但不宜降低要求）；信息安全的指標(biāo)可引用相關(guān)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，特別是包含分級要求的標(biāo)準(zhǔn)（例如密碼行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GM/T 0028-2014《密碼模塊安全要求》）；網(wǎng)絡(luò)安全的相關(guān)指標(biāo)應(yīng)盡量與等保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)保持一致；

（3）從實(shí)際情況出發(fā)，積極穩(wěn)妥擴(kuò)充分級要求：根據(jù)智能門鎖的實(shí)際情況擴(kuò)充相關(guān)的性能指標(biāo)和防破壞能力指標(biāo)，可量化的新增指標(biāo)可以作為新增的分級要求；牢牢把握“時間”這一關(guān)鍵參數(shù)，對于容易導(dǎo)致智能門鎖“誤動作”的指標(biāo)（例如誤識率等）應(yīng)作統(tǒng)一要求，不宜分級；分級依據(jù)與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系不一致或者與“時間”這一關(guān)鍵參數(shù)無關(guān)的，可考慮新增分級維度和標(biāo)記。

4 結(jié)語

智能門鎖的質(zhì)量安全，直接關(guān)系到千家萬戶的家庭財產(chǎn)和人身安全；智能門鎖的信息安全，直接關(guān)系到個人信息安全乃至國家網(wǎng)絡(luò)空間安全。目前已有相關(guān)的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布（例如電信終端產(chǎn)業(yè)協(xié)會制定的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《智能門鎖信息安全技術(shù)要求與測試方法》），有必要對智能門鎖安全分級要求的設(shè)計加強(qiáng)頂層設(shè)計，凝聚標(biāo)準(zhǔn)化工作思路共識，推動規(guī)定嚴(yán)謹(jǐn)、可操作性強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施。本文對現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行了調(diào)研，結(jié)合當(dāng)前的智能門鎖產(chǎn)品分析了智能門鎖標(biāo)準(zhǔn)分級要求設(shè)計的需求，提出了初步的設(shè)計原則。