열쇠 자물쇠 원리와 핀이 맞아 돌아가는 과정을 3D로

모형이 보여 주는 것

열쇠 자물쇠 원리는 열쇠가 핀의 이음매를 경계선에 맞춰 안쪽 원통이 돌게 하는 것입니다. 홈 깊이가 몇 분의 일 밀리미터만 달라도 핀이 경계선을 가로막을 수 있습니다. 우리 집 열쇠와 옆집 열쇠는 거의 똑같아 보이는데, 왜 우리 집 문만 열릴까요? 답은 자물쇠 안에 한 줄로 늘어선 작은 황동 핀과 강철 핀, 그리고 몇 분의 일 밀리미터에 불과한 차이로 달라지는 열쇠 홈 깊이에 있습니다. 이 모형에서는 열쇠가 들어가고 플러그가 도는 동안 핀이 어떻게 움직이는지 볼 수 있습니다.

모형은 집 현관 자물쇠에 많이 쓰는 핀 다섯 개짜리 실린더를 가운데로 반 잘라 안이 보이게 만든 것입니다. 빨간 면은 몸통의 잘린 단면이고, 금색 면은 열쇠와 함께 도는 플러그의 잘린 단면입니다. 핀, 스프링, 열쇠, 캠, 빗장은 자르지 않고 그대로 두었습니다. 홈 깊이와 핀 길이는 슐라게(Schlage) 클래식 열쇠의 공개 규격을 그대로 따랐기 때문에, 계기판에 나오는 숫자는 실제 치수입니다.

넣어 볼 수 있는 열쇠는 네 가지입니다. 맞는 열쇠는 3-7-2-6-4로 깎여 있고, 틀린 열쇠는 5-2-8-3-6입니다. 세 번째 열쇠는 맞는 열쇠와 똑같은데 홈 하나만 한 단계 더 깊습니다. 네 번째는 직접 깎는 열쇠입니다. 조작 탭의 슬라이더 다섯 개로 홈 깊이를 정하면, 움직일 때마다 모형이 열쇠 날을 새로 깎습니다.

플러그가 저절로 돌지 못하는 이유

실린더 자물쇠는 크게 두 부분으로 되어 있습니다. 문에 고정된 몸통이 있고, 그 안에 플러그라는 황동 원통이 들어 있습니다. 플러그에는 열쇠가 들어가는 길이 나 있습니다. 플러그가 돌면 뒤쪽 캠이 같이 돌면서 문을 잠가 둔 빗장을 당깁니다. 아무것도 막지 않는다면 납작한 쇳조각 아무거나 꽂아도 플러그가 돌아가겠지요.

이것을 막는 것이 플러그 위쪽에서 몸통까지 곧게 뚫린 구멍 다섯 개입니다. 구멍마다 핀 두 개와 스프링 하나가 들어 있습니다. 아래쪽 핀(아랫핀)은 열쇠 위에 올라타고, 위쪽 핀(윗핀)은 그 위에 얹혀 있으며, 스프링이 이 핀 묶음을 아래로 누릅니다.

열쇠가 없으면 스프링이 핀 묶음을 끝까지 밀어 내립니다. 그러면 윗핀의 아래쪽은 플러그 안에, 위쪽은 아직 몸통 안에 걸칩니다. 경첩에 박은 핀처럼 강철 핀이 두 부분을 꿰어 놓은 셈이어서, 강철 핀 다섯 개를 잘라 내지 않는 한 플러그는 돌지 않습니다.

맞는 열쇠가 하는 일

열쇠 윗날에는 V자 홈이 한 줄로 파여 있습니다. 열쇠를 밀어 넣으면 아랫핀의 둥근 끝이 홈을 따라 오르내립니다. 열쇠를 넣을 때 딸깍거리는 느낌이 드는 것도 이 때문입니다. 끝까지 들어가면 핀마다 자기 홈의 바닥에 자리를 잡습니다.

플러그와 몸통이 맞닿는 경계를 전단선이라고 하며, 모형에서는 빨간 선으로 표시했습니다. 아랫핀은 저마다 자기 홈 바닥에서 전단선까지의 거리와 똑같은 길이로 만듭니다. 깊은 홈에는 긴 아랫핀이, 얕은 홈에는 짧은 아랫핀이 들어갑니다. 맞는 열쇠를 끝까지 넣으면 아랫핀 윗면이 모두 전단선과 같은 높이에 오고, 아랫핀과 윗핀 사이의 틈이 정확히 플러그와 몸통의 경계에 놓입니다. 두 부분을 꿰고 있던 핀이 하나도 남지 않으니 플러그가 돕니다.

플러그가 도는 동안 윗핀은 몸통에 남아 플러그 바깥 면 위를 미끄러지고, 아랫핀은 플러그와 함께 돌아갑니다. 4분의 1 바퀴를 돌면 뒤쪽 캠이 빗장을 끌어당깁니다. 다시 처음 자리로 돌리면 구멍이 맞춰지고 스프링이 윗핀을 플러그 쪽으로 밀어 넣습니다. 열쇠는 그다음에야 뺄 수 있습니다.

틀린 열쇠가 막히는 이유

틀린 열쇠는 핀을 엉뚱한 높이로 올립니다. 핀 묶음이 어긋나는 방법은 두 가지입니다. 홈이 너무 깊으면 아랫핀이 낮게 앉아서 윗핀이 여전히 플러그 안으로 내려와 있습니다. 홈이 너무 얕으면 아랫핀이 너무 높이 올라가 이번에는 아랫핀이 몸통 쪽으로 넘어갑니다. 어느 쪽이든 핀 하나가 전단선을 가로지르고 플러그는 움직이지 않습니다. 틀린 열쇠를 넣고 「열쇠 돌리기」를 누르면 플러그가 살짝 걸렸다 돌아오고, 막고 있는 핀이 빨갛게 깜박입니다.

틀린 열쇠를 넣으면 계기판에 −0.76, +1.91, −2.29, +1.14, −0.76 mm가 나옵니다. 더하기는 아랫핀이 몸통 쪽으로 올라갔다는 뜻이고, 빼기는 윗핀이 플러그 쪽으로 내려왔다는 뜻입니다. 다섯 개 중 어느 하나만으로도 플러그는 막힙니다.

더 눈여겨볼 것은 세 번째 열쇠입니다. 맞는 열쇠와 다른 곳은 한 자리뿐이고, 그 자리의 홈이 깊이 2 대신 3으로 한 단계 깊습니다. 차이는 0.381 mm입니다. 3번 아랫핀이 그만큼 내려앉고, 윗핀이 플러그 안으로 0.38 mm 들어오면서 자물쇠는 잠긴 채로 있습니다.

숫자로 확인해 보기

슐라게 정비 설명서에는 날 아랫면에서 잰 홈 바닥 높이(루트 깊이)와 그 깊이에 맞는 아랫핀 길이가 나와 있습니다. 깊이 0이 가장 얕은 홈이고 깊이 9가 가장 깊은 홈입니다.

네 번째 줄을 보면 아랫핀 열 가지만으로 자물쇠가 돌아가는 까닭이 보입니다. 홈을 한 단계 깊게 파면 홈 바닥이 0.015 in 내려가고, 그 깊이용 아랫핀은 0.015 in 깁니다. 그래서 아랫핀 윗면은 언제나 날 아랫면에서 0.500 in 위에 옵니다. 모형에서 열쇠 날 아랫면이 전단선보다 12.7 mm 아래에 있는 것도 같은 이유입니다.

윗핀도 길이가 다르지만 종류는 적습니다. 설명서에는 윗핀이 0.235, 0.200, 0.165 in 세 가지로 나오고, 각각 아랫핀 03번, 46번, 7~9번에 씁니다. 아랫핀이 길면 윗핀을 짧은 것으로 넣어서 핀 묶음 높이가 구멍마다 비슷해지고, 스프링도 비슷하게 눌립니다. 모형도 이 세 가지 길이를 그대로 써서 윗핀 길이가 서로 다릅니다.

100,000이라는 숫자는 다섯 자리에 깊이 열 가지를 아무렇게나 조합해도 된다고 보았을 때의 값입니다. 실제로는 쓸 수 없는 조합이 있습니다. 다음 절이 그 이야기입니다.

이웃한 홈이 일곱 단계 넘게 차이 나면 안 되는 이유

슐라게 설명서에는 MACS(이웃 홈 최대 깊이 차)라는 값이 있고, 이 열쇠에서는 7입니다. 이웃한 두 홈의 깊이 차이는 일곱 단계까지만 허용됩니다. 0 옆에 8, 0 옆에 9, 1 옆에 9가 오는 열쇠는 만들지 않습니다.

이유는 홈의 모양에 있습니다. 홈은 꼭지각이 100°인 V자라서 양쪽 빗면이 수직에서 50°씩 기울어 있고, V자 바닥에는 폭 0.031 in짜리 평평한 면이 있습니다. 이웃한 홈의 바닥 중심은 0.156 in 떨어져 있습니다. 깊은 홈의 빗면은 옆으로 1 단위 갈 때 1 ÷ tan 50° = 0.839 단위 올라갑니다. 깊은 홈 바닥 끝에서 이웃 홈 바닥의 가까운 끝까지는 0.156 − 0.031 = 0.125 in이므로, 빗면은 이웃 홈에 닿기 전까지 0.125 × 0.839 = 0.105 in 올라갑니다. 0.015 in짜리 단계로 치면 꼭 일곱 단계입니다.

그래서 일곱 단계 차이까지는 얕은 홈의 바닥이 온전히 남습니다. 여덟 단계 차이는 0.120 in로 빗면이 올라갈 수 있는 높이를 조금 넘고, 깊은 홈의 빗면이 얕은 홈을 깎아 먹습니다. 얕은 홈 가운데가 0.002 in쯤 내려가는데, 깎을 때의 허용 오차와 비슷한 크기입니다. 아홉 단계 차이면 0.017 in가 내려가 한 단계보다 커지고, 그 자리의 핀은 더 이상 제 높이까지 올라가지 않습니다.

모형도 같은 V자 모양으로 날을 깎기 때문에 이 현상이 그대로 나타납니다. 직접 깎는 열쇠를 0-9-2-6-4로 맞추면 계기판에 MACS 7 초과 경고가 뜹니다. 1번 홈은 이웃 홈에 일부가 깎여 나가서, 1번 핀이 원래 깊이 0일 때보다 낮게 앉습니다.

MACS를 지키는 열쇠 수는 간단한 계산으로 셀 수 있습니다. 이웃한 두 깊이의 순서쌍 100가지 가운데 금지된 것은 여섯 가지(0-8, 0-9, 1-9와 그 반대 순서)입니다. 홈을 한 자리씩 늘려 가며 허용된 쌍만 이어 붙여 세면 100,000개 중 79,666개가 남습니다. 날을 깎는 칼날의 모양만으로 조합 다섯 개 중 하나꼴이 빠지는 셈입니다. 핀 여섯 개짜리 실린더는 같은 방법으로 세면 1,000,000개 중 753,754개입니다.

실제 자물쇠와 다른 점

실제 실린더에는 모형에서 뺀 것이 있습니다. 진짜 플러그의 열쇠 길은 워드(ward)라는 돌기가 있는 굽은 단면이라서, 그 모양에 맞는 열쇠 원판만 들어갑니다. 모형의 열쇠 길은 평평한 홈입니다. 마스터키를 쓰는 자물쇠는 일부 핀 묶음에 작은 핀이 하나 더 들어 있어서, 서로 다른 두 열쇠가 각각 틈을 전단선에 맞출 수 있습니다. 핀이 다섯 개가 아니라 여섯 개인 실린더도 많습니다.

모형의 플러그 지름과 핀 지름은 흔한 크기에 가깝게 잡았지만 공개 도면에서 가져온 값은 아닙니다. 또 모형은 모든 틈이 전단선에서 0.06 mm 안에 들어오면 플러그가 돌도록 했습니다. 이 기준은 모형을 만들며 정한 값이고 제조사가 밝힌 수치가 아닙니다. 실제 한계는 핀과 구멍 사이, 플러그와 몸통 사이에 얼마나 틈이 있는지에 따라 달라집니다.

이 글은 자물쇠가 열쇠를 가려내는 원리를 설명합니다. 열쇠 없이 자물쇠를 여는 방법은 다루지 않습니다.

핀 텀블러 자물쇠가 나오기까지

예일 실린더는 움직이는 핀으로 빗장이나 회전 부품을 막는 오래된 생각을 현대적인 형태로 발전시킨 것입니다. 아버지와 아들은 서로 다른 단계에 기여했습니다. 아래의 나무 자물쇠 비교에서는 작동 방식, 특허 연도, 박물관 복원품의 제작 연도를 구분합니다.

틈새와 마찰, 보안 핀

그림의 구멍은 완벽하게 정렬되어 보이지만 실제 가공품은 그렇지 않습니다. 핀이 미끄러지려면 구멍과 핀 사이에 틈이 있어야 하고, 플러그가 돌려면 몸통과의 틈도 필요합니다. 드릴 가공과 마무리, 마모, 먼지가 접촉 상태를 바꿉니다. 설계상 구멍 위치가 같아도 실제 중심과 지름은 조금씩 다릅니다. 따라서 회전 하중을 받으면 어떤 핀이 다른 핀보다 먼저 구멍 가장자리에 닿습니다. 모든 핀이 하중을 똑같이 나눠 받지 않습니다.

이 접촉 순서가 자물쇠 보안과 관계있습니다. 구멍 옆면에 눌린 핀에는 자유롭게 움직이는 핀과 다른 마찰이 생깁니다. 스프링 힘만으로 움직임을 설명할 수 없습니다. 틈이 있는 기계가 움직이는 부품을 통해 정보를 드러낼 수 있다는 원리는 도구를 넣는 순서나 개방 절차 없이도 설명할 수 있습니다. Blaze의 연구도 자물쇠를 장벽인 동시에 정보를 담은 기계로 다룹니다.

스풀 윗핀은 양끝보다 가운데 허리가 가늘고, 세레이티드 윗핀은 둘레에 홈이 있습니다. 스풀의 허리가 전단선에 걸리면 플러그가 조금 움직여도 두꺼운 끝부분이 완전한 회전을 막을 수 있습니다. 둘레 홈은 추가 접촉 모서리를 만듭니다. 이런 형태는 매끈한 원통 핀보다 기계적 반응을 해석하기 어렵게 하려는 것입니다. 맞는 열쇠가 실제 핀 경계를 놓아야 하는 높이가 바뀌지는 않습니다. 모든 공격을 막는다는 뜻도 아닙니다. 주변 형상과 공차, 다른 보호 장치가 함께 작용합니다.

화면의 윗핀은 일반 원통입니다. 모형은 수직 간격만 계산하며 마찰, 탄성 변형, 핀이 걸리는 순서는 계산하지 않습니다. 빨간 핀은 계산한 위치가 회전을 막는다는 표시이지, 실물에서 먼저 걸릴 핀의 예측이 아닙니다. 허용 간격 0.06 mm도 전시의 수치 규칙일 뿐 조작 저항 시험값이 아닙니다. 이 화면으로 제품 보안 등급을 매길 수 없습니다.

정밀도에는 사용상의 절충도 있습니다. 새 부품을 작업대에서 맞추는 것뿐 아니라 반복 사용과 설치 환경에서도 작동해야 합니다. 닳은 열쇠는 멈춤턱이나 홈이 손상될 수 있고, 문이 빗장에 원치 않는 힘을 줄 수도 있습니다. 열쇠가 잘 안 돈다고 홈 조합이 틀렸다고 단정할 수 없습니다. 제조사나 자격 있는 기술자에게 점검을 맡겨야 하며, 걸린 열쇠에 무리한 힘을 주면 열쇠나 실린더가 손상될 수 있습니다.

마스터키가 조합 공간을 바꾸는 방식

일반적인 마스터키 구조는 아랫핀과 윗핀 사이에 짧은 마스터 핀을 더 넣습니다. 핀 경계가 하나 늘어나므로 여러 높이에서 경계 하나를 전단선에 맞출 수 있습니다. 방 열쇠는 한 문만, 관리 열쇠는 여러 문을 열게 하는 편의 대신, 기계가 받아들이는 조건을 의도적으로 넓힙니다.

핀 다섯 묶음이 각각 서로 다른 두 높이를 받아들이고 모든 선택이 독립적이며 기계적으로 유효하다고 가정합니다. 이 실린더가 받아들이는 깊이 배열은 2⁵ = 32개입니다. 입주자와 관리자에게 준 두 열쇠만 가능한 것이 아닙니다. 모든 마스터키 시스템이 이 숫자를 갖는다는 뜻은 아닙니다. 실제 계획은 깊이를 제한하고 조합을 예약하며, MACS와 열쇠 길 형상도 따릅니다. 계산상 조합 중에는 실제로 깎을 수 없는 것도 있습니다. 발급한 열쇠 목록과 기계가 허용하는 모든 열쇠의 목록은 다를 수 있습니다.

마스터 핀을 더한다고 독립적인 방 수가 공짜로 늘지는 않습니다. 열쇠와 실린더 사이에 허용 관계가 추가됩니다. 관계없는 방 열쇠가 다른 문을 여는 우발적인 상호 개방을 피해야 합니다. 관리자용 깊이를 따로 남기고 방별 조합을 배분하므로, 안전하게 배정할 수 있는 수는 임의의 숫자 배열 수보다 작습니다.

Matt Blaze가 2003년 IEEE Security & Privacy에 발표한 논문은 이를 권한 확대 문제로 분석했습니다. 시스템의 일부에 대한 합법적 접근이 허용 범위를 넘는 정보를 드러낼 수 있다는 문제입니다. 부품을 잘못 가공해서만 생기는 약점이 아니라 실린더에 넣은 접근 권한 구조에서 생길 수 있습니다. 여기서는 논문의 공격 절차를 재현하지 않습니다. 소유자가 얻을 교훈은 마스터키 계획을 기록과 배포 통제가 필요한 보안 설계로 다뤄야 한다는 것입니다.

앞서 센 79,666은 인접 깊이 규칙을 만족하는 다섯 자리 배열 수입니다. 제조사가 서로 완전히 분리된 마스터키 실린더를 그만큼 판매한다는 보증이 아닙니다. 건물에 들어갈 확률도 아닙니다. 열쇠 길 호환성, 실제 조합 배정, 추가 잠금 장치, 문 전체 구조를 별도로 따져야 합니다.

실린더 규격을 읽는 방법

EN 1303은 건물 자물쇠용 실린더와 원래 열쇠를 다룹니다. 내구성, 강도, 부식, 열쇠 관련 보안을 시험과 분류로 나눕니다. 한마디로 좋다는 평가가 아닙니다. 분류는 판본과 각 항목을 알아야 해석할 수 있습니다. DIN 목록에서는 2015년판을 DIN EN 1303:2026-08이 대체했다고 표시합니다. 오래된 인증서는 거기 적힌 판본과 제품의 증거이지 새 판본의 시험 결과가 아닙니다.

ANSI/BHMA A156.5는 실린더와 자물쇠 입력 장치를 다루며 작동과 강도 요구 사항을 구분합니다. 등급은 지정된 시험에서의 성능이지 핀 개수나 절대 개방 불가 보증이 아닙니다. ANSI/BHMA A156.30은 고보안 실린더를 별도로 다룹니다. 공개 범위 설명은 보안 수준과 등급을 구분하고, 조립체 등급은 구성품 중 가장 낮은 등급을 따른다고 명시합니다. 좋은 실린더를 붙여도 약한 잠금 본체가 저절로 강화되지는 않습니다.

반복 작동을 잘 견디는 것과 특정 공격에 견디는 것은 다릅니다. 공격 저항이 높아도 부식 환경에 맞지 않을 수 있습니다. 설치 때 실린더가 보호 장치 밖으로 돌출되거나 문틀이 더 약할 수도 있습니다. 실험실 조건은 비교를 가능하게 하지만 모든 현장과 유지보수 이력을 재현하지는 않습니다.

제품명, 규격명과 판본, 주장하는 분류나 등급, 시험 또는 인증 근거를 확인해야 합니다. 보안 핀이라는 말은 부품 특징이지 인증서가 아닙니다. 이론적 조합 수도 별도 성질입니다. 이 전시의 핀 다섯 개 모형에는 EN 또는 BHMA 등급이 없습니다.

나무 자물쇠와 예일 실린더

나무 핀 자물쇠와 현대 실린더는 열쇠가 방해물을 옮겨 큰 부품을 움직이게 한다는 원리를 공유합니다. 나무 방식에서는 핀이 미끄러지는 빗장의 구멍에 떨어지고 열쇠가 이를 들어 올립니다. 현대 실린더는 너무 높이 올려도 핀이 경계를 가로막습니다. 분리된 핀 묶음이 위아래 양쪽으로 정확한 높이를 요구하게 합니다.

박물관 물건의 연대도 구분해야 합니다. Science Museum Group은 소장품 ‘고대 이집트 자물쇠’를 약 1912년에 만든 복원품이라고 설명합니다. 복원품을 만든 해는 고대 발명 연도가 아닙니다. MIT Lemelson은 약 4,000년 전 이집트의 커다란 나무 자물쇠를 설명합니다. 이 개괄이 특정 유물의 정확한 연대나 모든 후대 핀 자물쇠의 단일 계보를 입증하지는 않습니다.

1848년 Linus Yale Sr.의 작업과 1861년 Linus Yale Jr.의 실린더 특허는 현대 형태의 발전에 속합니다. 역사상 최초의 핀 사용이라는 뜻이 아닙니다. 1861년 1월 29일 특허는 당시 청구한 내용을 보여 주는 일차 자료입니다. 뒤에 발전한 작고 납작한 톱니 열쇠는 일상적인 문에 쓰기 좋은 크기를 만들었습니다. 전기, 특허, 복원품은 서로 다른 역사 질문에 답합니다.

화면에서 확인할 것

「맞는 열쇠」를 선택하고 윗핀 꼭대기의 색보다 핀 사이 경계를 봅니다. 모든 경계가 전단선에 와야 합니다. 「틀린 열쇠」와 비교한 뒤 「한 곳만 깊은 열쇠」를 봅니다. 나머지는 그대로인데 한 곳만 막혀도 돌지 않습니다. 핀 전체를 미는 힘의 합이 아니라 위치를 검사합니다.

「직접 깎은 열쇠」의 슬라이더를 3-7-2-6-4로 맞추면 맞는 열쇠와 같은 높이를 만듭니다. 세 번째만 2에서 3으로 바꾸면 멀리서 거의 같아 보여도 간격은 0.381 mm 달라집니다. 원근 화면에서는 작은 차이가 잘 안 보여 계기판이 도움이 됩니다.

별도로 0-9-2-6-4를 넣고 「MACS 7 초과」 경고를 확인합니다. 처음 두 홈을 정상 배열과 비교합니다. 경고는 비밀 열쇠를 찾았다는 뜻이 아니라 홈 형상이 서로 침범한다는 뜻입니다. 「맞는 열쇠」로 돌아와 회전시키고 캠에서 빗장까지 따라갑니다. 열쇠를 판별하는 실린더와 문을 붙잡는 빗장의 역할을 구분합니다. 제공된 가상 열쇠만을 쓰는 관찰이지 실물 개방 지침은 아닙니다.

여덟 구조가 확인하는 조건

구조 도감은 색만 바꾸는 목록이 아닙니다. 기존 핀 실린더는 실제 Schlage 치수를 따르는 비교 기준으로 남깁니다. 나머지 일곱 장면은 원리를 보이기 위한 개념 모형입니다. 길이와 코드 및 회전 각도는 제품의 설계값이 아닙니다. 바깥 몸체를 일부 남겨 내부를 보이도록 했습니다. 역사 카드를 누르면 관련 원리 장면으로 이동하지만, 그 장면이 해당 박물관 소장품을 그대로 복원했다는 뜻은 아닙니다. 특히 브라마 카드는 레버 장면과 비교하기 위한 자료입니다. 브라마의 슬라이더를 레버로 잘못 이해하지 않아야 합니다.

디스크 디테이너에서는 부품이 위아래로 움직이는 대신 각각 회전합니다. 디스크의 홈들이 같은 방향을 향하면 사이드바가 들어갈 통로가 생깁니다. 바가 고정 몸체에서 벗어나야 회전 부품이 움직일 수 있습니다. 틀린 열쇠는 디스크 하나를 다른 각도로 남깁니다. 따라서 이 장면에서의 오차는 핀의 높이 차가 아니라 각도 차입니다. ABLOY의 역사 자료는 에밀 헨릭손의 회전 디스크 원리를 1907년의 발명으로 설명하며, 1919년 특허와 공장 생산을 기록합니다. 화면의 디스크 수와 코드는 현재 ABLOY 제품을 재현한 값이 아닙니다.

웨이퍼는 얇은 판입니다. 열쇠가 판의 구멍을 통과하면서 위치를 정합니다. 판이 플러그 외곽 밖으로 튀어나오면 고정 몸체에 걸려 회전을 막습니다. 맞는 위치에서는 판이 회전 부품의 범위 안에 들어옵니다. 특허 공개 US20060032280A1은 이런 기본 원리와 사이드바를 더한 구체적인 설계를 설명합니다. 화면은 기본적인 판의 여유 조건만 보여 줍니다. 해당 특허의 부가 기능까지 모두 만들었다는 뜻은 아닙니다. 열쇠의 톱니 모양보다 실제로 어느 부품이 회전을 막는지를 확인하는 편이 정확합니다.

레버 장치에서는 열쇠가 축을 중심으로 레버를 들어 올립니다. 빗장에 연결된 펜스가 레버의 홈을 지나야 빗장이 움직입니다. 홈이 너무 높거나 낮으면 펜스가 금속에 닿습니다. 이때의 출력은 실린더 회전이 아니라 빗장의 직선 이동일 수 있습니다. 레버 장면은 이 조건을 단순화했습니다. 첩 탐지 자물쇠의 탐지 기능까지 복원하지는 않았습니다. Linda Hall Library의 자료는 1818년 첩 탐지 자물쇠의 역사와 삽화를 별도로 제시합니다.

와드 장치는 고정 장애물을 사용합니다. 열쇠 날의 빈 부분이 장애물을 피해야 열쇠가 돌아가 빗장에 닿을 수 있습니다. 움직이는 코드 부품을 올리는 방식과 다릅니다. Cooper-Hewitt 박물관의 열쇠와 자물쇠 도록은 열쇠 형상과 내부 장치의 관계를 살피는 자료입니다. 복잡하게 꾸민 외곽선이 독립적인 코드의 수를 그대로 나타내지는 않습니다. 고정 장애물과 움직이는 레버 및 분할 핀은 같은 공식으로 경우의 수를 셀 수 없습니다. 와드 장면은 호환되는 열쇠가 통과하고 다른 열쇠가 막히는 원리를 보여 주며, 가능한 열쇠의 보편적인 개수를 제시하지 않습니다.

튜블러 장면은 핀 묶음을 원형으로 배치합니다. 속이 빈 열쇠의 테두리 홈이 축 방향 핀을 누릅니다. US7150168B1은 잘못된 열쇠가 핀을 고정 자리와 회전 자리 사이에 남겨 회전을 막는 구조를 설명합니다. 익숙한 핀 실린더의 방해 조건을 다른 방향에서 본 것입니다. 화면은 비교를 쉽게 하려고 다섯 묶음을 사용합니다. 이것이 제품의 표준 핀 수라는 뜻은 아닙니다. 둥근 열쇠라는 사실만으로 가능한 코드 수나 공격 저항을 정할 수도 없습니다.

딤플 장면에서는 열쇠의 넓은 면에 있는 오목한 홈을 핀이 읽습니다. 핀이 열쇠 위쪽이 아니라 옆에서 접근해도 회전 경계가 비어야 한다는 조건은 같습니다. US20100199731A1에는 마주 보는 면의 홈과 회전하는 핀을 포함하는 더 복잡한 장치가 설명되어 있습니다. 화면은 핀의 비틀림과 트랙을 생략하고 홈 깊이와 전단 경계만 비교합니다. 딤플이라는 이름은 열쇠의 겉모양을 설명할 뿐 내부 구조 하나를 보장하지 않습니다. 보이는 홈의 수를 세어 전체 장치가 확인하는 조건 수라고 말할 수 없습니다.

마스터 키 장면에서는 아래 핀과 윗핀 사이에 짧은 조각을 넣습니다. 개별 열쇠를 넣으면 한 경계가 회전면에 맞고, 마스터 열쇠를 넣으면 다른 경계가 같은 회전면에 맞습니다. 핀 전체의 높이가 달라도 두 배열을 모두 받아들일 수 있습니다. 가운데 조각은 추가 스프링이 아닙니다. 모형의 두 높이는 차이를 보기 쉽게 정한 값이며 실제 건물의 마스터 키 체계를 설계하는 방법이 아닙니다. 제품에서는 핀 길이와 허용 깊이 및 제조사의 체계 규칙을 함께 고려해야 합니다.

접촉 순서와 보안 핀

이상적인 도면에서는 모든 구멍이 일직선입니다. 실제 제작에는 위치와 표면 및 끼워 맞춤의 작은 차이가 있습니다. 회전 하중을 주면 이 차이 때문에 어떤 부품이 먼저 주변 재료에 닿을 수 있습니다. 바인딩 장면은 그 차이를 확대합니다. 표시한 0.03, 0.05, 0.02, 0.06, 0.04는 단위가 없는 모형 값입니다. 가장 작은 남은 오차가 먼저 접촉하므로 왼쪽부터의 순서와 다릅니다. 값을 바꾸면 순서도 바뀝니다. 하중과 다음 접점 버튼은 이 관계를 설명하며 실제 공구 치수와 힘 또는 작업 순서를 제공하지 않습니다. 화면의 짧은 막대는 하중과 변위를 나타내는 기호입니다.

스풀 핀은 양끝보다 허리가 가늘고, 세레이티드 핀에는 홈이 있습니다. 전단 경계 근처의 형상이 단순한 원통이 아니면 하중을 받을 때 닿을 수 있는 위치도 달라집니다. 같은 변위를 주어도 어떤 표면이 닿느냐에 따라 저항이 다를 수 있습니다. 모형은 마찰과 탄성 변형을 풀지 않습니다. 세 형태를 고르는 기능은 모양이 기계적 반응에 영향을 준다는 설명이지 공격 성공이나 보안 등급의 계산이 아닙니다. 복잡해 보이는 핀을 골랐다는 이유로 특정 제품의 인증이나 지연 시간을 판단할 수 없습니다.

충격 장면은 질량 사이의 운동량 전달을 다룹니다. 짧은 충격은 물체를 잠시 움직이거나 떨어뜨릴 수 있지만, 지속해서 회전하는 데 필요한 여유를 유지한다는 뜻은 아닙니다. 화면은 분리를 과장해 보여 준 뒤 원래 자리로 돌립니다. 충돌의 탄성이나 감쇠 및 재료 경도와 정확한 시점을 계산하지 않습니다. 실제 열쇠 준비나 타격 방법도 설명하지 않습니다. 잠깐 생긴 틈과 열린 상태가 왜 다른 사건인지를 비교하는 장면입니다. 실제 보안 판단은 제조사의 시험 자료와 해당 규격을 기준으로 해야 합니다.

인접 제약이 있는 배열 계산

핀 위치가 n개이고 깊이가 d단계이며 각 위치가 독립적이면 배열 수는 d의 n제곱입니다. 이웃 깊이 차가 m 이하여야 한다면 모든 깊이가 모든 깊이 뒤에 올 수는 없습니다. 계산기는 마지막 깊이별 배열 수를 저장합니다. 처음에는 각 깊이에 한 가지 배열이 있습니다. 다음 깊이 j를 붙일 때는 이전 깊이 i와의 차가 m 이하인 항목만 더합니다. 이를 n개 위치가 채워질 때까지 반복한 뒤 마지막 행을 합합니다. 이 수는 조건에 맞는 깊이 배열 수이며 제조사가 판매하는 실제 열쇠 수가 아닙니다.

화면의 다섯 위치와 열 단계는 제약이 없을 때 100,000가지입니다. MACS 7에서는 79,666가지이며 MACS 0에서는 같은 깊이만 이어질 수 있어 열 가지입니다. 이런 경계 조건은 계산을 확인하는 데 유용합니다. 작은 체계는 모든 배열을 직접 나열해 이웃 조건을 어긴 것을 제외할 수도 있습니다. 이 독립적인 완전탐색과 점화식의 결과를 대조했습니다. 다만 키웨이 제한과 예약 코드 및 마모 여유와 제조사의 다른 규칙까지 포함하지는 않습니다.

핀 묶음 k개가 독립적이고 각 묶음에 서로 다른 유효 높이가 두 개씩 있으면 최대 2의 k제곱 배열이 열립니다. 다섯 묶음이면 단순 모형에서 최대 32가지입니다. 인접 제약에 걸리거나 실제 열쇠로 만들 수 없는 배열은 제외될 수 있습니다. Matt Blaze의 연구는 의도한 개별 열쇠와 마스터 열쇠 외에 생기는 혼합 조합을 다룹니다. 이 상한은 허가받은 사람 수나 건물의 실린더 수가 아닙니다. 같은 열쇠가 여러 실린더에 쓰일 수 있고 허용 배열 중 발급되지 않은 것도 있을 수 있습니다.

역사 자료와 전자식 장치의 범위

이집트 나무 핀 자물쇠 복원은 장애물을 들어 빗장의 길을 비우는 오래된 생각을 보여 줍니다. 특정 고대 문의 실측품으로 읽어서는 안 됩니다. 예일의 1861년과 1865년 특허에는 나중의 장치를 그린 원자료가 남아 있습니다. 브라마는 1784년 슬라이더 원리를 사용한 자물쇠 사업을 시작했습니다. Linda Hall Library는 브라마와 1818년 첩 탐지 자물쇠를 서로 다른 발전으로 다룹니다. 새 구조가 나올 때마다 이전 구조가 모두 사라진 것은 아닙니다. 비용과 제작 능력 및 용도가 다르면 여러 원리가 함께 쓰일 수 있습니다.

전자식 출입 장치는 권한 판단을 자격 증명 판독기와 제어기에 맡기거나 기계 장치와 함께 사용합니다. 권한을 바꾸거나 취소하는 방식은 달라져도 빗장 같은 물리적인 구속 장치는 움직여야 합니다. 여덟 기계 장면은 통신과 배터리 및 비상 해제를 재현하지 않습니다. 문틀과 설치 상태까지 포함하는 전체 문의 성능도 비교하지 않습니다. 여기서는 어떤 부품이 움직임을 막는지, 어디에 여유가 생겨야 하는지, 열쇠 운동과 최종 출력 운동이 어떻게 다른지를 구별합니다. 단면 모형을 시험성적서로 오해하지 않기 위한 범위입니다.

브라마 자물쇠가 레버 장면과 같은가요?

아닙니다. 브라마의 슬라이더 원리는 축을 중심으로 움직이는 레버와 다릅니다. 도감 카드는 관련 비교 장면과 역사 자료로 연결하며 도전 자물쇠의 복원을 뜻하지 않습니다.

원형 열쇠나 딤플 열쇠면 더 안전한가요?

그 이름만으로는 판단할 수 없습니다. 전체 장치와 시험 및 설치 상태를 설명하는 용어가 아니기 때문입니다. 이 모형은 제품의 보안 순위를 매기지 않습니다.

과제를 마치면 실제 자물쇠까지 이해한 것인가요?

과제는 단순 모형에서 관찰한 사실과 계산을 확인합니다. 실제 제품에는 생략한 공차와 부가 장치가 있습니다. 역사 사례와 특허도 모든 비슷한 제품을 대표하지 않습니다.