Cadeados, Fechaduras e Chaves – Como Funcionam?

Criminosos perigosos, barras de outro e joias de alto valor – o que todos possuem em comum? Todos são mantidos seguros por fechaduras, cadeados e chave. O mundo seria um lugar melhor se nenhum destes artefatos tivesse sido inventado? Difícil mas não realmente impossível? Imagine por um momento. Qualquer um poderia furtar qualquer coisa, então talvez ninguém se importasse em ter muitos bens de valor ou não buscar mais do que o necessário.

Ninguém viveria em mansões com pertences valiosos, andar por aí em carros luxuosos, ou ganhar mais dinheiro do que se pudesse carregar nos bolsos. Talvez, somente talvez, este seria um mundo melhor, mas não é aquele no qual vivemos! Nesta era da economia de mercado, dos investidores e empreendedores modernos, nós compramos coisas, ganhamos dinheiro, algumas vezes gerados pelo que compramos e assim compramos ainda mais coisas. Somos, de certa forma, aquilo que possuímos – e a única coisa que se coloca entre uma vida de trabalho e bens adquiridos lentamente e a pobreza instantânea é uma fechadura em uma porta ou um cadeado em algum lugar. Portanto, trancas, fechaduras, travas, cadeados e chaves são coisas importantes, mas você já parou para pensar como que estes equipamentos funcionam? Vamos dar uma olhada mais de perto.

 

 

Um cadeado de segurança como o da foto tem um cilindro com um tambor de pinos internos. Geralmente estes são feitos com metais endurecidos e à prova de corrosão. O corpo, a parte mais pesada pode ser em latão, ou aço inox e outros materiais, e a haste (aquele loop no topo, que abre e fecha) é feito sempre com um material ainda mais poderoso, para evitar o corte, seja por serra ou por alicates cortadores de parafusos.

 

O que é uma fechadura ou bloqueio de segurança?

 

Na mais ampla definição do termo no mundo, é um equipamento ou ferramenta que mantém valores seguros ou que restringe o acesso a alguma coisa que precisa de proteção. Um destes aparatos por manter coisa seguras de acesso (protegendo casas de intrusos e até mesmo bancos de assaltantes) ou impedi-las de sair (manter criminosos na prisão ou animais em um zoológico).

Uma fechadura não é simplesmente algo que é aberto por uma chave: é um artefato de engenharia mecânica que converte o movimento de rotação em sua mão em um processo de ida e volta dos mecanismos internos que travam ou abrem algo como uma porta ou um cadeado.

Antes da era moderna da eletrônica, todas as fechaduras e cadeados eram totalmente mecânicos e baseados em um intrincado mecanismo de pinos, discos e câmaras. Durante a metade do século XX, estes sistemas se tornaram mais sofisticados e automatizados, foi o começo da incorporação de mecanismos elétricos e eletrônicos. Atualmente a informação é de grande valor também e a maior parte desta é mantida dentro de centenas de milhões de computadores que estão conectados através da internet. As travas modernas que protegem estes sistemas são baseadas em criptografia – uma maneira de proteger a informação usando processos matemáticos complexos.

 

 

Como estes sistemas funcionam?

 

A maioria dos sistemas de trava está desenhada para coisas como portas, ferrolhos, trincos e possuem duas partes físicas separadas. Uma parte se encaixa direto no local (como uma porta, por exemplo) e, essencialmente é algo de metal reforçado que se insere em uma cavidade da porta ou do ferrolho em si (isto pra prevenir que esta possa ser aberta com força bruta).

A outra parte do sistema se encaixa exatamente no orifício de trava, como os cadeados, ou em orifícios reforçados no caso das portas. Este sistema desliza ou abre de acordo com a operação de vai e vem utilizada pela chave, portanto é operada por um mecanismo mecânico. Se isto fosse tudo, qualquer chave seria capaz de abrir qualquer fechadura ou cadeado. Então temos aqui a função do mecanismo de trava que é montado com peças móveis de metal (pinos e cilindros) que possuem um sistema que se encaixa nos cortes da chave, garantindo que somente uma chave pode abrir ou fechar o sistema.

 

Como os sistemas de trava por encaixe funcionam

 

A maioria dos sistemas externos de segurança de portas é através de trava de encaixe. Normalmente o mecanismo é construído dentro da porta, de forma que você não consegue ver. Em alguns casos a fechadura é montada externamente, dentro ou fora da porta, caso em que algumas partes são visíveis. Nestes casos, o mecanismo de trava é operado por uma chave enquanto o orifício de encaixe fica na outra extremidade, os dois são completamente separados.

Um típico sistema de encaixe em um portão de jardim.

 

O que está acontecendo no interior?

 

Nestes sistemas, a chave é rotacionada e desliza uma lingueta para fora ou para dentro do quadro da porta. Embora estes sistemas possam ser bastante intrincados e complexos, simplificamos o mecanismo para a sua forma mais básica, sendo assim mais fácil seu entendimento.

 

 

Tipos de travas, fechaduras e cadeados

Existem vários tipos diferentes de travas e fechaduras e cada uma delas opera de uma forma levemente diferente. As que utilizam pinos estão entre as mais simples. Olhando externamente não parecem muito diferentes das demais. Internamente, elas possuem peças de metal curvas chamadas de pinos que se alinham exatamente com os orifícios de uma chave em particular. Outras chaves podem ser inseridas no cilindro mas os pinos não permitirão que seja acionada. Desde que este sistema é antigo e, até certo ponto, fácil de ser violado com gazuas, as fechaduras de pinos não são mais tão utilizadas como no passado.

As travas de tambor podem ter suas origens acompanhadas até o antigo Egito, mas o tipo que usamos hoje é mais recente, datando do século XIX, mais sofisticadas e muito mais seguras – mais conhecidas de todos nós de um cilindro de pinos ou Fechadura Yale (desenvolvida por Linus Yale, Jr. nos anos 60). Todos os tipos de variações neste design básico existem: se você pesquisar os sistemas de patentes de marcas por “fechadura de cilindro” irá encontra mais de 500 modelos diferentes. Os cadeados operados por chaves são, essencialmente, fechaduras miniaturizadas e portáteis com cilindros pequenos e tambores de pinos. Já outros cadeados, como os de combinação ou senha operam de uma forma levemente diferente.

Fechaduras e cadeados eletrônicos já mudaram completamente este conceito de chaves: com toda certeza você já ficou em algum hotel recentemente. Ao contrário de uma chave, você tem um cartão plástico (parecido com um cartão de crédito) que possui uma fita magnética no verso. Quando você desliza o cartão no orifício, um circuito de leitura eletrônico decodifica a informação na fita e verifica se esta confere com o código armazenado em seu interior. Se for a chave correta, o circuito ativa um poderoso imã eletrônico que puxa as linguetas e a porta pode ser aberta.

Com os sistemas de fechaduras e cadeados tradicionais e eletrônicos, ainda existe uma falha básica de segurança: se alguém mais tiver sua chave, poderá abrir facilmente e furtar o que desejar. Por esta razão as últimas formas de segurança incorporam travas biométricas (coisas como impressão digital e leitura da íris) que podem conceder acesso específico a uma pessoa, ao contrário de um antigo morador que possui uma chave idêntica. Mais cedo ou mais tarde, em um futuro não tão distante, a maioria das fechaduras terá algum tipo de leitura biométrica já operando.

 

 

Se você está usando um computador, uma senha ou uma frase senha é o equivalente a uma chave lhe dando acesso a uma máquina em particular, uma rede, website ou qualquer outra propriedade. Da mesma forma que uma chave pode ser roubada, também uma senha pode ser – mas neste caso com senhas, um problema surge porque elas podem ser adivinhadas (ou podem ser feitas várias tentativas consecutivas até que a correta funcione). Por isto que um sistema de computadores seguros (como os sistemas de banking online) está usando agora uma camada extra de proteção chamada de autenticação em dois fatores: para ter acesso você tem que saber uma ou mais senhas e, além disto, ter algum tipo de aplicativo que lhe forneça aquilo que se convencionou chamar de token, que gera um código que seria uma senha extra e que tem tempo de vida útil de alguns segundos apenas.