按：本文产生于和Carneades同学讨论安全的锁具时的一些想法，其中一些当然是很久以前就产生的了。这里集中整理一下设计的理念和实现方法。
我们假设有这样一个锁，它已经锁上，而且有了各种良好的性能以致于我们很难破坏它。我们从这里分析和整理可能进行的攻击方式，以便设计一种可以应对这些问题锁具。
对于控制锁舌或者其他类似构件、需要我们出示凭证，证明自身的身份以便使之产生动作解锁的装置，可能发出的攻击有：
- 伪造，即伪造凭证，例如常见钥匙锁的撬法
- 破坏读取装置，例如用热固性物质塞入钥匙锁的锁芯
- 机械冲击，比如试图砸碎金属壳或者让锁内电路破坏
- 广义上的冲击，比如对于电子锁，施以高压电、电磁脉冲干扰、高温、注水或腐蚀剂、超声波等
- 穷举破解，对于特定的电子锁来说，穷举其可能的密钥
- 拆解，比如有些门锁就有这一问题
- 消耗，比如长时间试图解锁导致电力的消耗
- 强力，例如强力拉动门以使锁具脱落。
对于上述装置控制的其他部件，比如链锁的铁链，仍有一种可能的攻击，例如将其锯断或者砸碎，这同样归入（3）机械冲击中。
下面针对上面的可能攻击，设计自行车锁。为了避免（2）的问题，应当一种读取设备的接口不容易被破坏的设计。常见解锁方式：钥匙、磁卡、IC卡都有这一问题。射频卡或者无线信号解锁基本避免了这一问题。考虑采用电子方式制作锁是有优势的。
但是对一自行车锁，使用射频卡或者无线信号读取，又存在不能避免（7）的消耗的问题，例如锁中的电池耗尽，而如果能更换，也可能顺便带来（6）可以拆卸的问题。为了解决这一问题，决定不在锁具中内置电源。因此，锁具应当做成不可拆卸的，最简单的方式是焊接外壳或者外壳上的部分。采用方案如下：在生产时外壳为两块金属，可以通过焊接构成一个金属腔，而电路就放在腔里。一块半壳上通过某种装配方式安装一个和半壳主体绝缘的电极，这个电极也是有机械强度的。可以参考南孚电池正负极及聚能环的形状设计。
注意到这样的读取装置，也并非没有（2）的问题。例如攻击者在读取电极上焊接罩子使之无法访问。
为了解决（3）和（4）中有关机械强度的问题，外壳应当采用适合的材料以具有足够的抗冲击、抗腐蚀、防水、电磁屏蔽性能。也最好能解决（6）的部分问题。
解决（8）的问题，需要在锁内设计一套机械，使得电磁铁等力量相对较弱的机械零件不直接承担锁具上传入的力。电磁铁只控制解锁机构的关键部件，而通过连杆等机构让电磁铁上承担的力较小。
锁内电路和钥匙的通讯方式如下：锁的两个电极接入钥匙上的直流电源。在电源正极上调制一个幅值1V的方波。频率或者是100Hz，或者是1kHz，每种情况持续至少1ms。在锁内，通过一个电容滤波，得到这个纯交流信号；通过整流，得到了可供电磁铁动作的直流电。
锁内单片机对交流信号在0.2ms内采样数次，如果发现都是低频，就认为输入了一个0，如果都是高频，就认为输入了一个1。如果都有，就认为这次采样无效。如果上次获得的是0而本次也是0，则不进行记录。上次是1本次也是1，也不记录。只有两次相异，才计入一个新的信号。
这样，就可以让单片机和外面通信。单片机内部可以存储一定长度的密码本D（这是和钥匙共享的）。开锁时钥匙中的系统首先发出请求，锁中的系统相应请求，产生一个随机数s发回。钥匙系统从密码本D中选取一段长度l，起始位置p的数据d（即d=d(p,l)），用HMAC方法求得h=HMAC(d,s)，发给锁的数据为h, p, l（l可以省略，如果事先约定）。锁计算h’=HMAC(d(p,l),s)，发现h’=h，则开锁，否则拒绝。
因为s不是任意选取的（需要锁上系统的同意），d又非不共享密码本而可知，HMAC函数可以使d, s不能通过h反推，所以旁人是不能开锁的。
旁人即使截获了一次通信中的h, p, l，也不能重放，因为每次要求的s不同（或者说，钥匙即使每次打算选择同样的p和l，即同样的d，发出的h也因s而异）。从h, p, l, s中也不能得到d，所以传输的数据不能反推得到密码本。
硬件上，电路元件性能要高，对输入部分要有很好的保护措施，防腐蚀、防异常高的电压。金属表面要有高硬度和耐磨性，心部韧性要好。现有技术应该能让电路很容易抗冲击。
现在没有解决的问题是高温破坏和读取设备破坏。不过根据上述设计，这个锁自身可能较沉，那么可以固定在车体上，以便降低加热的影响。或者锁具内部是真空，电路重要部分悬空安装，其他地方用耐热材料。当然，电极的绝缘材料也必须耐热。