CH422047A - Process for synchronizing the encryption and decryption of messages displayed in pulses - Google Patents

Process for synchronizing the encryption and decryption of messages displayed in pulses

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CH422047A
CH422047A CH1593863A CH1593863A CH422047A CH 422047 A CH422047 A CH 422047A CH 1593863 A CH1593863 A CH 1593863A CH 1593863 A CH1593863 A CH 1593863A CH 422047 A CH422047 A CH 422047A
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sequence
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dependent
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CH1593863A
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Kurt Dipl Ing Ehrat
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Gretag Ag
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

  

  Verfahren zur Synchronisierung der     Ver-    und Entschlüsselung  von impulsförmig dargestellten Nachrichten    Die     Erfindung        betrifft    ein Verfahren zur     Syn-          ehronisierung    der     Ver-    und Entschlüsselung von       impulsförmig        d'argeste'llten    Nachrichten,     bei    welchem  sendeseitig     die        Nachrichtenklarimpulse    mit Schlüssel  impulsen gemischt,

       unter    Verwendung einer Modu  lation übermittelt und     empfangsseitig        durch    Mischung       mit    identischen     Schlüsselimpulsen        zurückgewonnen     werden und bei     welchem    diese     sende-    und'     empfangs-          seitig    nach     identischen    Regeln     mittels   <B>je</B> eines.

       Schlüs-          selimpulsgenerators        erzeugten        Schlüssellimpulsfolgen           pseudozufallsmässigen    Charakter      aufweisen,        wobei     die     Schlüsselsmpulsfolgen    durch die     Anfangszustände     der     Schüsselirnpulsgeneratoren    festgelegt sind',

   welche  Anfangszustände     unter        Verwendung    mindestens eines  geheimen     Grundschlüssels    und     vorzugsweise    minde  stens eines     Zusatzschlüssels    erzeugt werden und, wo  bei die     Ver-    und Entschlüsselung der     impulsförmig     dargestellten Nachrichten sowie der Ablauf der       Schlüsselimpulsgeneratoren    sende- und     empfangs-          seitig    durch je einen Taktgeber     gesteuert    werden.  



       Bekannte    Anlagen, die nach diesem Verfahren  arbeiten, bestehen auf der     Sendeseite    aus     einem          Klarinformation-Klarimpulswandler,    einem Schlüssel  impulsgenerator und einem     Chiffriermischer.     



  Der     Klarinformation-Klarnmpulswandler    setzt die       anfallende    Information in eine binär     codierte        Kl!ar-          impul:sfolge    um. Diese     Klarimpulsfolge    wird in den  Chiffriermischer geleitet, welcher gleichzeitig vom       Schlüsselimpulsgenerator    mit einer Schlüsselimpuls  folge in binärer Form gespeist wird. Im Chiffrier  mischer     erfolgt    die     Chiffrierung    der Klarimpulse mit  den Schlüsselimpulsen, wobei dies vorzugsweise durch        modulo-2-Addition     ausgeführt wird'.

   Die so ge  wonnene     Chiffratimpulsfolge    (Mischung der     Klar-          impuTsfolge    mit der     Schlüsselimpulsfolge)        wird    unter  Verwendung einer geeigneten     Modulationsart    zum         Informationsempfänger        (Empfangsseite)    übertragen.  Auf der Empfangsseite     sind        analoges        Einrichtungen     notwendig, die, jedoch eilweise in     ihrer    Funktion       umgekehrt    arbeiten.

   Es sind dies:     Demodulator,        De-          chiffriermischer,        Schlüsselimpuls,generator    und     Klar-          impuls-Klarinformatdonswanäler.     



  Die empfangene,     demodulnerte        Chiffratimpuls-          folige    :sowie die     Schlüss@elimpulsfolge    des     empfangs-          seitigen        Schl'üsselimpulsgenerators    werden dem De  chiffriermischer     zugeführt,    welcher aus     diesen    beiden  Impulsfolgen wieder die     Klarimpulsfolge    zurück  gewinnt.

   Zur     Chiffrierung    und     Dechiffrierung    müssen  natürlich     identische    Schlüsselimpulse     verwendet    wer  den,<B>d</B>. h. der     sende-    und     empfangsseitige,        Schlüssel-          impulsgenerator    müssen im     Schlüsselgleichlauf    ar  beiten.

   Die vom     Dechiffriermischer    abgegebene Klar  impulsfolge wird vom     Marimpul,s-Klarinfo,rmations-          ivandler        wieder    in die     ursprüngliche    Informations  form     zurückgewande#l't.     



  Die bei solchen bekannten Verfahren     verwendeten          Schlüsselimpulsgeber    sind identisch aufgebaute Ge  räte mechanischer, elektromechanischer     und/oder          elektronischer        Art.    Sie     weisen    eine     grosse    Anzahl  von im Zustand und in der gegenseitigen     Zuordnung          änderbaren        Schlüsselbildungselementen    auf, beispiels  weise     Nockenscheiben,        Permutierschalter    und/oder       elektronische    Elemente usw.

   Die Schlüsselimpuls  folge .ist demgemäss abhängig vom Aufbau und Zu  sammenspiel der einzelnen     Elemente        sowie    von der  Stellung dieser Elemente, bei Beginn der Nachrichten  übermittlung. Dieser sogenannte Anfangszustand muss  vor     Beginn    der     Übermittlung    bei Sender und Emp  fänger eingestellt werden, worauf dann bei synchro  nem Start und Ablauf die sende- und' empfangs  seitigen     Schlüsseämpulsgeber    identische     Schlüssel-          impulsfolgen    liefern.

   Die     Schlüsselimpulsfolgen    weisen      dabei      pseudozufallsmässigen         Charakter    auf, d. h.       ähnliche    statistische     Verteilung    der     Schlüsselimpulse     wie     richtig;:    Zufallsfolgen,     jedoch    determiniert und       maschinell    hergestellt.  



       Normalerweise    werden die     Anfangszustände    der       Schlüsselimpulsgenerator    durch einen geheimen       Grundseh:lüssel    sowie durch einen     (nicht    geheimen)  und beispielsweise von Übermittlung zu     Übermut-          lung    ändernden     Zusatzschlüssel    bestimmt, welcher  z.

   B. vor     jeder    Übertragung nicht     chiffriert    über  mittelt     wird:.    Es     kann    jedoch auch ohne Zusatz  schlüssel, d. h. mit geheimem Grundschlüssel     allein          ausgekommen    werden, sofern dieser genügend oft       geändert    wird.  



       Geeignete        Schfüsselimpulsgeneratoren    sind bei  spielsweise in den Patentschriften     Nrn.    392 617 und       402    937 ausführlich beschrieben.  



  Bei Verfahren der     vorliegenden    Art ist,     wie    schon  erwähnt, :ein genauer     Schlüsselgleichlauf    der sende  uni     empfangsseitigen        Schlüsse:limpullsgeneratoren    er  forderlich, d. h. auf der Sende- und     Empfangsseite     müssen     gleichzeitig    gleiche     Schlüsselimpulse    an     den          Chiffriermischer        bzw.        Dechiffriermischer    abgegeben  werden.

   Genau genommen muss der     empfangs,seit'ge          Schlüsselimpulsgenerator    um die     Laufzeit    des Signals       (Chiffratimpulse)    vom     sendeseitigen        Chiffriermischer     zum     empfangsseitigen        Dechiffriermischer    nachlaufen.  Dieser Nachlauf ergibt sich aber automatisch, da  die Signale, welche zur     Herstellung    des     Schlüssel-          gleichlaufes    der     Schlüsselimpulsgeneratoren    benützt  werden, .ebenfalls diese     Laufzeit    haben.  



  Bisher     bekanntgewordene        Verfahren    bzw. Ein  richtungen zur     chiffrierten        Nachrichtenübermittlung          benützen    zur     Aufrechterhaltung    des     Schlüsselgleich-          laufes    zwischen dem sende- und     empfangsseitigen          Schlüsselimpulsgenerator        zusätzliche,    vom übertra  genen Informationsinhalt unabhängige     Synchronisier_     <B>Impulse.</B>  



  Bei einem     dieser        bekannten    Verfahren, dem     soge-          nannten        Start-Stop-System,    werden zur     Synchronisie-          rung    (als     sogenannte        Synchronisierimpulse)        Start-          impul:se        verwendet.    Die     Klar-Information    folgt     jeweils     auf jeden     Startimpuls    als     eine        feinere:

      oder grössere       Anzahl    von Informationsimpulsen     (Informationsbits).     Die     Zeitspanne    zwischen dem     letzten        Informationsbit     und dem nächsten     Startimpuls    wird als     Stopimpuls          bezeichnet.    Dieses Verfahren     wird        beispielsweise    bei  der bekannten     Fernschreibübermit'd'ung    angewandt.

    Bei verschlüsselter     Übermittlung    können     für        die        Syn\          ehronisierung    der     Schlüsselimpulsgenerato:ren    diese  Startimpulse verwendet werden.  



  Auf jeden     Startimpuls    muss dann der sende- und  empfangsseitige     Schlüsselimpulsgenerator    eine Anzahl  Schlüsselimpulse -     entsprechend    der Bitzahl der     KTar-          impulskombination    - abgeben     (Schlüsselimpulskom-          bination),    mit welchem die     Klarimpulse        chiffriert     werden.     Start-    und     Stop-Impulse    werden     unver-          schlüsselt        übertragen.     



  Gemäss     Voraussetzung    sind vor     Beginn        der        Nach-          richtenübermittlung    sende- und     empfangsseitiger            Schlüsselimpulsgenerator    in den     gleichen    Anfangs  zustand gebracht worden. Somit werden auf der  Sende- und Empfangsseite auf jeden Startimpuls von  den     beiden        Schlüsselimpullsgeneratoren    je     einte    iden  tische:     Schlüsselimpulskombcnation    erzeugt, welche  zum     Chiffrieren    bzw. Dechiffrieren verwendet wird.

         Desgleichen    werden die sende- und empfangsseitigen       Schlüsselimpulageneratoren    durch jeden     Startimpuls     um :einen oder mehrere Schritt     fortgeschaltet.     



  Dieses bekannte Verfahren hat mehrere Nach  teile. So     können    auf der Übertragungsstrecke ein  fallende Störungen oder     Fading    den     empfangsseitigen          Schlüsselimpulsgenerator    im falschen     Zeitpunkt    aus  lösen und     weiterschalten    bzw.

   das     gleichlaufrichtige     Auslösen und Weiterschatten     verhindern.    In einem  solchen Fall sind die zum     Chiffrieren    und Dechiffrie  ren verwendeten     Schlüsselimpulskombinationen        nicht     mehr identisch, und es ist somit ohne     vorherige    Kor  rektur     der    Zustände der sende- oder     empfangs-          seitigen        Schlüsselfnpulsgenerator    .en eine     chiffrierte          Übermittlung    unmöglich.

   Ein weiterer Nachteil be  steht darin, dass die Lage der Start- und     Stopimpulse     und dadurch     natürlich    auch die Lage der Infor  mationsimpulse von Unbefugten     relativ    einfach     fest-          gestellt    werden kann.

   Unbefugten wird dadurch einer  seits das Dechiffrieren der geheimen Nachricht er  leichtert und anderseits die Möglichkeit gegeben,  durch Einstreuen von     Startimpulsen        auf    der     über-          tragungsstrecke    den     Gleichlauf    der sende- und emp  fangsseitigen     Schlüsselimpulsgeneratoren    zu stören  und somit eine     chiffrierte        Übermittlung    zu     ver-          unmöglichen.     



  Nach     einem        weiteren    bekannten Vorschlag, dem       sogenannten    Synchron-System, werden     Sender    und  Empfänger     -3nit    je     einem    Taktgeber von     möglichst          gleicher    Frequenz ausgerüstet, mit welchem der Ab  lauf     (Fortschaltung)    der     Schlüsselimpuhgeneratoren     sowie die     Ver-    und     Entschlüsselung    gesteuert werden.

    Zu     Beginn.    der     Übermittlung    werden vorerst die     sende-          und        empfangsseitigen    Sc     lüssel.inpulsgeber    in den  gleichen     Anfangszustand:    versetzt.     Anschliessend    er  folgt während :

  einer     Enlaufphase    die     Synchronisierung     des     empfangsseitigen    Taktgebers auf den sendeseitigen  und das     gleichzeitige        Einschalten    des     empfangs-    und       isendeis@eit'gen        Schlüsselimpulsgenerators,    so dass beide  identische     Schlüsselimpulsfolgen    abgeben.     Während     der     Übermittlung    schalten die Taktgeber die     Schlüssel-          :

  impulsgeneratoren    laufend weiter, wobei     die        sende-          uni        empfangsiseitigen    identischen     Schlüsselimpuls-          folgen    zum Chiffrieren und     Dechiffrieren    der     Kl'ar-          impulskombinationen    verwendet werden.

   Die     Klar-          !impulskombinationen    müssen     ein        gleichen        Takt    wie  die     Schlüsselimpulskombinationen    in den Chiffrier  mischer     bzw.        Dechiffriermischer    eingegeben werden.       Im.    Fernschreibbetrieb z.

   B. kann die Frequenz des  Taktgebers so     gewählt    werden, dass zwischenRTI ID="0002.0215" WI="7" HE="4" LX="1879" LY="2493">  zwei          aufeinanderfolgend'en    Taktimpulsen     (Synchronisier-          impuls:

  e)    die Kombination von 5     Informationsbits     (Klarinformation) eines Buchstabens gesendet     wird.          Es    ist     klar,    dass in     diesem        Fasle    die     Taktgeherfrequenz              mindestens    so gross wie die schnellste Buchstaben  folge des     Fernschreibers    sein muss.

   Ausserdem     er-          fordert    dies meistens einen     Puffer-Synchron-Speicher,     der dem     Chiffriermischer    auf der Sendeseite vorge  schaltet wird und die     Klarimpulskombilnation    mit der  richtigen Phasenlage     in    den     Chiffriermischer    speist.

    Zur Aufrechterhaltung des Synchronismus während       der        Übermittlung    dienen die     unchiffriert    übermittel  ten     Synchronisierimpulse.    Dazu wird in einer mög  lichst störunempfindlichen Schaltung die Phasenlage  der übermittelten     Synchronsierimpulse    im Empfänger  mit jenen des     empfängerseidigen        Taktgebers    ver  glichen und eine     allfällige        Phasendifferenz    ausge  glichen.

   Damit ist wohl der     Schlüsselg'veichlauf    der  sende- und     empfangsseitigen        Schlüsselimpulsgebe:r    bei  Störungen oder Unterbrechung der Übertragungs  strecke für eine gewisse Dauer gewährleistet, jedoch  hat auch dieses Verfahren den     Nachteil,

      dass Un  befugte ohne     weiteres    einen Einlauf in den     Impuls-          synchronismus    auslösen oder durch     Einstreuen    von       Synchronisierimpulsen    mit einer von dien ausgesen  deten     Synchronisierimpulsen    gering abweichenden  Frequenz den richtig synchronisierten     empfänger-          seitigen        Taktgeber    von seiner ursprünglich richtigen  Phasenlage. wegziehen können, wodurch eine chif  frierte Übermittlung unmöglich wird.

   Weiter wird  durch     die    Erkennbarkeit der     periodisch    ausgesendeten       Synchronisierimpulse    die Lagebestimmung der da  zwischenliegenden     Informationsimpulse    erleichtert.  



  Die     geschilderten        Nachteile    der     bekannten    Ver  fahren     bzw.    Einrichtungen werden erfindungsgemäss  dadurch     vermieden,    dass zur Schrittsynchronisierung  der     sende-    und     empfangsseitigen        Schlüsselimpuls-          generatoren    ein Teil' der vom     Schlüsselimpulsgene-          rator    des Senders     erzeugten        Schlüsselimpulsfolge    zum  Empfänger     übertragen    und dort mit der vom     emp-      

      fangsseitigen        Schlüsselimpulsgenerator    erzeugten       Schlüsselimpulsfolge    über ein Intervall von mehreren  Impulsen beispielsweise durch impulsweise     Modulo-          2-Addition    oder dergleichen     Rechenoperation,    eine       Verglleichswertfolge    und mit dieser mindestens.

       ein          Korrelagonsfaktor    gebildet wird, der     bei    Schritt  synchronismus einen optimalen Wert annimmt, und  dass     die    gegenseitige relative Lage der beiden     Schlüs-          selimpulsfolgen    fortlaufend     geändert    und für jede  dieser Lagen     ein    weiterer     Korrelationsfaktor        gebildet     wird, wobei die dadurch gewonnene Folge von     Kor-          relationsfaktoren    zur Steuerung der     Schrittsynchroni-          sierung    verwendet wird.

    



  Der Hauptgedanke der vorliegenden Erfindung  besteht also     darin,    die an sich bekannten     Korrelations-          eigenschaften    von Zufallsfolgen zur     Synchronisierung     der     Ver-    und     Entschlüsselung    zu verwenden.

   Dies  wird weiter unten ausführlich     erläutert.    Der     Haupt-          vorteit    des erfindungsgemässen     Verfahrens    besteht       darin,    dass die Synchronisierung direkt mit     den          Pseudozufallscharakter    aufweisenden     Schlüsselimpuls-          folgen    erfolgt und nicht mittels spezieller periodischer       Synchronisierimpulse.    Dieser grundsätzliche Unter  schied gegenüber dem bekannten Stand der     Technik            gewährleistet    eine einwandfreie     Freund-Feind-Erken-    

        nung.        Insbesondere    ist es Unbefugten nicht möglich,  den     Einlauf    in den     Schlüsselgleichlauf    zu stören bzw.  nach Herstellung dieses     Gleichlaufes    den Empfänger  aus der richtigen Phasenlage wegzuziehen.

   Durch       Vermeidung    spezieller,     unverschlüsselt    übertragener       Synchronisierimpulse    und     dadurch        bedingter    Er  kennbarkeit     zusammengehöriger        Klarirnpulskombi-          nationen    kann die:     Chiffrierfestigkeit    erhöht werden.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren und eine nach  diesem Verfahren arbeitende Anlage werden ihn  folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise  näher     erläutert.    Es     zeigen:          Fig.    1 den grundsätzlichen Aufbau einer nach den  neuen Verfahren arbeitenden Anlage .ihn     Blockschalt-          bild,          Fig.    2 Diagramme,     zweier        Mod'ulationsarten    (b, c)  für die Übertragung der     Chiffratimpulsfolge    (a),       Fig.    3 bis 5     verschi'ed'ene    gegenseitige Lagen der  sende-<I>(a)</I> und empfangsseitigen<I>(b)

  </I>     Schlüsselimpub-          folge    in     Diagramm-Darstellung,          Fig.    6 bis 8 Diagramme zur Erklärung des er  findungsgemäss     angewandten        Korrelati'onsprinzips,          Fig.    9a und 9b Zeitpläne für     zwei        EinlaufmÖg-          lichkeiten    in den     Schrittsynchronismus,          Fig.    10 bis 12 Diagramme zur Erläuterung der  automatischen Schrittsynchronisierung,       Fig.    13 eine Einrichtung zur Durchführung der  erfindungsgemässen Schrittsynchronisierung,

         Fig.    14 bis 17 vier     grundsätzliche        Konstellatio-          nen    der Signale, die bei der     Schrittsynchronisierung     nach     Fig.    13 auftreten können in Form von Dia  grammen,       Fig.    18 eine vollständige Anlage zur Durchfüh  rung des     erfindungsgemässen        Verfahrens        ihn    Block  schaltbild,

         Fig.    19 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungs  weise der in     Fig.    18 mit     Sy    I bezeichneten     Schritt-          synchronisiervorrichtung,          Fig.    20     eine    weitere     Variante    der     Schrittsynchro-          nisiereinrichtung        Sy    I der     Fig.    18,       Fig.    21 Diagramme zur Erläuterung der Wir  kungsweise der Schaltungsanordnung nach     Fig.    20.

    Anhand des Blockschemas der     Fig.    1 soll zu  nächst das Zusammenspiel der verschiedenen Teile  einer Anlage für     chiffrierte    Nachrichtenübermittlung  im      Synchron-Betrieb     mit der     erfindungsgemässen          Korrelationssynchronisierung    erläutert werden. Solche  Anlagen werden     verwendet    zur     chiffrierten        über-          tragung    von binär codierten     Informationen,    z. B.  Daten, Sprache in     Puls-Code-Modulation,        Fern-          schreibsignale    usw.  



  Die     zu    übermittelnde     Klarinformation    wird vom       Klarinformations-Klarimpulswandler    1 in Form einer  binärcodierten     Klarihnpulsfolge    dem     Chiffriermischer     2 zugeführt. Gleichzeitig wird der Chiffriermischer 2  mit     e.inez        Schlüsselihnpulsfolge    des     Schlüsselimpuls-          generators    4 gespeist. Der     Chiffriermischer    2     mischt     die     Klarimpulse    mit den Schlüsselimpulsen, wobei dies  vorzugsweise mittels      mod'ulo-2-Addition     erfolgt.

        Die so erzeugten     Chiffratimpulse        bzw.        Chifffratim-          pullsfolgen    gelangen in den     Modulator    3.     Im.        Modu-          lator    3 wird die     Chiffratimpul@folge    durch     die    für die       Übertragung    geeignete     Modulatonsart        umgewandelt,     z. B.     Amplitudenmodulation,        Frequenzmodulation     usw.  



  In     Fig.    2 sind als Beispiele diese beiden     erwähn-          ten        Modulationsarten        dargestellt.    Die     Zeile        a        stellt     ein Stück einer     Chiffratimpulsfolge        in        binärer    Form  dar,

   wie     ie    vom-     Chiffriermischer    2 abgegeben     wird.     In Zeile b ist dieselbe     Chiffratimpulsfollge        amplitud'en-          moduliert    und in Zeile c     frequenzmodullert    gezeich  net. Bei     Amplitudenmodulation    entspricht die     binäre     L     einer    Wechselspannung mit der Frequenz     f    und  der     Amplitude    ü     und    die binäre 0 der     Spannung    0.

    Bei     Frequenzmodulation    wird dauernd'     .eine    Wechsel  spannung konstanter     Amplitude    ü     ausgesendet,    je  doch die     Frequenz    gewechselt.     Beispielswe%e    sei     der     binären 0     die        Frequenz        f   <I>o</I> und der binären<I>L</I> die       Frequenz    f 1     zugeordnet.     



  Das     übertragene        Signal        (Chiffratimpussfolge)    ge  langt auf der     Empfangsseite    in den     Demodulator    6,  welcher     die        Chiffrati!mpulsfolge        wieder        ih        Form    von  binären     Gleichstromimpulsen-    an     den        Dechiffrier-          mischer    7 abgibt.

       Gleichzeitig    wird der     Dechiffnier-          mischer    7     mit    der     gleichen        SchlüsseEmpulsfolge    wie  der     Chiffriermischer    2 auf der     Sendeseite        gespeilt,          welche    vom     empfangsseitigen        Schlüsselimpuls@gene-          rator    9 erzeugt wird.

   Im     Dechiffriermischer    7     erfolgt     die Entschlüsselung der empfangenen     Chiffrati'mpuls-          folge    und     die    dabei zurückgewonnene     Klarimpulsfolge     wird dem     Kliarimpuls-Klarsignalwandler    8     zugeführt,     welcher sie wieder in die     ursprüngliche        Informations-          form        zurückwandelt.     



       Die        Anlage    arbeitet im Synchron Betrieb,     dl    h.       der    Ablauf der     Schlüsselimpulsfolge    der sende- und       empfangsseitigen        Schlüsselimpulsgeneratoren    wird von  je     einem    Taktgeber 5     bzw.    10     gesteuert.    Dabei     läuft          normalerweise    der Taktgeber 5 auf     der        Sendeseite        mit          konstanter        Taktfrequenz,

          während    der     Taktgeber        in     der     Synchronisiereinheit    10 der     Empfangsseite        in,    den       Schlüsselgleichlauf    gebracht und nachher     ,synchroni-          si!ert    werden muss.

   Zu diesem Zweck     wird    bei     der          Korrelationssynchronisierung        der        Synchronisierei'nheit     10 die     übertragene,    sendeseitige     Schlüsselimpulsfolge     über die     Leitung    11 und die     selbstprod'uzibrte,        emp-          fangsseitige        Schlüsselimpulsfolge    über     die        Leitung    12       zugeführt,

      welche     mit    diesen beiden     Kriterien    selb  ständig den     Schlüssefgleei'chiauf        herstellt.     



  Die     Schlüsselimpulse    des     sendeseitigen        Schlüssel-          impulsgenerators    4 und die     Klarimpulse    des     Klar-          signal-Klarimpulswandlers    1 müssen in     Phase    sein.       Die        Phasenlage    der     Schlüsselimpulse    ist festgelegt  durch den Taktgeber 5.

   Es ist     deshalb,        notwendig,     dass die     Klarimpulse    mit     der        gleichen        Phasenlage    in  den     Chiffriermischer    2 eingespeist werden.     Dies    er  folgt in einer     Anlage    nach dem Blockschema der       Fig.    1 dadurch, dass die     Marimpulse    des     Klarsi'gnal-          Klarimpulswandlers    1 durch     den    Taktgeber 5 ab  gerufen werden.

   In den     Fällen,    wo diese     Variante       nicht     möglich        isst,    wird     ein        sogenanuter        Puffer-Syn-          chron-Speicher    zwischen     Klarsignal-Klarinpu        lswand-          ler    1 und     Chiffriermischer    2 geschaltet.

   Dieser spei  chert     die    vom     Klarsignal-KlarimpAwandler    abgege  benen     Klarimpulse    bzw.     Märimpulskombinationen     kurzzeitig und     gibt    sie -     gesteuert        durch    den Takt  geber 5 -     mit        der    richtigen     Phasenlage    an den       Chiffriernvischer    2 ab.

      Der     Einlauf    in den     Schlüsselgleichlauf        erfolgt    bei       der        Karr-lations.synchronisierung    in zwei Phasen.  



  Nach Abschluss der ersten Phase, welche als       Schrittsynchronisierung    bezeichnet wird, laufen der  sende- und     empfangsseitige        Schlüsselimpulsgenerator     je am eigenen Taktgeber,     wobei.        die    beiden     Schlüs,sel-          impulsfolgen    gegeneinander eine     maximale    Ver  schiebung von einer Bitlänge b aufweisen können,       "Welche    als     Schrittphasenverschiebung    oder auch       Schrittphasenfehler    bezeichnet wird.

       Diese    Verhält  nisse sollen anhand der     Fig.    3 und 4 folgend genauer       erläutert    werden.  



  Die     Fig.    3     zeigt    in den Zeilen     a        und   <I>b</I>     eine    sende  und     empfangsseütige        Schlüsselimpulsfolge,    welche       schrittsynchronisiert    sind.

   Die     Schrittphasenver-          schiebung    v zwischen den beiden     Schlüssefmpuls-          folgen    ist     kleiner    als die Bitlänge b (auch     Schritt-          länge    oder     Impulslänge    genannt).

       Die        Zahlen    über  den     einzelnen        Schlüsselimpulsen    sollen angeben, nach  welchem Schritt des     Schlüsselimpulsgenerators    von  einem     bestimmten,        eingestellten        Anfangszustand    aus,  dieser     Schlüsselimpuls    abgegeben worden ist. Die       Fig.    4     zeigt    zwei nicht     schrittsynchronisierte        Schlüssel-          impulsfolgen.     



  Zur Herstellung der     Schrittsynchronisierung     RTI ID="0004.0235" WI="27" HE="4" LX="1159" LY="1592">  (Schrittgleichlauf)    wird bei der     Korrel.ations,synchro-          nisierung    der     Korrelationsfaktor    zwischen dem     In-          formationsinhalt    eines     Teiles    der     sende-    und     emp-          fangsseitigen        Schlüsselimpulsfolge        benützt.    Die     Ei'gen-          schaften        dieses     <RTI  

   ID="0004.0250">   Korreiationsfaktors    und die Anwen  dung zur Steuerung des Schrittlaufes werden weiter       unten        ausführlich        beschrieben.     



  Während der zweiten Phase, der sogenannten       Schrittphasensynchronisierung,    wird anschliessend an       die        Schrittsynchronisierung    der noch bestehende       Schrittphasenfehler    zwischen der sende und     emp-          fangsseitigen        Schlüsselimpulsfolge        ausgeregelt.    Bei       zwei        Schlüsselimpulsfolgen,    welche     schrittphasen-          synchronisiert    sind,

   besteht     keine    Verschiebung  zwischen der     sende.    und     empfangsseitigen        Schlüssel-          impulsfolge.    Der     letztere    Fall ist in     Fig.    5     gezeigt.     



  Zur Herstellung der     Schrittphasensynchroniisation          (Schrittphasengleichlauf)    wird bei der     Korrelations-          synchronisierung    der     Korrelationsfunktionswert    zwi  schen den     Zeifunktionen        eines    Teiles der sende- und       empfangsseitigen        Schlüsseiimpulsfolgen    benützt, wor  auf     später    noch ausführlich eingegangen wird.  



  Durch die,     wenn    auch     kleinen,    Ungenauigkeiten  der Taktgeber werden mit der Zeit die     sende-    und  empfangsseitigen     Schlüsselimpulsfolgen    wieder eine  Verschiebung erhalten. Auch diese Phasenverschie-           bung    wird durch die     Schrittphasensynchronisierung          ausgeregelt.     



  Während der     Informationsübermittlung    steht auf  der Empfangsseite die sendeseitige     Schlüsselimpuls-          folge        nicht    zur     Verfügung        und'.    somit kann auch ein  allenfalls     entstehender        Schrittphasenfehler        während     der     Informationsübermittlung    nicht     ausgeregelt    wer  den.

   Da jedoch auf der     Sende-    und auf der Empfangs  seite sehr genaue Taktgeber, vorzugsweise quarz  gesteuerte Taktgeber, verwendet werden,     äst    es ohne  weiteres möglich,     während        einer        gewissen    Zeit ohne       Schrittphasensynchronisierung    Informationen zu     über-          mitteIn.    Während der natürlichen     und    - wenn not  wendig -     während    künstlich     erzeugter    Pausen der       Informationsübermittlung    wird wieder nur die     sende-       <RTI  

   ID="0005.0028">   seitige        Schlüsselimpulsfolge    übertragen, und die       Empfängerstation    hat     Zeit,    den inzwischen entstan  denen     Schrittphasenfehlier        auszukorrigieren.     



  Anschliessend soll auf die     Korrelationseigen-          schaften    von Zufallsfolgen oder     Pseudo-Zufallsfolgen     eingegangen     werden,,    unter     welchem;    Begriff die       Schlüsselimpulsfol!gen    von     Schiüsselimpulsgenerato-          ren,    wie sie bei der     Korrelationasynchronäsierung          verwendet    werden,     fallen.     



  Der     Korrelationsfaktor        r    von zwei     identischen     und     zeitlich        übereinstimmenden        Zufallsfolgen    ist Eins,  dagegen strebt dieser Faktor bei     nicht    identischen  oder zeitlich nicht     übereinstimmenden    Folgen gegen       Null.    Das gleiche gilt für sogenannte     Pseudo-Zu-          fallsfolgen.    Hierunter versteht man Folgen mit     ähm-          licher    .statischer Verteilung wie     richtige    Zufallsfolgen,

    jedoch     determiniert    und     maschinell        hergestellt.     



  Streng mathematisch wird     der        Korrefiationsfaktor     von zwei     Werterfolgen    nach     der        fcligend!en        Formel          gebildet:     
EMI0005.0069     
    Hierin bedeuten v = x<I>- x</I>     und    w = y<I>- y,</I>     wobei     x und y die arithmetischen     Mittelwerte    der Folgen  x und y sind. Bei elektrischen     Signalen    ist x und y       dile    Gleichstromkomponente.  



  Technische Bedeutung hat jedoch nur     die!        Kurz-          zeitkorrelation,    bei welcher das     Intervall,    in welchem  der     Mittelwert        gebildet    wird, eine     endliche    Grösse hat.       Die    Formel für den     Korrelationsfaktor    geht .somit       ih    die folgende Form     über:     
EMI0005.0086     
    Bei der hier     verwendeten    Anwendung des     Kor-          relationsprinzips    liegen die Werte in binärer Form  vor.

   Sie können somit nur zwei     Zustände,    die     binäre     Null = 0 und die binäre     Eins    = L,     einnehmen.            Bewertet    man die beiden     Zustände     0  und  L  mit  -1 und' + 1, so haben de beiden     Wertefolgen    - Zu  fallscharakter vorausgesetzt - keinen Gleichstrom  anteil (x und y = 0) und der     Effektivwert     
EMI0005.0098     
    ist     glieich    Eins.

   In diesem Fall     reduziert        sich    die  obige Formel in die, folgende Form:  
EMI0005.0102     
    Wie oben     dargegelegt,    ist dar     Korrelationsfaktor     von zwei identischen Folgen Eins. Dieser Fall ist in       Fig.    6 dargestellt. Bei     zwei    nicht korrelierten Folgen  strebt der     Korrelationsfaktor    r gegen     Null,    wie dies       Fig.    7     veranschaulicht.     



       Liegen        d'ie    Wert--folgen x und y als     Zeitfunktio-          nen    vor, so geht     die,e    Formel (1) in die Integralform  über,  
EMI0005.0116     
    wobei     diese    spezielle Formel     wieder    nur für     binäre          Signale    mit     Zufallscharakter        und    den beiden     mit    + 1  und -1 bewerteten Zuständen gilt.  



       Wird,    y (t) mit einer Variablen verzögert, so  ergibt sich die     Korrelationsfunktion        yp    (z):  
EMI0005.0127     
    Bei identischen Zeitfunktionen, also x - y, ergibt  sich die     Autokorrelationsfunktion        y        (a)    nach     Fig.    8,       die    bei Verschiebung     Null    (z = 0) einen Maximal  wert hat und     .symmetrisch    ist,

    Die oben     beschriebenen    Eigenschaften des     Ko        -          relationsfaktors        zweier        Wertefolgen    (Formel 1) so  wie der     Korrelationsfunktion    (Formel 2) werden bei  der     dargelegten        Korrelationssynchron        isierung    zur       Ausführung    der Schritt- und     Schrirtphasensynchroni-          'sierung    angewendet.  



  Bei synchroner Übermittlung, wie dies     beim        Er-          findungsgegenstand    der Fallist,     wemdbn        die        Schlüssel-          impulsgeneratoren    von je einem eigenen Taktgeber  auf der Sende- und der     Empfangsseite        mit        praktisch     der     gleichen    Taktfrequenz     fortgeschaltet.    Die Peri  odendauer dieser Taktfrequenz     entsprucht        dabei    der       KLarimpulslänge.    Zu Beginn der  <RTI  

   ID="0005.0163">   Verbind'ungsauf-          nahme    stellt sich somit die Aufgabe,     diese    beiden       Schlüsseliimpulsgeneratoren    in den     Schrittgleichlauf    zu       bringen.     



       Die    Herstellung des Schrittgleichlaufs ist     grund-          sätzlich    auf zwei Arten möglich. Bei beiden Varianten  werden die     ,send-    und     empfangsseitigen        Schlüssel-          impulsgeneratoren        zuerst    in den     gleichen        Anfangs-          zustand    gebracht.

   Von diesem Anfangszustand aus  gehende werden gemäss der ersten     Variante    bei beiden           Schlüsselimpulsgencratoren    die     Taktgeber    gleich  zeitig     eingeschaltet    und man     erhält    offensichtlich im  Schrittgleichlauf arbeitende     Schlüsselimpulsgenerato-          ren.    Bei der zweiten     Variante    müssen die Taktgeber  nicht gleichzeitig jedoch in einer vorher festgelegten       Reihenfolge    eingeschaltet werden.

       Beispielsweise        wird     der     Empfängertaktgeber    vor dem     Sendertaktgebfr          eingeschaltet.    Durch     entsprechende    Wahl der Ab  laufgeschwindigkeit der     empfangsseitigen        Schlüssel-          impulisfolge,        kann    immer erreicht werden,

   dass beide       Schlüsselimpulsgeneratoren    in einem     späteren    Zeit  punkt in der gleichen Stellung     stehen.    Die     Schlüssel-          impulsfolgen    kreuzen sich bei ihrem Ablauf.

   Im oben  angenommenen Beispiel müsste der Empfängertakt  langsamer sein als der des     Senders.    Auf der Emp  fangsseite wird     mittels    geeigneter Mittel     festgestellt,     wann diese     Kreuzung        stattfindet    und in     diesem        Zeit=     Punkt die     Empfängertaktfrequenz    sprunghaft auf jene  des Senders     umgeschalt--t.    Von diesem Moment an sind  beide     Schlüsselimpulsgeneratoren    im     Schrittgleichlauf.     



  Der     zeitliche    Ablauf für die oben     an,genom-          menen        Verhältnisse    ist     sm    Diagramm der     Fig.    9a       dargestellt.    In     diesem:        Diagramm    ist der Ablauf der       SchlüsselimpuT'sfolgen    auf der     Ordinatenachse    S über  der     Zeitachse    t aufgetragen.

   Die     Linie:    SE symbolisiert  den Ablauf der     Empfänger-Schlüsselimpulsfolge    und,  die,     strichlierte        Linie    SS den Ablauf der     Sender-          Schlüsselimpulsfolge.    Der     Empfänger-Taktgeber    und  damit die     Empfänger-Schlüsselimpulsfalge    SE     be@          ginnt        sm    Zeitpunkt     t1    zu laufen.

   Der     Sender-Takt-          geber    und     damit    die     Sender-Schlüsselimpulsfolge    SS       beginnt    im Zeitpunkt t2 zu laufen.     Darstellungs-          gemäss    läuft der     Empfänger-Taktgeher        zunächst     langsamer als der     Sender-TaktgebeT.        Die:

          beiden          Linien   <I>SS</I> und SE kreuzen sich im Zeitpunkt<I>t4.</I> In  diesem     Zeitpunkt    wird die Frequenz des     Empfänger-          Taktgebers    sprunghaft mit der Frequenz des Sender  Taktgebers in     TJbereinstimmung    gebracht.  



       Die        Konstellation    vor     dem    Schrittgleichlauf, wie  sie     Fig.    9a darstellt,     wird    als empfangsseitig vor  laufend     bezeichnet.    In diesem Fall befindet sich der  empfangsseitige     Schlüsselimpulagenerator,    von einem  für beeide     Schlüsselimpulsgeneratoren    gleichen An  fangszustand     aus    gezählt, vor dem Erreichen des       Kreuzungszeitpunktes        t4        in.    einer höheren Schritt  zahl, als der     sendeseitige        Schlüss:

  elimpulsgenerator.     In     Fig.    9a     ist    z. B. im Zeitpunkt t3 der     sendeseitige          Scblüsszlimpulsgenerator    im 16.     Schritt,    während der       empfangssaitige        Schlüsselimpulsgenerator    im 30.  Schritt steht.  



  Den umgekehrten Fall, d. h.     empfangsseitig    nach  laufend,     zeigt    die     Fig.    9b. In diesem Fall     befindet     sich der empfangsseitige     Schlüsselsmpulsgenerator,          ton    einem für beide     Schlüsselimpulsgeneratoren          gleichen    Anfangszustand     aus    gezählt, vor     dem    Er  reichen des Kreuzungspunktes.

       t4    in     einer        nied'ri'geren     Schrittzahl als der     sendeseitige        Schlüsselimpulsgene-          rator.    In     Fig.    9b ist z. B. im Zeitpunkt     ts    der     sende-          seitige        Schlüsselimpulsgenerator    im 42.     Schritt,    wäh-         rend    der     empfangsseitige        Schlüsselimpulsgenerator    im  27. Schritt steht.  



  Bei der erfindungsgemässen     Ko.rrelations,synchro-          nisierung        erfolgt    die Schrittsynchronisierung nach der  zweiten     Variante,    weil mittels der Korrelation der       Gleichlaufszeitpunkt    auch bei     gestört    übertragenen       sendeseitigen        Schlüsselimpulsfolgen    eindeutig     detek-          tiert    werden kann.

   Dieser Detektor     arbeitet        wie          machfolgend        beschrieben.       Von den     ,in        Sequenzform    auf der     Empfangsseite     vorliegenden sende- und     empfangsseitigen        Schlüssel-          impulsfolgen    wird laufend ein Intervall -     sogenanntes          Korrelationsintervall        zo    - bestehend aus den letzten n  Bits,     dm    Sende- bzw.

       Empfangsintervallspeicher,    vor  zugsweise     Schiebieregister,    gespeichert und davon der       Korrelationsfaktor    nach Formel (1) berechnet. Die  Berechnung     dies        Korrelati'onsfaktors    erfolgt derart,       d'ass    die     Information    der     gleichen    Bits des sende- und       empfangsseitigen        Korrelationsintervalls    -     sogenanutes          Wertepaar    -     miteinander    verglichen     (multipliziert)

            wird    und durch anschliessende     Summation        dies        Ver-          gleichsresultates        aller    n     Wertepaare        der        Korrelations-          faktor    r     gebildet        wird.    Dieser Faktor wird um Null  herum pendeln,     solange    die beiden     Intervalle    nicht  identisch sind.

   In jenem Moment jedoch,     in,    welchem  zwei identische Intervalle     gespeichert        sind',   <B>d</B>. h.  beide Schlüsselgeneratoren in der     gleichen        Stellung     stehen, steigt der     Korrelationsfaktor    r     sprungartig     gegen Eins.

   Mit diesem     Kriterium,    d. h.     beim.    Über  steigen des     Korrelationsfaktors    r über     einen    be  stimmten, vorgegebenen     Wert,    den sogenannten       Schwellenwert   <I>SW,</I> wird der .empfangsseitige     Takt-          geber    auf die Sendetaktfrequenz umgeschaltet. Die  beiden     Schlüsselgeneratoren    laufen von diesem Zeit  punkt an     schrittsynchron    weiter.

      Nach     Herstellung    des     Schrittsynchronismus        kann     zwischen den beiden     Schlüsselimpulsfolgen    noch  eine     Schrittphasenverschiebung    von     maximal      1/2  Bit     bestehen,    da die beiden Taktgeber     diesbezüglich     noch nicht synchronisiert wurden. Dieser Phasen  fehler wird     mittels    der     Schrüttphasensynchronisierung          ausgeregelt,    die weiter     unten    ausführlich     beschrieben     wird.  



  Die Grösse des Schwellenwertes SW richtet sich  nach dem     Störungsgrad    der     übermittlung,    bei wel  chem die     Schrittsynchronisierung    noch     einwandfrei     arbeiten soll. Ist für     richtigen        Einlauf    die maximal  zulässige Fehlerquote q, so sind<I>k = q -</I>     ra    Bits im       Korreäiati'onsintervall        gestört,    wobei k nur ganz  zahlig     sein    kann.

   Der     Korrelationsfaktor        erreicht        in     diesem Fall den Wert:  
EMI0006.0217
    Sind (k     +    1) Bits     gestört,    so soll     kein        Einlauf    mehr  erfolgen. Somit ist der Schwellenwert SW     wie        folgt          festgelegt:       
EMI0007.0001     
    Anderseits steigt bei     kleinerem    Schwellenwert die  Wahrscheinlichkeit für einen     Schritteinlauf    auf eine  Zufallsfolge.

   Diese     soggenannte        Fehleinlauf-Wahr-          scheinlichkeit        Wr    berechnet sich zu  
EMI0007.0008     
    Durch entsprechende     Wahl    der     Korrelationsintervall-          länge    n (Bit) sind jedoch beliebige     Fehlerquoten    und       Feh!vesnlauf-Wahrscheinlichkeiten    möglich.

   Zwei  Zahlenbeispiele sollen dies     noch    genauer zeigen,       wobei    durch die Wahl einer extrem hohen     Fehler-          quote        demonstriert    werden soll,     wi'e        störungsunemp-          findlich    ein     Einlauf    in den Schrittsynchronismus ge  macht werden kann.  



  <I>Beispiel 1</I>       Intervallänge    n = 40  Fehlerquote = 20% k = 8  
EMI0007.0024     
    <I>Beispiel 2</I>       Intervallänge    n = 60       Fehlerquote    = 20% k = 12  
EMI0007.0027     
    Aus diesen     beiden    Beispielen ist     unter    anderem  ersichtlich,     d'ass    durch Erhöhen der     Korrellations-          intervallänge    n von 40 auf 60 Bits die     Fehleinlaufs-          Wahrscheinlichkeit        trotz    gleicher     Fehlerquote    von       10-4    auf 1,

  82 -     10-E    sinkt.  



       Die        Forderung    der     Freund-Feind-Erkennung    wird  dadurch     .erfüllt,    dass für den     Einlauf    in den Schritt-         synchronismus    direkt die     Schlüsseli'mpulsfolge    ver  wendet     wird.    Somit ist ein Einlauf nur auf eine       Gegenstation    möglich, welche die     richtige    Impuls  folge liefert.

   Hierzu     iss    e     rforderlich,        d'ass    die     Schlüssel-          impul@sgeneratoren    bei beiden Stationen vom gleichen  Anfangszustand ausgehen. Die Erzeugung des An  fangszustandes kann     beispielsweise        durch        Mischung     eines geheimen     Grundschlüssels    mit mindestens einem  Zusatzschlüssel erfolgen.

   Eine andere Art, bei welcher       keine    Übermittlung     des    Zusatzschlüssels erfolgen  muss, ist die     Mischung    des geheimen     Grundschlüssels     mit     einem        Datum-Zeit-Zusatzschlüssel.     



  Wie bereits erwähnt, kann nach dem     Schritteinlauf          zwischen    dem sende- und     empfangsseitigen        Taktgeber          noch    eine     Schrttphasenverschiebung    von maximal        1/2    Bit bestehen. Weiter kann sich auch     infolge    der,  wenn auch sehr kleinen,     Ungenauigkeit    der Takt  geber mit der Zeit eine     Schrittphasenverschiebung     ergeben. Diese     Schri'ttphasenfehler    verschiedenen Ur  sprungs müssen     auskorrigiert    werden.

   Dies erfolgt  in beiden Fällen mittels der     Schrittphasensynchroni-          sierung,    wie nachstehend ausführlicher erläutert wird.  



  Bei der dargelegten     Korrelationssynchranisierung     benützt man zur     Schrittphasensynchronisierung    die  Eigenschaften der in     Fig.    8     dargestellten        Auto-          korrelationsfunktion        (Korrelationsfunktion)    im Be  reich von -1 b bis<I>+ 1 b (b</I> = Bitlänge), welche bei       Schmttphasenübereinstimmung        (a    = 0)     ein        Maximum     hat.

       Korrelliert    man auf der     Empfangsseite    die,     Zeit-          funktionen    der     sendeseitig        produzierten        Schl'üssel-          impulsfolge    mit der     empfängerseitig    erzeugten     Schlüs-          selimpulsfolge,    so erhält man gemäss der     Autokorre-          lationsfunktion        einen        Funktionswert,

      der vom Betrag  der     Schrsttphasenverschiebung    abhängig     ist.    Durch  Verschieben der Phase des     empfangsseitigen    Takt  gebers, derart, dass der Funktionswert     sein        Maximum     erreicht, wird der     Schrittphasenfehler    zwischen       Sender-        und'        Empfängertaktgeber    zu Null gemacht.

    In diesem Fall     stimmen    die empfangenen,     sende-          seitig        produzierten    Schlüsselimpulse phasenmässig  genau mit     dien        empfangsseitigen    überein.  



  Die     Vorteile    des     Korrelationsprinzips        liegen    in  der     Freund-Feind'-Erkennung    und der     Unempfind-          lichkeit    gegen     statistisch        verteilte    Störungen.  



  Die     Freund-Feind-Erkennung,    d. h.     nicht    reagie  ren     auf    feindliche Impulsfolgen, die ein langsames       Herausziehen    der Empfangsstation aus dem     Schritt          phasensynchronismus    bezwecken, um     dadurch        die     Übertragung von Nachrichten unmöglich zu machen,  erfolgt analog zur Schrittsynchronisierung dadurch,       d'ass    um     irgendeinen    Einfluss auf die Schrittphasen       synchronisierung    auszuüben, die     richtige    Schlüssel  impulsfolge zur Verfügung stehen muss.

   Da die       Schlüsselimpulsfolge    geheim ist, ist eine Ein     fl@uss-          nahme    Unbefugter auf die     Schrittphasensynchronisie-          rung    mit     Sicherheit        ausgeschaltet.     



       Sbatisti#sch        verteilte        Störungen    in der empfange  nen     Schlüsse-limpulsfolge    bewirken, dass der     Kor-          mlationsfunktionswert    nicht mehr auf den     Wert    Eins       ansteigen    kann, da die     beiden        korrelierten    Impuls-      folgen     nicht    mehr (100 %) identisch sind.

   Die Stö  rungen verändern jedoch den     Charakter    der     Auto-          korrelationsfunkbion    nicht,<B>d</B>. h. das     Maximum    dieser  Funktion liegt     immer    bei     Schiittphasenverschiebung     Null und der Abfall nach -1 b und + 1 b bleibt  linear. Es ist lediglich durch Wahl     einer    genügend  langen Integrationszeit zu vermeiden, dass die     durch     Störungen     hervorgerufenen    statistischen Schwankun  gen des     Korrelationsfunktionswertes    in genügend  kleinen     Grenzen        gehalten    werden.

   Diese Schwan  kungen müssen so klein sein,     d'ass    sich das Maximum  der     Autokorrelationsfunktion    mit der gewünschten  Genauigkeit     feststellen        fässt.    In     Fig.    8 ist die     Auto-          korrelationsfunktion    bei     einer        mittleren        Fehlerquote     von 25 %     gestrichelt    eingezeichnet.  



  Bei der Beschreibung einer     Schaltung    zur     Schritt-          phasensynchroni'sierung    wird anhand der Figuren       nochmals    auf den     EMuss    auf Störungen eingegangen  werden.  



       Soll    die     Schrsttphasensynchronisierung    auto  matisch     durchgeführt    werden, so muss, da     die        Auto-          korrelationsfunktion    -     ausgenommen    beim     Nullpunkt     - zweideutig     ist,    das Vorzeichen der Abweichung bzw.  die     Richtung    der     Korrektur        bestimmt    werden.

   Dies       2st        möglich,    wenn man     beispielsweise    die!     empfangene     -     sendeseitige    erzeugte -     Schiüsselimpulsfolge    mit  zwei zueinander verschobenen,     empfangsseitigen          Schlüsselirnpulsfolgen    korreliert.

       Diese    beiden     Schlüs-          selimpulsfolgen        sollen        symmetrisch    zu der zur     De-          chiffrierung    verwendeten     Schlüsselimpulsfolge        liegen     und     vorzugsweise    eine     Verschiebung    von +1/2 Bit  und -1/2 Bit aufweisen.

   Die     Fig.    10 zeigt     drei        solIche          empfangsseitige    identische     Schlüsseiämpulsfolgen,    wo  bei die     Schlüsselimpulsfolge    der     Zeile        a    zum De  chiffrieren verwendet     wird    und die beiden     anderen          Impulsfolgen    b und c für die     Schnittphasensynchro-          nisierung        benötigt        werden.    Letztere haben eine Pha  senverschiebung von -1/2 Bit bzw.

   +1/2 Bit zur Im  pulsfolge der Zeile     a.    Wie bereits oben     erwähnt,        wer-          den    die     empfangsseitigen        Schlüsselnmpulsfolgen    b und  c der     Fig.    10 mit der     empfangenen,    sendeseitig       erzeugten        Schlüsselimpulsfolgekorreliert    und aus den       dabsi    gewonnenen     Korrelationsfunktnonswerten,

      die  in den     Fig.    11 und 12     mit        1P1        und.        V2    bezeichnet       sind,    die     Differenz        gebildet.    Diese     Differenz    ist, wie  anhand der folgenden Beispiele gezeigt wird,     ein          geeignetes        Kriterium        zur    automatischen     Steuerung     der     Schrittphasensynchronisi'erung.     



  Ist die     empfangsseitige,    zur     Dechiffrierung    be  nützte     Schlüsselimpulsfolge    (Zeile     cc    in     Fig.    10)     in     Phase mit der empfangenen,     sendeseitig        erzeugten          Schlüsselimpulsfolge,    so sind     die,

          beiden        Korrelations-          funktionswerte        ypi    und     7p2    gleich gross     und'.    somit die       Differenz        gleich        Null.        Diese,          sind    in       Fig.    12     aufgezeichnet,        worin    die     Abszissen        er,   <I>b</I> und c  die     Phasenlagen    der drei empfangsseitigen Schlüssel  impulsfolgen bezeichnen.  



  In     Fig.    11     sind    die     Verhältnisse    für     nacheilenden          Empfängertaktgeber,    d. h. positive     Schrnttphasen-          verschiebung,    dargestellt. Wie aus dieser     Figur    her-    ausgelesen werden kann, ist der     Korrelatiionsfunktions-          wert        ipi    grösser als der     Korrelationswert        y)2    und so  mit     die        Differenz    positiv.  



       Bei    voreilendem     Empfängertaktgeber,   <B>d</B>. h.     nega-          tiver        Schrittphasenverschsebung,    liegen,     wie    ohne  weiteres     einzusehen    ist, die Verhältnisse umgekehrt,  und somit ist die     Differenz        negativ.     



  Die Kriterien zur     Steuerung    der Impulssynchroni  sation lauten     zusammenfassend    wie folgt:  1.     Impulssynchron%musi-y@2   <I>= 0</I>  (Phasenverschiebung Null)  2.     Empfängertaktgeber    nacheilend     Vi-zp2    > 0       (positive        Schrittphasenverschiebung)     3.

       Empfängertaktgeber    voreilend     Vi--1p2     <  0  (negative     Schrittphasenverschiebung)     Die beiden     Werte        V1    und     w2    sind     bekanntlich          Integrale    (vergleiche     Formel    2). Da die     Differenz          zweier    Integrale gleich dem Integral der     Differenzen     ist, kann die     Differenzbildung    auch vor der     Inte-          gration    .erfolgen.

   Führt man zudem noch eine     feste     Integrationszeit     ein,    so, kann das     Integral        direkt    als       normierter        Mittelwert    angesehen werden. Unter Be  rücksichtigung dieser beiden     Gesichtspunkte    ist die  in     Fig.    13 dargestellte Schaltung zur     Impulssynchro-          nisation    aufgebaut, welche auch im     Blockschaltbild     der     Fig.    18 angewendet     und:        anschliessend    beschrie  ben wird.  



       Gemäss    dem in     Fig.    13     dargestellten        Ausführungs-          beispiel    einer Schaltung zur     Durchführung    der er  findungsgemässen     Schrittphasensynchronisierung    wer  den     zwei        Korrelationsmultiplikatoren    806 und 807  einerseits über die     Leitung    805     mit    der     gleichen          sendeseitigen        Schlüsselimpulsfolge    und anderseits  über die Leitungen 113 und 804 mit je     einer     <RTI  

   ID="0008.0205">   emp-          fangsseitigen        Schlüsselimpulsfolge    gespeist. Die beiden       empfangsseitigen        Schlüsselimpulsfolgen    haben     im          impulssynchronisierten    Zustand eine     Phasenverschie-          bung    von -1/2 Bit und +1/2 Bit bezüglich der auf der       Leitung    805     eintreffenden        sendeseitigen        Schlüssel-          impulsfolge.    Dieser Zustand     i'st    im Diagramm der       Fig.    14 

      aufgezeichnet,    wobei die     Zeilen        cc,   <I>b, c</I> die       Schlüsselimpulsfolgen    auf den Leitungen     805,,    113,  804     wiedergeben.    Die     Fig.    15 bis 17 zeigen drei  weitereRTIID="0008.0228" WI="24" HE="4" LX="1280" LY="1976">  Konstellationen.    In den     Fig.    14 bis 17 sind  die beiden     binären    Zustände der     Impulsfolgen    der  Zeilen a bis e, entsprechend der für     die        Korrelation          zweckmässigen    Bewertung,

   wieder mit + 1 und -1       bezeichnet.     



  Die     Korrelationsmultiplikatoren    806, 807     führen     die     Multiplikation    der beiden eingespeisten Schlüssel=       impu        lsfolgen    aus.

   Die dabei gebildeten Produkt  folgen sind     jeweils    in den Zeilen     d    und e der     Fig.    14  bis 17     dargestellt.    Diese Produktfolgen gelangen über  die     Leitung    820 bzw. 821 in den     Differenzverstärker     808, wo     eine    neue Folge, entsprechend der     Differenz     der     beiden        Produktfolgen,        gebildet    wird.

   Diese     neue          Impulsfolge    ist     jeweils    in     Zeile        f    der     Fig.    14 bis 17       dargestellt.    Die neue Impulsfolge, am     besten    als       Differenzfolge        bezeichnet,    wird im Integrator 809  integriert.

       Der    Wert des     Integrals        entspricht    -     bei         einer     definiea-ten,    konstanten Integrationszeit - der  Differenz der     Korrelationsfunktionswerte    zwischen  der     sendieseitigen    und je einer     empfangsseitigen          Schlüsselimpulsfolge,    und ist somit ein Mass für den       Schrittphasenfeh        ler    der beiden an der Verbindung       teilnehmenden    Taktgeber.

   Dieses     Fehlersignal    ist  jeweils in Zeile h der     Fig.    14 bis 17     dargestellt.    Das  Fehlersignal h gelangt über die Leitung 822 in den       "Schwell@rawertdetektor   <B>812,</B> wo ein     Vergleich    mit  einem vorgegebenen     Schwellenwert    SW     stattfindet,     der dem     Schwellenwertdetektor    von     einem        e.'instell-          baren        Schwellenwertgeber    811 zugeführt wird'.

   Der       Schwellenwertd@etektor    812 schaltet     die    beiden Aus  gänge 813 und 814 nach folgenden Steuerkriterien:  
EMI0009.0023     
  
    Schrittphasen- <SEP> Fehlersignal <SEP> Zustände <SEP> der
<tb>  verschiebung <SEP> h <SEP> Leitungen
<tb>  813 <SEP> 814
<tb>  positiv <SEP> <I>h <SEP> SW <SEP> L <SEP> 0</I>
<tb>  <I>0 <SEP> SW <SEP> >h>-SW</I> <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>  negativ <SEP> <I>h <SEP> L- <SEP> SW <SEP> 0 <SEP> L</I>       Die Grösse des     Schwellenwertes   <I>SW</I> ist durch die  Forderung bestimmt, dass die Korrelation mit irgend  einer empfangenen     Zufallssmpu'l.sfo:lge    keine Kor  rektur der     Schrittphasen'lage    des     empfangsseitigen     Taktgebers zur Folge haben darf.

   In     diesem    Falle  ,schwankt das Fehlersignal h um den     Wert    Null, und  der     Schwellenwert,    ist so gross zu wählen, dass er       praktisch    nie erreicht     wird.    Dieser Fall ist im Zeit  plan der     Fig.    17 Schritt für Schritt     dargestellt.     



  Bei der     minimalen        Schrittphasenverschdebung,        die     noch auskorrigiert werden     soll,    muss jedoch das Feh  lersignal h den Schwellenwert SW erreichen. Durch  die Integration     wird    der Fehler laufend     addiert,    so  dass durch die     Wahl,-    einer entsprechend langen Inte  grationszeit, das Fehlersignal h für     beliebig    kleine  minimale     Schrittphasenfehler    erreicht werden kann.

    Dies ist auch der Fall, wenn die sendeseitige     Schlüs-          selimpulsfolge    auf dem     übertragungsweg    gestört  wurde, denn der     Anteil    der Störungen im     Fehler-          signall    ist .im Mittel Null. Die Zeitpläne der     Fig.    15  und 16 zeigen den Fall mit positiver bzw.     negativer          Schrittphasenverschiebung.     



  Die Integrationszeit wird' durch periodisches  Setzen der Anfangsbedingung Null des Integrators  809 bestimmt. Dies     erfolgt    durch einen Impuls auf  der Leitung 810, welcher in den     Fig.    14 bis 17 je  weils in     Zeile,    g eingezeichnet ist. Kurz vor dem  Setzen einer neuen Anfangsbedingung wird der     In-          tegrator    809 abgelesen bzw. die Entscheide des       Schwellenwertdetektors    812 ausgetastet.

   Durch einen  periodischen Impuls auf der Leitung 815 werden die  Tore 816 und 817     geöffnet,    so     d'ass    ein     aE    fälliges  Korrektursignal auf der Leitung 813 oder 814 über  Leitung 818 bzw. 819 die     entsprechende    Korrektur  des     empfangsseitigen        Taktgebers    mit     bekannten     Mitteln ausführt.

   Ein Impuls auf der     Leitung    818    bewirkt eine     negative    Verschiebung der     Phase    des       Empfängertaktgebers,    wogegen ein     Impuls    auf der       Leitung    819 eine positive     Verschiebung'zur    Folge hat.

    'In den     Fig.    14 bis 17 ist der     Leseimpuls    der     Leitung     815     jeweils    in     Zeile    i und die resultierenden Korrektur  impulse auf den Leitungen 818 und 819     jeweils        in     den     Zeilen   <I>k</I> und<I>l</I> dargestellt.  



  Es ist zu beachten, dass bei der     vorstehend        be-          schriebenen    Anordnung gemäss     Fig.    13 die Schritt  phasenverschiebung nicht     quantitativ    erfasst wird     und     die, Korrektur in     Ideinen,    konstanten     Schnitten        erfolgt.     Die Korrektur     einer    grösseren     Schrittphasenverschie-          bung,    z.

   B. nach dem     Schritteinlauf,    erfolgt     somit    in  mehreren,     hintereinander    folgenden Messungen     und     Korrekturschritten, bis die gesamte Schrittphasen  verschiebung korrigiert ist.  



  Eine     Schrittphasensynchronisierung,    wie .sie an  hand der     Fig.    13 beschrieben wurde,     kann    eine       Schriittphasenverschiebung    bis zu   11/2 Bit aus  regeln.     Dieser    Bereich ist grösser     als        erforderlich,    da  nach dem     Schritteinlauf    eine     Schrittphasenverschie-          bung    von     maxianal          1/_q    Bit     besteht    und bei     einer          Schrifphasenverschs:

  ebung    von mehr als 1     Bit    keine       Nachrichten    mehr übermittelt werden     können.     



  Die     Schrittphasensynchronisierung    gemäss     Fig.    13  arbeitet nur dann, wenn die     ;sendeseitige    Schlüssel  impulsfolge übermittelt wird. Will man hingegen       Nachrichen        chiffriert    übermitteln,     steht    die     sende-          seitige        Schlüssellimpulsfolge    auf der Empfangsseite  nicht dauernd zur Verfügung.

   Da aber die Taktgeber  sehr genau sein müssen     (quarzgesteuert),    ist es ohne       weiteres    möglich, eine bestimmte Zeit Nachrichten  zu     übermitteln,    ohne dass die     Schrittphasensynchro-          nisierung    arbeiten muss.

       Während    der natürlichen  und, wenn nötig, künstlich erzeugten     übermittlungs-          pausen,    erfolgt     jeweils    die     Nachsynchronisation    der       während    der     Nachrichtenübermittlung    entstandenen  kleinen     Schrittphasenverschiebung.    Am Schluss der  Beschreibung wird zudem noch auf     eine    Anordnung  eingegangen, welche     eine        Schrittphasenkorrektur    auch  während der     Informationenübermittlung    gestattet.  



  Die     Fng.    18 zeigt zwei als Sender und Empfänger       zusammenarbeitende    Stationen,     die        mit    einer nach  denn     erfindungsgemässen    Verfahren arbeitenden     Syn-          chronisiereinrichtung        ausgestattet        sind'.    Bei beiden  Stationen befindet sich je ein     K'1!arinformation-Klar-          impulswandler    1 bzw. B.

   Mittels dieser Wandler     wird     <B>die</B>     Klarinformation    in     Klarimpulsfolgen    umgewan  delt (Sender) oder     umgekehrt    (Empfänger). Wie  schon früher erwähnt, müssen die Klarimpulse die  gleiche Phasenlage wie die     Schlüsselimpulse    auf  weisen. Zu diesem Zweck werden im beschriebenen  Beispiel die Taktimpulse des sendeseitigen Takt  gebers 40     dem        Klarinformation-Klarimpulswand'ler    1  zugeführt, damit dieser die Klarimpulse     in    der rich  tigen Phasenlage abgeben kann.

   Auf die     Möglichkeit     mit dem     Puffer-Synchron-Speicher    wurde     ebenfafs     schon früher hingewiesen.  



  Der Ausgang 71 des     send!eiseitigen        Wandlers    1       @spenst    die     Klarimpulse,    in einem     Chiffrermischer    16,      dessen Ausgang 17 mit der     durch    den     Pfeil    100 an  gedeuteten     Übertragungsstrecke    verbunden ist,     die     beispielsweise<B>eine</B> Kabel-, Draht oder Funkverbin  dung     sein    kann.

   Der     Übertragungsweg    mündet auf     der     Empfängerseite in den dort befindlichen     Dechiffrier-          mischer   <B>160,</B> dessen Ausgang<B>171</B> den     Wandler    8  speist.

   Zum Zweck der     Verschlüsselung        werden    an  die Mischer 16 und 160 durch die     Schlüsselimpuls-          generatoren    10 und 110     Schlüsselimpulsfolgen        ge-          liefert,        die    im sendesaitigen     Mischer    16 mit den vom       Wandler    1 erzeugten     Klarimpulsfolgen    gemischt wer  den.

   Nach     Übertragung    der so     verschlüsselten    Im  pulsfolgen über     die        Übertragungsstrecke    100 werden  im     Mischer    160 durch Mischung mit der     identischen     vom     Schlüsselimpulsgeber    110 erzeugten     Schlüssel#-          impulsfolge        wieder        Nachrichtenklarimpulse    herge  stellt, die den Wandler 8 steuern.  



  Jeder der     Schlüsselimpulsgeneratoren    10     bzw.   <B>110</B>  ist über     die    Leitungen 31, 21 bzw. 131, 121 von  je einem     Grundschlüsselgeber    30 bzw. 130 und     zu-          mindest    je einen     Zusatzschlüssclgeber    20 bzw. 120  steuerbar.

   Durch die     kombinierte    Anwendung     dieser     Schlüsselgeber     kann    auch bei     Verwendung        eines          einzigen        Grundschlüssels    bei jeder     Verbimd'angs-          aufnahme        :eine    neue     Schlüsselanfangsstellung    produ  ziert werden.

   Als Zusatzschlüssel     kann    ein     soge-          nannter        Zufalls-.    und; oder     ein        Datum-Zeitschlüssel          verwendet    werden.  



       Weher    ist jede Station mit einem Taktgeber 40  bzw. 900 ausgestattet. Jeder dieser     Takdgeber        b>     sitzt einen     Frequenzgenerator    (902),     wobei    die     Fre-          quenzen        aller    dieser Generatoren     möglichst    genau       übereinstimmen.        Zumindest    der Taktgeber der     Emp-          fangsstatüon    ist weiter     mit        einer        Impuls-Einstreu-         

   Unterdrücker-Stufe    903 und     einer    Verzögerungs  stufe 905     ausgestattet.     



  Zumindest bei der Empfangsstation befindet sich       eine        Synchronisiereinrnchtung        Sy.     



  In der Regel     isst    jede     Station,    so     eingerichtet,     dass sie     sowohl    als. Sender als. auch als. Empfänger  (wahlweise) eingesetzt werden     kann.    Es sind dann  alle Stationen gleich aufgebaut,     wobei    natürlich auch  jede Station eine gleiche,     Synchronisiereinrichtung    und  einen gleichen Taktgeber besitzt.  



  Darstellungsgemäss     besteht    die     Synchronisiier-          einrichtung        Sy    aus zwei Teilen     Sy    I und     Sy        1I.    Der  Teil     Sy    I dient zur Steuerung des     Schritteinlaufes,     d. h. zur Schrittsynchronisation.

   Der     Teil        Sy        1I        dient     zur     Schrittphasenkorrektur    bzw.     zur    Aufrechterhal  tung des     Gleichlaufes,    d. h. zur     Schrittphasensynchro-          nisation.     



  In     Übereinstimmung        mit    einer bevorzugten  Variante der     Erfindung        beisteht    der     Teil,        Sy    I der       Synchronisiereinrichtung    im wesentlichen aus drei  Schieberegistern 200, 300 und 400     (Send!,-    und       Empfangsintervallspeicher),        zwei        Korrelatoren    500  und 600, zwei     Schwellenwert-Detektoren    701 und  703,

       einem        Schwellenwertgeber    700     sowie    zwei     Ver-          stärkerstufen    702 und 704. Der     Teil        Sy        II    besteht  in     Übereinstimmung    mit der in     Fig.    13 dargestellten    und weiter oben ausführlich     beschriebenen    Anord  nung aus zwei     Korrelationsmultiplikatoren    806 und  807, einem     Differenzverstärker    808,     ebnem        Integrator     809,

       einem        Schwellenwertdetektor    812 und einem       Schwellenwertgeber    811. Dieser Anordnung sind zur       Bereitstellung    der nötigen     Schlüsselimpulsfolgen    in  der     gewünschten    Phasenlage zwei Verzögerungs  schaltungen 801 und 802 sowie eine Speicherstufe  803 vorgeschaltet.  



  Jede der Stationen     ist    mit einer Kommando  einheit 50 bzw. 150 ausgestattet, die den Ablauf  der verschiedenen Einzelphasen steuert. Um die       Übersichtlichkeit    des Blockschemas nicht zu stören,       sind    die Steuerleitungen zwischen der Kommando  einheit und den     einzelnen    Geräteteilen nicht     einge-          zeichnet,    sondern durch die     Bezeiichnung    S     als    solche       markiert.    Der zugehörige     Pfeil    gibt jeweils die Rich  tung des     Signalflusses    - zu oder von der Kommando  einheit - an.  



       Einzelheiten    und Wirkungsweise der im Bl'ock  ,schema der     Fig.    18 dargestellten     Einrichtung    werden  nachstehend ausführlich     beschrieben.    Hierbei     wird     zum Setzen des Anfangszustandes :ein     Datum-Zeit-          schlüssel    verwendet.  



       Bei    der     Erzeugung    des Anfangszustandes der       Schlüsszlimpulsgeneratoren    10 und 110 nach der       Methode         Datum-Zeitschlüssel     wird in     regelmässigen     Intervallen, z. B. jede     Minute,    ein neuer Zusatz  schlüssel nach dem Datum und der Zeit     erzeugt.    Im  vorliegenden Ausführungsbeispiel sind daher die Zu  satzschlüsselgeneratoren 20 und 120 mit je     einer     Uhr ausgestattet.  



  Auf der Sendeseite wird der     Datum-Zeitschlüssel     über die     Leitung    21 in den     Schlüsselimpulsgen@erator     10 übertragen. Bei jedem Wechsel des     Datum-Zeit-          schlüssels        signalisiert    der     Zusatzschlüsse4generator    20  über die     Leitung    22 diesen Wechsel der Kommando  einheit 50.

   Solange sich das Gerät im     Ruhezustand     befindet, veranlasst die Kommandoeinheit 50 über  die Leitung 11, dass der neue Anfangszustand im       Schlüsselimpulsgenerator    10 gesetzt wird, d. h. die  Mischung von     Datum-Zeitschlüssel    auf der     Leitung     21 mit dem geheimen Grundschlüssel, der aus dem       Grundschlüsselgenerator    30 über die     Leitung    31       übertragen    wird.  



       Damit    von der     Schlüsselimpulsfolge,    die in     :einem     späteren Zeitpunkt ausgesendet wird, praktisch keine       Rückschlüsse    auf den geheimen Grundschlüssel ge  zogen werden können, wird der     Schlüsse-limpullsgene-          rator    10     anschliessend    an den Setzvorgang um     eine          bestimmte        Schrittzahl,        sogenannte    Distanzschritte,       weitergeschaltet.    Dies     erfolgt    dadurch,

   dass die Kom  mandoeinheit 50 über die     Leitung    51 und das Tor 52  den Takt     freigibt.    Die     Taktimpulse    stammen vom  Taktgeber 40 und werden über die     Leitung    41, das  Tor 52 und die Leitung 53 zum     Schlüsselimpuls-          generato:r   <B>10</B> geleitet.     Die    Anzahl der     Distanzschritte          kann    fest oder     variabel    sein.     Diese        Schritte    werden  vom     Schlüsselimpulsgenerator    10 gezählt.

   Das Ende  wird über die     Steuerleitung    12 der     Kommandoeinheit         50 signalisiert, die     ihrerseits    über die Leitung 51  das Tor 52     wieder    sperrt und somit den Ablauf der       Schlüsselimpulsfolge    .stoppt.  



  Bei einer bevorzugten Variante mit einer     variablen     Anzahl von     Distanzschritten    wird die Schrittzahl vom  geheimen     Grundschlüssel/oder        Datum-Zeitschlüssel,     der periodisch wechselt, abgeleitet.  



  Die     Distanzschritte    dürfen nicht auf die Über  tragungsstrecke 100 gelangen. Deshalb sperrt die       Kommandoeinheit    50 über die Leitung 54 das Tor 14       während    des Setzvorganges und des Ablaufs der       Distanzschrine.        Somit    gelangt     keine    Information aus  dem Gerät, von     welscher    relativ leicht der     geheime          Grundschlüssel    gewonnen werden könnte.  



  Findet keine     übermittlung    statt, d. h. das Gerät  ist im Ruhezustand, so wiederholt sich     dieser    Setz  vorgang bei jedem Wechsel des Datum Zeitschlüssels. ,  Soll nun eine Meldung     chiffriert        übermittelt    wer  den, ,so     wird    die Sendeseite von  Klar  auf      Syn-          Krypto         umgeschaltet.    Dies erfolgt     mittels    eines  Schalters 60,

   welcher     üb--r    die Leitung 61 der     Koxn-          mand'oeinheit    50 den Befehl zur Auslösung der       Synchromsierphase        erteilt.     



  Es besteht jedoch für den     Einlauf    die Bedin  gung,     d'ass    bei beiden     Schlüsselimpulsgeneratoren    der       gleiche    Anfangszustand     gesetzt    wurde.

   Diese Be  dingung äst - infolge der Ungenauigkeit     der        Uhren     auf der Sende- und Empfangsseite - während des  Wechsels des     Datum-Zeitschlüssels    nicht unbedingt       erfüllt.    Somit muss ein     Einlaufbefehl    während des       Zusatzsch'lüsselwechsels    für kurze     Zeit        gesperrt        bzw.     verzögert werden.  



  Unter der Annahme, dass die Uhren einmal pro  Tag gerichtet werden und die Ganggenauigkeit min  destens     10-5    beträgt, berechnet sich die     maximale          Differenz    der     Uhren    zu       ,Att    =   2 - 24     .3600    -     10-5    = 1,73 sek  Die eigentliche Sperrzeit muss hingegen noch etwas  grösser     sein,    damit     ein    kurz vor Beginn der Sperr  zeit ausgelöster Einlauf noch sicher stattfinden kann.

    und am Ende der Sperrzeit das neue     Korrelations-          intervall    auf der     Empfangsseite    schon gesetzt äst. Als  Richtwert kann die Sperrzeit für grössere     Taktfre-          quenzen    zu 1 3 sek     angenommen    werden.  



  Auf den vom Schalter 60 ausgelösten     Einlauf-          befehl        leitet    die Kommandoeinheit 50 sofort,     oder,          falls    dieser     zufällig        @n    die Sperrzeit gefallen     ist,    nach  Ablauf derselben, die     Schrittsynchronisierphase        ein.          üb,--r    die Leitung 51 wird wieder das Tor 52 ge  öffnet, so dass der     Schlüssel'impulsgenerator    10 mit  der Taktfrequenz des Taktgebers 40 rhythmisch fort  geschaltet wird.

   Der     Schlüsselimpulsgenerator    gibt  somit auf der Leitung 13 die     Schlüssel:i'mpulsfolge     ab, welche in -einem bestimmten Abstand das     Kor-          re,'lationsintervall        enthält    und nachher,     bei    geringeren  Ansprüchen, auch zur     Chiffrierung        verwendet    werden  kann. Die     Schlüsselimpulsfolge    gelangt über das  Tor 14, den Mischer 16 und die Leitung 17 auf die  Übertragungsstrecke 100.         Damit        während        der    gesamten     Einlaufphase,    d. h.

         während    der Schrittsynchronisation und der     anschlie-          ssenden        Schrittphas,ensynchronisation,    die     weiter        unten     ausführlich behandelt wird,     keine        Klarinformation     in den Mischer 16 gelangen kann,

   wird     durch    die       Kommandoeinheit    50 über die Leitung 55 das Tor 56  während dieser Zeit     gesperrt.    Diese Zeit     beginnt    mit  der Aussendung der     Schlüsseümpulsfolge    und endet  mit dem Ablauf     eines        Verzögerungsgliedes,    das  durch einen zweiten Impuls auf der Steuerleitung 12,  welcher Impuls     die        Ausisend'ung    des     letzten    Bits des       Korrelationsintervalls        signalisiert,        getriggert    wird.

   Die  Verzögerungszeit ist so gross     gewählt,    dass auf der  Empfangsseite die Korrektur des     maximal        möglichen          Schrittphasenfehlers        ausgeführt    werden kann     (Schritt-          phasensynchronisation).     



  Die Verbindung     ist    jetzt bereit für     chiffri.-rte          Übermittlung    im Synchronbetrieb. Die     Klarimpuls-          folge    fliesst über     die    Leitung 71 und das Tor 56 in  den Chiffriermischer 16. Dort wird     die    Klarimpuls  folge; mit der     Schlüsselimpulsfolge    gemischt (chiffriert)  und die     Chiffratimpuilsfolge    gelangt über die     Lei-          tung    17 auf die Übertragungsstrecke: 100.  



       Anschliessend    folgt die     Beschraibung    der Emp  fangsseite des     Blockschaltbildies    der     Fig.    18, wiederum  mit dem Setzen des     Anfangszustandles    dies     Schlüssel-          inpulsgenerators    beginnend.  



  Wie bereits ausführlich erläutert, werden bei der       Schrittsynchronisierung    der Beginn sowie     die        Ab-          laufgeschwindigkeit    der beiden     Schlüsselimpulsfolgen     so gewählt, dass sie sich in einem späteren Zeitpunkt  kreuzen. Als     Beispiel    wurde die Variante     gemäss          Fig.    9a mit dem langsameren     Empfängertakt    be  schrieben.

   Bei dieser Variante ist im Grenzfall der       Empfängertake    gleich     Null,    d. h. nach     dem    Ein  tasten des     Korrelationsintervalls        Zo    von n Bits in  den     Empfangsintervallspeicher,    muss der Schlüssel  generator wider angehalten werden, d. h.

   der     emp-          fangsseitige        Schlüsselimpulsgenerator    wird vorlaufend       stillgesetzt.    Für     diesen        Spezialfalf    ist das     Blockschalt-          bild    der     Fig.    18 ausgelegt.  



       Gesteuert    durch die Uhr des     Zusatzschlüssel-          impulsgenerators    120 und die     Kommandoeinheit    150  findet auf der Empfangsseite gleichzeitig der     analoge     Setzvorgang des Anfangszustandes des     Schlüssel-          ämpulsgenerators    110 sowie die     Ausführung    der  Distanzschritte     wie    auf der Sendeseite statt.

   Im Ge  gensatz zur Sendeseite     wird    dieser     Ablaufvorgang     nach dem letzten     Distanzschritt    nicht unterbrochen,  sondern     anschliessend    das     Korrelationsintervall        pro-          duziert.        Die        Steuerung    dieses Vorganges erfolgt da  durch, dass nach dem ersten Impuls auf der Lei  tung 112, d. h. nach dem letzten     Distanzschritt,    die  Kommandoeinheit 150 den Ablauf nicht     unterbricht,     sondern bis zum zweiten Impuls auf dieser Leitung  westerlaufen lässt.

   Die Schritte zwischen dem letzten  Distanzschritt und dem letzten Bit des     Korrellations-          intervalls    werden somit auch vom     Schlüsselmpuls-          generator    150 gezählt und können     wiederum    fest oder  variabel sein, z.

   B. abgeleitet vom     geheimen    Grund-      Schlüssel und     Datum-Zeitschlüssel    oder     irgendeiüer          Einrichtung,    die eine     Zufallszahl        liefert.    Die     einzige          Bedingung        beisteht        darin,    dass mindestens n Schritte  (Länge des     Korrelationsintervalls        Zo)        gemacht    wer  den müssen.  



       Während    des. gesamten oben     beschriebene:    Ab  laufvorganges wird über die Leitung 113 die dabei       erzeugte        Schlüsselimpulsfolge    an die     erste    Stufe 201  des     Schieberegisters    200     (Empfangsäntervallspeicher)     geleitet.     Über        die    Leitung 252 gibt die     Kommando-          :

  einheit    150 -     ebenfalls    während des     gesamten    Ablauf  vorganges -     das    Tor 250 frei, so dass die Taktimpulse  auf der Leitung 906 über das Tor 250     sowie    die       Leitung    251 an     alle    Stufen des     Schieberegisters    200  gelegt werden und die gesamte     Schlwsselimpulsfolge     bis zu     dies,

  --m        Zeitpunkt    in das Schieberegister 200  eingetastet     wird.    Da aber das     Schieberegister    200       voraussetzungsgemäss    nur eine     Speicher-Kapazität    von  n Bits aufweist, sind am Ende nur die     letzten    n Bits,  d. h. das     Korrelationsintervall        Zo,    der     Sch'Tüssel-          impulsfolge    gespeichert.  



  Es ist noch zu     ergänzen,        d'ass        die        Taktimpulse     auf der Leitung 906     eine        Verzögerung    von 0,5 Bit  gegenüber den     Taktimpulsen    auf der Leitung 904  aufweisen. Die     einzelnen    Schlüsselimpulse werden  somit     immer        'n    der     Mitte        zwischen    zwei Schritten  des     Schlüsselgenerators    150 in     das        Sch1eberegister    200  eingetastet.

   Die Verzögerung wird durch     die    Stufe  905 des Taktgebers 900 erzeugt.  



  Solange kein Einlauf in den     Schnittsynchronismus          stattgefunden    hat,     wird:    die     Produktdon    und Speiche  rung des     Korrelationsintervalls        Zo    bei jedem Wechsel  des Datum Zeitschlüssels wiederholt, so dass auf der       Sende-    und Empfangsseite die     Schlüssel'mpulsgene-          ratoren    zur Produktion des     Korrelationsintervalls          stets    von dem gleichen     Anfangszustand    ausgehen.  



  Neben der     periodischen    Erzeugung des     Korre-          lationsintervalls    wird dauernd der     Korrelationsfaktor     zwischen den letzten     h    empfangenen     Bits    und dem       Schieberegister    200     gespeichelrt    -     empfangsseitig     produzierten - Bits des     Korrellationsintervalls        gebildet.     Es ist somit     für    die empfangene     Impulsfolge        ein.     Speicher     (Sendeintervallspeicher)

          notwendig,    wozu in  unserem Beispiel     gleichfalls        ein    Schieberegister ver  wendet wird. Die Schiebeimpulse müssen     dabei        die          gleiche    Taktfrequenz haben. wie     der        Taktgeber    40  auf der Sendeseite,     mit    welchem die     sendeseitige          Schlüsselimpulsfolge        erzeugt    wird.

   Da jedoch vor dem       Einlauf    in den     Schrittsynchronismus    die Taktgeber  eine beliebige     Phasenbeziehung    haben     können,    ist es  möglich, dass die     Schiebieimpulse    mit dem     Bitende     bzw. Bitanfang der empfangenen     Impulsen    zusam  mentreffen und deshalb     die        Eintastung    in die     erste     Stufe des     Schieberegisters    nicht     eindeutig    bestimmt  ist.

   Aus diesem Grund werden beim     vorliegenden          Ausführungsbeispiel        zwei        Schieberegister        (Sendeinter-          vallspeicher)        verwendet,    deren     Schiebeimpulse    gegen  seitig um eine halbe Bitperiode versetzt sind', so dass  mindestens ein Schieberester die     empfangene    Im  pulsfolge richtig     .speichert.    Es sind dies die Schiebe-         register    300 und 400,

   deren     Schiebeimpulse    auf  den     Leitungen    904 und 906 durch die Verzögerungs  stufe 905 um eine halbe     Bitpieriod'e        gegeneinander     verschoben     sind.    Die von der     Übertragungsstrecke    100       eintreffenden        Impulse    gelangen über     die    Leitung 117  an die Stufen 301 und 401 der     Schieberegister    300  und 400, wo, wie schon weiter oben gesagt     wurde,     immer die letzten n empfangenen Bits     gespeichert     werden.  



  In     Fig.    19 sind die Verhältnisse für den oben       erwähnten    Sonderfall aufgezeichnet. Die     Zeile    a stellt       irgendeine    über die     Leitung    117 empfangene     Schlüs-          sellimpulsfolge    dar.

   In der     Zeile    b sind die     über    die  Leitung 904     eintreffenden    Schiebeimpulse     gezeichnet,     die     zufällig        (darstellungsgemäss)

          mit    dem     Bitende          bzw.        Bitbeginn    der empfangenen     Schlüsselimpulsfdlge          zusammenfallen.    Die     Zeile    c     zeigt        die    zum     Teil     falsch gespeicherte     Impulsfolge    in der     Schieberegister-          stufe    301.

   Für das     Schieberegister    400     sind    die     Ver-          hältnisse    in den     Zeilen    d und e     aufgezeichnet,    woraus  ersichtlich ist, dass in der     Schieberegisterstufe    401  die .empfangene Impulsfolge     richtig    gespeichert wurde.  



  Da die empfangene     Schlüsselimpulsfolge        zweimal     gespeichert werden muss, benötigt man auch     zwei          Korrelatoren.    Es sind dies     die        Korrelatoren    500  und 600,     die    den     Korrelationsfaktor        zwischen    den in  den     Schieberegistern    200 und 300     bzw.    200 und 400       gespeicherten        Schllüs,selämpuisfolgen        bilden.     



  Jeder     Korre'lator        besteht    aus n     Multnplikations-          ,stufen    entsprechend den     zwei    aus<I>je n</I>     Bits    bestehen  den     Schlüsselimpulsfolgen    und aus     einer        Stufe        zur          Mittelwertbild'ung        (Summierung).    Beim     Korrelator     500 sind des     die        Multiplikationsistufen    501, 502,  503..., die von den zugehörigen Schieberegister  stufen 201 und 301,

   202 und 302<B>...</B> gespeist wer  den. Die Produkte der n     Multiplikatoren    werden  über die     Leitungen   <B>551,</B> 552, 553 . ..,     zur        Mitte1@          wertbildung    der Stufe 598 zugeführt, welche an       ihrem    Ausgang auf der     Leitung    599 den     Korre'fations-          faktor        r1    abgibt.  



  Genau gleich ist der     Korrelator    600 aufgebaut,  dessen Ausgang     den        Korrelationsfaktor        r2    auf die       Leitung    699 abgibt.  



  Solange die empfangene     Impulsfolge        irgendeine     Zufallsfolge oder ein     Intervall    der     Schlüsselimpuls-          fcoIge    vor dem im     Empfangsintervallspeächer    200 ge  speicherten empfangsseitigen     Korrelationsintervall        ZO          ist,    werden die beiden     Korrelationsfaktoren,    wie     weiter     oben gezeigt,

   um NullRTI ID="0012.0222" WI="13" HE="4" LX="1513" LY="2222">  pendeln.    Wurden aber     die        n          Bits    des     Korrelationsintervalls        Zo    von der     ;sende-          seitigen        Schlüsselimpulsfolge    empfangen und     ;

  somit     in     mindestens    einem der beiden     Schieberegister    300  und 400     richtig        gespeichert,    so     ,steigt    der     Korrelations-          faktor        mindestens    eines der beiden     Korrela(toren        r1,        r2          sprungartig    gegen     Eins    an.

   Das     Ansteigen    des Kor  relationsfaktors über einen gegebenen Schwellen  wert<I>SW,</I> der durch die maximal zulässige     Fehler-          quote        bestimmt    ist, wird,     wie        ebenfalls    weiter oben       gezeigt,        als        Kreuzungspunkt    das Ablaufes der     sende-          und:

          empfangsseitigen        Schlüsselimpulsfdlge    (ver-      gleiche     Fig.    9a)     detektiert    und als Signal zum     Wieder-          einschalten    des     Schlüs,selimpulsgen        erators    110 be  nützt.

  *  Diese     Detektion    erfolgt für je     einen        Korrelator     in den     Schwellenwert-Detektoren    701 und 703, die       einerseits        mit    dem vorgegebenen     Schwellenwert    aus  dem     Schwellenwertgeber    700 und anderseits     mit        dein          Korrelationsfaktor    der beiden     Korrelatoren    500 und  600 gespeist werden.

   Die     Schwellenwert-Deitektoren     geben an ihren Ausgängen einen Impuls ab-, ,sobald  dir     Korrelationsfaktor    den Schwellenwert übersteigt.  Dieser Impuls wird     ih    der nachfolgenden Stufe 702       bzw.    704 verstärkt und gelangt über     dxs        Leitung    705  bzw.

   706, das Tor 707 sowie 708 und die     Signalt-          leitung    711 in die Kommandoeinheit 150, die ihrer  seits über die Leitung 151 das Tor 152     wieder        öffnet,     so     d'ass    der     Schlüssulimpulsgenerator    110     mit    der  Taktfrequenz des Taktgebers 900     fortgeschalitet    ward.  Von diesem Moment an sind die sende- und'     emp-          fangsseitigen        Schlüsselimpulsgeneratoren    10 und 110  im     Schrittgleichlauf    (schrittsynchronisiert).  



  Nach dem Einlauf in den Schrittsynchronismus  wird durch     d'i'e        Kommandoeinheit    150 über die Steuer  leitung 709 das Tor 708 gesperrt, so     d'ass    der     Schritt-          synch,ronisierteil        Sy    I keinen     Einfluss    mehr auf die  Kommandoeinheit 150 ausüben kann.  



  Wie schon     mehrmallls        erwähnt,    kann nach dem       Schritteinlauf    noch ein     Schrittphasenfehler    von maxi  mal       1/2        Bf    bestehen. Ebenso     entsteht    wegen der       Ungenauigkeit    der Taktgeber mit der Zeit ein     Schritt-          phasenfehler.    Diese beiden     Schrittphasenfehller    - ver  schiedenen Ursprungs - werden     mittels    der     Schraitt-          phasensynchronisierung        ausgeregelt.     



  Im Ausführungsbeispiel der     Fig.    18     gelangt    zur       Schrittphasensynchronisierung        eine        gleiche    Ein  richtung     Sy        1I    zur Anwendung wie in     Fig.    13 dar  gestellt. Diese Einrichtung wurde weiter oben ein  gehend behandelt. Es muss somit an dieser     Stellle     nur noch die     Bereitstellung    der nötigen     Schlüssel-          impulsfolgen    in der gewünschten Phasenlage sowie  die Weiterführung der Korrektursignale     beschrieben     werden.  



  Die beiden     Korrelations-Multiplikatoren    806 und  807 müssen     bekanhtlich    mit der     sendeseitigen    und  je einer empfangsseitigen     Schlhissel'lmpulsfollge    ge  speist werden.

   Dabei haben     die        empfangsseitigen          Schlüsselimpulsfolgen        im        impulssynchronisierten    Zu  stand     eiere.    Phasenverschiebung von     -1/2    Bit und       +1/"    Bit zur     sendeseitigen.    Die     Konstellation        dieser     drei Impulsfolgen werden mittels den     beiden    Ver  zögerungsstufen 801 und 802 sowie der Speicher  stufe 803 erzeugt.  



  Über die Leitung 113 wird die     empfangssditäge          Schlüsseltimpulsfolge    direkt an den     Korrelations-          Multiplikator    806 und die Verzögerungsstufe 802  geleitet. Die     Verzögerungsstufe    hat eine     Verzöge-          rungszeit    von etwa     1/2    Bit. Dies hat zur Folge, dass       die        Schlüsselimpulsfolge    auf der Leitung 113 um  1 Bit verzögert durch die Taktimpuls auf Lei  tung 904 in die Speicherstufe 803 eingetastet wird.

    Die     Speicherstufe    803 speist diese um 1 Bit ver-    zögerte     empfangsseitige        Schlüsselimpulsfolge    in den       Korrelations-Multiplikator    807.  



  Damit     schliesslich    alle     Schlüsselimpulsfolgen    die       richte:        Phasenlage    haben, muss noch die     sendeseitige          Schlüsselimpulsfolge,    welche über die Leitung<B>117</B>       zugeführt    wird, in     der    Verzögerungsstufe 801 um  ein halbes Bit verzögert werden. Diese     verzögerte     Impulsfolge gelangt über die Leitung 805 in die  beiden     Korrelations-Multiplikatoren    806 und 807.  



  Die Gewinnung der Korrektursignale, die in Form  von Impulsen über die beiden Leitungen 818 und 819  abgegeben werden, ist weiter oben     anhand!    der Mg. 13  ausführlich     beschrieben    worden. Es     .sei    hier lediglich  in Erinnerung     gerufen,    dass auf der Leitung 818  periodisch Impulse abgegeben werden,     solange    der       empfangsseitige    Taktgeber eine positive     Schrittpha-          senverschiebung    aufweist. Bei negativer     Schrätt-          phasenverschnebung    werden analoge Impulse auf der  Leitung 819 abgegeben.  



  Diese     Korrektursignale    bewirken in der kom  binierten     Untersetzer-Einstreu-    und Unterdrücker  stufe 903 dies Taktgebers 900 eine entsprechende  Korrektur der Phasenlage der Taktimpulse auf den  Leitungen 904 und 906.  



       Während    der     Nachrichtenübermittlung    fliesst die  empfangene     Chiffratimpulsfolge    über die Leitung 117  in den Mischer 160,     wird    dort mit der     Sehlüssel-          impulsfolge    der Leitung 113 gemischt und die dabei  entstehende     Kllariinpulsfolige    über Leitung 171 dem       Wandler    8     zugeführt.     



  Maschinell erzeugte     Schlüss.elimpulsfolgen    sind  immer periodisch. Nach     chiffriertechnischen        Ge-          ,sichtspunkten    ist jedoch eine periodenfreie Schlüssel  mpulsfolge vorzuziehen.

   Eine solche     periodenfreie          Schlüsselimpulsfolge    kann     mit    einer Anlage nach       Fig.    18 dadurch     erzeugt    werden, dass man auf der       Sende-    und Empfangsseite einen     periodenfreäen          Datum-Zeitschlüssel,    welcher durch die Uhren der       Zusatzschlüsselgen        eratoren    20 und 120 erzeugt wird,  laufend auf     die        Schlüsselimpulsgeneratoren    10 und  110 einwirken     lässt.     



  Eine weitere Möglichkeit zur     Bestimmung    des       Korrelationsfaktors    zwischen zwei     Impulsfolgen        stehlt     eine Anordnung nach     Fig.    20 dar, welche anschlie  ssend     beschrieben    wird.  



       Die    Funktionsweise dieser Vorrichtung äst im  Prinzip     gleich    wie jene des     Synchronisiertenles        Sy    I  der     Fig.    18. Um     jedoch    den Aufwand an Multiplika  toren zu     vermindern,    arbeitet diese     Vorrichtungs-          variante    in Sequenz. Des weiteren     kann    die     Sum-          mierung    digital erfolgen.  



  Als Speicher für die n Bits der     Korrelations-          intervallls    Zu dienen     wieder        Schieberegiister.    Es sind       dies    die drei Schieberegister 220, 320 und 420.  



  Das empfangsseitig erzeugte     Korrelationsinter-          va@11    wird analog wie bei Verwendung des     Synchro-          nisser!beile:s        Sy    I der     Fig.    18 bei jedem Wechsel des       Datum-Zeitschlüssels    in     Schieberegister    220 gespei  chert.

   Die     Schlüsselimpulisfolge    gelangt     über    die     LeiL          tung    113, das UND-Tor 290,     welches    von der Kom-           mandozinheit    150     (Fig.    18) über die     Leitung    293  geöffnet wurde und das Oder-Tor 292 an die Stufe  221 des     Schieberegisters    220.

   Durch     Taktimpulse     mit     gleicher    Frequenz wie die Impulse, mit welchen  der     Schlüsselimpulsgenerator    geschaltet     wird,    jedoch       einer    Phasenverschiebung von +     ,!J    Bit,     erfolgt        die          Eintastung        Zn        das        Schieberegister    220. Die Schiebe  impulse gelangen von der Leitung 232 über das Oder  Tor 231 und die Leitung 230 gleichzeitig an alle  Stufen des     Schieberegisters    220.  



  Die empfangene     Impulsfolge    wird aus den genau       gleichen    Gründen, wie im     Ausführungsbeispiel    der       Fig.    18, in zwei     Schieberegistern        mit        einer    Phasen  verschiebung von     einem    halben Bit     eingetastet.    Dazu  gelangen die über die Leitung 117 empfangenen       Impuls;

          einerseits    über die Tore 390 und 392 an  die     Schieberegisterstufe    321 und     anderseits    über die  Tore 490 und 492 an     die        Schieberegistemtufe    421.  Durch die um     1-,    Bit     phasenverschobenen    Takt  impulse auf den     'Leitungen    904 und 906     wird    die  empfangene     Impulsfolge    mit     der    gleichen Phasen  verschiebung in den     Schieberegistern    320 und 420  gespeichert.

   Die oben erwähnten Tore 390 und 490  werden von der     Kommandoeinheit    150     (Fig.    18) über  eine     Steuerleitung    393 und 493 im     richtigen    Zeit  punkt - kurz vor dem zum     Schieberegister    gehören  den Taktimpuls - geöffnet,

   so dass die Information  der Leitung 117 wie beschrieben in     die        Scblebe-          register    320 und 420 gelangen     kann.    Die     gleichen     Steuerleitungen bewirken durch die Tore 391 und  491 die     Abtrennung        der        Rückkopplungsleitungen    399  und 499 von den     Schieberegistereingängen,

      so dass  die     Eintastung    der     empfangenen        Impulse    von dieser  Seite     nicht        gestört        werden        kann.     



  Die zeitlichen Zusammenhänge sind aus dem  Zeitplan der     Fig.    21 ersichtlich. Die     Zeilen    b     und    c  zeigen die     Taktimpulse    auf den     Leistungen    904 und  906 mit einer .Phasenverschiebung von     i%,    Bit,     jedocb     beliebiger Phasenlage zur     empfangenen        Schlüssel-          impulsfolge,        die    in Zeile a     dargestellt    ist.

   Die     Zeilen     d und e stellen die     Steuerimpulse    auf den Steuer  leitungen 393 und 493 dar, welche     kurzzeitig    wäh  rend den     Taktimpulsen    die Leitung 117 an die       Schieberegistereingänge    schalten.  



       Somit        sind    dauernd     die        letzten    n Bits der emp  fangenen Impulsfolge in den beiden     Schieberegistern     320 und 420     gespeichert.     



  Wie     bereits        erwähnt,        wird    bei der     in        Fi'g.    20  dargestellten     Ausführungsart    der     Korrelationsfakto:r     in Sequenz gebildet. Jeder der beiden     Korrelatoren     weist     daher    nur     eine    einzige     Multiplikationsstufe    590  bzw. 690 auf (nicht     n    wie im     Beispiel    nach     Fig.    18).

    Jedem dieser beiden     Multiplikationsstufen    ist     ein          Zähler    791 bzw. 792     nachgeschaltet.    Zur     Bildung     des     Korrelationsfaktors        werden        nacheinander    alle       n    Bitpaare an die     Multiplikationsstufe        geschaltet    und  im nachfolgenden     Zähler    die     Anzahl    +1 und -1       gezählt    und davon die     Differenz    gebildet.

   Im     Aus-          führungsbespäel    nach     Fig.    20     ist    dies ein Mähler,  dessen     Zählrichtung    durch den     Multiplikator    vor-         wärts    bei + 1 und rückwärts bei -1 gesteuert wird.  Pro     korreliertes    Bit wird von aussen ein Impuls ein  gegeben, welcher dann in der vom     Mulupläkator     gesteuerten     Zählrichtung        gezählt    wird.

   Weil je .emp  fangenem     Impuls    der     sendeseitigen        Schlüsselimpuls-          folge    zweimal der     Korrelationsfaktor    gebildet werden  muss, steht dafür     nur    eine Zeitspanne     zur    Verfügung,  die     kleiner        als        die    halbe Bitperiode der empfangenen  Impulse ist.  



  Die sequentielle     Anschaltung        aller    Bitpaare       (Wertepaare)    des     Korrelationsintervalls    an den ein  zigen     Mulii\plikator    pro     Korrelator        erfolgt    dadurch,  dass die     Schieberegister    220, 320 und 420 über die       Rückkopplungsleitungen    299,

   399 und 499 zu     einem          Ring        zusammengeschaltet    werden und der gesamte im       Schieberegister        gespeicherte        Informationsinhalt    durch  n     Schiebetakte    einmal im Kreis herum getastet wird.

    Dabei     kommen        alle    Bitpaare einmal     in    die letzte  Stufe ihrer Schieberegister (Stufen 229, 329 und 429),  wo die     Korrelationsmultiplikatoren    590 und 690 ange  schlossen     sind:    und     mit        dien.        Zählern    791 und 792  zusammen     die    beiden     Korrelationsfunktionswerte     bilden.  



  Die n Schiebetakte werden von der     Leitung    782  über     die    Tore 231, 331     und:    431 sowie die Lei  tungen 230, 330 und 430     dien    drei     Schieberegistern          zugeführt.    Diese     Schiebetakte        sind    in     Fig.    21 in       Zeile        f    eingezeichnet.  



  Aus dieser Figur kann auch entnommen werden,  dass durch     die        Steuerleitungen    393 und 493     (Zeilen     <I>d</I> und e)     die    Schieberegister während der<I>n</I> Schiebe  takte     im        Ring    zusammengeschaltet sind.

   Das Schiebe  register 220 mit dem     empfangsseitig    produzierten       Korrelationsintervall        ist,        ausgenommen    bei der Pro  duktion eines neuen     Korrelationsintervalls,    immer       im        Ring        zusammengeschaltet    und das     Korrelations-          intervall    wird dauernd im Kreis     herumgetastet,

      wobei  am Ende     einer        Serie    von Schiebetakten auf der  Leitung 782     die        gleichen    Bits     wieder    in den gleichen  Stufen gespeichert sind.  



  Vor dem     Beginn        einer        Zählung    werden die Zäh  ler 791 und 792 durch einen Impuls auf der Steuer  leitung 783 auf Null gestellt. Die     Phasenlage    dieses  Impulses ist aus. Zeile g der     Fig.    21 ersichtlich.

   Die  nachfolgenden n Schiebetakte auf der     Leitung    782  gelangen über die     Verzögerungsstufe    784 mit einer  Verzögerung, die ungefähr der halben Perioden  dauer der     Impulse    auf der     Leitung    782     entspricht,     in die beiden     Zähler    791 und 792, wo     isie    entspre  chend der     Steuerung    der Multiplikatoren 590 bzw.  690 addiert oder     subtrahiert    werden.

   Am Ende der       Zählung    geben die Zähler den     Korrelationsfaktor,     der in den Schieberegistern     gespeicherten    Intervalle  in     digkaler    Form an die     Schwellenwertdietektoren     794 und 795 ab, wo der Vergleich mit dem vom       Schwellenwertgeber    790 eingespeisten     Schwe'henwert     stattfindet.  



  Der     gesamte    vorstehend beschriebene Vorgang,  d. h. die     Esntastung    eines neuen empfangenen Im  pulses in eines der beiden Schieberegister 320 und      420 sowie die Bildung des neuen     Korrelationsfaktors     in Sequenz wird so     Tange    wiederholt, bis der Kor  relationsfaktor den vorgegebenen Schwellenwert er  reicht hat, d. h. bis in einem der beiden Schiebe  register 320 und 420 das sendeseitige     Korrelations-          intervall    gespeichert ist.

   Dies ist der Zeitpunkt zur  Wiedereinschaltung des     empfangsseitigen        Schlüssel-          impulsgenerators,    welches durch ein     Ausgangssignal     eines der beiden     Schwellenwertdetektoren    794 und  795 bewirkt     wird.    Dieses Ausgangssignal gelangt über  die Tore 798, 799 und Steuerleitung<B>781</B> in de Kom  mandoeinheit 150     (Fig.    18),

       die    ihrerseits     die        Takt-          impulse        zur        Fortschaltung        des          Schlüsselimpulsgebers    freigibt (Kommandoeinheit und       Schlüsselimpulsgenerator    sind in     Fig.    20 nicht ein  gezeichnet).  



  Von diesem Zeitpunkt an sind die an der Ver  bindung teilnehmenden     Schlüsselgeneratoren        schritt-          synchronisiert.     



  Die Beziehung zwischen     Schwellenwert,    Fehler  quote, Länge des     Korrelationsintervalls    und der     Fehl-          einlaufs-Wahrscheinlichkeit    sind genau     gleich        wie        bei     der Ausführung nach     Fig.    18 und wurden weiter oben       ausführlich        erläutert.     



  Sohlen mit einer Anlage nach     Fig.    18 Fernschreib  signale, welche     normalerweise    aus einem     Startimpuls;     fünf     Informationsimpulsen    und einem     Stopapuls    von  anderthalbfacher Länge bestehen und normalerweise       arhythmisch    anfallen,     chiffriert    und mittels     Korrela-          tions-Synchronisierung        synchronisiert    werden,

   so  müssen sie mit geeigneten     Mitteln    einerseits     in    den  Takt des     Taktgebers    und anderseits in konstante     Im-          puls@länge    umgewandelt werden.  



  Wie weiter oben bei Beschreibung der     Korrela-          tio#nssynchronisierung    erwähnt,     ist    die     Schrittphasen-          synchronisierung        während    der     Informationsübermitt-          lung        normalerweise    nicht möglich, weil dazu die       sendeseitige        Schlüsselimpulsfolge        auf    der Empfangs  seite zur Verfügung stehen muss.

   Dies ist offensicht  lich während der     Informationsübermittlung    nicht der       Fall.    Da jedoch auf der Empfangsseite nach der De  chiffrierung die Klarinformation     vorliegt,    ist es mög  lich, mit dieser     Klarinformation    und der     empfangs-          seitigen        Schlüsselimpulsfolge    eine empfangsseitige       Chiffratimpulsfolge    zu erzeugen, welche die Phasen  lage des     Empfängertaktgebers    besitzt.

   Durch Bil  dung des     Korrelationsfunktionswertes    zwischen dieser       empfangsseitigen        Chiffratimpulsfolge    und der über  tragenen,     sendeseitigen        Chiffratimpullsfolge,    welche  um die Zeit zur Bildung der     empfangsseitigen        Chif-          fratimpulsfolge    verzögert wurde (sogenannte Ver  fahrenskonstante), kann dann - auch während'     der     Informationsübermittlung - der     Empfängertaktgeber     wieder     schrittphasensynchronisüert    werden.

       Hierbei     geht jedoch die Möglichkeit der     sogenannten        Freund-          Feind-Erkennung    verloren, d. h. die Schrittphasen  synchronisierung spricht auf     jede    beliebige, empfan  gene - auch feindliche - Impulsfolge an, sofern sie  deren     Taktfrequenz    folgen kann.



  Method for synchronizing the encryption and decryption of messages displayed in the form of pulses. The invention relates to a method for synchronizing the encryption and decryption of messages in the form of pulses, in which the message clear pulses are mixed with key pulses on the transmitting side.

       transmitted using a modulation and recovered on the receiving side by mixing with identical key pulses and in which these are transmitted and received by means of identical rules <b> ever </B> one.

       Key pulse generator generated key pulse sequences have a pseudo-random character, the key pulse sequences being determined by the initial states of the key pulse generators',

   which initial states are generated using at least one secret basic key and preferably at least one additional key and where the encryption and decryption of the messages displayed in the form of pulses and the sequence of the key pulse generators are controlled by a clock at the send and receive sides.



       Known systems that work according to this method consist of a clear information clear pulse converter, a key pulse generator and a cipher mixer on the transmission side.



  The clear information / clear pulse converter converts the information into a binary coded clear pulse sequence. This clear pulse sequence is fed into the cipher mixer, which is fed simultaneously from the key pulse generator with a key pulse sequence in binary form. In the cipher mixer, the clear pulses are encrypted with the key pulses, this being preferably carried out by modulo-2 addition.

   The cipher pulse sequence thus obtained (mixture of the clear pulse sequence with the key pulse sequence) is transmitted to the information receiver (receiving end) using a suitable type of modulation. On the receiving side, analog devices are necessary, which, however, sometimes work in reverse in their function.

   These are: demodulator, deciphering mixer, key impulse, generator and clear impulse clarification donor.



  The received, demodulated cipher pulse sequence as well as the key pulse sequence of the receiving-side key pulse generator are fed to the deciphering mixer, which recovers the clear pulse sequence from these two pulse sequences.

   Identical key impulses must of course be used for encryption and decryption, <b> d </B>. H. the key pulse generator on the sending and receiving side must work in key synchronization.

   The clear pulse sequence emitted by the decryption mixer is converted back into the original information form by the Marimpul, s-Klarinfo, rmations- ivandler.



  The key pulse generators used in such known methods are identically constructed devices of mechanical, electromechanical and / or electronic type. They have a large number of key formation elements that can be changed in their state and mutual assignment, for example cam disks, permutation switches and / or electronic elements, etc.

   The key impulse is therefore dependent on the structure and interaction of the individual elements and on the position of these elements at the start of the message transmission. This so-called initial state must be set at the transmitter and receiver before the transmission begins, whereupon the transmission and reception-side key pulse generators then deliver identical key pulse sequences with synchronous start and sequence.

   The key pulse sequences have a pseudo-random character; H. similar statistical distribution of the key impulses as correct ;: random sequences, but determined and machine-made.



       Normally, the initial states of the key pulse generator are determined by a secret basic key as well as by a (non-secret) additional key which, for example, changes from transmission to overload.

   B. not encrypted before each transmission is transmitted :. However, it can also be used without an additional key, i.e. H. be managed with a secret basic key alone, provided that it is changed sufficiently often.



       Suitable bowl pulse generators are described in detail in, for example, Patent Nos. 392,617 and 402,937.



  In the case of methods of the present type, as already mentioned: a precise key synchronization of the sending and receiving-side keys: limpull generators are required, i.e. H. On the sending and receiving side, the same key pulses must be sent to the cipher mixer or decipher mixer at the same time.

   Strictly speaking, the key pulse generator on the receiving end must run after the signal (cipher pulses) from the cipher mixer on the transmitter side to the decipher mixer on the receiver side for the duration of the signal (cipher pulses). This lag occurs automatically, however, since the signals which are used to produce the key synchronization of the key pulse generators also have this transit time.



  Previously known methods or devices for encrypted message transmission use additional synchronization independent of the transmitted information content to maintain the key synchronization between the sending and receiving side key pulse generators. <B> impulses. </B>



  In one of these known methods, the so-called start-stop system, start pulses are used for synchronization (as so-called synchronization pulses). The clear information follows each start impulse as a finer one:

      or larger number of information pulses (information bits). The time span between the last information bit and the next start pulse is known as the stop pulse. This method is used, for example, in the known telex transmission.

    In the case of encrypted transmission, these start pulses can be used to synchronize the key pulse generators.



  For each start pulse, the key pulse generator on the sending and receiving side must then emit a number of key pulses - corresponding to the number of bits in the KTar pulse combination (key pulse combination), with which the clear pulses are encrypted. Start and stop impulses are transmitted unencrypted.



  According to the prerequisite, the sending and receiving side key pulse generators have been brought into the same initial state before the message transmission begins. Thus, on the sending and receiving side, for each start impulse from the two key impulse generators, one identical key impulse combination is generated, which is used for encryption or decryption.

         In the same way, the key pulse generators on the sending and receiving side are advanced by one or more steps by each start pulse.



  This known method has several disadvantages. Falling interference or fading on the transmission path can trigger the key pulse generator on the receiving end at the wrong time and switch on or off.

   prevent the correct triggering and further shading. In such a case, the key pulse combinations used for encryption and decryption are no longer identical, and encrypted transmission is therefore impossible without prior correction of the states of the key pulse generators on the sending or receiving side.

   Another disadvantage is that the position of the start and stop pulses and, of course, the position of the information pulses can be determined relatively easily by unauthorized persons.

   On the one hand, this makes it easier for unauthorized people to decipher the secret message and, on the other hand, it gives them the opportunity to disrupt the synchronism of the key pulse generators on the transmission and reception side by interspersing start pulses on the transmission path and thus make encrypted transmission impossible.



  According to another known proposal, the so-called synchronous system, transmitter and receiver -3nit are each equipped with a clock of the same frequency as possible, with which the run (advance) of the key pulse generators and the encryption and decryption are controlled.

    At the start. During the transmission, the key pulse generators on the sending and receiving sides are initially set to the same initial state:. It then follows during:

  an initial phase synchronizing the receiving-side clock with the transmitting-side and simultaneously switching on the receiving and isendeis @ eit'gen key pulse generator so that both emit identical key pulse sequences. During the transmission, the clocks switch the key:

  The pulse generators continue to run, with the identical key pulse sequences on the transmitter and receiver side being used to encrypt and decrypt the clear pulse combinations.

   The clear! Pulse combinations must be entered in the cipher mixer or decipher mixer with the same rate as the key pulse combinations. In telex operation z.

   B. the frequency of the clock generator can be selected so that between RTI ID = "0002.0215" WI = "7" HE = "4" LX = "1879" LY = "2493"> two successive clock pulses (synchronizing pulse:

  e) the combination of 5 information bits (clear information) of a letter is sent. It is clear that in this case the clock frequency must be at least as large as the fastest sequence of letters on the teletype.

   In addition, this usually requires a buffer synchronous memory, which is connected upstream of the cipher mixer on the transmission side and feeds the clear pulse combination with the correct phase position into the cipher mixer.

    The unencrypted synchronization pulses are used to maintain synchronism during transmission. For this purpose, in a circuit that is as insensitive to interference as possible, the phase position of the transmitted synchronization pulses in the receiver is compared with that of the receiver-side clock and any phase difference is compensated for.

   With this the key tracking of the sending and receiving side key impulses is guaranteed for a certain period of time in the event of disturbances or interruption of the transmission path, but this method also has the disadvantage

      that unauthorized persons can easily trigger an entry into the pulse synchronism or the correctly synchronized receiver-side clock from its originally correct phase position by interspersing synchronization pulses with a frequency slightly deviating from the transmitted synchronization pulses. can move away, making encrypted transmission impossible.

   Furthermore, the position determination of the information pulses between them is facilitated by the recognizability of the periodically emitted synchronization pulses.



  The described disadvantages of the known methods or devices are avoided according to the invention in that, for step synchronization of the transmitting and receiving-side key pulse generators, part of the key pulse sequence generated by the key pulse generator of the transmitter is transmitted to the receiver and there with the

      Key pulse generator on the catch side generated key pulse sequence over an interval of several pulses, for example by pulsed modulo-2 addition or the like arithmetic operation, a comparison value sequence and with this at least.

       a correlation factor is formed, which assumes an optimal value at step synchronism, and that the mutual relative position of the two key pulse sequences is continuously changed and a further correlation factor is formed for each of these positions, the resulting sequence of correlation factors for controlling the Step synchronization is used.

    



  The main idea of the present invention is therefore to use the correlation properties of random sequences, known per se, to synchronize the encryption and decryption.

   This is explained in detail below. The main advantage of the method according to the invention is that the synchronization takes place directly with the key pulse sequences having pseudo-random character and not by means of special periodic synchronization pulses. This fundamental difference compared to the known state of the art ensures perfect friend-foe recognition.

        tion. In particular, it is not possible for unauthorized persons to disturb the entry into the key synchronization or to pull the receiver away from the correct phase position after this synchronization has been established.

   By avoiding special, unencrypted, transmitted synchronization pulses and the resulting recognition of associated clear pulse combinations, the encryption strength can be increased.



  The method according to the invention and a system operating according to this method are explained in more detail below with reference to the drawing, for example. There are shown: FIG. 1 the basic structure of a system operating according to the new method, its block diagram, FIG. 2 diagrams, two types of modulation (b, c) for the transmission of the cipher pulse sequence (a), FIGS. 3 to 5 different reciprocal positions of the <I> (a) </I> and on the receiving side <I> (b)

   Key impub sequence in diagram representation, FIGS. 6 to 8 diagrams to explain the correlation principle applied according to the invention, FIGS. 9a and 9b time plans for two entry possibilities in the step synchronism, FIGS. 10 to 12 diagrams for Explanation of the automatic step synchronization, FIG. 13 shows a device for performing the step synchronization according to the invention,

         14 to 17 four basic constellations of the signals that can occur in the step synchronization according to FIG. 13 in the form of diagrams, FIG. 18 shows a complete system for implementing the method according to the invention and a block diagram,

         19 diagrams to explain the mode of action of the step synchronization device designated Sy I in FIG. 18, FIG. 20 a further variant of the step synchronization device Sy I of FIG. 18, FIG. 21 diagrams to explain the mode of action of the circuit arrangement according to Fig. 20.

    The interaction of the various parts of a system for encrypted message transmission in synchronous operation with the correlation synchronization according to the invention will first be explained on the basis of the block diagram in FIG. Such systems are used for encrypted transmission of binary coded information, e. B. data, speech in pulse code modulation, telex signals, etc.



  The clear information to be transmitted is fed to the cipher mixer 2 by the clear information clear pulse converter 1 in the form of a binary-coded clear pulse sequence. At the same time, the cipher mixer 2 is fed with e.inez key pulse sequence from the key pulse generator 4. The cipher mixer 2 mixes the clear pulses with the key pulses, this preferably being done by means of mod'ulo-2 addition.

        The cipher pulses or cipher pulse sequences generated in this way reach the modulator 3. In the modulator 3, the cipher pulse sequence is converted by the type of modulation suitable for the transmission, e.g. B. amplitude modulation, frequency modulation, etc.



  These two types of modulation mentioned are shown as examples in FIG. Line a represents a piece of a cipher pulse train in binary form,

   how ie is output from the cipher mixer 2. In line b, the same cipher pulse sequence is amplitud'en- modulated and in line c is shown frequency-modulated. In the case of amplitude modulation, the binary L corresponds to an alternating voltage with the frequency f and the amplitude ü and the binary 0 corresponds to the voltage 0.

    With frequency modulation, an alternating voltage of constant amplitude is sent out continuously, but the frequency is changed. For example, let the binary 0 be the frequency f <I> o </I> and the binary <I> L </I> assigned the frequency f 1.



  The transmitted signal (cipher pulse sequence) reaches the demodulator 6 on the receiving side, which again sends the cipher pulse sequence in the form of binary direct current pulses to the deciphering mixer 7.

       At the same time, the deciphering mixer 7 is paged with the same key pulse sequence as the cipher mixer 2 on the transmitting side, which is generated by the receiving-side key pulse generator 9.

   In the decryption mixer 7, the decryption of the received cipher pulse sequence takes place and the clear pulse sequence recovered in the process is fed to the clear pulse clear signal converter 8, which converts it back into the original information form.



       The system works in synchronous mode, i.e. the sequence of the key pulse sequence of the transmitting and receiving side key pulse generators is controlled by a clock 5 and 10 respectively. The clock generator 5 on the transmitting side normally runs at a constant clock frequency,

          while the clock in the synchronization unit 10 of the receiving side has to be brought into the key synchronization and afterwards has to be synchronized.

   For this purpose, during the correlation synchronization of the synchronization unit 10, the transmitted key pulse sequence on the transmission side is supplied via line 11 and the self-produced, reception-side key pulse sequence is supplied via line 12,

      which uses these two criteria to independently establish the final balance.



  The key pulses of the key pulse generator 4 on the transmitter side and the clear pulses of the clear signal / clear pulse converter 1 must be in phase. The phase position of the key pulses is determined by the clock 5.

   It is therefore necessary that the clear pulses are fed into the cipher mixer 2 with the same phase position. This he follows in a system according to the block diagram of FIG. 1 in that the Marimpulse of Klarsi'gnal- Klarimpulswandlers 1 are called by the clock generator 5 from.

   In cases where this variant is not possible, a so-called buffer synchronous memory is connected between the clear signal / clarin converter 1 and the cipher mixer 2.

   This saves the clear signals or MärimpAwandler emitted clear pulses for a short time and sends them - controlled by the clock generator 5 - with the correct phase position to the cipher mixer 2.

      The entry into the key synchronization occurs in the career synchronization in two phases.



  After completion of the first phase, which is referred to as step synchronization, the key pulse generator on the sending and receiving side each run on its own clock, whereby. the two key pulse sequences can have a maximum shift of one bit length b with respect to one another, "which is referred to as a step phase shift or also a step phase error.

       These ratios will be explained in more detail below with reference to FIGS. 3 and 4.



  Fig. 3 shows in lines a and <I> b </I> a transmitting and receiving key pulse sequence, which are step-synchronized.

   The step phase shift v between the two final pulse trains is smaller than the bit length b (also called the step length or pulse length).

       The numbers above the individual key pulses are intended to indicate after which step of the key pulse generator from a specific, set initial state, this key pulse has been delivered. 4 shows two key pulse sequences that are not step-synchronized.



  To establish the step synchronization RTI ID = "0004.0235" WI = "27" HE = "4" LX = "1159" LY = "1592"> (step synchronization), the correlation factor between the synchronization information content of a part of the sending and receiving side key pulse sequence is used. The properties of this <RTI

   ID = "0004.0250"> Correction factor and the application for controlling the step sequence are described in detail below.



  During the second phase, the so-called step phase synchronization, subsequent to the step synchronization, the still existing step phase error between the sending and receiving key pulse sequences is corrected. With two key pulse trains which are step-phase-synchronized,

   there is no shift between the send. and key pulse sequence at the receiving end. The latter case is shown in FIG.



  To establish the step phase synchronization (step phase synchronization), the correlation function value between the time functions of a part of the sending and receiving end final pulse sequences is used during correlation synchronization, which will be discussed in detail later.



  Due to the inaccuracies of the clocks, albeit small ones, the key pulse sequences on the sending and receiving sides are shifted again over time. This phase shift is also corrected by the step phase synchronization.



  While the information is being transmitted, the transmission-side key pulse sequence is not available on the receiving side and '. thus a step phase error that may arise during the transmission of information cannot be corrected either.

   However, since very precise clock generators, preferably quartz-controlled clock generators, are used on the sending and receiving side, it is easily possible to transmit information during a certain time without step phase synchronization. During the natural and - if necessary - artificially generated breaks in the transmission of information, only the transmission <RTI

   ID = "0005.0028"> side key pulse sequence transmitted, and the receiving station has time to correct the step phase errors that have arisen in the meantime.



  Subsequently, the correlation properties of random sequences or pseudo-random sequences will be discussed, under which; The term includes the key pulse sequences of key pulse generators, as used in correlation asynchronization.



  The correlation factor r of two identical and temporally coincident random sequences is one, whereas this factor tends towards zero in the case of non-identical or temporally inconsistent sequences. The same applies to so-called pseudo-random sequences. By this one understands sequences with a similar static distribution like correct random sequences,

    but determined and machine-made.



  Strictly mathematically, the correction factor is formed from two successive values according to the appropriate formula:
EMI0005.0069
    Here v = x <I> - x </I> and w = y <I> - y, </I> where x and y are the arithmetic mean values of the sequences x and y. For electrical signals, x and y are dile DC components.



  However, only this is of technical importance! Short-term correlation, in which the interval in which the mean value is formed has a finite size. The formula for the correlation factor thus takes the following form:
EMI0005.0086
    With the application of the correlation principle used here, the values are in binary form.

   You can therefore only adopt two states, the binary zero = 0 and the binary one = L. If one evaluates the two states 0 and L with -1 and '+ 1, then both value sequences - assuming random character - have no direct current component (x and y = 0) and the effective value
EMI0005.0098
    is equal to one.

   In this case, the above formula is reduced to the following form:
EMI0005.0102
    As stated above, the correlation factor of two identical sequences is one. This case is shown in FIG. With two uncorrelated sequences, the correlation factor r tends towards zero, as FIG. 7 illustrates.



       If there is the value - if x and y follow as time functions, then the formula (1) changes into the integral form,
EMI0005.0116
    this special formula again only applies to binary signals with a random character and the two states evaluated with + 1 and -1.



       If, y (t) is delayed with a variable, the correlation function yp (z) results:
EMI0005.0127
    With identical time functions, i.e. x - y, the autocorrelation function y (a) according to FIG. 8 results, which has a maximum value with zero shift (z = 0) and is symmetrical,

    The properties of the correlation factor of two value sequences (formula 1) as well as the correlation function (formula 2) described above are used in the described correlation synchronization for executing the step and step phase synchronization.



  In the case of synchronous transmission, as is the case with the subject matter of the invention, the key pulse generators are incremented by a separate clock generator on the transmitting and receiving side with practically the same clock frequency. The period duration of this clock frequency corresponds to the clear pulse length. At the beginning of <RTI

   ID = "0005.0163"> connection establishment thus the task is to bring these two key pulse generators into step synchronization.



       The creation of step synchronization is basically possible in two ways. In both variants, the key pulse generators on the sending and receiving sides are first brought into the same initial state.

   Starting from this initial state, according to the first variant, the clock generators are switched on at the same time in both key pulse generators and one obviously obtains key pulse generators working in step synchronism.

       For example, the receiver clock is switched on before the sender clock. By appropriate selection of the running speed of the receiving-side key pulse sequence, it can always be achieved

   that both key pulse generators will be in the same position at a later point in time. The key impulse sequences intersect in their course.

   In the example assumed above, the receiver clock should be slower than that of the sender. On the receiving side, suitable means are used to determine when this intersection takes place and at this time = point the receiver clock frequency is suddenly switched to that of the transmitter - t. From this moment on, both key pulse generators are in step synchronism.



  The time sequence for the ratios assumed above is shown in the diagram in FIG. 9a. In this diagram, the sequence of the key impulse sequences is plotted on the ordinate axis S over the time axis t.

   The line: SE symbolizes the sequence of the receiver key pulse sequence and the dashed line SS the sequence of the transmitter key pulse sequence. The receiver clock generator and thus the receiver key pulse wave SE begins to run at time t1.

   The transmitter clock generator and thus the transmitter key pulse sequence SS begins to run at time t2. According to the illustration, the receiver clock initially runs more slowly than the transmitter clock. The:

          two lines <I> SS </I> and SE cross at the time <I> t4. </I> At this point in time, the frequency of the receiver clock is suddenly brought into agreement with the frequency of the transmitter clock.



       The constellation before the step synchronization, as shown in Fig. 9a, is referred to as the receiving side before running. In this case, the key pulse generator on the receiving side, counted from an initial state that is the same for both key pulse generators, is in a higher number of steps than the key on the transmitting side before the crossing time t4 is reached:

  pulse generator. In Fig. 9a, for. B. at time t3 the sending-side Scblüsszlimpulsgenerator in the 16th step, while the receiving-string key pulse generator is in the 30th step.



  The reverse case, i.e. H. Continuing on the receiving side is shown in FIG. 9b. In this case, there is the key pulse generator on the receiving end, counting an initial state that is the same for both key pulse generators, before reaching the crossing point.

       t4 in a lower number of steps than the key pulse generator on the transmitter side. In Fig. 9b, for. For example, at the time ts the key pulse generator on the transmitter side is in the 42nd step, while the key pulse generator on the receiver side is in the 27th step.



  With the synchronization according to the invention, the step synchronization takes place according to the second variant, because by means of the correlation, the synchronization time can be clearly detected even in the case of defective transmission-side key pulse sequences.

   This detector works as described below. An interval - the so-called correlation interval zo - consisting of the last n bits, dm the sending or receiving end, is continuously recorded from the sending and receiving end key pulse sequences on the receiving end.

       Receive interval memory, preferably in front of the sliding register, stored and calculated from this the correlation factor according to formula (1). The calculation of this correlation factor takes place in such a way that the information of the same bits of the sending and receiving side correlation interval - so-called value pair - is compared (multiplied) with one another.

            and the correlation factor r is formed by the subsequent summation of this comparison result of all n value pairs. This factor will hover around zero as long as the two intervals are not identical.

   But at the moment when two identical intervals are stored ', <b> d </B>. H. Both key generators are in the same position, the correlation factor r rises abruptly to one.

   With this criterion, i. H. at the. When the correlation factor r rises above a certain, predetermined value, the so-called threshold value <I> SW, </I> the clock generator at the receiving end is switched to the transmit clock frequency. The two key generators continue to run synchronously from this point on.

      After the step synchronization has been established, a step phase shift of a maximum of 1/2 bit can still exist between the two key pulse sequences, since the two clock generators have not yet been synchronized in this regard. This phase error is corrected by means of the jerk phase synchronization, which is described in detail below.



  The size of the threshold value SW depends on the degree of disturbance in the transmission at which the step synchronization should still work properly. If the maximum permissible error rate for correct running-in is q, then are <I> k = q - </I> ra bits disturbed in the correction interval, where k can only be an integer.

   In this case, the correlation factor reaches the value:
EMI0006.0217
    If (k + 1) bits are disturbed, there should be no more run-in. The threshold value SW is thus determined as follows:
EMI0007.0001
    On the other hand, if the threshold value is lower, the probability of a step in a random sequence increases.

   This so-called false run-in probability Wr is calculated
EMI0007.0008
    However, by appropriate choice of the correlation interval length n (bit), any error rates and error rate probabilities are possible.

   Two numerical examples are intended to show this even more precisely, whereby the selection of an extremely high error rate is intended to demonstrate how a run-in into the step synchronism can be made insensitive to interference.



   <I> Example 1 </I> Interval length n = 40 Error rate = 20% k = 8
EMI0007.0024
     <I> Example 2 </I> Interval length n = 60 Error rate = 20% k = 12
EMI0007.0027
    From these two examples it can be seen, among other things, that by increasing the correlation interval length n from 40 to 60 bits, the incorrect entry probability despite the same error rate from 10-4 to 1,

  82 - 10-E sinks.



       The requirement for friend-foe recognition is met by the fact that the key pulse sequence is used directly for entering the step synchronism. This means that an entry is only possible to a counter station that delivers the correct pulse sequence.

   To do this, it is necessary that the key pulse generators assume the same initial state at both stations. The initial state can be generated, for example, by mixing a secret basic key with at least one additional key.

   Another way in which the additional key does not have to be transmitted is the mixture of the secret basic key with an additional date-time key.



  As already mentioned, there can still be a step phase shift of a maximum of 1/2 bit after the step has been run in between the sending and receiving side clock. Furthermore, due to the, albeit very small, inaccuracy of the clock generator over time, a step phase shift can result. These step phase errors of different origins must be corrected.

   This is done in both cases by means of step phase synchronization, as will be explained in more detail below.



  In the described correlation synchronization, the properties of the autocorrelation function (correlation function) shown in FIG. 8 in the range from −1 b to are used for step phase synchronization <I> + 1 b (b </I> = bit length), which has a maximum when there is a phase match (a = 0).

       If the time functions of the key pulse train produced by the transmitter are corrected on the receiving side with the key pulse train generated on the receiver side, a function value is obtained according to the autocorrelation function,

      which depends on the amount of the step phase shift. By shifting the phase of the clock at the receiving end such that the function value reaches its maximum, the step phase error between the transmitter and the receiver clock is made zero.

    In this case, the received key pulses produced on the transmission side exactly match those on the receiving side in terms of phase.



  The advantages of the correlation principle are the friend-foe recognition and the insensitivity to statistically distributed disturbances.



  The friend-foe recognition, i.e. H. not reacting to hostile impulse trains that aim to slowly pull the receiving station out of the step phase synchronization in order to make the transmission of messages impossible, analogous to step synchronization, by using the correct key in order to exert any influence on the step phase synchronization pulse train must be available.

   Since the key pulse sequence is secret, any influence of unauthorized persons on the step phase synchronization is definitely prevented.



       Sbatistically distributed disturbances in the received final pulse train have the effect that the correlation function value can no longer rise to the value one, since the two correlated pulse trains are no longer (100%) identical.

   However, the disturbances do not change the character of the auto-correlation function, <b> d </B>. H. the maximum of this function is always zero at the shift phase shift and the decrease to -1 b and + 1 b remains linear. Only by choosing a sufficiently long integration time is to avoid that the statistical fluctuations of the correlation function value caused by disturbances are kept within sufficiently small limits.

   These fluctuations must be so small that the maximum of the autocorrelation function can be determined with the desired accuracy. In FIG. 8, the auto-correlation function is shown in dashed lines with an average error rate of 25%.



  In the description of a circuit for step phase synchronization, the need for interference will be discussed again with the aid of the figures.



       If the step phase synchronization is to be carried out automatically, since the autocorrelation function - except for the zero point - is ambiguous, the sign of the deviation or the direction of the correction must be determined.

   This is possible for the 2nd time if, for example, the! Received key pulse train - generated on the transmitter side - correlated with two mutually shifted key pulse trains on the receiver side.

       These two key pulse sequences should be symmetrical to the key pulse sequence used for decryption and should preferably have a shift of +1/2 bits and -1/2 bits.

   10 shows three such identical key pulse sequences at the receiving end, where the key pulse sequence of line a is used for deciphering and the other two pulse sequences b and c are required for the phase synchronization. The latter have a phase shift of -1/2 bit or

   +1/2 bit to the pulse sequence of line a. As already mentioned above, the receiving-side key pulse sequences b and c of FIG. 10 are correlated with the received, transmitting-side generated key pulse sequence, and the correlation function values obtained are dabsi,

      those in Figs. 11 and 12 with 1P1 and. V2 are designated, the difference is formed. This difference is, as will be shown with the aid of the following examples, a suitable criterion for the automatic control of the step phase synchronization.



  If the receiving-side key pulse sequence used for decryption (line cc in Fig. 10) is in phase with the received, transmitting-side generated key pulse sequence, the

          both correlation function values ypi and 7p2 are equal and '. thus the difference is zero. These, are plotted in Fig. 12, where the abscissas er, <I> b </I> and c denote the phase positions of the three receiving-side key pulse sequences.



  In Fig. 11 the relationships for lagging receiver clocks, i.e. H. positive step phase shift, shown. As can be read from this figure, the correlation function value ipi is greater than the correlation value y) 2 and so the difference is positive.



       If the receiver clock is leading, <b> d </B>. H. negative step phase shift, as can be readily seen, the relationships are reversed, and thus the difference is negative.



  The criteria for controlling the pulse synchronization are summarized as follows: 1. Pulse synchronous% musi-y @ 2 <I> = 0 </I> (phase shift zero) 2. Receiver clock lagging Vi-zp2> 0 (positive step phase shift) 3.

       Receiver clock leading Vi - 1p2 <0 (negative step phase shift) The two values V1 and w2 are known to be integrals (compare formula 2). Since the difference between two integrals is equal to the integral of the differences, the difference can also be formed before the integration.

   If a fixed integration time is also introduced, the integral can be viewed directly as a normalized mean value. Taking these two aspects into account, the circuit for pulse synchronization shown in FIG. 13 is constructed, which is also used in the block diagram of FIG. 18 and is subsequently described.



       According to the exemplary embodiment shown in FIG. 13 of a circuit for performing the step phase synchronization according to the invention, the two correlation multipliers 806 and 807 on the one hand via the line 805 with the same transmission-side key pulse sequence and on the other hand via the lines 113 and 804 with one each <RTI

   ID = "0008.0205"> Key pulse sequence supplied on the receiving side. In the pulse-synchronized state, the two key pulse sequences on the receiving end have a phase shift of -1/2 bits and +1/2 bits with respect to the transmitting-end key pulse train arriving on line 805. This state is in the diagram in FIG. 14

      recorded, with the lines cc, <I> b, c </I> reproduce the key pulse trains on lines 805, 113, 804. Figures 15-17 show three more RTIID = "0008.0228" WI = "24" HE = "4" LX = "1280" LY = "1976"> constellations. 14 to 17 show the two binary states of the pulse trains of lines a to e, corresponding to the evaluation useful for the correlation,

   again denoted by +1 and -1.



  The correlation multipliers 806, 807 carry out the multiplication of the two key = pulse sequences fed in.

   The product sequences thus formed are shown in lines d and e of FIGS. 14 to 17, respectively. These product sequences reach the differential amplifier 808 via the line 820 or 821, where a new sequence is formed according to the difference between the two product sequences.

   This new pulse sequence is shown in line f of FIGS. 14 to 17, respectively. The new pulse sequence, best referred to as the difference sequence, is integrated in the integrator 809.

       With a defined, constant integration time, the value of the integral corresponds to the difference in the correlation function values between the transmit-side and one receive-side key pulse sequence, and is therefore a measure of the step phase error of the two clock generators participating in the connection.

   This error signal is shown in line h of FIGS. 14 to 17 in each case. The error signal h reaches the "threshold value detector" via line 822 <B> 812, Where there is a comparison with a predetermined threshold value SW which is supplied to the threshold value detector by an 'adjustable threshold value generator 811'.

   The threshold value detector 812 switches the two outputs 813 and 814 according to the following control criteria:
EMI0009.0023
  
    Step phase <SEP> error signal <SEP> states <SEP> the
 <tb> shift <SEP> h <SEP> lines
 <tb> 813 <SEP> 814
 <tb> positive <SEP> <I> h <SEP> SW <SEP> L <SEP> 0 </I>
 <tb> <I> 0 <SEP> SW <SEP>> h> -SW </I> <SEP> 0 <SEP> 0
 <tb> negative <SEP> <I> h <SEP> L- <SEP> SW <SEP> 0 <SEP> L </I> The size of the threshold <I> SW </I> is determined by the requirement that the correlation with any received random pulse may not result in a correction of the step phase position of the clock on the receiving side.

   In this case, the error signal h fluctuates around the value zero, and the threshold value should be chosen so large that it is practically never reached. This case is shown step by step in the time schedule of FIG.



  In the case of the minimal step phase shift that is still to be corrected, however, the error signal h must reach the threshold value SW. Through the integration, the error is continuously added, so that by choosing - a correspondingly long integration time, the error signal h can be achieved for any small minimum step phase error.

    This is also the case if the transmission-side key pulse sequence was disturbed on the transmission path, because the proportion of disturbances in the error signal is zero on average. The timing diagrams of FIGS. 15 and 16 show the case with positive and negative step phase shift, respectively.



  The integration time is determined by periodically setting the initial condition zero of the integrator 809. This is done by a pulse on line 810, which is shown in FIGS. 14 to 17 in each case in line, g. Shortly before a new initial condition is set, the integrator 809 is read or the decisions of the threshold value detector 812 are blanked.

   The gates 816 and 817 are opened by a periodic pulse on the line 815, so that an aE due correction signal on the line 813 or 814 via line 818 or 819 carries out the corresponding correction of the receiving-side clock with known means.

   A pulse on line 818 causes a negative shift in the phase of the receiver clock, whereas a pulse on line 819 causes a positive shift.

    In FIGS. 14 to 17, the read pulse on line 815 is in line i and the resulting correction pulses on lines 818 and 819 are in lines <I> k </I> and <I> l </I> shown.



  It should be noted that in the above-described arrangement according to FIG. 13, the step phase shift is not recorded quantitatively and the correction takes place in constant cuts. The correction of a larger step phase shift, e.g.

   B. after the step is thus carried out in several successive measurements and correction steps until the entire step phase shift is corrected.



  A step phase synchronization, as described with reference to FIG. 13, can regulate a step phase shift of up to 11/2 bits. This area is larger than necessary, because after the step in there is a step phase shift of maxianal 1 / _q bit and with a writing phase shift:

  If more than 1 bit, no more messages can be transmitted.



  The step phase synchronization according to FIG. 13 only works when the transmission-side key pulse sequence is transmitted. If, on the other hand, messages are to be transmitted in encrypted form, the key pulse sequence on the sending side is not permanently available on the receiving side.

   However, since the clock generators have to be very precise (crystal-controlled), it is easily possible to transmit messages for a certain time without the step phase synchronization having to work.

       During the natural and, if necessary, artificially generated transmission pauses, the subsequent synchronization of the small step phase shift that occurred during the message transmission takes place. At the end of the description, an arrangement will also be discussed which allows a step phase correction even during the transmission of information.



  The fng. 18 shows two stations working together as transmitters and receivers which are equipped with a synchronization device working according to the method according to the invention. At both stations there is a K'1! Arinformation clear pulse converter 1 or B.

   By means of this converter is <b> the </B> Clear information converted into clear pulse sequences (transmitter) or vice versa (receiver). As mentioned earlier, the clear pulses must have the same phase position as the key pulses. For this purpose, in the example described, the clock pulses of the transmitter-side clock generator 40 are fed to the clear information clear pulse converter 1 so that it can emit the clear pulses in the correct phase position.

   The possibility of using the buffer synchronous memory was also referred to earlier.



  The output 71 of the send! Ice-side converter 1 @spenst the clear pulses in a cipher mixer 16, the output 17 of which is connected to the transmission path indicated by the arrow 100, which for example <b> one </B> can be cable, wire or radio connection.

   The transmission path ends on the receiver side in the decryption mixer located there <B> 160, </B> its output <B> 171 </B> feeds the converter 8.

   For the purpose of encryption, key pulse trains are supplied to mixers 16 and 160 by key pulse generators 10 and 110, which are mixed in the transmitter-side mixer 16 with the clear pulse trains generated by the transducer 1.

   After the transmission of the pulse sequences encrypted in this way via the transmission link 100, clear message pulses are again produced in the mixer 160 by mixing with the identical key # pulse sequence generated by the key pulse generator 110, which control the converter 8.



  Each of the key pulse generators 10 or <B> 110 </B> can be controlled via the lines 31, 21 or 131, 121 by a basic key generator 30 or 130 and at least one additional key generator 20 or 120.

   Through the combined use of these key generators, a new key start position can be produced even if a single basic key is used with every verbimd'angs- recording.

   A so-called random key can be used as an additional key. and; or a date-time key can be used.



       Each station is equipped with a clock generator 40 or 900. Each of these clock generators has a frequency generator (902), the frequencies of all these generators agreeing as precisely as possible. At least the clock of the receiving sta- tüon continues with an impulse litter

   Suppression stage 903 and a delay stage 905.



  At least at the receiving station there is a synchronization device Sy.



  Typically, each station eats, set up to both serve as. Sender as. also as. Receiver (optional) can be used. All stations are then set up in the same way, with each station naturally also having the same synchronization device and the same clock generator.



  According to the illustration, the synchronization device Sy consists of two parts Sy I and Sy 1I. The part Sy I is used to control the step infeed, i.e. H. for step synchronization.

   The part Sy 1I is used to correct the step phase or to maintain synchronization, d. H. for step phase synchronization.



  In accordance with a preferred variant of the invention, the part, Sy I, of the synchronization device consists essentially of three shift registers 200, 300 and 400 (send and receive interval memories), two correlators 500 and 600, two threshold value detectors 701 and 703,

       a threshold value generator 700 and two amplifier stages 702 and 704. In accordance with the arrangement shown in FIG. 13 and described in detail above, the part Sy II consists of two correlation multipliers 806 and 807, a differential amplifier 808, even integrator 809,

       a threshold value detector 812 and a threshold value generator 811. Two delay circuits 801 and 802 and a memory stage 803 are connected upstream of this arrangement to provide the necessary key pulse sequences in the desired phase position.



  Each of the stations is equipped with a command unit 50 or 150, which controls the sequence of the various individual phases. In order not to disturb the clarity of the block diagram, the control lines between the command unit and the individual parts of the device are not shown, but are marked as such by the designation S. The corresponding arrow indicates the direction of the signal flow - to or from the command unit.



       Details and mode of operation of the device shown in the block diagram of FIG. 18 are described in detail below. To set the initial status: a date-time key is used.



       When generating the initial state of the Schlüsszlimpulsgeneratoren 10 and 110 according to the date-time key method, at regular intervals, e.g. B. every minute, a new additional key is generated according to the date and time. In the present embodiment, therefore, the additional key generators 20 and 120 are each equipped with a clock.



  On the transmission side, the date / time key is transmitted to the key pulse generator 10 via line 21. Each time the date / time key is changed, the additional key generator 20 signals this change to the command unit 50 via the line 22.

   As long as the device is in the idle state, the command unit 50 causes the new initial state to be set in the key pulse generator 10 via the line 11; H. the mixing of the date-time key on the line 21 with the secret basic key which is transmitted from the basic key generator 30 via the line 31.



       So that practically no conclusions can be drawn about the secret basic key from the key pulse sequence that is sent out at a later point in time, the key pulse generator 10 is advanced by a certain number of steps, so-called distance steps, after the setting process. This is done by

   that the command unit 50 via the line 51 and the gate 52 releases the clock. The clock pulses come from the clock generator 40 and are sent to the key pulse generator via line 41, gate 52 and line 53 <B> 10 </B> headed. The number of distance steps can be fixed or variable. These steps are counted by the key pulse generator 10.

   The end is signaled via the control line 12 to the command unit 50, which in turn locks the gate 52 again via the line 51 and thus stops the sequence of key pulses.



  In a preferred variant with a variable number of distance steps, the number of steps is derived from the secret basic key / or date-time key, which changes periodically.



  The distance steps must not reach the transmission path 100. The command unit 50 therefore blocks the gate 14 via the line 54 during the setting process and the distance cabinet is running. Thus, no information reaches the device from which the secret basic key could be obtained relatively easily.



  If there is no transmission, d. H. the device is in the idle state, so this setting process is repeated each time the date / time key is changed. , If a message is now to be transmitted in encrypted form, the transmission side is switched from plain to syn-crypto. This is done by means of a switch 60,

   which via the line 61 of the control unit 50 issues the command to trigger the synchromesh phase.



  However, there is a condition for the run-in that the same initial status has been set for both key pulse generators.

   This condition Aest - due to the inaccuracy of the clocks on the sending and receiving side - is not necessarily met while the date-time key is changed. A run-in command must therefore be blocked or delayed for a short time during the additional key change.



  Assuming that the clocks are adjusted once a day and the accuracy is at least 10-5, the maximum difference between the clocks is calculated as: Att = 2 - 24.3600 - 10-5 = 1.73 sec. The actual blocking time however, it has to be a little larger so that a run-in triggered shortly before the start of the blocking period can still take place safely.

    and at the end of the blocking period the new correlation interval is already set on the receiving side. As a guideline, the blocking time for higher clock frequencies can be assumed to be 1 3 seconds.



  In response to the run-in command triggered by switch 60, command unit 50 initiates the step synchronization phase immediately or, if the blocking time has happened by chance, after the same has elapsed. Via the line 51, the gate 52 is opened again, so that the key pulse generator 10 is rhythmically switched on with the clock frequency of the clock generator 40.

   The key pulse generator thus emits the key pulse sequence on line 13, which contains the correction interval at a certain interval and can subsequently also be used for encryption if the requirements are less stringent. The key pulse train reaches the transmission link 100 via the gate 14, the mixer 16 and the line 17. H.

         During the step synchronization and the subsequent step phase, ensynchronization, which will be discussed in detail below, no clear information can get into the mixer 16,

   the gate 56 is blocked by the command unit 50 via the line 55 during this time. This time begins with the transmission of the final pulse sequence and ends with the expiry of a delay element which is triggered by a second pulse on the control line 12, which pulse signals the transmission of the last bit of the correlation interval.

   The delay time is selected so that the maximum possible step phase error can be corrected on the receiving side (step phase synchronization).



  The connection is now ready for encrypted transmission in synchronous mode. The clear impulse sequence flows via the line 71 and the gate 56 into the cipher mixer 16. There the clear impulse sequence is transmitted; mixed with the key pulse sequence (encrypted) and the cipher pulse sequence reaches the transmission path via line 17: 100.



       This is followed by the description of the receiving side of the block diagram of FIG. 18, again beginning with the setting of the initial state of this key pulse generator.



  As already explained in detail, in the case of step synchronization, the beginning and the running speed of the two key pulse sequences are selected in such a way that they intersect at a later point in time. As an example, the variant according to FIG. 9a was written with the slower receiver clock.

   In this variant, the receiver take is zero in the borderline case, i.e. H. After keying in the correlation interval Zo of n bits into the receive interval memory, the key generator must be stopped again, i.e. H.

   the key pulse generator on the receiving end is stopped in advance. The block diagram in FIG. 18 is designed for this special case.



       Controlled by the clock of the additional key pulse generator 120 and the command unit 150, the analog setting process of the initial state of the key pulse generator 110 and the execution of the distance steps take place on the receiving side at the same time as on the transmitting side.

   In contrast to the transmission side, this process process is not interrupted after the last distance step, but the correlation interval is then produced. This process is controlled by the fact that after the first pulse on the line 112, i. H. after the last distance step, the command unit 150 does not interrupt the process, but allows it to run west on this line until the second pulse.

   The steps between the last distance step and the last bit of the correlation interval are thus also counted by the key pulse generator 150 and can in turn be fixed or variable, e.g.

   B. derived from the secret basic key and date-time key or any device that supplies a random number. The only condition is that at least n steps (length of the correlation interval Zo) must be taken.



       During the entire process described above, the sequence of key pulses thus generated is passed via line 113 to the first stage 201 of shift register 200 (reception interval memory). Via line 252 the command is:

  unit 150 - also during the entire process - the gate 250 free, so that the clock pulses on the line 906 via the gate 250 and the line 251 to all stages of the shift register 200 and the entire key pulse sequence up to this,

  - at the point in time the shift register 200 is keyed. However, since the shift register 200 only has a storage capacity of n bits according to the prerequisite, only the last n bits, i.e. H. the correlation interval Zo, the Sch'Tüssel impulse sequence is stored.



  It should also be added that the clock pulses on line 906 have a delay of 0.5 bit compared to the clock pulses on line 904. The individual key pulses are thus always keyed into the shift register 200 in the middle between two steps of the key generator 150.

   The delay is generated by stage 905 of clock 900.



  As long as there has been no entry into the cut synchronism, the product donation and storage of the correlation interval Zo are repeated with each change of the date and time key, so that the key pulse generators for producing the correlation interval always have the same initial state on the sending and receiving side go out.



  In addition to the periodic generation of the correlation interval, the correlation factor between the last h received bits and the shift register 200 is formed in a stored manner - bits of the correlation interval produced at the receiving end. It is thus a for the received pulse train. Memory (transmission interval memory)

          necessary, for which a shift register is also used in our example. The shift pulses must have the same clock frequency. like the clock generator 40 on the transmission side, with which the transmission-side key pulse sequence is generated.

   However, since the clocks can have any phase relationship before entering step synchronism, it is possible that the shift pulses coincide with the bit end or bit beginning of the received pulses and therefore the keying into the first stage of the shift register is not clearly determined.

   For this reason, two shift registers (transmission interval memory) are used in the present exemplary embodiment, the shift pulses of which are mutually offset by half a bit period, so that at least one shift register correctly stores the pulse sequence received. These are shift registers 300 and 400,

   the shift pulses on the lines 904 and 906 by the delay stage 905 are shifted by half a Bitpieriod'e against each other. The pulses arriving from the transmission path 100 reach the stages 301 and 401 of the shift registers 300 and 400 via the line 117, where, as already stated above, the last n bits received are always stored.



  In FIG. 19, the relationships are plotted for the special case mentioned above. Line a represents any key pulse sequence received via line 117.

   Line b shows the shifting pulses arriving via line 904, which happen at random (as shown)

          coincide with the end of the bit or the start of the bit of the received key pulse sequence. Line c shows the partially incorrectly stored pulse sequence in shift register stage 301.

   The relationships for the shift register 400 are recorded in lines d and e, from which it can be seen that the received pulse sequence was correctly stored in the shift register stage 401.



  Since the received key pulse sequence has to be stored twice, two correlators are also required. These are the correlators 500 and 600 which form the correlation factor between the key sequences stored in the shift registers 200 and 300 or 200 and 400.



  Each corrector consists of n multiplication levels corresponding to the two <I> each n </I> Bits consist of the key pulse sequences and a stage for averaging (summing). In the case of the correlator 500, these are the multiplication stages 501, 502, 503 ..., which are transferred from the associated shift register stages 201 and 301,

   202 and 302 <B> ... </B> are fed. The products of the n multipliers are over the lines <B> 551, </B> 552, 553. .., fed to the middle 1 value formation of the stage 598, which emits the correction factor r1 at its output on the line 599.



  Correlator 600, whose output sends correlation factor r2 to line 699, is constructed in exactly the same way.



  As long as the received pulse sequence is any random sequence or an interval of the key pulse fcoIge before the receiving-side correlation interval ZO stored in the receiving interval memory 200, the two correlation factors are, as shown above,

   around zeroRTI ID = "0012.0222" WI = "13" HE = "4" LX = "1513" LY = "2222"> commute. But if the n bits of the correlation interval Zo were received by the key pulse sequence on the transmission side and;

  thus correctly stored in at least one of the two shift registers 300 and 400, the correlation factor of at least one of the two correla (gates r1, r2 rises abruptly to one).

   The increase in the correlation factor above a given threshold <I> SW, </I> which is determined by the maximum permissible error rate, is, as also shown above, as the intersection of the sequence of the send and:

          Key pulse waveforms on the receiving end (compare FIG. 9a) are detected and used as a signal for switching the key pulse generator 110 on again.

  * This detection takes place for one correlator each in the threshold value detectors 701 and 703, which are fed on the one hand with the predetermined threshold value from the threshold value generator 700 and on the other hand with the correlation factor of the two correlators 500 and 600.

   The threshold value detectors emit a pulse at their outputs as soon as the correlation factor exceeds the threshold value. This pulse is amplified in the subsequent stage 702 or 704 and arrives via dxs line 705 or

   706, the gate 707 as well as 708 and the signal line 711 in the command unit 150, which in turn opens the gate 152 again via the line 151 so that the key pulse generator 110 was forwarded with the clock frequency of the clock 900. From this moment on, the key pulse generators 10 and 110 on the transmitting and receiving sides are in step synchronization (step-synchronized).



  After the step synchronism has entered the gate 708 is blocked by the command unit 150 via the control line 709, so that the step synchronicity part Sy I can no longer exert any influence on the command unit 150.



  As already mentioned several times, a step phase error of a maximum of 1/2 Bf can still exist after the step in. A step phase error also occurs over time due to the imprecision of the clock. These two step phase errors - of different origin - are corrected by means of the step phase synchronization.



  In the exemplary embodiment of FIG. 18, the same device Sy 1I is used for step phase synchronization as is shown in FIG. 13. This facility has been discussed in detail above. At this point only the provision of the necessary key pulse sequences in the desired phase position and the continuation of the correction signals need to be described.



  The two correlation multipliers 806 and 807 must, of course, be fed with the key pulse sequence on the transmit side and one on the receive side.

   The key pulse trains on the receiving side have got eggs in the pulse-synchronized state. Phase shift of -1/2 bit and + 1 / "bit to the transmitting side. The constellation of these three pulse trains are generated by means of the two delay stages 801 and 802 and the storage stage 803.



  The received key pulse sequence is passed directly to the correlation multiplier 806 and the delay stage 802 via the line 113. The delay stage has a delay time of about 1/2 bit. As a result, the key pulse sequence on line 113 is keyed into memory stage 803, delayed by 1 bit by the clock pulse on line 904.

    The memory stage 803 feeds this key pulse sequence on the receiving end, delayed by 1 bit, into the correlation multiplier 807.



  So that all key pulse sequences finally have the correct phase position, the key pulse sequence on the transmission side, which is transmitted via the line, must still have the correct phase <B> 117 </B> is fed, are delayed in the delay stage 801 by half a bit. This delayed pulse sequence reaches the two correlation multipliers 806 and 807 via line 805.



  The recovery of the correction signals, which are emitted in the form of pulses via the two lines 818 and 819, is based on the above! the Mg. 13 has been described in detail. It is merely a reminder here that pulses are periodically emitted on line 818 as long as the clock generator on the receiving side has a positive step phase shift. In the event of a negative shift phase offset, analog pulses are output on line 819.



  These correction signals cause a corresponding correction of the phase position of the clock pulses on the lines 904 and 906 in the combined coaster, litter and suppressor stage 903 of this clock generator 900.



       While the message is being transmitted, the cipher pulse sequence received flows via line 117 into mixer 160, where it is mixed with the key pulse sequence from line 113 and the resulting cipher pulse sequence is fed to converter 8 via line 171.



  Machine-generated key pulse sequences are always periodic. From the point of view of encryption technology, however, a period-free key pulse sequence is preferable.

   Such a period-free key pulse sequence can be generated with a system according to FIG. 18 in that a period-free date-time key, which is generated by the clocks of the additional key generators 20 and 120, is continuously transferred to the key pulse generators 10 and 110 on the sending and receiving side can act.



  A further possibility for determining the correlation factor between two pulse sequences is an arrangement according to FIG. 20, which is then described.



       The mode of operation of this device is basically the same as that of the synchronized system Sy I in FIG. 18. However, in order to reduce the number of multipliers, this device variant works in sequence. Furthermore, the total can be done digitally.



  Shift registers again serve as memory for the n bits of the correlation interval. These are the three shift registers 220, 320 and 420.



  The correlation interval 11 generated at the receiving end is stored in shift register 220 each time the date / time key is changed, in a manner analogous to that when using the synchronizer!

   The key pulse sequence reaches the line 113, the AND gate 290, which was opened by the command unit 150 (FIG. 18) via the line 293, and the OR gate 292 to the stage 221 of the shift register 220.

   By clock pulses with the same frequency as the pulses with which the key pulse generator is switched, but a phase shift of +,! J bit, the keying Zn the shift register 220 takes place. The shift pulses arrive from the line 232 via the OR gate 231 and the line 230 to all stages of the shift register 220 at the same time.



  For exactly the same reasons as in the embodiment of FIG. 18, the received pulse train is keyed into two shift registers with a phase shift of half a bit. The pulse received via line 117 is added to this;

          on the one hand via the gates 390 and 392 to the shift register stage 321 and on the other hand via the gates 490 and 492 to the shift register stage 421. Due to the 1-bit phase-shifted clock pulses on the lines 904 and 906, the received pulse train is shifted with the same phase stored in shift registers 320 and 420.

   The above-mentioned gates 390 and 490 are opened by the command unit 150 (Fig. 18) via a control line 393 and 493 at the correct time - shortly before the clock pulse belonging to the shift register,

   so that the information on line 117 can get into disk registers 320 and 420 as described. The same control lines cause the gates 391 and 491 to separate the feedback lines 399 and 499 from the shift register inputs,

      so that the input of the received impulses cannot be disturbed from this side.



  The temporal relationships can be seen from the time schedule in FIG. Lines b and c show the clock pulses on services 904 and 906 with a phase shift of i%, bits, but any phase position to the received key pulse sequence, which is shown in line a.

   Lines d and e represent the control pulses on the control lines 393 and 493, which briefly switch line 117 to the shift register inputs during the clock pulses.



       The last n bits of the received pulse train are thus permanently stored in the two shift registers 320 and 420.



  As already mentioned, the in Fi'g. 20 the embodiment of the correlation factor: r formed in sequence. Each of the two correlators therefore has only a single multiplication stage 590 or 690 (not n as in the example according to FIG. 18).

    A counter 791 or 792 is connected downstream of each of these two multiplication stages. To form the correlation factor, all n bit pairs are successively switched to the multiplication stage and the numbers +1 and -1 are counted in the subsequent counter and the difference is formed.

   In the embodiment according to FIG. 20, this is a counter, the counting direction of which is controlled by the multiplier forwards at + 1 and backwards at -1. For each correlated bit, a pulse is given from the outside, which is then counted in the counting direction controlled by the Muluplakator.

   Because the correlation factor has to be formed twice for each .emp captured pulse of the transmit-side key pulse sequence, only a time span is available that is less than half the bit period of the received pulses.



  The sequential connection of all bit pairs (pairs of values) of the correlation interval to the single multiplier per correlator takes place in that the shift registers 220, 320 and 420 via the feedback lines 299,

   399 and 499 are interconnected to form a ring and the entire information content stored in the shift register is scanned once in a circle by n shift cycles.

    All bit pairs come once into the last stage of their shift register (stages 229, 329 and 429), where the correlation multipliers 590 and 690 are connected: and with dien. Counters 791 and 792 together form the two correlation function values.



  The n shift clocks are fed from line 782 via gates 231, 331 and: 431 and lines 230, 330 and 430 to the three shift registers. These shift clocks are shown in FIG. 21 in line f.



  From this figure it can also be seen that the control lines 393 and 493 (lines <I> d </I> and e) the shift registers during the <I> n </I> Shift clocks are interconnected in the ring.

   The shift register 220 with the correlation interval produced at the receiving end is, with the exception of the production of a new correlation interval, always interconnected in the ring and the correlation interval is constantly scanned around in a circle,

      at the end of a series of shift clocks on line 782 the same bits are again stored in the same stages.



  Before starting a count, the counters 791 and 792 are set to zero by a pulse on the control line 783. The phase position of this pulse is off. Line g of FIG. 21 can be seen.

   The following n shift clocks on the line 782 reach the two counters 791 and 792 via the delay stage 784 with a delay that corresponds to approximately half the period of the pulses on the line 782, where they are controlled according to the control of the multipliers 590 and 690 can be added or subtracted.

   At the end of the count, the counters emit the correlation factor of the intervals stored in the shift registers in digital form to the threshold value detector 794 and 795, where the comparison with the threshold value fed in by the threshold value generator 790 takes place.



  The entire process described above, i.e. H. the sampling of a new received pulse in one of the two shift registers 320 and 420 as well as the formation of the new correlation factor in sequence is repeated until the correlation factor has reached the predetermined threshold value, d. H. until the send-side correlation interval is stored in one of the two shift registers 320 and 420.

   This is the point in time when the key pulse generator at the receiving end is switched on again, which is brought about by an output signal from one of the two threshold value detectors 794 and 795. This output signal comes through gates 798, 799 and control line <B> 781 </B> in the command unit 150 (Fig. 18),

       which in turn releases the clock pulses for advancing the key pulse generator (command unit and key pulse generator are not shown in FIG. 20).



  From this point on, the key generators participating in the connection are step-synchronized.



  The relationship between threshold value, error rate, length of the correlation interval and the failure probability are exactly the same as in the embodiment according to FIG. 18 and were explained in detail above.



  Soles with a system according to FIG. 18 telex signals, which normally consist of a start pulse; consist of five information impulses and a stop impulse of one and a half times the length and normally occur arrhythmically, are encrypted and synchronized by means of correlation synchronization,

   they have to be converted into the clock pulse on the one hand and into constant pulse length on the other hand using suitable means.



  As mentioned above in the description of the correlation synchronization, the step phase synchronization is normally not possible during the transmission of information, because for this purpose the key pulse sequence on the transmitter side must be available on the receiver side.

   Obviously, this is not the case during the transmission of information. However, since the clear information is available on the receiving side after deciphering, it is possible, please include this clear information and the receiving-side key pulse sequence to generate a receiving-side cipher pulse sequence which has the phase position of the receiver clock.

   By forming the correlation function value between this receiving-side cipher pulse sequence and the transmitted, transmitting-side cipher pulse sequence, which was delayed by the time required to form the receiving-side cipher pulse sequence (so-called process constant), the receiver clock can then be phased again - even during the information transmission .

       Here, however, the possibility of so-called friend-foe recognition is lost, i.e. H. The step phase synchronization responds to any received pulse train - including hostile ones - as long as it can follow its clock frequency.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Synchronisierung der Ver- und Entschlüsselung von impulsförmig dargesteNten Nach richten, wei welchem sendeseitig die Nachrichten klarimpulse mit Schlüsselimpulsen gemischt, PATENT CLAIM A method for synchronizing the encryption and decryption of messages displayed in the form of a pulse, according to which message the clear pulses are mixed with key pulses on the sending side, unter Verwendung einer Modulation übermittelt und emp- fangsseitig durch Mischung mit identischen Schlüssel- imp.u!lsen zurückgewonnen werden und bei welchem diese sende- und empfangsseitig nach identischen Regeln mittels je eines Schlüs@seliimpulsgenerators er- zeugVen Schlüsselimpulsfolgen pseudozufalllsmässigen Charakter aufweisen, transmitted using a modulation and recovered at the receiving end by mixing with identical key impulses and in which these key impulse sequences are generated on the sending and receiving end according to identical rules by means of a key impulse generator and have a pseudo-random character, wobei die Schlüsselimpuls- folgen durch die Anfangszustände der Schlüssel impulsgeneratoren festgelegt sind, welche Anfangs zustände unter Verwendung mindestens eines ge heimen Grundschlüssels erzeugt werden und wobei die V--r- und Entschlüsselung der impulsförmig dar gestellten Nachrichten sowie der Ablauf der Schlüssel- impulisgeneraboren sende- und empfangsseitig durch je einen Taktgeber gesteuert werden, dadurch gekenn zeichnet, The key pulse sequences are determined by the initial states of the key pulse generators, which initial states are generated using at least one secret basic key and the V - r and decryption of the messages presented in the form of a pulse and the sequence of the key pulse generator laboratories send and are controlled on the receiving side by a clock generator each, characterized by d'ass zur Schrittsynchronisierung der sende- und empfangsseitigen Schlüsselimpulsgeneratoren (4, 9) ein Teil der vom Schlüsselhmpulsgenerator dies Senders erzeugten Schlüsselirnpulsfolge zum Emp fänger übertragen und dort mit der vom empfangs- seitigen Schlüsselimpulsgenerator erzeugten Schlüssel- impulsfolge <RTI d'ass for step synchronization of the transmitting and receiving-side key pulse generators (4, 9) a part of the key pulse sequence generated by the key pulse generator of this transmitter is transmitted to the receiver and there with the key pulse sequence <RTI generated by the receiving side key pulse generator ID="0015.0130"> über ein Intervall, von mehreren Impul sen eine Vergleichswertfolge und mit dieser minde stens ein Korrelationsfaktor (r) gebildet wird, der bei Schrittsynchronismus einen optimalen Wert an mmmt, und d'ass die gegenseitige relative Lage der beiden Schlüsseliinpulsfolgen fortlaufend geändert und für jede dieser Lagen ein weiterer Korrelations- faktor gebildet wird, ID = "0015.0130"> over an interval, from several pulses sen a comparison value sequence and with this at least a correlation factor (r) is formed, which mmmt an optimal value with step synchronism, and d'ass the mutual relative position of the two key pulse sequences continuously changed and a further correlation factor is formed for each of these positions, wobei die dadurch gewonnene Folge von Korrelationsfaktoren zur Steuerung der Schrittsynchronisierung verwendet wird. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, d'ass die Vergleichswertfolge durch impulsweise Modulo-2-Addition und der Korrela- tionsfaktor durch Summierung dieser Vergleichs- wertfolge gebildet werden. the sequence of correlation factors obtained thereby being used to control the step synchronization. SUBClaims 1. The method according to claim, characterized in that the comparison value sequence is formed by pulsed modulo-2 addition and the correlation factor is formed by summing this comparison value sequence. 2. Verfahren nach Patentanspruch, d'ad'urch ge kennzeichnet, d'ass die fortlaufende Änderung der gegenseitigen relativen Lage der beiden Schlüssel!- impulsfolgen unterbrochen wird, sobald der Kor- relataionsfaktor (r) einen vorgegebenen Schwellen wert dem Betrag nach erreicht oder überschreitet. 3. 2. Method according to patent claim, d'ad'urch characterized, d'ass the continuous change of the mutual relative position of the two keys! - pulse sequences is interrupted as soon as the correlation factor (r) reaches a predetermined threshold value according to the amount or exceeds. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, d'ad'urch gekennzeichnet, dass vor dem Einlauf in den Schritt synchronismus die sende- und empfangsseitigen Taktgeber (5, 10) voneinander abweichende Takt frequenzen aufweisen und der Korrelationsfaktor (r) periodisch gebildet wird mit einer Frequenz, welche mindestens so gross ist wie die höhere der beiden Taktfrequenzen. Method according to dependent claim 2, characterized in that before entering the synchronism step, the transmitting and receiving-side clocks (5, 10) have clock frequencies that differ from one another and the correlation factor (r) is formed periodically with a frequency which is at least as large as the higher of the two clock frequencies. 4. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Übermittlungsbeginn der empfangsseitige Schlüsselimpulsgenerator (9) gegen über dem sendeseitigen Schlüsselimpulsgenerator (4) nachläuft und die empfangsseitige Taktfrequenz vor dem Einlauf in den Schrittsynchronismus grösser als die sendeseitige Taktfrequenz ist. 5. 4. The method according to dependent claim 3, characterized in that at the start of transmission the receiving-side key pulse generator (9) lags behind the transmitting-side key pulse generator (4) and the receiving-side clock frequency is greater than the transmitting-side clock frequency before entering the step synchronism. 5. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorlauf des empfangs seitigen Schlüsselimpulsgenerators (9) stillgesetzt wird und der sendeseitige SchlüsselimpuTsgenerator (4) Method according to dependent claim 2, characterized in that the lead of the receiving-side key pulse generator (9) is stopped and the transmitting-side key pulse generator (4) mit bestimmter Taktfrequenz abläuft und dass der Ablauf dies empfangsseitigen Schlüssehmpuisgenera- tors mit der gleichen Taktfrequenz wie der sende- seitige gestartet wird, sobald der Korrelationsfaktor (r) den vorgegebenen Schwellenwert erreicht oder überschreitet. 6. runs with a certain clock frequency and that the sequence of this key pulse generator on the receiving side is started with the same clock frequency as the transmitting side as soon as the correlation factor (r) reaches or exceeds the predetermined threshold value. 6th Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrelationsintervalll für die Schrittsynchronisierung vor der Verbindungs- aufnahme sowohl sende- als auch empfangsseitig gespeichert wird; Method according to dependent claim 5, characterized in that the correlation interval for the step synchronization is stored on both the sending and receiving sides before the connection is established; . 7. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Schritte, nach welchen der empfangsseitig e Schlüsselimpulsgenerator (9) stillgesetzt wird vom geheimen Grund'schlüsseil und oder mindestens einem Zusatzschlüssel! abhängig gemacht wird. . 7. The method according to dependent claim 5, characterized in that the number of steps after which the receiving-side e key pulse generator (9) is shut down by the secret basic key and or at least one additional key! is made dependent. B. Verfahren nach Unteranpruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem synchronen Ein schalten des empfangsseitigen schiüsseiimpuisgene- rators (9) und dem Beginn der NachrichtenübermüttL Jung ein. Abstand eingeschaltet wird, dessen Länge (in. Bit) B. The method according to sub-claim 5, characterized in that between the synchronous switching on of the receiving-side schiüsseiimpuisgene- generator (9) and the beginning of the message overmüttL Jung. Distance is switched on whose length (in .bit) vom geheimen Grundschlüssel und/oder mindestens von einem Zusatzschlüssel abhängig ge macht wird. 9. is made dependent on the secret basic key and / or at least on an additional key. 9. Verfahren nach Patentanspruch oder eihem der vorhergehenden Unteransprüche d'ad'urch gekenn zeichnet, dass zur Bildung des Korrelationsfaktors (r) auf der Empfangsseite der als Korrellaiionsäntervall wirksame Teil der empfangsseitigen Schlüsselimpuls- folge in mindestens einen Speicher, im folgenden Empfangsinterval%peichar genannt, The method according to patent claim or one of the preceding subclaims is characterized by the fact that in order to form the correlation factor (r) on the receiving side, the part of the receiving-side key pulse sequence effective as a correlation interval is stored in at least one memory, hereinafter referred to as receiving interval% peichar, eüngegeben wird und dass ebenfalls auf der Empfangsseite der als Korrelationsintervall wirksame Teil der empfangenen sendeseitigen Schlüsselimpulsfolge in. mindestens einen weiteren Speicher, im folgenden Sendeintiervallj- speicher genannt, annähern gleicher Speicherkapazität gespeichert wird. 10. is input and that also on the receiving side, the part of the received transmitting-side key pulse sequence effective as the correlation interval is stored in at least one further memory, referred to below as the transmitting interval memory, with approximately the same memory capacity. 10. Verfahren nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Empfangsseihe minde- stens zwei Sendeintervall Speicher (300, 400) vor gesehen werden, in welchen die übertragenen, : Method according to dependent claim 9, characterized in that at least two transmission interval memories (300, 400) are provided on the reception series, in which the transmitted: sendie- seifigen SchlüsseHmpulsfolgen mit verschiednen Phasenverschiebungen eingespe cherb werden und dass zwischen dem. Informationsinhalt des Empfangsinter- vall-Speichers (200) send these soapy conclusions pulse trains with different phase shifts and that between the. Information content of the receive interval memory (200) einerseits sowie des ersten und zweiten und gegebenenfalls weiteren Sendeintervall- Speichers anderseits je ein Korrelationsfaktor (r) ge- bildet wird, on the one hand and the first and second and possibly further transmission interval memory on the other hand, a correlation factor (r) is formed, wobei bei Erreichen oder Überschreiten des Schwellenwertes mindestens eines dieser Korre- lationsfaktoren der Ablauf des empfangsseitigen Schlüsselimpulsgenerators (9) an den Ablauf des sendeseitigen Scblüsselimpulsgenerators (4) ange glichen wird. when the threshold value is reached or exceeded at least one of these correlation factors, the sequence of the receiving-side key pulse generator (9) is matched to the sequence of the transmitting-side key pulse generator (4). 11. Verfahren nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Empfangsintervall- (200) und Sendeintervall-Speicher (300, 400) Schieberegi- ster (201, 202, 203 . . ., 301, 302, 303 . . ., 401, 402, 403<B>...</B> ) verwendet werden. 12. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulo-2-Ad'd'ition für alle Impulse des Intervalls gleichzeitig erfolgt. 11. The method according to dependent claim 10, characterized in that the reception interval (200) and transmission interval memory (300, 400) shift registers (201, 202, 203..., 301, 302, 303..., 401, 402, 403 <B> ... </B>) can be used. 12. The method according to dependent claim 1, characterized in that the modulo-2 addition takes place simultaneously for all pulses of the interval. 13. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mod'ulo-2-Ad'dition für alle Impulse des Intervalls nacheinander erfolgt. 14. 13. The method according to dependent claim 1, characterized in that the Mod'ulo-2 addition takes place for all pulses of the interval one after the other. 14th Verfahren nach Patentanspruch, dadurch.ge- kennzeichnet, dass vor dem Beginn der Schrittsyn chronisierung die sende- und empfangsseitigen Schlüs- seliinpu lsgeneratoren (4, 9) vom eingestellten An fangszustand aus eine bestimmte Anzahl Schritte fortgeschaltet werden. Method according to patent claim, characterized in that the key pulse generators (4, 9) on the transmitting and receiving sides are advanced a certain number of steps from the set initial state before the start of the step synchronization. 15. Verfahren nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der genannten Schritte vom Anfangszustand der Schlüsselimpulsgeneratoren abhängig gemacht wird. 16. Verfahren nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der gemannten Schritte vom geheimen Grundschlüssel und/oder mindestens einem Zusatzschlüssel abhängig gemacht wird. 15. The method according to dependent claim 14, characterized in that the number of said steps is made dependent on the initial state of the key pulse generators. 16. The method according to dependent claim 14, characterized in that the number of steps recorded is made dependent on the secret basic key and / or at least one additional key. 17. Verfahren nach einem der Unteransprüche 7, 8 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Zusatzschlüssel durch einen Zufallsgenerator erzeugt und vom Sender zum Empfänger übermittelt wird. 18. 17. The method according to any one of the dependent claims 7, 8 or 16, characterized in that one of the additional keys is generated by a random generator and transmitted from the transmitter to the receiver. 18th Verfahren nach einem der Unteransprüche 7, 8 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Zusatzschlüssel sende- und empfangsseitig nach iden- tischen. Regeln von Datum und Uhrzeit abgeleitet wird, wobei vorzugsweise keine übertragung Beis Zu- satzschffissels zwischen Sender und Empfänger vor genommen wird. 19. Method according to one of the dependent claims 7, 8 or 16, characterized in that one of the additional keys is identical on the sending and receiving sides. Rules of date and time is derived, with preferably no transmission being made between sender and receiver. 19th Verfahren nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Datum und Uhrzeit binär um gesetzt werden und diese Binärzeichenfolge als Zu satzschlüsselimpulsfolge verwendet wird. 20. Method according to dependent claim 18, characterized in that the date and time are converted to binary and this binary character sequence is used as an additional key pulse sequence. 20th Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Schrittphasensynchronisüerung beim Empfänger aus d'en schrittsynchronisierten Schlüsselimpulsfolgen über ein Intervall von mehreren Impulsen durch multipilikative Überlagerung der beiden Schlüsselimpul'sfolgen eine Vergleichswert- funktion gebildet und diese jeweils über das Intervall Integriert wird, Method according to claim, characterized in that, for step phase synchronization at the receiver, a comparison value function is formed from the step-synchronized key pulse sequences over an interval of several pulses by multiplying the two key pulse sequences and this is each integrated over the interval, wobei der Wert dieser Integrale einen Korrelationsfunktionswert (zp) darstellt, der bei Schrittphasensynchronismus ein Maximum aufweist, und dass durch kontinuierliche Verschiebung der Phase des empfangsseitigen Schlüsselimpulsgenerators (9) bzw. wherein the value of these integrals represents a correlation function value (zp) which has a maximum in the case of step phase synchronism, and that by continuously shifting the phase of the key pulse generator (9) or Taktgebers (10) eine Folge von Korrelations- funktionswerten gewonnen wird, welche dic Korre- lationsfunktion darstellt und: diese Folge zur Steue rung der Schrittphasensynchronisation verwendet wird. 21. Clock generator (10) a sequence of correlation function values is obtained, which represents the correlation function and: this sequence is used to control the step phase synchronization. 21st Verfahren nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Richtung der Schrittphasenabweächung des empfangssellägen Schlüsselimpulsgenerators (9) bzw. Method according to dependent claim 20, characterized in that to determine the direction of the step phase weakening of the key pulse generator (9) or Taktgebers vom sendeseitigen Schlüsselimpulsgenerator (4) bzw. Takt geber (5) auf der Empfangsseite zwischen der sende- seitigen und der empfangsseitigen sowie zwischen mini: Clock from the key pulse generator (4) on the transmitter side or the clock transmitter (5) on the receiver side between the transmitter side and the receiver side and between mini: stens einer zur Sendeseite phasenverschobenen und der empfangsszitngen Schlüsselimpulsfolge min destens je eine Folge von Korrelationsfunktions- werten (7p1, 71v2) gebildet und aus diesen Korrelations- funktionswertfolgen ein richtungsselektives Signal zur Steuerung der Schrittphasensynchronisation er zeugt wird. At least one sequence of correlation function values (7p1, 71v2) that is phase-shifted towards the transmission end and the receiving sequence of key pulses are formed, and a direction-selective signal for controlling the step phase synchronization is generated from these sequence of correlation function values. 22. Verfahren nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Richtung der Schrittphasenabweichung des empfangsseitigen Schlüsselämpulsgenerators (9) bzw. Taktgebers (10) vom sendeseitigen Schlüsselimpulsgenerator (4) bzw. 22. The method according to dependent claim 20, characterized in that to determine the direction of the step phase deviation of the receiving-side key lamp pulse generator (9) or clock (10) from the transmitting-side key pulse generator (4) or Taktgeber (5) auf der Empfangsseite zwischen der empfangsseitigen und der sendeseitigen sowie zwi schen mindestens .einer zur Empfangsseite phasen verschobenen und der sendeseitigen Schlüsselimpuls- folge mindestens je eine Folge von Korrelations- funkti'onswerten (71>l, 71>2) gebildet und' aus diesen Korrelationsfunktionswertfolgen ein. Clock generator (5) on the receiving side between the receiving side and the transmitting side as well as between at least one phase shifted to the receiving side and the transmitting side key pulse sequence at least one sequence of correlation function values (71> 1, 71> 2) is formed and 'from these correlation function value sequences. Signal zur richtungsselektiven Steuerung der Schrittphasensyn- chronisWon. erzeugt wird. 23. Verfahren nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zur sendeseitigen um je eine halbe Schrittlänge phasenverschobene Sch'lüs: Signal for direction-selective control of the step phase syn- chronisWon. is produced. 23. The method according to dependent claim 21, characterized in that two Sch'lüs each phase-shifted by half a step length to the transmission side: sel- impulsfolgen verwendet werden, wovon die eine vor und die andere nachlaufend ist, und dass die Diffe- renzwerte (y>l--1ys) der beiden Korrelationsfunktibns- Wertfolgen zur Steuerung der Schrittphasensynchroni- @ation verwendet werden (Fig. 11, 12). pulse sequences are used, one of which is before and the other is trailing, and that the difference values (y> 1 - 1ys) of the two correlation function value sequences are used to control the step phase synchronization (FIGS. 11, 12 ). 24. Verfahren nach Unteranspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zur empfangsseitigen um je eine halbe Schrittlänge phasenverschobene Schlüssel- impulsfolgen verwendet werden, wovon die eine vor- und die andere nachlaufend ist, und dass die Diffe- renzwerte (71>1-1p2) 24. The method according to dependent claim 22, characterized in that two key pulse sequences are used which are phase-shifted by half a step length on the receiving side, one of which is leading and the other trailing, and that the difference values (71> 1-1p2) der beiden Korrelationsfunktions- wertfolgen zur Steuerung der Schrittphasensynchro- nisation verwendet werden (Fig. 11, 12). 25. of the two correlation function value sequences are used to control the step phase synchronization (FIGS. 11, 12). 25th Verfahren nach Unteranspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzwertfolge (y)' = 2pl--qps) dadurch gewonnen wird, dass die beiden Korrelatüonsfunktionen (7p1 [-'], 71>s [Z]) in einem Dif- ferenzverstärker (808) Method according to dependent claim 23 or 24, characterized in that the difference value sequence (y) '= 2pl - qps) is obtained in that the two correlation functions (7p1 [-'], 71> s [Z]) in a differential amplifier (808) kontinuierlich voneinander subtrahiert werden und aus der Differenzwertfolge (y' [zj) ein Summenwert (y") durch Integration der Differenzwertfolge in einem einzigen Integrator (809) über ein Intervall gewonnen wird, are continuously subtracted from one another and a sum value (y ") is obtained from the difference value sequence (y '[zj) by integrating the difference value sequence in a single integrator (809) over an interval, welcher Summen- wert zur Steuerung der Schrittphasensynchronisation verwendet wird (Fig. 13). 26. Verfahren nach Unteranspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Taktphase des empfangsseitigen Taktgebers (10) erst dann er folgt, wenn der Betrag des Summenwertes (v") einen vorgegebenen Schwellenwert (SW) erreicht oder überschreitet (Fig. 14-17). 27. which sum value is used to control the step phase synchronization (Fig. 13). 26. The method according to dependent claim 25, characterized in that the control of the clock phase of the receiving-side clock (10) only occurs when the amount of the sum value (v ") reaches or exceeds a predetermined threshold value (SW) (Fig. 14-17 ). 27. Verfahren nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrittphasensynchronisie- rung nur vor dem Beginn der Informationsübermitt- lung sowie während der Übermittlungspausen vor- genommen wird, wogegen während der eigentlichen Informationsübermittlung die Ver- und' Entschlüsse lung sowie der Ablauf der Schlüsselimpulsgeneratoren (4, 9) Method according to dependent claim 20, characterized in that the step phase synchronization is only carried out before the start of the information transmission and during the transmission pauses, whereas during the actual information transmission, the encryption and decryption and the sequence of the key pulse generators (4, 9) sende- und empfangsseitig durch je einen vor zugsweise quarzgesteuerten Taktgeber (5, 10) ge steuert werden. 28. Verfahren nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, d'ass auf der Empfangsseite die zu rückgewonnene Klarimpuiisfolge mit der empfangs- seitigen Schlüss: Sending and receiving side by a preferably before quartz-controlled clock (5, 10) ge controls. 28. The method according to dependent claim 20, characterized in that on the receiving side the clear impulse sequence to be recovered with the receiving side key: elämpulsfolge wieder chiffriert und auf diese Weise eine empfangsseitige Chiffratimpuls- folge mit der Phase des Empfängertaktgebers (10) erzeugt wird und durch Korrelation dieser @emp- fangsseitigen Chiffratimpulsfolge mit der übertrage nen sendeseitigen Chiffratimpulsfolge: elampe pulse sequence is again encrypted and in this way a receiving-side cipher pulse sequence is generated with the phase of the receiver clock (10) and by correlating this @ receiving-side cipher pulse sequence with the transmitted transmit-side cipher pulse sequence: , welche auf der Empfangsseite um eine laufzeitabhängige Konstante verzögert wurde, die Schrittphase des empfangs- seitigen Taktgebers auch während der Informations- übermittlung synchronisiert wird. 29. , which was delayed on the receiving side by a runtime-dependent constant, the step phase of the receiving-side clock is also synchronized during the information transfer. 29 Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Stellung der Schlüsselimpuls generatoren (10, 110) nach deren synchronem Ein schalten in Abhängigkeit vom geheimen Grund- schlüssel (30, 130) und/oder mindestens einem Zu- satzschlüssel (20, 120) geändert wird (Fig. 18). Method according to patent claim, characterized in that the position of the key pulse generators (10, 110) is changed after they have been switched on synchronously as a function of the secret basic key (30, 130) and / or at least one additional key (20, 120) becomes (Fig. 18). 30. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Anfangszustände der Schlüssel- impulsgeneratoren (10, 110) unter Verwendung eines geheimen Grundschlüssels (30, 130) und eines durch Datum und Uhrzeit bestimmten Zusatzschlüssels (20, 120) 30. The method according to claim, characterized in that the initial states of the key pulse generators (10, 110) using a secret basic key (30, 130) and an additional key (20, 120) determined by the date and time eingestellt werden und d'ass ferner nach vollzogener Synchronisierung der Schlüsselimpuls- generatoren, die vorzugsweise mittels eines Rausch generators erzeugten Informationsimpulse zur Bil dung eines weiteren Zusatzschlüssels übermittelt wer den, weicher sende, can be set and that after synchronization of the key pulse generators, the information pulses, preferably generated by means of a noise generator, are transmitted to form a further additional key. und empfangsseitig zur Er zeugung eines zweiten Anfangszustandes der Schlüs- seUmpu%isgeneratoren dient. and is used on the receiving side to generate a second initial state of the key-up generator.
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