CH628760A5 - Method of encrypting and then decrypting message signals - Google Patents

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CH628760A5
CH628760A5 CH1406677A CH1406677A CH628760A5 CH 628760 A5 CH628760 A5 CH 628760A5 CH 1406677 A CH1406677 A CH 1406677A CH 1406677 A CH1406677 A CH 1406677A CH 628760 A5 CH628760 A5 CH 628760A5
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frequency
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digital
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Harald Dipl Ing Engel
Ingolf Dipl Ing Walz
Reinhard Gruenes
Heinz Dipl Ing Rieger
Wolfgang Dipl Ing Bitzer
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Licentia Gmbh
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04KSECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
    • H04K1/00Secret communication

Description

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PATENTANSPRÜCHE liehen Zahlenfolge entspricht, so dass die Teilfrequenzband- PATENT CLAIMS correspond to the numerical sequence, so that the sub-frequency band

1. Verfahren zur Verschleierung und nachherigen Ent- Zeitelemente zeitinvertiert am Signalausgang erscheinen, schleierung von Nachrichtensignalen, dadurch gekennzeich- 10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, net, dass Zeitverwürfelung und Frequenzbandvertauschung dass die Speicherung der Teilfrequenzband-Zeitelemente im miteinander verwendet werden, dass hierzu die Nachrichten- s Wechsel einmal in ihrer natürlichen zeitlichen Folge und dann signale sendeseitig innerhalb eines sich wiederholenden Zeitab- wieder verwürfelt erfolgt. 1. The method for obfuscation and subsequent Ent- time elements appear time-inverted at the signal output, blurring of message signals, characterized. 10. Method according to claim 5, characterized in that time scrambling and frequency band swapping that the storage of the sub-frequency band time elements are used together, that for this purpose the messages are changed once in their natural chronological order and then signals on the transmission side within a repeating time sequence.

schnittes in n Zeitelemente und innerhalb eines Frequenzband- 11. Verfahren nach Anspruch \, dadurch gekennzeichnet, ausschnittes in m Teilfrequenzbänder unterteilt werden, wobei dass in einem ersten Verarbeitungsschritt für jede Spalte/Zeile n und m natürliche Zahlen sind, dass der durch den sich wieder- der Matrix aus einer vorbestimmten Menge wirksamer Fre-holenden Zeitabschnitt charakterisierte Nachrichtenblock eine io quenzvertauschungen/Zeitverwürfelungen je eine ausgewählt (n • m)-Matrix mit n • m-Teilfrequenzband-Zeitelementen bildet, wird, nach der die Elemente der jeweiligen Spalte/Zeile ent-dass mit Hilfe eines Quasizufallsgenerators die einzelnen Teil- sprechend umgestellt werden,, dass danach in einem zweiten frequenzband-Zeitelemente innerhalb der (n • m)-Matrix quasi- Verarbeitungsschritt für jede Zeile/Spalte der so entstandenen zufällig ihren Platz wechseln, wobei jeder der n • m-Plätze nur Matrix ebenfalls aus einer vorbestimmten Menge wirksamer von einem der Teilfrequenzband-Zeitelementen eingenommen 15 Zeitverwürfelungen/Frequenzbandvertauschungen je eine auswerden kann, dass auf der Empfangsseite mit Hilfe eines glei- gewählt wird, nach der die Elemente der jeweiligen Zeile/ cut into n time elements and within a frequency band 11. The method according to claim \, characterized in that the cut-out is divided into m sub-frequency bands, whereby in a first processing step n and m are natural numbers for each column / row, that by itself - The matrix from a predetermined amount of effective fre-fetching time period characterized block of messages an io quenzverwechsel / time scrambles each one selected (n • m) matrix with n • m sub-frequency band time elements, after which the elements of the respective column / row ent-that with the help of a quasi-random generator the individual parts are converted accordingly, that afterwards in a second frequency band time elements within the (n • m) matrix, quasi-processing step for each row / column of the resulting one changes randomly, whereby each of the n • m places only matrix also effective from one of the partial frequencies from a predetermined amount Frequency band time elements taken 15 time scrambling / frequency band swapping one can be interpreted that on the receiving side with the help of a glei- is selected, after which the elements of the respective line /

chen Quasizufallsgenerators die Platzvertauschung innerhalb Spalte der Matrix vertauscht werden, dass diese zweimalige der (n • m>Matrix wieder rückgängig gemacht wird und der Umformung der Matrix für jeden Nachrichtenblock neu natürliche Nachrichtenfluss hergestellt wird. gewählt wird und dass diese zweimal umgeformte Matrix spal- If the quasi-random generator exchanges the space within the column of the matrix, this double of the (n • m> matrix is undone and the transformation of the matrix for each message block a new natural message flow is selected. And that this twice reformed matrix is split

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 20 tenweise ausgelesen wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that 20 is read out ten times.

dass die Nachrichtensignale in Zeitelemente gleicher Dauer (T) 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, unterteilt werden, dass die Zeitelemente in Teilfrequenzbänder dass die Matrixumformung mehrfach vorgenommen wird, gleicher Bandbreite (B) unterteilt werden und dass Teilfre- 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, that the message signals are divided into time elements of the same duration (T) 12. The method according to claim 11, characterized in that the time elements are divided into sub-frequency bands, that the matrix conversion is carried out several times, the same bandwidth (B), and that partial fre- 13 Claim 11, characterized in

quenzbänder mehrerer Zeitelemente gleichzeitig zur Emp- dass die Matrixumformung in einem Schritt vorgenommen fangsseite übertragen werden. 25 wird. quenz bands of several time elements simultaneously to transmit the matrix transformation carried out in one step. Turns 25.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl m der Teilfrequenzbänder gleich 5 ist. dass als Anfangsmatrix zur Verwürfelung des nächsten Nach- 3. The method according to claim 1, characterized in that the method according to claim 11, characterized in that the number m of the partial frequency bands is 5. that as an initial matrix for scrambling the next post

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, richtenblocks die Endmatrix des vorhergehenden Nachrichten-dass die Anzahl n der Zeitelemente gleich 8 ist. blocks verwendet wird. 4. The method according to claim 1, characterized in that the end matrix of the preceding message aligns that the number n of time elements is equal to 8. blocks is used.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 30 15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachrichtensignal zur Zerlegung in die Teilfrequenz- dass für jeden Nachrichtenblock neu gewählt wird, ob im bänder mit Hilfe mehrerer Trägerfrequenzen so umgesetzt ersten Verarbeitungsschritt die Zeilen und im zweiten Verar-wird, dass das jeweilige Teilfrequenzband durch jeweils gleiche beitungsschritt die Spalten vertauscht werden oder umgekehrt. Filter in der jeweils gleichen Frequenzlage gewonnen wird, 5. The method according to claim 1, characterized in 30 15. The method according to claim 11, characterized in that the message signal for decomposition into the sub-frequency that is newly selected for each message block, whether implemented in the band with the aid of several carrier frequencies, the first processing step Rows and in the second processing step, the respective sub-frequency band is exchanged by the same processing step, or vice versa. Filter is obtained in the same frequency position,

dass das Teilfrequenzband in einem Speicher zwischengespei- 35 that the sub-frequency band is stored in a memory

chert wird und nach dem Auslesen aus dem Speicher durch erneute Frequenzumsetzung mit Hilfe mehrerer Trägerfrequenzen in eine neue Frequenzlage gebracht wird. Für die Verschleierung und nachherigen Entschleierung is saved and, after being read out of the memory, is brought into a new frequency position by renewed frequency conversion with the aid of several carrier frequencies. For concealment and subsequent unveiling

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, von Nachrichtensignalen sind die Verfahren der Zeitverwürfe-dass der Informationsinhalt der Teilbänder zur Speicherung in 40 lung und der Frequenzbandvertauschung bekannt. 6. The method according to claim 1, characterized by message signals, the methods of time discarding that the information content of the subbands for storage in 40 lung and the frequency band swapping are known.

einem Speicher digitalisiert und nach dem Auslesen aus dem Bei der Frequenzbandvertauschung ist z. B. die Übertra- digitized a memory and after reading from the. B. the transfer

Speicher in ein Analogsignal zurückverwandelt wird. gungsbandbreite der Signale in eine Anzahl gleich breiter Teil- Memory is converted back into an analog signal. bandwidth of the signals into a number of equally wide

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, kanäle unterteilt. Durch eine quasistatistische Zeichenfolge dass das Nachrichtensignal mit Hilfe eines Analog/Digital- werden durch Frequenzumsetzer in bestimmten Zeitabständen wandlers in durch Dualzahlen dargestellte Abtastwerte digitali- 45 die Frequenzplätze der Teilkanäle vertauscht. Es sind dabei die siert wird, dass die Frequenzumsetzung durch Multiplikation Vertauschungen den Binärzeichen des Quasizufallsgenerators dieser Zahlenfolgen mit Abtastwerten der entsprechenden fest zugeordnet. Die empfangsseitige Rückvertauschung der 7. The method according to claim 1, characterized in divided channels. By means of a quasi-statistical character string that the message signal is converted with the aid of an analog / digital converter by frequency converters at certain time intervals into digital values in sample values represented by dual numbers, the frequency places of the subchannels. It is established that the frequency conversion by multiplication interchanges the binary characters of the quasi-random generator of these sequences of numbers with samples of the corresponding fixed. The exchange at the receiving end of the

Trägerschwingungen darstellenden Zahlenfolgen durchgeführt Teilkanäle in ihre natürliche Lage erfolgt durch die umge-werden, dass zur Gewinnung der Teilfrequenzbänder digitale kehrte Anwendung einer der sendeseitigen Zeichenfolge iden-Filter eingesetzt werden, wobei diese Teilfrequenzbänder als 50 tischen Quasizufallsfolge. Numerical sequences representing carrier vibrations are carried out in their natural position by reversing the fact that digital reverse application of one of the transmission-side string iden filters is used to obtain the partial frequency bands, these partial frequency bands being a 50 table quasi-random sequence.

Folge von Abtastwerten in Form von Dualzahlen entstehen, Bei Zeitverwürfelungsverfahren werden innerhalb eines dass die Teilfrequenzbänder zur Vertauschung in einem Spei- periodischen Zeitabschnitts einzelne Zeitelemente entspre-cher gespeichert werden, dass die Teilfrequenzbänder nach chend den Anweisungen eines Quasizufallsgenerators ver-dem Auslesen aus dem Speicher durch Multiplikation mit tauscht und empfangsseitig zurückvertauscht. Trägerschwingungen darstellenden Binärzahlenfolgen umge-55 Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Verschleierungs-setzt werden, dass die als Binärzahlenfolgen vorliegenden Teil- verfahren besteht in der verhältnismässig leichten Erkennbarfrequenzbänder nur addiert werden und deren Summe in einem keit des Klartextes aus dem verschleierten Signal. Digital/Analogwandler wieder in ein Analogsignal zurückver- Dies gilt insbesondere dann, wenn in einem schmalbandi-wandelt wird, das zum Empfänger übertragen wird. gen Übertragungskanal übertragen werden muss, weil hier die The sequence of samples results in the form of dual numbers. With time scrambling methods, individual time elements are stored within a period in which the sub-frequency bands are exchanged in a periodic period so that the sub-frequency bands are read out from the memory according to the instructions of a quasi-random generator Multiplication with swaps and swapped back at the receiving end. Binary number sequences representing carrier vibrations are reversed. A major disadvantage of the known obfuscation is that the partial methods available as binary number sequences consist in the relatively easy detectable frequency bands, and their sum in one unit of the plain text from the disguised signal. Digital / analog converter back into an analog signal. This is especially true when converting in a narrowband that is transmitted to the receiver. gen transmission channel must be transmitted, because here the

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, 60 Anzahl der Teilkanäle nicht ausreichend gross gewählt werden dass bei der Speicherung der Teilfrequenzband-Zeitelemente kann. Bei der Zeitverwürfelung setzt die noch zumutbare Zwi-die Speicheradressansteuerung einer monoton steigenden schenspeicherzeit der Anzahl der Zeitelemente eine klare natürlichen Zahlenfolge entspricht, so dass die Teilfrequenz- Grenze. 8. The method according to claim 5, characterized in that the number of subchannels cannot be selected to be sufficiently large that the subfrequency band time elements can be stored. In the case of time scrambling, the still reasonable intermediate memory address control of a monotonically increasing memory storage time sets the number of time elements to a clear natural sequence of numbers, so that the partial frequency limit.

band-Zeitelemente in einer natürlichen zeitlichen Folge am Die zu der Erfindung führende Aufgabe war es, ein Verfah- band time elements in a natural temporal sequence on The task leading to the invention was to develop a

Signalausgang erscheinen. 65 ren zur Nachrichtenverschleierung und nachherigen Ent- Signal output appear. 65 for the obfuscation of messages and subsequent

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, schleierung anzugeben, das die beiden bisher bekannten Ver-dass bei der Speicherung der Teilfrequenzband-Zeitelemente fahren, Zeitverwürfelung und Frequenzbandvertauschung der-die Speicheradressansteuerung einer monoton fallenden natür- art miteinander kombiniert, dass ein Vielfaches an Sicherheit 9. The method according to claim 5, characterized in that the haze indicates that the two previously known methods — that drive when storing the sub-frequency band time elements, time scrambling and frequency band interchangeability — combine the memory address control of a monotonously falling natural type with one another in multiples safety

3 628 760 3,628,760

gegen unbefugtes Entschleiern erreicht wird. logdemultiplexer ADMX läuft synchron mit dem Analogmulti- against unauthorized unveiling. log demultiplexer ADMX runs synchronously with the analog

Die Lösung der Aufgabe erfolgt, wie im Anspruch 1 plexer AMX und führt die Abtastwerte den den Teilfrequenz- The problem is solved as in claim 1 plexer AMX and carries the samples to the partial frequency

beschrieben. Zweckmässige Ausführungen sind in den abhängi- bändern zugeordneten Bandpässen BFA1 bis BFAm zu, ihnen gen Ansprüchen beschrieben. nachgeschaltet sind die Ringmodulatoren MAI bis MAm, described. Appropriate designs are described in the band passports BFA1 to BFAm assigned to them, to which they are described. downstream are the ring modulators MAI to MAm,

Nachstehend werden anhand der Figuren Ausführungsfor- 5 deren ausgangsseitige Zusammenfassung über den Ausgangs-men des erfindungsgemässen Verfahren näher erläutert. Es zei- tiefpass im Sendeteil das Sendesignal erzeugt, gen: Im Empfangsbetrieb wird nun ein so erzeugtes Sendesignal Embodiments of the output-side summary of the starting point of the method according to the invention are explained in more detail below with the aid of the figures. The transmission signal generates a low pass in the transmission part, gen: A transmission signal generated in this way is now generated in reception mode

Figur 1 a die mögliche Einteilung der zu übertragenden einem anderen Gerät in Punkt E eingespeist, wobei die Signal-Nachricht in n Zeitelemente der Dauer T und m gleiche Teilfre- Verarbeitung wie im Sendebetrieb verläuft, nur dass der Quasi-quenzbänder der Bandbreite B in der Frequenz-Zeitebene. io zufallsgenerator des Empfängers anstatt der Vertauschungs- Figure 1 a, the possible division of another device to be transmitted fed in point E, the signal message in n time elements of duration T and m the same partial frequency processing as in transmission mode, except that the quasi-frequency bands of bandwidth B in the Frequency-time level. io random generator of the receiver instead of the exchange

Figur lb die mögliche Verwürfelung der (n* m)-Teilfre- matrix gemäss Figur lc die hierzu Inverse anliefert, welche quenzband-Zeitelemente bei nacheinander angewendeter Zeit- zusätzlich um einen Zwischenspeicherschritt verzögert (bezo-verwürfelung und Frequenzbandvertauschung. - gen auf Sendebetrieb) die Adressierung des Nachrichtenzwi- FIG. 1b shows the possible scrambling of the (n * m) partial fre-matrix according to FIG. 1c, the inverse for this purpose, which quenzband time elements are delayed by an intermediate storage step when the time is used successively (with respect to scrambling and frequency band swapping. - against transmission) Addressing the message

Figur 1 c die mögliche Verwürfelung der (n • m>Teilfre- schenspeichers steuert. Beim Empfangsbetrieb sind die beiden quenzband-Zeitelemente nach dem erfindungsgemässen Ver- is Schalter auf Figur 2 umzuschalten, ferner muss davon ausge-schleierungsverfahren. gangen werden, dass die Quasizufallsgeneratoren synchron lau- 1 c controls the possible scrambling of the (n • m> partial memory). In reception mode, the two quenz band time elements are to be switched to FIG. 2 according to the Veris switch according to the invention, and it must also be assumed that the quasi-random number generators are used synchronous

Figur 2 schematisch ein nicht voll digital arbeitendes Aus- fen. Dies wird z. B. durch eine Präambelsynchronisation bei führungsbeispiel eines Verschleierungsgerätes nach dem erfin- jedem Gesprächsrichtungswechsel bewirkt. Figure 2 shows schematically a not fully digital working. This is e.g. B. caused by a preamble synchronization in leadership example of a concealment device after inventing every change of direction.

dungsgemässen Mischverfahren, das zum Senden und Empfan- Durch entsprechende Adressinvertierung am Nachrich-gen benutzt werden kann. 20 tenzwischenspeicher und durch Umschaltung der Träger an mixing process according to the invention, which can be used for sending and receiving by appropriate address inversion on the message. 20 buffers and by switching the carrier

Figur 3 schematisch ein voll digital arbeitendes Ausfüh- den Ringmodulatoren ist auch die Aussendung von bandinver-rungsbeispiel eines Verschleierungsgerätes nach dem erfin- tierten und zeitinvertierten Nachrichtenelementen möglich, dungsgemässen Mischverfahren, das zum Senden und Empfan- Das in Figur 3 dargestellte erfindungsgemässe Ausfüh-gen benutzt werden kann. rungsbeispiel eines Verschlüsselungsgerätes nach dem Misch- FIG. 3 schematically a fully digitally working embodiment of the ring modulators, it is also possible to send out a tape inversion example of a concealment device according to the invented and time-inverted message elements, the mixing method according to the invention, which uses the inventive embodiments shown in FIG. 3 for sending and receiving can be. Example of an encryption device after the mixing

Wird nun auf einen Nachrichtenblock nach Figur 1 a sowohl 25 verfahren unterscheidet sich im Ergebnis nicht von dem in das Zeitverwürfelungsverfahren und anschliessend die Fre- Figur 2 dargestellten Gerät. Die Realisierung bedient sich hier quenzbandvertauschung oder umgekehrt angewendet, so ent- statt einzelner Ringmodulatoren und Bandpässe eines digitalen spricht der zur Übertragung gelangende transformierte Nach- Multiplizierers ME und eines digitalen Tiefpasses DTP1, wes-richtenblock der Darstellung in Figur 1 b. Alle Bandelemente m halb der Analog/Digitalwandler AID sofort im Anschluss an innerhalb eines Zeitelementes der Dauer T sind nach der Ver- 30 den analog ausgebildeten Eingangstiefpas TPE angeschlossen würfelung wieder Bandelemente eben dieses, wenngleich zeit- ist. Der Multiplizierer ME dient als Modulator, an welchen der verwürfelten Zeitelementes. Ein Austausch der Bandelemente digitale Tiefspass DTP1 angeschlossen ist. Die digitale Realisie-mit solchen anderer Zeitelemente findet nicht statt, bedingt rung hat den Vorteil, dass der Mischer ME und der digitale Tief-durch die additive Überlagerung beider Verfahren. pass DTP1 im Zeitmultiplex mehrfach genutzt werden können, If a message block according to FIG. 1 a and 25 are now moved, the result does not differ from the device shown in the time scrambling method and then the device shown in FIG. The implementation uses quenzband swapping here or vice versa, so instead of individual ring modulators and bandpasses of a digital one, the transformed post-multiplier ME that is being transmitted speaks and a digital low-pass filter DTP1, which block in the illustration in FIG. 1 b. All band elements half of the analog / digital converter AID immediately following within a time element of the duration T are connected according to the 30 th analogue input low-pass TPE again band elements this, although it is time. The multiplier ME serves as a modulator on which of the scrambled time element. An exchange of the band elements digital low pass DTP1 is connected. The digital realization with such other time elements does not take place, conditional has the advantage that the mixer ME and the digital low due to the additive superimposition of both processes. pass DTP1 can be used multiple times in time multiplex,

Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird eine vollstän- 35 weshalb am Ausgang des digitalen Tiefpasses DTP1 die Teilfre-dige Verwürfelung der Teilfrequenzband-Zeitelemente inner- quenzbänder im Zeitmultiplex in gleicher Frequenzlage vorlie-halb des Nachrichtenblocks erreicht. Der Nachteil der additi- gen. Die einzelnen digitalisierten Träger für den Multiplizierer ven Überlagerung (Figur lb) wird durch die vorteilhafte voll- ME sind in der sin/cos-Tafel SCT abgespeichert. The method according to the invention achieves a complete scrambling of the partial frequency band time elements within frequency bands in time division multiplex in the same frequency position before the message block at the output of the digital low pass DTP1. The disadvantage of the additive. The individual digitized carriers for the multiplier ven superposition (FIG. 1b) are stored in the sin / cos table SCT by the advantageous full ME.

ständige Mischung ersetzt, wie in Figur 1 c dargestellt. Die cos-Tafel ist erforderlich, da bei dieser Realisierung die constant mixing replaced, as shown in Figure 1 c. The cos table is required because the implementation of the

Das erfindungsgemässe Verfahren wird nun anhand eines 40 Einseitenbandgewinnung nach der Phasenmethode von Wea-Ausführungsbeispiels nach Figur 2 näher erläutert. ver (D.K. Weaver jr.: «A third method of generation and detec- The method according to the invention will now be explained in more detail with reference to a single sideband extraction according to the phase method of the weaving exemplary embodiment according to FIG. 2. ver (D.K. Weaver jr .: «A third method of generation and detec-

Das zu übertragende Nachrichtensignal wird dem in Figur tion of single sideband signais», Proceedings of IRE, Dez. 1956, 2 dargestellten Gerät bei E dem Eingangstiefpass ETP zuge- Seiten 1703 bis 1705) erfolgt. Hierbei wird das umzusetzende führt und ausgangsseitig an die Eingänge der zur Bildung der m Signal in zwei Kanälen mit je einer cos- bzw. sin-Schwingung Teilfrequenzbänder erforderlichen Ringmodulatoren MEI bis 45 derselben Frequenz, die in der Bandmitte liegt, moduliert. Aus M Em weitergeleitet. Jedem der Ringmodulatoren ist ein Band- dem entstandenen Modulationsprodukt werden anschliessend filter BFE1 bis BFEm nachgeschaltet, wodurch die m Teilfre- mittels Tiefpassfilter die Summenfrequenzen entfernt. Die Aus-quenzbänder in identischer Frequenzlage an m Eingangsleitun- gangssignale dieser Filter werden anschliessend mit je einer gen eines Analogmultiplexers AMX anliegen. Am Ausgang des sin- bzw. cos-Schwingung derselben Frequenz, die bis jetzt aber dem Analogmultiplexer nachgeschalteten Analog/Digital- 50 in der Mitte des Bandes liegt, in die das Signal umgesetzt wer-wandlers A/D erscheint somit das mit der Abtastfrequenz mul- den soll, moduliert. Die Summe der so entstandenen Modula-tiplizierte Zeitmultiplexsignal der Teilfrequenzbänder in digita- tionsprodukte stellt schliesslich das neue Frequenzband dar, in lisierter Form. In einem ersten Zwischenspeicherschritt wird die das ursprüngliche Signal umgesetzt wurde, die Nachrichtenspeichermatrix gemäss Figur 1 a gefüllt. In Werden bei der ausgangsseitigen Modulation die sin- und einem zweiten Zwischenspeicherschritt für den nun folgenden 55 cos-Schwingung miteinander vertauscht, so liefert die Summe Nachrichtenblock erfolgt das Zwischenspeichern gemäss das neue Frequenzband in invertierter Frequenzlage. The message signal to be transmitted is carried out in the device shown in FIG. Of single sideband signais, Proceedings of IRE, Dec. 1956, 2 at E (input low pass ETP (pages 1703 to 1705)). In this case, the signal to be implemented is routed and modulated on the output side to the inputs of the ring modulators MEI up to 45 of the same frequency that are in the middle of the band, which are required to form the m signal in two channels with one cos or sin oscillation sub-frequency bands. Forwarded from M Em. Each of the ring modulators is a band - the resulting modulation product is then followed by filters BFE1 to BFEm, as a result of which the m partial frequencies are removed by means of low-pass filters to remove the sum frequencies. The frequency bands in identical frequency position on m input line signals of these filters will then be applied with one gene each from an analog multiplexer AMX. At the output of the sin or cos oscillation of the same frequency, which up to now lies analog / digital 50 downstream of the analog multiplexer, in which the signal is converted by the converter A / D, the signal with the sampling frequency mul appears - should, modulated. The sum of the resulting modular time-division multiplex signal of the sub-frequency bands in digitization products finally represents the new frequency band, in a standardized form. In a first intermediate storage step, the original signal was converted, the message storage matrix according to FIG. 1 a is filled. If, in the modulation on the output side, the sin and a second buffering step for the next 55 cos oscillation are interchanged, the sum of the message block provides the buffering according to the new frequency band in the inverted frequency position.

Figur 1 c, wobei vor dem Einschreiben in die Speicherzellen Die Anpassung der Bitrate an den Nachrichtenfluss derart Inhalt abgefragt und an den Digital/Analogwandler D/A geschieht hier durch Abspeicherung minimal jedes 'A-m-ten weitergeleitet wird. In dem nun folgenden Zwischenspeicher- Abtastwertes in die Nachrichtenspeichermatrix. Da diese Ver-schritt erfolgt die Eingabe wieder gemäss Figur 1 a, dann wie- 60 minderung der Abtastfrequenz einer neuerlichen Mischung des der gemäss Figur 1 c usw. Signales gleichkommt, muss dies durch Wiederherstellung der Figure 1 c, before the writing into the memory cells, the adaptation of the bit rate to the message flow such content is queried and is passed on to the digital / analog converter D / A by storing at least every 'A-m-th. In the following buffer sample in the message memory matrix. Since this step is carried out again according to FIG. 1 a, then the sampling frequency is reduced to a new mix of the signal according to FIG. 1 c, etc., this must be done by restoring the

Das Einlese-Ausleseschema gemäss Figur c wird von einem Bitrate am digitalen Tiefpass DTP2 rückgängig gemacht wer-Quasizufallsgenerator gesteuert, welcher für eine quasizufäl- den. An den digitalen Tiefpass DTP2 schliesst sich der digitale lige Verteilung der Teilfrequenzbandelemente innerhalb der Ausgangsmultiplizierer MA an, er multipliziert die Zahlen-Matrix sorgt, was bezogen auf die Signalausgabe zu einer voll- 65 werte des digitalen Tiefpasses DTP2 mit denselben Zahlenwer-ständigen Mischung der Verfahren Frequenzbandvertau- ten wie der digitale Eingangsmultiplizierer. Der dem digitalen schung und Zeitverwürfelung führt. Ausgangsmultiplizierer MA folgende Akkumulator vereinigt The read-in / read-out scheme according to FIG. C is reversed by a bit rate on the digital low-pass filter DTP2 who controls the quasi-random generator which quasi-coincident. The digital low-pass filter DTP2 is followed by the digital distribution of the sub-frequency band elements within the output multiplier MA, it multiplies the number matrix, which, in relation to the signal output, results in a full value of the digital low-pass filter DTP2 with the same numerical mixture of the methods Frequency band trust like the digital input multiplier. That leads to digital research and time scrambling. Output multiplier MA combines the following accumulator

Der dem Digital/Analogwandler D/A nachgeschaltete Ana- die Teilbänder wieder zum «verwürfelten» oder «entwürfel- The Ana- downstream of the digital / analog converter D / A, the subbands back to the "scrambled" or "descrambled"

628 760 4 628 760 4

ten» N achrichtenkanal, welcher durch den Digital-Analog- gen ausgewählt wird. Die Elemente einer Zeile/Spalte der wandler D/A und anschliessenden analogen Ausgangstiefpass Matrix werden entsprechend der Reihenfolge der ausgesuch- »News channel, which is selected by the digital analogue. The elements of a row / column of the converter D / A and the subsequent analog low pass matrix are selected according to the order of the

TPA wieder als Analogsignal im Punkte A der Schaltung ten Vertauschungen umgestellt. In einem zweiten Verarbei- TPA switched back as an analog signal in point A of the circuit. In a second processing

ansteht. Die Teilfrequenzbandinversion geschieht hier im tungsschritt werden vom Schlüsselgeber für die Spalten/Zeilen pending. The partial frequency band inversion occurs here in the training step by the key provider for the columns / rows

Gegensatz zum Schaltungsbeispiel in Figur 2 durch Rückmi- s der Zwischenmatrix je eine Frequenzbandvertauschung/Zeit- Contrary to the circuit example in FIG. 2, by backmixing the intermediate matrix, one frequency band swap / time

schung der durch Multiplikation mit digitalisierten sin-Trägern verwürfelung aus einer vorbestimmten Menge wirksamer gewonnenen Teilfrequenzbänder im digitalen Multiplizierer gespeicherter Frequenzbandvertauschungen/Zeitverwürfelun- Calculation of the scrambling / multiplication of time bands stored in the digital multiplier by multiplication with digitized sin carriers from a predetermined set of effective partial frequency bands.

ME mittels digitaler cos-Träger und umgekehrt im digitalen gen ausgewählt. Die Elemente der Spalten/Zeilen der Zwi- ME selected using digital cos carriers and vice versa in the digital gene. The elements of the columns / rows of the intermediate

Multiplizierer MA, was über die Ausgabesteuerung der Nach- schenmatrix werden entsprechend der Reihenfolge der ausge- Multiplier MA, what about the output control of the look-up matrix are according to the order of the

richtenspeichermatrix einfach realisierbar ist. Alle weiteren io suchten Vertauschungen umgestellt. straightening memory matrix is easy to implement. All other io sought exchanges.

Betrachtungen sind analog der Beschreibung zur Realisierung Werden im ersten Verarbeitungsschritt die Frequenzband-gemäss Figur 2. vertauschungen und im zweiten Verarbeitungsschritt die Zeit-Ein weiteres Ausführungsbeispiel vermeidet die kryptolo- verwürfelungen vorgenommen, ergibt sich eine andere Matrix gisch unwirksamen Vertauschungen, die bei der Fülle rein stati- als bei umgekehrter Reihenfolge der Verarbeitungsschritte, stischer Vertauschungen der Elemente der (n • m)-Matrix vor- 15 auch wenn dieselben Frequenzbandvertauschungen und Zeitkommen könnten und erhöht damit die Sicherheit der Ver- verwürfelungen ausgewählt wurden. Considerations are analogous to the description of the implementation. If the frequency bands are exchanged in accordance with FIG. 2 and the time is exchanged in the second processing step. A further exemplary embodiment avoids the crypto-scrambling, results in a different matrix of gically ineffective interchanges that are pure with the abundance statically than in the reverse order of the processing steps, static interchanging of the elements of the (n • m) matrix even if the same frequency band interchanges and times could occur and thus the security of the scrambling was selected.

schleierung. Verwendet man als Anfangsmatrix für die Verwürfelung veil. Is used as the initial matrix for the scrambling

Diese Verbesserung wird dadurch erreicht, dass in einem des nächsten Nachrichtenblocks die Endmatrix des vorherge- This improvement is achieved in that in one of the next message blocks the end matrix of the previous

ersten Verarbeitungsschritt von einem Schlüsselgeber für jede henden Nachrichtenblocks, dann ergibt sich der Vorteil, dass first processing step from a key provider for each message block, then there is the advantage that

Zeile/Spalte der Matrix je eine Zeitverwürfelung/Frequenz- 20 für das Zwischenspeichern der Nachrichtenelemente nur ein bandvertauschung aus einer vorbestimmten Menge wirksamer, Speicher für die Elemente eines Nachrichtenblocks benötigt gespeicherter Zeitverwürfelungen/Frequenzbandvertauschun- wird. Row / column of the matrix each have a time scrambling / frequency 20 for the intermediate storage of the message elements only a band swapping from a predetermined amount of effective time scrambling / frequency band swapping required for the elements of a message block.

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3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

CH1406677A 1976-11-19 1977-11-17 Method of encrypting and then decrypting message signals CH628760A5 (en)

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