CH628761A5 - Method of speech encryption by time scrambling - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sprachverschlüsselung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Arbeitsweise von Geräten, die nach dem genannten Verfahren betrieben werden, ist in Fig. 1 dargestellt. Die Hauptbestandteile eines solchen Gerätes sind der Schlüsselmodulator SM und der Schlüsselgeber SGI auf der Senderseite, bzw. der Rückmodulator RM und der Schlüsselgeber SG2 auf dem Empfängerseite. Das senderseitige Klarsignal Kl wird im Schlüsselmodulator SM mit dem vom Schlüsselgeber SGI

kommenden Schlüsselsignal SI zum verschlüsselten Signal VS verarbeitet und schliesslich zum Empfänger übertragen. Im Rückmodulator RM wird das verschlüsselte Signal mit dem Schlüsselsignal S2 des Schlüsselgebers SG2 in das Klarsignal K2 zurückgewandelt.

Modulator und Rückmodulator bestehen, wie Fig. 2 zeigt, im wesentlichen aus einer Anzahl von Sprachspeicherzellen 0, 1,2,... 7, in denen Sprachsegmente von z. B. 40 ms Länge (Segmentlänge T) gespeichert werden können. Mit Hilfe der Schlüsselgeber SGI und SG2 sowie der zugehörigen Schlüsselsignale wird dann jeweils nach Verstreichen eines Zeitintervalles der Länge T durch Einstellung der Synchronschalter W1 und W2 entschieden, welche sender- bzw. empfangsseitige Sprachspeicherzelle als nächste gefüllt werden soll. Beim Einlesen eines neuen Sprachsegmentes in eine Sprachspeicherzelle ver-lässt dabei gleichzeitig der bisherige Inhalt dieser Zelle den Modulator SM bzw. Rückmodulator RM (Inhaltswechsel einer Sprachspeicherzelle) und wird dem verschlüsselten Signal VS bzw. dem Klarsignal K2 hinzugefügt. Auf diese Weise werden die Segmente des Klarsignals Kl im Schlüsselmodulator M um unterschiedliche ganze Vielfache der Segmentlänge T verzögert. Ist nun ein Sprachsegment im Schlüsselmodulator SM um die Zeit p*T verzögert worden, so sorgt der Schlüsselgeber SG2 dafür, dass dieses Segment eine weitere Verzögerung um q • T im Rückmodulator erfährt (p und q natürliche Zahlen). Die Schlüsselsignale S1 und S2 sind derart korreliert, dass die Gesamtverzögerung, die ein Segment im Modulator und Rückmodulator zusammen erfährt, gerade 2n-T ergibt. Hierbei bedeutet n die Zahl der Sprachspeicherzellen im Modulator bzw. Rückmodulator; im angeführten Beispiel ist n=8. Es gilt für jedes Sprachsegment: p+q=2n. Die Klarsignale Kl und K2 unterscheiden sich folglich nur dadurch, dass alle Segmente von K2 gegenüber denen von Kl die Verzögerung 2n • T erfahren haben. Für den Sonderfall, dass ein Sprachsegment im Modulator alleine schon die Verzögerung 2n-T erfahren hat, ist die speicherfreie Durchschaltung D (Fig. 2) auf der Empfängerseite vorgesehen.

Durch die Patentschriften CH-PS 237 094, CH-PS 232 786 und CH-PS 518 658 sind Sprachverschlüsselungsgeräte bekanntgeworden, die nach dem Zeitverwürfelungsverfahren arbeiten. Unterschiede bestehen u. a. in der Wirkungsweise und im Aufbau der Schlüsselgeber SGI und SG2. In den beiden ersten Schriften werden Schlüsselgeber verwendet, die die Sprachspeicherzellen des Modulators SM über das Schlüsselsignal S1 nach einem festen Programm in stets wiederkehrender Folge aufrufen. Ein unbefugter Dritter, der die Wirkungsweise des Gerätes kennt und dem das verschlüsselte Signal zur Verfügung steht, besitzt daher gute Anhaltspunkte für eine Entschlüsselung.

Eine Verbesserung bringt die dritte der genannten Druckschriften. Zur Erzeugung des Schlüsselsignales S1 wird im Schlüsselgeber SGI ein Pseudo-Zufallsgenerator verwendet. Die Reihenfolge, in der die Sprachspeicherzellen nacheinander für einen Inhaltswechsel aufgerufen werden, wird dadurch im wesentlichen zu einer Zufallsfolge, etwa vergleichbar mit der Folge von Wurfergebnissen bei einem Würfelspiel. Hier kann das verschlüsselte Signal jedoch noch Klartext oder klartextähnliche Stellen enthalten, denn es wird nicht ausgeschlossen, dass der Schlüsselgeber SGI zu einem späteren Zeitpunkt die gleiche oder eine ähnliche Folge von Sprachspeicherzellen aufruft wie zu einem früheren Zeitpunkt. Hat ein unbefugter Dritter solche Klartextstellen erkannt, so wird ihm dadurch die restliche Entschlüsselungsarbeit wesentlich erleichtert, da die Zahl der Rückvertauschungen von Segmenten geringer ist.

Durch die DT-OS 2 455 477 ist ein Schlüsselgeber bekanntgeworden, der einen Codekorrektor enthält, welcher überprüft, ob der Inhalt derjenigen Sprachspeicherzellen des Schlüsselmodulators SM, die mit Hilfe des Pseudo-Zufallsgenerators für

628761

den nächsten Inhaltswechsel vorgesehen ist, zusammen mit den zuvor übersendeten Sprachsegmenten klartextähnliche Sequenzen ergeben würde. Fällt das Ergebnis dieser Prüfung positiv aus, so wird die Übersendung des entsprechenden Sprachsegmentes verboten und nach einem bestimmten Programm eine andere Zelle ausgesucht. Darauf wird die Prüfung mit dieser Zelle wiederholt. Erst wenn klartextähnliche Sequenzen ausgeschlossen sind, wird eine Sprachspeicherzelle des Modulators für einen Inhaltswechsel freigegeben.

Auch diesem Verfahren haften noch Unvollkommenheiten an. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass bestimmte Verzögerungen der Sprachsegmente - insbesondere die Verzögerung T und 2n • T - bevorzugt auftreten. Gerade dadurch wird nun eine unbefugte Rückvertauschung der Sprachsegmente des verschlüsselten Signals mit vertretbarem Aufwand möglich, wenn diese Rückvertauschung durch eine systematische Suche nach zusammengehörigen Sprachsegmenten erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sprachverschlüsselung nach dem Zeitverwürfelungsverfahren mit Hilfe eines Pseudo-Zufallsgenerators anzugeben, das eine systematische Rückvertauschung der Sprachsegmente des verschlüsselten Signals wesentlich erschwert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass statt des verbotenen Sprachsegmentes dasjenige Segment übertragen wird, das am längsten im Sprachspeicher des Senders verzögert worden ist und keine klartextähnliche Folge mit den schon übertragenen Segmenten bildet.

Mit Hilfe der Figuren sollen das erfindungsgemässe Verfahren sowie die dazu nötigen Hilfsmittel beispielsweise beschrieben werden.

Der obere Teil der Fig. 3a zeigt schematisch ein Beispiel eines Markierregisters M, das in jedem der beiden Schlüsselgeber SGI und SG2 enthalten ist. Es ist als Schieberegister ausgebildet und besteht z. B. aus sechzehn adressierten im folgenden Positionen genannten Zellen PI bis P16. Über jeder Position ist in Fig. 3a die zugehörige Adresse angegeben. Ausser dem' Markierregister enthält jeder Schlüsselgeber noch einen Pseudo-Zufallsgenerator als wesentlichen Bestandteil. Die Vorgänge, die sich in der folgenden Beschreibung auf die Markierregister und die Pseudo-Zufallsgeneratoren beziehen, sind auf Senderund Empfängerseite die gleichen und laufen synchron ab. Die Synchronisierung kann z. B. nach dem in der DT-OS 2 455 477 beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.

Nach Startfreigabe der Geräte werden die in Ziffernteil a und Kennbitteil b gegliederten Adressen der beispielsweise 8 empfänger- und 8 senderseitigen Sprachspeicherzellen, kurz Sprachspeicheradressen, in einer vereinbarten Reihenfolge in die Markierregister eingelesen. Adressen mit dem Kennbit 0 gehören zu senderseitigen und Adressen mit dem Kennbit 1 zu empfängerseitigen Sprachspeicherzellen. Der Inhaltswechsel einer Sprachspeicherzelle in den Modulatoren wird durch einen - hier Rahmentakt genannten - Takt ausgelöst. Die Rahmentakte haben den zeitlichen Abstand einer Segmentlänge T. Zwischen zwei Rahmentakten ermitteln die Schlüsselgeber in einem aus mehreren Verfahrensschritten bestehenden Zyklus diejenige Sprachspeicheradresse, deren zugehörige sender-bzw. empfängerseitige Sprachspeicherzelle als nächste für einen Inhaltswechsel in Frage kommt. Das Ermitteln dieser Sprachspeicheradressen soll zunächst ohne Angabe näherer Einzelheiten anhand der Zustandsänderungen der Markierregister erläutert werden. Mit Zustand ist in diesem Zusammenhang die Reihenfolge der in den Markierregistern gespeicherten Adressen gemeint.

Fig. 3a zeigt einen Anfangszustand eines Markierregisters M, er ist derjenige Zustand, in dem sich die Markierregister kurz vor dem Auftreten eines Rahmentaktes befinden. Der Anfangszustand zeichnet sich dadurch aus, dass man eine Klartextfolge erhält, wenn man den Inhalt der Sprachspeicherzel-

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

628761

4

Ien in der gleichen Reihenfolge zusammenfügt, in der die zugehörigen Adressen von Position 16 nach Position 1 gelesen in den Markierregistern stehen.

Der untere Teil der Fig. 3a zeigt jeweils den Inhalt der Sprachspeicherzelle, deren Adresse in der darüberstehenden 5 Position zu finden ist. Der Klartext besteht der Einfachheit halber aus dem Alphabet, wobei ein Sprachsegment genau einen Buchstaben umfasst.

Sämtliche Sprachspeicherzellen des sender- und emp-fängerseitigen Sprachspeichers sind mit einem der Buchstaben io von a bis p gefüllt. Als erster Buchstabe wird nun a dem Klarsignal K2 hinzugefügt. Dieser Buchstabe ist der Inhalt der Sprachspeicherzelle, deren Adresse in Position 16 steht. Daher übermittelt beim Auftreten des Rahmentaktes der Schlüsselgeber SG2 auf der Empfängerseite die Adresse (7/1 ) an den Rück- 15 modulator, worauf dieser die zugehörige Sprachspeicherzelle für einen Inhaltswechsel freigibt. Gleichzeitig wird nach einem später erläuterten und vom Pseudo-Zufallsgenerator abhängigen Auswahlverfahren eine senderseitige Sprachspeicheradresse, z. B. die Adresse (60) in Position 8 ausgewählt und vom 20 Schlüsselgeber SGI dem Schlüsselmodulator übermittelt. Auch dieser gibt die zugehörige Sprachspeicherzelle für einen Inhaltswechsel frei. Sodann nimmt die Sprachspeicherzelle mit der Adresse (60) ein neues Sprachsegment des Klarsignals Kl auf, nämlich den Buchstaben q, während ihr bisheriger Inhalt, 25 der Buchstabe i, als Bestandteil des verschlüsselten Signals an den Empfänger übersendet und dort in der Sprachspeicherzelle mit der Adresse (7/1) gespeichert wird. Die neuen Verhältnisse gibt Fig. 3b wieder.

Damit ein weiterer Inhaltswechsel der Sprachspeicherzel- 30 len beim nächsten Rahmentakt in der gleichen Weise erfolgen kann, wird nun eine Zustandsänderung des Markierregisters M durchgeführt: Die Inhalte der Positionen 8 und 16 werden vertauscht und anschliessend der gesamte Inhalt der Markierregister um eine Stelle zyklisch verschoben. Das Ergebnis zeigt 35 Fig. 3c. Ersichtlich ist der neue Zustand wieder ein Anfangszustand im oben erläuterten Sinne.

Klartextähnliche Folgen sollen im verschlüsselten Signal vermieden werden. Unter derartigen Folgen sind zeitlich aufeinanderfolgende Sprachsegmente beliebiger Anzahl zu ver- 40 stehen, die entweder die gleiche zeitliche Reihenfolge haben wie vor der Verschlüsselung - also reinen Klartext bilden -oder durch den Verschlüsselungsprozess nur geringfügig gegenüber der reinen Klartextfolge abgeändert worden sind, wie z. B. die blosse Vertauschung der zeitlichen Reihenfolge 45 zweier aufeinanderfolgender Segmente. Zur Vermeidung derartiger Folgen dürfen im vorliegenden Falle beim nächsten Rahmentakt keine Buchstaben übersendet werden, die zur Nachbarschaft des Buchstabens i gehören, nämlich die Buchstaben h, j und k. Es werden darum die Positionen 7,8,9 und 10 50 als verboten vorgemerkt. Das hat zur Folge, dass die senderseitigen Sprachspeicherzellen, deren Adressen in diesen Positionen zu finden sind, beim nächsten Rahmentakt von einem Inhaltswechsel ausgeschlossen sind. In Fig. 3c und 3d sind die verbotenen Positionen angekreuzt. Da die gesetzten Verbote 55 auch noch beim übernächsten Rahmentakt wirksam bleiben, ist dafür gesorgt, dass im verschlüsselten Signal auf den Buchstaben i mindestens einer folgt, der nicht zur Nachbarschaft von i gehört, bevor das h gesendet wird und mindestens zwei Buchstaben, bevor j oder k gesendet werden. 60

Der in Fig. 3c abgebildete Anfangszustand stellt einen häufig auftretenden Fall dar: Ein Sprachsegment - hier der Buchstabe b - hat schon im Modulator SM die höchst zulässige Verzögerung erfahren. Dieser Fall ist daran zu erkennen, dass eine senderseitige Sprachspeicheradresse - in Fig. 3c die Adresse 65 (00) - in Position 16 des Markierregisters gelangt ist. Die zur Adresse (00) gehörige Sprachspeicherzelle wird nun bedingungslos ausgelesen, weil sonst ein richtiges Einfügen des

Buchstabens b in das Klarsignal K2 nicht mehr möglich ist. Aus dem gleichen Grunde erfolgt auch auf der Empfängerseite keine zusätzliche Verzögerung. Der Rückmodulator wählt -gesteuert durch das Kennbit 0 - die speicherfreie Durchschaltung D und führt den übersendeten Buchstaben b direkt dem Klarsignal K2 zu. Mit dem Auslesen des Buchstabens b auf der Senderseite wird gleichzeitig ein neues Segment nämlich der Buchstabe r eingelesen. Um den nächsten Anfangszustand herzustellen, braucht der Inhalt des Markierregisters jetzt nur zyklisch um eine Stelle verschoben^zu werden. Das Ergebnis zeigt Fig. 3d.

WennderFall vorliegt,dass in Position 16eineempfänger-seitige Sprachspeicheradresse steht (vgl. z. B. Fig. 3a), so wird ermittelt, in welcher Position diejenige senderseitige Sprachspeicheradresse steht, die vom Pseudo-Zufallsgenerator erzeugt worden ist. Ist die ermittelte Position nicht verboten, so erfolgen alle weiteren Schritte in der schon geschilderten Weise. Ist die ermittelte Position jedoch als verboten vorgemerkt, so wird diejenige senderseitige Sprachspeicheradresse gesucht, die in einer nicht verbotenen Position gespeichert ist und deren zugehörige Sprachspeicherzelle das am längsten verzögerte Sprachsegment enthält. Diese Sprachspeicheradresse findet man, indem man die Markierregister im Anfangszustand von Position 16 nach Position 1 durchläuft und nach der ersten nicht verbotenen Position fragt, die eine senderseitige Sprachspeicheradresse enthält. Nach Fig. 3a wäre das z. B. die Position 15 mit der Adresse (00). Ist die gesuchte Position ermittelt, so laufen wiederum alle weiteren Schritte in der schon erwähnten Weise ab.

Die dargelegte Massnahme zur Auswahl einer senderseitigen Sprachspeicheradresse für den Fall, dass die vom Pseudo-Zufallsgenerator vorgeschlagenen Adresse in einer verbotenen Position gespeichert ist, bewirkt eine ungefähre Gleichverteilung der relativen Häufigkeiten aller vorkommenden Verzögerungen von Sprachsegmenten im Schlüsselmodulator. Die Gleichverteilung hat eine wesentliche Erschwerung der Entschlüsselungsarbeit für einen unbefugten Dritten zur Folge, der sich nun nicht mehr - wie bei bekannten Verfahren - auf überwiegende Häufigkeiten bei den kürzesten und längsten Verzögerungen stützen kann.

Fig. 4 und 5 dienen zur Erläuterung der technischen Einzelheiten sowie weiterer Bauteile, die zur Durchführung der bisher genannten Verfahrensschritte erforderlich sind. Die Realisierung des zwischen zwei Rahmentakten liegenden Verfahrenszyklus erfolgt in 32 Arbeitsakten mit einer Taktfrequenz von z. B. 750 Hz. Die 32 Arbeitstakte werden in zwei Hauptabschnitte aufgeteilt, von denen der erste 17 und der zweite 15 Arbeitstakte umfasst.

Wird allgemein mit einem Sprachspeicher aus n Sprachspeicherzellen gearbeitet, also mit einem Markierregister M von 2n Positionen, so sind zur Realisierung eines Verfahrenszyklus gemäss den weiter unten folgenden Angaben genau 4n Arbeitstakte erforderlich. Die beiden Hauptabschnitte gliedern sich dann in einen 2n+l Takte langen und einen 2n—1 Takte langen Abschnitt.

Im ersten Hauptabschnitt werden nach dem Auftreten eines Rahmentaktes sämtliche 16 Positionen der Markierregister ringförmig zusammengeschlossen (vgl. Fig. 4). Mit jedem Arbeitstakt wird der Inhalt der Markierregister um eine Stelle zyklisch verschoben. Demzufolge steht am Ende des ersten Hauptabschnittes die Sprachspeicheradresse, die zu Beginn in Position 16 zu finden war, in Position 1. Der Inhalt der Position 1 wird in einen Hilfsspeicher Y und einen Auslesespeicher X (beide nicht dargestellt) eingeschrieben.

Beim ringförmigen Umlauf des Inhaltes der Markierregister erfolgt gleichzeitig das Suchen einer senderseitigen Sprachspeicheradresse, deren zugehörige Zelle für den nächsten Inhaltswechsel geeignet ist. Fig. 4 zeigt die Bauelemente,

5

die an der Suche beteiligt sind, nämlich den Pseudo-Zufalls-generator PZG,den Vergleicher VGL, ein NOR-GatterGl, ein OR-GatterG2, ein AND-GatterG3, ein 5-Bit-Zähler Z, ein Flip-Flop FF1 sowie ein 14-und 16-Bit-SchieberegisterSR14bzw. SR16. Die beiden Schieberegister dienen dem Setzen und 5 Überprüfen von Verboten. Enthält eine Zelle der beiden Schieberegister eine «1 », so gilt die darüberstehende Position des Markierregisters als verboten (vgl. Fig. 4). Nähere Erläuterungen zum Setzen der Verbote folgen weiter unten.

Während des ersten Hauptabschnittes bleibt der Ausgang c 10 des Schieberegisters SR14 mit dem Eingang des Registers R16 verbunden. Die Ausgänge c und d der Schieberegister SR 14 bzw. SRI6 sowie der Kennbitausgang b des Markierregisters M sind an die drei Eingänge des NOR-Gatters Gl geführt. Der Ziffernausgang a des Markierregisters M führt zum Verglei- I5 eher VGL. Beim Auftreten eines Rahmentaktes befindet sich das Flip-Flop FF1 im rückgesetzten Zustand und der Zähler Z beginnt mit dem Zählen der Arbeitstakte. Er enthält einen Löschimpuls und gleichzeitig das Flip-Flop FF1 einen Setzimpuls, wenn die folgenden beiden Bedingungen zusammen erfüllt20 sind:

1. An jedem der drei Eingänge b, c und d liegt eine binäre «0» an. Das bedeutet nach dem bisher Gesagten, dass die Position 16 gerade eine senderseitige Sprachspeicheradresse ent- 25 hält, die im Anfangszustand in einer nicht verbotenen Position gespeichert war.

2. Das Flip-Flop FF1 befindet sich im rückgesetzten Zustand oder der Vergleicher VGL stellt Übereinstimmung der am Ziffernausgang a des Markierregisters M anstehenden Zif- 30 fer mit der vom Pseudo-Zufallsgenerator PZG angebotenen Ziffer fest.

Innerhalb des ersten 17taktigen Hauptabschnittes ergehen mindestens einer, höchstens jedoch zwei Löschimpulse an den Zähler Z und ebensoviele Setzimpulse an das Flip-Flop FF1. 35

Wie aus den Bedingungen für das Auslösen eines Löschimpulses folgt, steht beim letzten Löschimpuls entweder diejenige nicht verbotene senderseitige Sprachspeicheradresse in Position 16, die mit Hilfe des Pseudo-Zufallsgenerators erzeugt wurde oder diej enige, in deren zugehöriger Zelle sich das am .0 längsten verzögerte und ebenfalls nicht verbotene Sprachsegment befindet. Diese Adresse wird später in den (nicht eingezeichneten) Auslesespeicher X übernommen.

Fig. 5 zeigt die Bauteile, die für den zweiten 15taktigen Hauptabschnitt eines Zyklus benötigt werden. Zwischen den 45 abgebildeten Bauteilen und denen, die nur für den ersten Hauptabschnitt erforderlich waren, besteht keine Verbindung mehr.

Zusätzlich ist die Position 1 des Markierregisters M durch den Schalter S von den restlichen Positionen getrennt, die 50 ihrerseits zu einem ringförmigen Schieberegister zusammengeschlossen sind. Die folgenden Vorgänge sind davon abhängig, ob nun in Position 1, d. h. zu Beginn des ersten Hauptabschnittes in Position 16, eine senderseitige Sprachspeicheradresse steht oder nicht. Wegen der Verbindung des Kennbit-Ausgan- 55 ges von Position 1 über den Inverter I zum Zähler Z, erhält dieser sofort einen weiteren Löschimpuls, wenn in Position 1 eine senderseitige Adresse steht. In diesem Fall kann der Zähler Z in den nächsten 15 Takten den Stand 16 nicht mehr erreichen. Das hat zur Folge, dass der Schalter S in der abgebildeten Stel- 60 lung bis zum Ende des zweiten Hauptabschnittes verweilt und daher der Inhalt der Positionen 2 bis 16 lediglich kreisförmig verschoben wird, bis die ursprüngliche Ausgangslage wieder hergestellt ist. Damit ist - unter Berücksichtigung der Vorgänge im ersten Hauptabschnitt - am Ende des zweiten Haupt- 65 abschnittes eine zyklische Verschiebung des gesamten Inhaltes des Markierregisters um eine Stelle erreicht. Zu diesem Zeit-

628761

punkt wird der Inhalt der Position 1 in den Auslesespeicher X (nicht eingezeichnet) übernommen.

Steht in Position 1 eine empfängerseitige Sprachspeicheradresse, so wird die Verbindung der Position 1 mit dem Zähler Z sofort getrennt. Der Zähler läuft dann weiter und erreicht den Stand 16, wenn die senderseitige Sprachspeicheradresse, die im ersten 17taktigen Hauptabschnitt den letzten Löschimpuls ausgelöst hat, wieder in Position 16 steht. Abhängig vom Stand 16 des Zählers Z werden folgende Vorgänge ausgelöst: Das Flip-Flop FF2 gibt vier binäre Einsen an das Schieberegister SR14 ab und der Schalter S wird für einen Arbeitstakt umgelegt. Das eintaktige Umlegen des Schalters S hat die Wirkung, dass der Inhalt der Position 16, nämlich die Adresse der senderseitig für einen Inhaltswechsel vorgesehenen Sprachspeicherzelle, nach Position 1 gelangt, während der Inhalt der Position 1, nämlich die Adresse der empfängerseitig für einen Inhaltswechsel vorgesehenen Sprachspeicherzelle, nach Position 2 gelangt. Am Ende des zweiten Hauptabschnittes hat daher der Inhalt der Positionen 2 bis 16 die gleiche Lage wie zu Anfang, mit dem Unterschied, dass die Position, die zu Anfang von der Adresse der senderseitig für einen Inhaltswechsel vorgesehenen Sprachspeicherzelle belegt war, nun die entsprechende empfängerseitige Adresse enthält. Berücksichtigt man wiederum die vom ersten Hauptabschnitt herrührende zyklische Verschiebung des gesamten Inhalts des Markierregisters, so ist am Ende des zweiten Hauptabschnittes der neue Anfangszustand erreicht. Auch in diesem Fall wird nun der Inhalt der Position 1 in den Auslesespeicher X übernommen.

Die vier binären Einsen, die das Flip-Flop FF2 mit dem Auftreten des Zählerstandes 16 an das Schieberegister SR14 abgibt, werden bis zum fünfzehnten Takt parallel zum Inhalt des Markierregisters nach rechts verschoben, und zwar derart dass eine binäre Eins der Adresse jener Speicherzelle (z. B. der Adresse (7/1 ) in Fig. 3b) vorauseilt, die empfängerseitig für den nächsten Inhaltswechsel vorgesehen ist, eine ihr gegenübersteht und zwei weitere ihr nacheilen. Jede Adresse, die im ersten Hauptabschnitt des nächsten Zyklus am Ausgang des Markierregisters gleichzeitig mit einer Eins an den Ausgängen der Register SR14 und SRI 6 auftritt, gilt als verboten. Die Einsen wirken dadurch als Verbote, dass sie das Auslösen eines Löschimpulses an den Zähler Z verhindern. Da im ersten Hauptabschnitt die Schieberegister SR14 und SRI6 hintereinander geschaltet sind, wird eine gesetzte binäre Eins in zwei aufeinanderfolgenden Zyklen wirksam. Das erste Mal am Ausgang c und das zweite Mal am Ausgang d. Die aus dem Schieberegister SR16 heraustretenden Einsen gehen verloren. Auf diese Weise erfolgt das Löschen der gesetzten Verbote.

In der bisherigen Beschreibung wurden die identisch ablaufenden Vorgänge auf der Sender- und Empfängerseite geschildert. Den Erläuterungen ist zu entnehmen, dass am Ende des zweiten Hauptabschnittes der Auslesespeicher X die Adresse der senderseitig für einen Inhaltswechsel vorgesehenen Sprachspeicherzelle enthält, während der Hilfsspeicher Y zu diesem Zeitpunkt entweder eine entsprechende empfängerseitige Sprachspeicherzelle enthält oder die Adresse derjenigen senderseitigen Zelle, deren Inhalt die höchst zulässige Verzögerung im Modulator erfahren hat. Verwendet man das Gerät, das nach dem beschriebenen Verfahren arbeitet, als Sender, so wird das Kennbit der im Auslesespeicher X gespeicherten Sprachspeicheradresse zunächst von «0» auf «1» gesetzt,

bevor sie an den Modulator weitergereicht wird. Denn ausgelöst durch das Kennbit «0» wird in den Modulatoren eine speicherfreie Durchschaltung gewählt, die jedoch nur beim Empfänger wirksam werden darf. Auf der Empfängerseite kann der Inhalt vom Speicher Y entweder direkt an den Modulator übergeben werden oder nach einer Zwischenspeicherung im Auslesespeicher X.

G

2 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

628761 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Sprachverschlüsselung durch Vertauschen von Sprachsegmenten gleicher zeitlicher Länge im Sender und Rückvertauschen im Empfänger, wobei die Vertauschung durch Einlesén der Sprachsegmente in einen Sprachspeicher 5 mit n Sprachspeicherzellen und unterschiedlich verzögertes Auslesen erfolgt und die Rückvertauschung mit einem gleichartigen Sprachspeicher derart vorgenommen wird, dass ein Sprachsegment in diesem Speicher zusätzlich verzögert wird, bis eine für alle Sprachsegmente gleiche Gesamtverzögerung io erreicht ist, und wobei das Auslesen der Segmente aus dem Sprachspeicher im Sender durch einen Pseudo-Zufallsgenera-tor gesteuert wird und im Empfänger von einem synchron laufenden Pseudo-Zufallsgenerator abhängig ist und wobei im Sender die vom Pseudo-Zufallsgenerator vorgesehene Über- i5 tragung eines Sprachsegmentes verboten wird, wenn dieses Segment mit den schon übertragenen Segmenten eine klartextähnliche Folge ergibt, dadurch gekennzeichnet, dass statt des verbotenen Sprachsegmentes dasjenige Segment übertragen wird, das am längsten im Sprachspeicher des Senders verzö- 20 gert worden ist und keine klartextähnliche Folge mit den schon übertragenen Segmenten bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1 mit einem im Sender und Empfänger gleichartigen Markierregister, in dessen 2n durchlaufend adressierten Speicherzellen, im folgenden Positionen 25 genannt, die durch ein Kennbit unterschiedenen Adressen, im folgenden Sprachspeicheradressen genannt, der n sender- und n empfängerseitigen Sprachspeicherzellen in einer zu Beginn der Übertragung vereinbarten Reihenfolge gespeichert sind, gekennzeichnet durch einen im Sender und Empfänger identi- 30 sehen Zyklus folgender Verfahrensschritte:

a) Abspeichern der in der Position 2n stehenden Sprachspeicheradresse in einen Auslesespeicher und einen Hilfsspeicher,

b) Prüfen, ob es sich bei der abgespeicherten Adresse um 35 eine senderseitige Sprachspeicheradresse mit Kennbit «0» handelt und im bejahenden Fall mit Schritt h) fortfahren,

c) Bestimmen der Position k, in der diejenige senderseitige Sprachspeicheradresse steht, deren zugehörige Sprachspeicherzelle vom Pseudo-Zufallsgenerator für den nächsten 40 Inhaltswechsel vorgesehen ist,

d) Prüfen, ob die ermittelte Position als verboten vorgemerkt ist und im bejahenden Fall diejenige höchste Position k bestimmen, die nicht verboten ist und eine senderseitige Sprachspeicheradresse enthält, 45

e) Abspeichern des Inhaltes der nach Schritt c) oder d) ermittelten Position k im Auslesespeicher,

0 Positionen k ± 1, k und k + 2 als verboten vormerken,

g) Inhalte der Positionen 2n und k vertauschen,

h) Zyklisches Verschieben des gesamten Inhaltes des Mar- 50 kierregisters um eine Stelle,

i) Löschen der im vorletzten Zyklus als verboten vorgemerkten Positionen,

j) Prüfen, ob das benutzte Gerät als Empfänger gebraucht wird und im bejahenden Fall den Inhalt des Hilfsspeichers in 55 den Auslesespeicher bringen, im verneinenden Fall das Kennbit der im Auslesespeicher gespeicherten Adresse auf «1 » setzen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass/ier erwähnte Zyklus in 4n Takten durchgeführt wird. 60

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass der 4n-taktige Zyklus in zwei Abschnitte unterteilt ist, von denen der erste 2n+1 und der zweite 2n-1 Takte umfasst und dass während dieser beiden Abschnitte unterschiedliche Baugruppen wirksam sind. 65

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

dass während des ersten (2n+ l>taktigen Abschnittes das Markierregister ringförmig zusammengeschlossen und sein Inhalt um 2n +1 Takte zyklisch verschoben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vormerken und Überprüfen von Verboten zwei Schieberegister vorgesehen sind, von denen das erste 2n-2 Bit und das zweite 2n Bit lang ist und dass während des ersten > (2n+1 )-taktigen Abschnittes die beiden Schieberegister in Serie geschaltet sind und mit jedem Takt über ein erstes Für- . Flop eine binäre «0» eingelesen und der gemeinsame Inhalt der' Schieberegister um eine Stelle verschoben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zähler vorgesehen ist, der zu Beginn des ersten (2n+1)-taktigen Abschnittes auf «0» steht und der mit jedem Takt um eine Stufe weitergeschaltet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Logikschaltung - bestehend aus einem Vergleicher, einem zweiten Flip-Flop und drei Gattern - vorgesehen ist, die an den Zähler einen Löschimpuls und an das zweite Flip-Flop einen Setzimpuls abgibt, wenn a) am Ausgang des Markierregisters eine senderseitige Sprachspeicheradresse anliegt und b) beide Ausgänge der zum Vormerken und Überprüfen von Verboten vorgesehenen Schieberegister auf «0» stehen und c) das genannte zweite Flip-Flop sich im rückgesetzten Zustand befindet oder der Vergleicher Identität zwischen der vom Zufallsgenerator vorgesehenen Adresse und der am Ausgang des Markierregisters anliegenden Adresse feststellt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den gesamten zweiten (2n- l)-taktigen Abschnitt die erwähnte Logikschaltung von allen anderen Bauteilen getrennt ist und dass das erwähnte 2n-Bit-Schieberegister vom ersten (2n—2)-Bit-Schieberegister und vom Taktgenerator getrennt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Anfang des zweiten (2n—l)-taktigen Abschnittes die Position 1 durch einen Schalter von den restlichen Positionen getrennt ist und dass diese restlichen Positionen zu einem ringförmigen Register zusammengeschlossen sind und mit dem Taktgenerator verbunden bleiben.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zu Anfang des (2n— l)-taktigen Abschnittes der erwähnte Zähler von der Position 1 einen Löschimpuls erhält, wenn dieser eine senderseitige Sprachspeicheradresse enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Position 1 und die restlichen Positionen durch den erwähnten Schalter für einen Takt miteinander verbunden sind, wenn der Zähler den Stand 2n erreicht hat und dass für diese Zeit alle Positionen ringförmig zusammengeschlossen sind und dass, ebenfalls ausgelöst durch den Stand 2n des Zählers, über das erste Flip-Flop statt Nullen vier Einsen in das (2n-2)-Bit-Schieberegister eingelesen werden.

13. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgezählten Verfahrensschritte mit Hilfe eines Mikrorechners durchgeführt werden.