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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entschlüsselung einer verschlüsselten Information sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verschlüsselung einer zu verschlüsselnden Information.
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Sicherheit ist eine wesentliche Anforderung für informationsverarbeitende Systeme. Zentrale Aspekte der Sicherheit sind Vertraulichkeit und Authentizität von übertragenen Informationen. Bei einer Verletzung der Vertraulichkeit von geheimen Daten können Dritte unbefugt Informationen erhalten. Bei einer Verletzung der Authentizität kann ein Empfänger manipulierte Daten erhalten.
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Es existiert eine Vielzahl von Verschlüsselungsverfahren, die die Vertraulichkeit und Authentizität von zu übertragenden Daten gewährleisten sollen. In der Regel bestehen diese Verschlüsselungsverfahren aus mathematischen Operationen, die eine zu verschlüsselnde Information, die auch als Klartext-Information bezeichnet werden kann, mit Hilfe eines Schlüssels, der auch als Schlüsselinformation bezeichnet werden kann, in eine unverständliche verschlüsselte Information, die auch als Chiffre-Information bezeichnet werden kann, umwandelt. Die verschlüsselte Information kann dann übertragen werden und erlaubt in der Regel keinen Rückschluss auf die Klartext-Information. Erst ein Empfänger der verschlüsselten Information kann diese dann mit weiteren Operationen unter Benutzung der Schlüsselinformation in die Klartext-Information umwandeln. Die mathematischen Operationen zur Verschlüsselung und Entschlüsselung werden in der Regel durch geeignete Geräte, z.B. elektronische Geräte wie Computer oder sogenannte Smartphones, durchgeführt. Hierbei muss sich der Anwender jedoch darauf verlassen, dass das Gerät ebenfalls die Vertraulichkeit und Authentizität gewährleistet.
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Es ist jedoch bereits bekannt, dass Geräte derart manipuliert werden, dass die Authentizität und Vertraulichkeit nicht mehr im gewünschten Maße gewährleistet wird, z.B. indem entschlüsselte Klartext-Informationen durch das Gerät ohne das Wissen des Nutzers an Dritte versendet werden.
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In der Regel sind Manipulationen, die auch z.B. durch Computerviren oder Schadsoftware erzeugt werden können, nicht unmittelbar erkennbar. So können z.B. Angriffsmechanismen für Angriffe auf die Vertraulichkeit und/oder Authentizität als Teil in ein Verschlüsselungsprogramm, in ein Betriebssystem oder sogar in die Funktionsweise eines Chips integriert werden. Ferner sind bereits Manipulationsverfahren bekannt, die auch eine korrekte Funktionsweise des Geräts simulieren.
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Die
US 8,150,034 offenbart ein Verfahren und ein System zum Übertragen von Daten. Hierbei wird zur Entschlüsselung eine Folie als optischer Filter genutzt, die von einem Benutzer vor eine Anzeige gehalten werden kann. Allerdings kann die Folie in ihrer Funktionsweise nicht dynamisch angepasst werden.
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Die
EP 1 093 689 A1 offenbart ein optisches Ver- und Entschlüsselungssystem. Hierbei wird eine Phasenlage zur Verschlüsselung genutzt.
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Es stellt sich das technische Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verschlüsselung und zur Entschlüsselung zu schaffen, die eine Sicherstellung und Überprüfung der Authentizität und eine Sicherstellung der Vertraulichkeit bei einer Übertragung von Informationen verbessern.
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Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 9, 10 und 15. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Es ist eine Grundidee der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Ver- und Entschlüsselung zu schaffen, welche Eigenschaften des One-Time-Pad(OTP)-Verschlüsselungsverfahren nutzt, wobei zumindest ein Schritt bei der Entschlüsselung nicht auf einem Endgerät durchgeführt wird, dessen korrekte Funktion ein Anwender nicht überprüfen kann. Somit wird in vorteilhafter Weise ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine vertrauliche und die Authentizität sicherstellende Ver- und Entschlüsselung bereitgestellt, wobei auch ein technisch wenig versierter Nutzer sich jederzeit von einer korrekten, manipulationsfreien Funktionsweise der verwendeten Geräte überzeugen kann.
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Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Entschlüsselung einer verschlüsselten Information. Die verschlüsselte Information kann insbesondere in Form einer Bitfolge codiert sein. Die Bitfolge kann eine vorbestimmte Dimension aufweisen, wobei die vorbestimmte Dimension beispielsweise die Anzahl von Bits der Bitfolge bezeichnet. Die Dimension kann also insbesondere eine Länge der Bitfolge bezeichnen.
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Weiter erzeugt mindestens eine Strahlenquelle elektromagnetische Strahlung. Die Strahlenquelle kann insbesondere eine Lichtquelle sein. Die elektromagnetische Strahlung kann hierbei mit vorbestimmten Strahlungseigenschaften erzeugt werden. Ist die Strahlenquelle eine Lichtquelle, so kann z.B. Weißlicht erzeugt werden.
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Die Strahlenquelle kann hierbei die elektromagnetische Strahlung auf eine informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung strahlen. Hierbei kann zwischen der Strahlenquelle und der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung mindestens ein Element zur Veränderung mindestens einer Strahleigenschaft und/oder einer Strahlrichtung angeordnet sein. Insbesondere kann ein optisches Filterelement, weiter insbesondere ein Polarisationsfilterelement, zwischen der Strahlenquelle und der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung angeordnet sein. Eine Strahleigenschaft kann auch als Strahlungseigenschaft bezeichnet werden.
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In einem informationsgesteuerten Veränderungsschritt verändert die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung in Abhängigkeit zumindest eines Teils der verschlüsselten Information mindestens eine Strahleigenschaft zumindest eines Teils der elektromagnetischen Strahlung. Die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung bezeichnet hierbei eine Einrichtung zur Veränderung mindestens einer Strahlungseigenschaft. Die Strahlungseigenschaft ist hierbei dynamisch veränderbar. Dies bedeutet, dass verschiedene Werte der Veränderung der Strahlungseigenschaft durch die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung einstellbar sind. Insbesondere ist die Veränderung in Abhängigkeit der verschlüsselten Information einstellbar. Somit können für voneinander verschiedene verschlüsselte Informationen jeweils voneinander verschiedene Veränderungen eingestellt werden.
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Beispielsweise kann aus jedem Bit der vorhergehend erläuterten Bitfolge ein Steuersignal für die Strahländerungseinrichtung erzeugt werden, wobei in Abhängigkeit dieses Steuersignals zumindest ein Element der Strahländerungseinrichtung derart angesteuert wird, dass die mindestens eine Strahlungseigenschaft des Teils der elektromagnetischen Strahlung, der auf dieses Element trifft, wie gewünscht verändert wird.
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Somit kann die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung eine Vielzahl von steuerbaren Elementen zur Veränderung einer Strahlungseigenschaft umfassen, die unabhängig voneinander jeweils mindestens eine Strahleigenschaft zumindest eines Teils der elektromagnetischen Strahlung verändern können.
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Weiter verändert in mindestens einem schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt mindestens eine schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung in Abhängigkeit zumindest eines Teils einer vorbekannten Schlüsselinformation die mindestens eine Strahleigenschaft der im informationsgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung. Auch die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung kann eine Vielzahl von steuerbaren Elementen zur Veränderung mindestens einer Strahlungseigenschaft umfassen, die unabhängig voneinander jeweils mindestens eine Strahleigenschaft zumindest eines Teils der elektromagnetischen Strahlung verändern können.
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Die vorbekannte Schlüsselinformation kann ebenfalls in Form einer Bitfolge codiert sein, wobei die Schlüsselinformation die gleiche Dimension wie die verschlüsselte Information aufweisen kann. Entsprechend den vorhergehend getätigten Erläuterungen zur informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung kann aus jedem Bit der vorbekannten Schlüsselinformation ein Steuersignal für ein Element der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung erzeugt werden.
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Die vorbekannte Schlüsselinformation kann insbesondere eine der verschlüsselten Information zugeordnete Schlüsselinformation sein. Die verschlüsselte Information und die ihr zugeordnete Schlüsselinformation können, wie nachfolgend noch näher erläutert, von einer Bereitstellungseinrichtung, beispielsweise einer Server-Einrichtung, vor der Durchführung des Verfahrens bereitgestellt werden.
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Sowohl die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung als auch die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung können die mindestens eine Strahleigenschaft unabhängig vom Ausgangswert der Strahleigenschaft auf jeden beliebigen Wert aus einer vorbestimmten Menge von mindestens zwei Werten der Strahleigenschaft verändern, insbesondere durch jeweils eine positive Veränderung oder jeweils eine negative Veränderung.
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Trifft z.B. Strahlung mit einer Strahleigenschaft, die einen Anfangswert aufweist, auf die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung, so kann diese im informationsgesteuerten Veränderungsschritt die Strahleigenschaft auf einen veränderten Wert verändern. Die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung kann dann die Strahlung mit der Strahleigenschaft mit dem veränderten Wert wieder auf den Anfangswert oder aber auf einen von dem Anfangswert verschiedenen Wert verändern.
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Dies bedeutet, dass der Wert der Strahleigenschaft nach einer Veränderung durch nur eine der Strahländerungseinrichtungen keinen Rückschluss auf die zu verschlüsselnde Information bzw. die entschlüsselte Information ermöglicht.
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Die Veränderung der mindestens einen Strahleigenschaft durch die Strahländerungseinrichtungen kann eine Operation auf einer sogenannten zyklischen Gruppe sein. Die zyklische Gruppe kann eine Gruppe sein, die von einem einzelnen Element erzeugt wird. Ebenso kann die eine sogenannte Drehgruppe oder eine beliebige Untergruppe der Drehgruppe benutzt werden, wobei eine Drehgruppe alle Drehungen in einem zweidimensionalen Raum umfasst.
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Eine zyklische Gruppe kann z.B. eine endliche Menge von Werten umfassen, wobei ausgehend von einem beliebigen Ausgangswert durch eine Veränderungsoperation oder einer Anzahl gleicher Veränderungsoperationen jeder Wert der Gruppe eingestellt werden kann.
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Die Strahleigenschaft kann insbesondere eine zyklisch veränderbare Strahleigenschaft sein. Dies kann bedeuten, dass die Strahleigenschaft Werte aus der vorhergehend erläuterten Menge annehmen kann, wobei z.B. bei einer positiven Veränderung der Strahleigenschaft mit einem maximalen Wert der Menge die Strahleigenschaft wieder den minimalen Wert aus der Menge annehmen kann. Entsprechend kann z.B. bei einer negativen Veränderung der Strahleigenschaft mit einem minimalen Wert der Menge die Strahleigenschaft wieder den maximalen Wert aus der Menge annehmen.
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Weiter wird zumindest ein Teil der entschlüsselten Information, insbesondere die vollständig entschlüsselte Information, in Abhängigkeit der mindestens einen Strahleigenschaft der im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung bestimmt oder angezeigt.
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Beispielsweise kann die im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderte elektromagnetische Strahlung genutzt werden, um ein Bild mit vorbestimmter Bilddimension zu erzeugen. Hierzu kann die im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderte elektromagnetische Strahlung beispielsweise auf eine Anzeigeeinrichtung oder ein Anzeigeelement einer Anzeigeeinrichtung gestrahlt werden, wobei die Anzeigeeinrichtung/das Anzeigeelement beispielsweise eine strahlungssensitive Einrichtung/ein strahlungssensitives Element sein kann.
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Insbesondere kann die Anzeigeeinrichtung/das Anzeigeelement eine strahleigenschaftsabhängige Anzeige ermöglichen. Wie nachfolgend noch näher erläutert, kann ein Anzeigeelement beispielsweise ein Polarisationsfilterelement umfassen oder als solches ausgebildet sein, wobei durch das Polarisationsfilterelement nur die Teile der im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung jeweils einen Bildpunkt mit einer vorbestimmten, beispielsweise maximalen, Intensität erzeugen, die eine vorbestimmte Polarisation aufweisen. Die Teile der im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung, die eine von der vorbestimmten Polarisation verschiedene Polarisation aufweisen, können in diesem Fall Bildpunkte mit einer polarisationsabhängigen Intensität, die geringer als die maximale Intensität ist, erzeugen.
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Das Polarisationsfilterelement kann insbesondere ein Element sein, welches Strahlung in Abhängigkeit der Polarisation durchlässt. Ein Polarisationsfilterelement kann insbesondere als Polarisationsfolie ausgebildet sein.
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Somit kann das Verfahren auch als Verfahren zur optischen Entschlüsselung der verschlüsselten Information bezeichnet werden. Hierin wird mindestens eine Strahlungseigenschaft von elektromagnetischer Strahlung durch den informationsgesteuerten Veränderungsschritt und den schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt derart verändert, dass die entschlüsselte Information als Bildinformation angezeigt werden kann.
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Durch die Veränderungen im informationsgesteuerten Veränderungsschritt und im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt werden hierbei zwei zeitlich aufeinander folgende, jedoch unabhängig voneinander durchgeführte Teiloperationen für die Entschlüsselung vorgenommen. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise die Funktionsweise der vorhergehend erläuterten OTP-Entschlüsselung bereitgestellt werden.
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Anschaulich kann das OTP-Verschlüsselungsverfahren beispielhaft wie folgt erläutert werden. Eine zu verschlüsselnde Information kann als binäre Bitfolge gegeben sein. Eine Schlüsselinformation kann ebenfalls als binäre Bitfolge gegeben sein. Die verschlüsselte Information kann dann durch Anwendung der logischen Operation des Exklusiven- Oder (XOR) auf korrespondierende Bits der Bitfolgen erzeugt werden.
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Weder aus der binären Bitfolge der Schlüsselinformation als auch aus der binären Bitfolge der verschlüsselten Information kann dann ein Rückschluss auf die binäre Bitfolge der zu verschlüsselnden Information gezogen werden.
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Im erfindungsgemäße Verfahren kann weder aus der Veränderung der Strahleigenschaft im informationsgesteuerten Veränderungsschritt als auch aus der Veränderung der Strahleigenschaft im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt ein Rückschluss auf die zu verschlüsselnde Information gewonnen werden.
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Es ist mathematisch bewiesen, dass das OTP-Verschlüsselungsverfahren nicht gebrochen werden kann. Dies ist beispielsweise in der Publikation „B. Schneier. Applied cryptography. Wiley New York, 2. Auflage, Seiten 15 bis 17, 1996“ erläutert.
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Wird die im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderte elektromagnetische Strahlung zur Erzeugung eines Bildes verwendet, so kann hierdurch weiter vorteilhafterweise die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass die entschlüsselte Information unbefugt an Dritte übertragen wird, da diese nicht in Form eines elektrischen Signals vorliegt.
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Wie nachfolgend noch näher erläutert, können die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung und die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung durch baulich trennbare und insbesondere signaltechnisch getrennte Teilvorrichtungen bereitgestellt werden, wodurch z.B. Teilvorrichtungen voneinander unabhängiger Hersteller verwendet werden können. Dies wiederum reduziert die Wahrscheinlichkeit einer unbefugten Datenübertragung an Dritte.
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Zusammenfassend ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren in vorteilhafter Weise, dass ein verbesserter Schutz der Vertraulichkeit und der Authentizität bei der Entschlüsselung gewährleistet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Strahleigenschaft die Polarisation der elektromagnetischen Strahlung. Die Polarisation kann hierbei beispielsweise Werte aus einem Intervall oder einer Menge von 0° (einschließlich) bis 360° (ausschließlich) oder bis 180° (ausschließlich) annehmen, wobei eine Polarisation von 360° bzw. 180° wieder einer Polarisation von 0° entspricht.
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Somit kann also eine Strahländerungseinrichtung eine Einrichtung zur Veränderung einer Polarisation der elektromagnetischen Strahlung sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass die Polarisation unabhängig vom Wert der Ausgangs-Polarisation der auf die Strahländerungseinrichtung auftreffenden Strahlung auf jede beliebige Polarisation aus dem vorhergehend erläuterten Intervall verändert werden kann.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache und kostengünstige Realisierung des Verfahrens.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung mindestens ein Flüssigkristallelement. Das Flüssigkristallelement kann insbesondere ein Flüssigkristallelement einer Flüssigkristalleinrichtung, die auch als LCD-Einrichtung bezeichnet werden kann, sein, wobei die Flüssigkristalleinrichtung eine Vielzahl von Flüssigkristallelementen aufweist. Die Flüssigkristalleinrichtung kann Teil einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung sein oder diese ausbilden.
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In Abhängigkeit einer an das Flüssigkristallelement angelegten Spannung kann die Polarisation von elektromagnetischer Strahlung, die durch das Flüssigkristallelement strahlt, gezielt verändert werden. Hierbei kann in Abhängigkeit der an dem Flüssigkristallelement angelegten Spannung ein gewünschter Ausrichtungszustand des Flüssigkristallelements eingestellt werden, wobei das Flüssigkristallelement in dem eingestellten Ausrichtungszustand derart mit elektromagnetischer Strahlung wechselwirkt, dass die Polarisation um ein vorbestimmtes Maß, insbesondere in nur eine vorbestimmte Richtung, verändert wird.
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Vorzugsweise ist die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung und die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung jeweils als Flüssigkristalleinrichtung mit einer Vielzahl von Flüssigkristallelementen ausgebildet. Insbesondere können die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung als auch die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung jeweils als Flüssigkristallanzeigeeinrichtung oder Teil davon ausgebildet sein.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Realisierung der Strahländerungseinrichtung mit verfügbaren und somit leicht erhältlichen und kostengünstigen Einrichtungen.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung mit Strahlung einer vorbestimmten, gewünschten Anfangs-Polarisation bestrahlt. Beispielsweise kann die Strahlenquelle nur Strahlung mit der Anfangs-Polarisation erzeugen. Alternativ oder kumulativ kann, wie vorhergehend erläutert, ein Polarisationsfilterelement zwischen Strahlenquelle und informationsgesteuerter Strahländerungseinrichtung angeordnet sein, wobei das Polarisationsfilterelement Anteile mit der Anfangs-Polarisation aus der von der Strahlenquelle erzeugten Strahlung durchlässt und andere Anteile nicht durchlässt oder abschwächt. Insbesondere kann das Polarisationsfilterelement ein Polarisationsfilterelement mit horizontaler Vorzugsrichtung sein, wobei in diesem Fall das Polarisationsfilterelement eine maximale Durchlässigkeit für Strahlung mit horizontaler Polarisation aufweist.
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Alternativ oder kumulativ wird die im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderte elektromagnetische Strahlung auf zumindest ein (weiteres) Polarisationsfilterelement gestrahlt. Beispielsweise kann das weitere Polarisationsfilterelement derart ausgebildet sein, dass eine Durchlässigkeit für Teile der im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung maximal ist, wenn diese eine gewünschte Polarisation aufweisen, wodurch die Teile mit der gewünschten Polarisation für einen Betrachter eine vergleichsweise hohe Intensität aufweisen oder erzeugen. Die Durchlässigkeit für Teile der im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderten Strahlung, die von der gewünschten Polarisation verschiedene Polarisationen aufweisen, ist geringer, insbesondere Null, wodurch diese Teile für einen Betrachter eine vergleichsweise niedrigere Intensität aufweisen oder erzeugen.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine möglichst einfache physikalische Realisierung der Bilderzeugung zur Visualisierung der entschlüsselten Information.
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In einer weiteren Ausführungsform werden die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung und die mindestens eine schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung unabhängig voneinander angesteuert. Die Ansteuerung kann beispielsweise durch unabhängig voneinander ausgebildete Steuereinrichtungen erfolgen. Unabhängig voneinander kann insbesondere bedeuten, dass keine signaltechnische oder datentechnische Verbindung, also keine Informationsübertragung, zwischen der Steuereinrichtung der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung und der Steuereinrichtung der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung möglich ist.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass die Steuersignale, die zur Ansteuerung der Strahländerungseinrichtungen verwendet werden, jeweils keine Information über die entschlüsselte Information vermitteln können. Somit wird hierdurch eine Vertraulichkeit der Informationsübertragung verbessert. Zusätzlich wird auch eine Authentizitätsprüfung bei der Entschlüsselung verbessert. Da ein Angreifer, wie vorhergehend erläutert, nicht wissen kann, welche Wirkung eine Manipulation der verschlüsselten Information oder der Schlüsselinformation hat, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass eine Manipulation in der visuell dargestellten entschlüsselten Information als Bilddefekt sichtbar wird.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die vorbekannte Schlüsselinformation auf einem Datenträger bereitgestellt. Beispielsweise kann vor der Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens ein Schlüsseldatensatz mit einer Vielzahl von voneinander verschiedenen Schlüsselinformationen erzeugt werden. Dieser Datensatz kann dann auf einer sicheren Verschlüsselungseinrichtung, beispielsweise der vorhergehend erläuterten Bereitstellungseinrichtung oder auf einem weiteren sicheren Gerät als auch auf dem Datenträger gespeichert werden. Der Datenträger kann dann einem Nutzer zur Verfügung gestellt werden. Soll nun eine verschlüsselte Information an den Nutzer übertragen werden, so kann die verschlüsselnde Information unter Benutzung einer unverbrauchten Schlüsselinformation von der Verschlüsselungseinrichtung verschlüsselt werden, wobei der Nutzer die verschlüsselte Information dann unter Anwendung der gleichen unverbrauchten Schlüsselinformation, die er dem Datensatz entnehmen kann, wie vorhergehend erläutert, entschlüsseln kann.
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Nach Nutzung der Schlüsselinformation zur Ver- und Entschlüsselung kann diese Schlüsselinformation aus dem Datensatz gelöscht werden. Indem z.B. für jeden Ver- und Entschlüsselungsvorgang jeweils die Schlüsselinformation eines vorbestimmten Eintrags des Schlüsseldatensatzes, insbesondere des ersten oder letzten Eintrags, genutzt wird, kann eine Synchronisierung der verwendeten Schlüsselinformationen zur Ver- und Entschlüsselung gewährleistet werden. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Verfahren zur Synchronisierung der Schlüsselinformation zur Ver- und Entschlüsselung anwendbar.
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In einer weiteren Ausführungsform wird in Abhängigkeit der im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung ein Bild mit vorbestimmter Bilddimension erzeugt. Eine Dimension der verschlüsselten Information, beispielsweise eine Anzahl der Bits der Bitfolge, kann hierbei gleich der Bilddimension sein. Somit kann jeder Bildpunkt, insbesondere ein Intensitäts-, Grau- oder Farbwert des Bilds, in Abhängigkeit von genau einem Bit der verschlüsselten Information und genau einem (korrespondierenden) Bit der Schlüsselinformation erzeugt werden. So kann beispielsweise ein erster Bildpunkt des Bildes, beispielsweise ein erster Bildpunkt einer ersten Zeile des Bildes, in Abhängigkeit des ersten Bits der Bitfolge der verschlüsselten Information und des ersten Bits der Schlüsselinformation erzeugt werden. Entsprechend kann ein letzter Bildpunkt des Bildes, beispielsweise ein letzter Bildpunkt einer letzten Bildzeile des Bildes, in Abhängigkeit des letzten Bits der Bitfolge der verschlüsselten Information und des letzten Bits der Schlüsselinformation erzeugt werden.
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Weiter ist eine Dimension eines Nutzinformationsteils der verschlüsselten Information kleiner als die vorbestimmte Bilddimension. Ein Nutzinformationsteil kann einen Teil der verschlüsselten Information bezeichnen, der visuell darzustellende Informationsteile kodiert oder enthält. Hieraus ergibt sich, dass entschlüsselte Nutzinformationen nur in einem Teilbereich des Bildes dargestellt werden.
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Die Anzeigeposition der Nutzinformationen im Bild kann insbesondere durch eine Position des Nutzinformationsteils oder der Positionen von Abschnitten des Nutzinformationsanteils in der verschlüsselten Information bestimmt sein.
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Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine Sicherheit vor Angriffen auf die Authentizität der übertragenen verschlüsselten Information verbessert werden. Wird z.B. die Position des Nutzinformationsteils in der verschlüsselten Information bei der Erzeugung der verschlüsselten Information aus der zu verschlüsselnden Information zufällig gewählt, so ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass ein Angreifer zusätzlich auch Kenntnis über die Position des Nutzinformationsteils erlangen müsste, um eine gezielte Manipulation vorzunehmen. Beispielsweise kann ein Abbild eines zu verschlüsselnden Kontoauszugs als Nutzinformationsteil einer verschlüsselten Information codiert werden, wobei die Abbildung des Kontoauszugs beispielsweise eine Dimension von 400 × 400 Bildpunkten und somit 400 × 400 Bits der Bitfolge der verschlüsselten Information umfasst. Die vorbestimmte Bilddimension kann beispielsweise 2.500 × 1.440 betragen. Somit kann auch die Dimension der verschlüsselten Information, also die Anzahl der Bits in der Bitfolge, 2.500 × 1.440 betragen. Der Nutzinformationsteil oder Abschnitte des Nutzinformationsteils kann/können hierbei an einer oder mehreren zufällig gewählten Positionen in die Bitfolge der verschlüsselten Information integriert oder kodiert werden. Hierfür stehen theoretisch 2.184.000 Positionen zur Verfügung. Ein Angreifer kann die Position(en) nicht kennen und muss sie daher raten. Wird jedoch eine falsche Position angenommen, so kann die Manipulation als visuell falsche Darstellung detektiert werden.
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Ein verbesserter Schutz ergibt sich weiter bei Grauton- und Farbbildern, da sich hier eine Manipulation auch in Grauton und Farbe zeigen kann.
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In einer weiteren Ausführungsform wird in Abhängigkeit der im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung ein Bild mit vorbestimmter Bilddimension auf einer berührungsempfindlichen Anzeigeeinrichtung erzeugt. Die berührungsempfindliche Anzeigeeinrichtung kann auch als sogenannter Touchscreen bezeichnet werden.
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In Abhängigkeit der verschlüsselten Information und der zugeordneten Schlüsselinformation sind eine Darstellung und mindestens eine Anzeigeposition, insbesondere ein Anzeigepositionsbereich, mindestens eines grafischen Anzeigeelements bestimmbar. Dies bedeutet, dass die Darstellung, z. B. in Form der grafischen Gestaltung, und die Anzeigeposition nur dann bestimmt werden können oder bekannt sind, wenn sowohl die verschlüsselte Information als auch die zugeordnete Schlüsselinformation zur Verfügung stehen. So kann beispielsweise die vorhergehend erläuterte Verschlüsselungseinrichtung oder das weitere sichere Gerät die Darstellung und die Anzeigeposition bestimmen.
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Weiter wird eine Nutzereingabe in Abhängigkeit der Darstellung und/oder Eingabeposition und/oder eines Eingabezeitpunkts verifiziert.
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Die Nutzereingabe, insbesondere die Eingabeposition und der Eingabezeitpunkt, können mittels der berührungsempfindlichen Anzeigeeinrichtung detektiert bzw. bestimmt werden.
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Beispielsweise kann ein Nutzer aufgefordert werden, die berührungsempfindliche Anzeigeeinrichtung im Anzeigebereich des mindestens einen bestimmten grafischen Anzeigeelements zu betätigen. Zusätzlich kann der Nutzer aufgefordert werden, diese Betätigung an einem vorbestimmten Zeitpunkt, beispielsweise innerhalb von einem vorbestimmten Zeitintervall nach einer Aufforderung, zu betätigen. Die Aufforderung kann hierbei visuell erfolgen, beispielsweise durch Anzeige auf der berührungsempfindlichen Anzeigeeinrichtung.
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Weicht die Eingabeposition um weniger als ein vorbestimmtes Maß von der vorbestimmten Anzeigeposition ab und weicht gegebenenfalls der Eingabezeitpunkt um weniger als ein vorbestimmtes Maß von einem gewünschten Eingabezeitpunkt ab, so kann die Nutzereingabe als korrekte Nutzereingabe verifiziert werden. Andernfalls kann die Nutzereingabe als unkorrekte Nutzereingabe verifiziert werden und entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden.
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Auch kann ein Nutzer zur sequenziellen Betätigung einer vorbestimmten Reihenfolge von grafischen Anzeigeelementen aufgefordert werden, wobei die Nutzereingabe nur dann verifiziert wird, wenn die jeweilige Eingabeposition um weniger als das vorbestimmte Maß von der jeweiligen Anzeigeposition abweicht und gegebenenfalls der entsprechende Eingabezeitpunkt um weniger als ein vorbestimmtes Maß von einem vorbestimmten Eingabezeitpunkt abweicht.
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Hierbei kann die berührungsempfindliche Anzeigeeinrichtung bzw. eine Steuer- und Auswerteeinrichtung der berührungsempfindlichen Anzeigeeinrichtung daten- und/oder signaltechnisch mit einer Einrichtung, beispielsweise der vorhergehend erläuterten Verschlüsselungseinrichtung, verbunden sein, der sowohl die verschlüsselte Information als auch die der verschlüsselten Information zugeordnete Schlüsselinformation zur Verfügung stehen.
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Auch in dieser Ausführungsform kann die Dimension eines Nutzinformationsteils, der insbesondere das mindestens eine grafische Anzeigeelement codiert, der verschlüsselten Information kleiner sein als die vorbestimmte Bilddimension.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine weitere Verbesserung der Prüfung auf Authentizität und Vertraulichkeit. Beispielsweise kann als zu verschlüsselnde Information ein Eingabefeld mit mehreren Anzeigeelementen verschlüsselt werden und wie vorgeschlagen zu einem späteren Zeitpunkt entschlüsselt werden. Dann kann der Nutzer, beispielsweise ebenfalls durch eine Codierung einer textbasierten Aufforderung, die auf der berührungsempfindlichen Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, zur Eingabe einer vorbestimmten Sequenz von Anzeigeelementen aufgefordert werden. Beispielsweise kann der Nutzer somit zu einer PIN-Eingabe aufgefordert werden.
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In vorteilhafter Weise kann das vorhergehend erläuterte Eingabefeld zeitlich verändert werden, beispielsweise durch Vertauschen oder Verschieben von Eingabe-Elementen. Insbesondere können in zeitlich aufeinander folgenden Schritten jeweils voneinander verschiedene verschlüsselte Eingabefelder entschlüsselt und angezeigt werden.
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Das vorgeschlagene Verfahren kann hierbei auch zur Visualisierung der entschlüsselten Information in Form eines Schwarz-Weiß-Bildes, eines Graustufen-Bildes und eines Farbbildes dienen.
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Bei einem Graustufen-Bild kann beispielsweise eine vorbestimmte Polarisation als vorbestimmter Intensitätswert dargestellt werden, d. h. die Intensität kann polarisationsabhängig sein. Bei einem Farbbild kann das vorgeschlagene Verfahren, insbesondere gleichzeitig, für jeden Farbkanal, beispielsweise einen Rot-Kanal, einen Grün-Kanal und einen Blau-Kanal, durchgeführt werden, wobei eine bestimmte Polarisation einem bestimmten Intensitätswert einer Farbe entsprechen kann. Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Verschlüsselung einer zu verschlüsselnden Information. Die zu verschlüsselnde Information kann insbesondere als Bitfolge codiert sein, insbesondere als Bitfolge, die ein Schwarz-Weiß-Bild oder ein Graustufen-Bild oder ein Farbbild, insbesondere einen Farbkanal eines Farbbilds, kodiert. Aus der zu verschlüsselnden Information wird in Abhängigkeit einer Schlüsselinformation eine verschlüsselte Information derart erzeugt, dass in einem informationsgesteuerten Veränderungsschritt durch eine informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung in Abhängigkeit zumindest eines Teils der verschlüsselten Information mindestens eine Strahleigenschaft zumindest eines Teils von elektromagnetischer Strahlung auf einen Wert aus eine vorbestimmten Menge von mindestens zwei Werten einstellbar ist. Die Strahleigenschaft kann, wie vorhergehend erläutert, insbesondere eine Polarisation sein, wobei die Polarisation eine Polarisationsrichtung bezeichnet. Die Schlüsselinformation kann hierbei eine vorab generierte, insbesondere zufällig generierte, Schlüsselinformation sein.
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Weiter wird die verschlüsselte Information in Abhängigkeit der der verschlüsselten Information zugeordneten Schlüsselinformation derart aus der zu verschlüsselnden Information erzeugt, dass die mindestens eine Strahleigenschaft der im informationsgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung in einem schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt durch eine schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung auf jeden Wert aus der vorbestimmten Menge einstellbar ist, wobei die zu verschlüsselnde Information in Abhängigkeit der mindestens einen Strahleigenschaft einer in dem schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung nur dann bestimmbar und somit entschlüsselbar ist, wenn in dem schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt die mindestens eine Strahleigenschaft der im informationsgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung durch die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung in Abhängigkeit zumindest eines Teils der zugeordneten Schlüsselinformation verändert wird.
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Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise die Verschlüsselung einer zu verschlüsselten Information, die dann durch ein Verfahren zur Entschlüsselung gemäß einer der vorhergehend erläuterten Ausführungsformen entschlüsselt werden kann.
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Weiter vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Entschlüsselung einer verschlüsselten Information. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung. Die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung umfasst mindestens eine schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung, mindestens eine Steuereinrichtung der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung und mindestens eine Schnittstelle zum Empfang einer Schlüsselinformation oder weist diese Schnittstelle auf. Insbesondere kann die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung außer der Schnittstelle zum Empfang einer Schlüsselinformation keine weitere Schnittstelle für eine Daten- und/oder Signalübertragung aufweisen.
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Es ist jedoch möglich, dass die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung mindestens eine Eingabeeinrichtung für eine Nutzereingabe und eine entsprechende Auswerteeinrichtung umfasst oder aufweist. Mittels der mindestens einen Eingabeeinrichtung kann beispielsweise die Auswahl einer Schlüsselinformation aus einem Schlüsseldatensatz gesteuert werden.
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Die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung wurde vorhergehend bereits beschrieben. Die Steuereinrichtung der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung kann die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung in Abhängigkeit einer Schlüsselinformation steuern. Insbesondere können Spannungen über Flüssigkristallelementen der als Flüssigkristalleinrichtung ausgebildeten Strahländerungseinrichtung mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit der Schlüsselinformationen eingestellt werden.
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Die wenigstens eine Schnittstelle kann beispielsweise als eine Hardwareschnittstelle ausgebildet sein. Hierbei kann die Hardwareschnittstelle eine kontaktlose oder, vorzugsweise, eine kontaktgebundene Datenübertragung ermöglichen.
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Mittels der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung ist mindestens eine Strahleigenschaft von elektromagnetischer Strahlung veränderbar, insbesondere von einem Wert aus einer vorbestimmten Menge von mindestens zwei Werten auf jeden Wert der vorbestimmten Menge veränderbar.
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Insbesondere ist mittels der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung die mindestens eine Strahleigenschaft derart veränderbar, dass eine entschlüsselte Information in Abhängigkeit der mindestens einen Strahleigenschaft einer in dem schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung nur dann bestimmbar ist, wenn in dem schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt durch die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung in Abhängigkeit zumindest eines Teils der zugeordneten Schlüsselinformation die mindestens eine Strahleigenschaft der in einem informationsgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung verändert wird, wobei in dem informationsgesteuerten, und insbesondere vorangegangenen, Veränderungsschritt die mindestens eine Strahleigenschaft von elektromagnetischer Strahlung durch eine informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung in Abhängigkeit zumindest eines Teils einer verschlüsselten Information, der die Schlüsselinformation zugeordnet ist, verändert wurde.
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Die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung kann insbesondere als Aufsatz für eine nachfolgend noch näher erläuterte informationsgesteuerte Teilvorrichtung ausgebildet sein. So kann die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung beispielsweise noch mindestens eine weitere Einrichtung zur Veränderung einer Strahleigenschaft und/oder einer Strahlungsrichtung umfassen.
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Insbesondere kann die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung ein Polarisationsfilterelement umfassen, wobei die von der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung veränderte elektromagnetische Strahlung auf das Polarisationsfilterelement strahlbar ist.
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Selbstverständlich kann die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung auch eine Energiespeichereinrichtung und/oder eine Bedienanzeigeeinrichtung zur Nutzerführung umfassen.
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Weiter kann die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung eine Anzeigeeinrichtung oder ein Anzeigeelement umfassen oder ausbilden, insbesondere das vorhergehend erläuterte Polarisationsfilterelement.
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Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass eine Funktionsfähigkeit der schlüsselgesteuerten Teilvorrichtung überprüfbar ist. So kann beispielsweise ein über die Schnittstelle übertragene Information auf der Anzeigeeinrichtung/dem Anzeigeelement angezeigt werden. Hierzu kann beispielsweise die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung mit elektromagnetischer Strahlung mit vorbestimmten Strahleigenschaften bestrahlt werden, wobei die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung in Abhängigkeit der über die Schnittstelle übertragenen Information, die nicht zwingendermaßen eine Schlüsselinformation sein muss, angesteuert wird.
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Die über die Schnittstelle übertragene Information, die z.B. ein Prüfbild kodiert, kann hierbei derart gewählt werden, dass ein gewünschtes Bild auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt wird, wenn die elektromagnetische Strahlung durch die derart gesteuerte Strahländerungseinrichtung verändert wird. Dies ermöglicht eine visuelle Überprüfung einer Funktionsfähigkeit der schlüsselgesteuerten Teilvorrichtung.
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Weiter kann die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung mindestens ein mechanisches Verbindungsmittel aufweisen oder ausbilden, wobei das mechanische Verbindungsmittel der schlüsselgesteuerten Teilvorrichtung mit einem korrespondierenden mechanischen Verbindungsmittel einer z.B. informationsgesteuerten Teilvorrichtung wechselwirken kann, um die Teilvorrichtungen mechanisch zu verbinden.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise die Möglichkeit einer wiederholbaren Befestigung der Teilvorrichtungen aneinander derart, dass diese eine gewünschte relative Position und Ausrichtung zueinander aufweisen.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung weiter mindestens eine informationsgesteuerte Teilvorrichtung, wobei die informationsgesteuerte Teilvorrichtung eine Strahlenquelle zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung, eine informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung, mindestens eine Steuereinrichtung der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung und mindestens eine Schnittstelle zum Empfang einer verschlüsselten Information umfasst.
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Die Strahlenquelle sowie die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung wurden vorhergehend erläutert. Die Steuereinrichtung kann entsprechend der Steuereinrichtung der schlüsselgesteuerten Teilvorrichtung ausgebildet sein.
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Die informationsgesteuerte Teilvorrichtung kann beispielsweise durch zumindest einen Teil eines Computersystems oder eines Endgeräts, insbesondere eines portablen Endgeräts wie z.B. eines Mobilfunktelefons oder eines Tablet-PCs, bereitgestellt werden.
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Hierbei kann die Steuereinrichtung eine Steuereinrichtung, beispielsweise eine als Mikrocontroller ausgebildete Steuereinrichtung, des Computersystems oder des Endgerätes sein.
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Die Strahlenquelle kann hierbei Teil einer Anzeigeeinrichtung des Computersystems oder des Endgeräts sein. Die Schnittstelle kann hierbei ebenfalls eine Schnittstelle des Computersystems oder des Endgeräts sein. Insbesondere kann auch in diesem Fall die Schnittstelle eine Hardwareschnittstelle sein. Auch ist vorstellbar, dass die Schnittstelle eine Softwareschnittstelle ist.
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Mittels der Steuereinrichtung ist in einem informationsgesteuerten Veränderungsschritt in Abhängigkeit zumindest eines Teils der verschlüsselten Information die mindestens eine informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung derart ansteuerbar, dass mindestens eine Strahleigenschaft zumindest eines Teils der von der Strahlenquelle erzeugten elektromagnetischen Strahlung veränderbar ist.
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Die informationsgesteuerte Teilvorrichtung kann hierbei ebenfalls mindestens eine weitere Einrichtung zur Veränderung einer Strahleigenschaft und/oder Strahlrichtung, beispielsweise ein optisches Filterelement, insbesondere ein Polarisationsfilterelement, umfassen oder aufweisen. Diese Einrichtungen können hierbei lösbar oder entfernbar an der informationsgesteuerten Teilvorrichtung befestigt sein.
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Beispielsweise kann mindestens ein ausgewähltes oder mehrere ausgewählte optische Elemente der informationsgesteuerten Teilvorrichtung entfernt werden, bevor die vorhergehend erläuterte schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung an der informationsgesteuerten Teilvorrichtung angeordnet oder befestigt wird.
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Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, die informationsgesteuerte Teilvorrichtung auch ohne die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung betreiben zu können, beispielsweise zur Anzeige von visuell erfassbaren Informationen in einem entschlüsselungsunabhängigen Normalbetrieb. Dies wiederum ermöglicht die Prüfung einer manipulationsfreien Betriebsweise. So kann beispielsweise auf einer Anzeigeeinrichtung der informationsgesteuerten Teilvorrichtung, die z.B. durch ein, insbesondere entfernbares, Polarisationsfilterelement, welches z.B. als Polarisationsfolienelement ausgebildet sein kann, ein gewünschtes Prüfbild zur Anzeige gebracht werden. Hierzu kann die Strahlenquelle und die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung z.B. derart angesteuert werden, dass das gewünschte Prüfild auf der Anzeigeeinrichtung erzeugt wird. Dies ermöglicht eine visuelle Überprüfung einer Funktionsfähigkeit der informationsgesteuerten Teilvorrichtung.
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Insbesondere sind die Teilvorrichtungen unabhängig voneinander ausgebildet, insbesondere die Strahländerungseinrichtungen und die Steuereinrichtungen. Dies bedeutet, dass die Teilvorrichtungen als mechanisch separierbare oder getrennte Bauteile ausgebildet sein können. Auch kann dies bedeuten, dass keine Daten- oder Signalübertragung zwischen der informationsgesteuerten und schlüsselgesteuerten Teilvorrichtung möglich ist.
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Die informationsgesteuerte Teilvorrichtung kann beispielsweise als modifiziertes Mobilfunktelefon oder modifiziertes portables Endgerät ausgebildet sein, wobei insbesondere alle optischen Elemente zwischen einer als Flüssigkristalleinrichtung ausgebildeten informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung und einem Nutzer entfernbar sind, um nach der Entfernung dieser optischen Elemente die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung derart an der informationsgesteuerten Teilvorrichtung anzuordnen, dass die von der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung veränderte Strahlung direkt auf die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung strahlt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung derart auf, an oder in der informationsgesteuerten Teilvorrichtung anordenbar, insbesondere befestigbar, dass von der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung erzeugte elektromagnetische Strahlung auf die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung, insbesondere direkt, strahlbar ist. Hierzu können beide Teilvorrichtungen die vorhergehend erläuterten korrespondierenden mechanischen Verbindungsmittel aufweisen. Diese Verbindungsmittel können insbesondere eine lösbare Verbindung ermöglichen.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine verbesserte Bedienbarkeit. Ist die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung auf, an oder in der informationsgesteuerten Teilvorrichtung angeordnet, so ermöglicht die Gesamtvorrichtung nunmehr die Entschlüsselung der verschlüsselten Information und gegebenenfalls auch die visuelle Darstellung der entschlüsselten Informationen.
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Die mechanischen Verbindungsmittel können hierbei insbesondere derart ausgestaltet sein, dass die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung wiederholbar mit derselben Position und der gleichen Ausrichtung auf, an oder in der informationsgesteuerten Teilvorrichtung anordenbar ist.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens eine Anzeigeeinrichtung oder ein Anzeigeelement zur Anzeige eines Bildes mit vorbestimmter Bilddimension oder bildet diese aus. Insbesondere kann die Anzeigeeinrichtung oder das Anzeigeelement durch ein Polarisationsfilter- oder Polarisationsfolienelement der schlüsselgesteuerten Teilvorrichtung ausgebildet werden. Weiter ist in Abhängigkeit der im schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt erzeugten elektromagnetischen Strahlung ein Bild mit vorbestimmter Bilddimension erzeugbar. Wie vorhergehend erläutert, kann hierbei die Bilderzeugung derart erfolgen, dass ein Nutzinformationsteil nur in einem Teilbereich des Bildes dargestellt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens eine berührungsempfindliche Anzeigeeinrichtung oder bildet diese aus. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass, wie vorhergehend erläutert, auch Nutzereingaben eines Nutzers zur Verbesserung der Vertraulichkeits- und Authentizitätsprüfung verifiziert werden können.
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Weiter vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Verschlüsselung einer zu verschlüsselnden Information, wobei die Vorrichtung mindestens eine Recheneinrichtung umfasst. Die Vorrichtung zur Verschlüsselung kann hierbei die vorhergehend erwähnte Verschlüsselungseinrichtung ausbilden.
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Die Vorrichtung kann hierbei beispielsweise als Server-Einrichtung ausgebildet sein.
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Mittels der Recheneinrichtung ist aus der zu verschlüsselnden Information in Abhängigkeit einer der zu verschlüsselnden oder der verschlüsselten Information zugeordneten Schlüsselinformation eine verschlüsselte Information derart erzeugbar, dass in einem informationsgesteuerten Veränderungsschritt durch eine informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung in Abhängigkeit zumindest eines Teils der verschlüsselten Information mindestens eine Strahleigenschaft zumindest eines Teils von elektromagnetischer Strahlung auf einen Wert aus einer vorbestimmten Menge von mindestens zwei Werten einstellbar ist. Weiter ist mindestens eine Strahleigenschaft der im informationsgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung in einem schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt durch eine schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung auf jeden Wert aus der vorbestimmten Menge einstellbar, wobei die zu verschlüsselnde Information in Abhängigkeit der mindestens einen Strahleigenschaft einer in dem schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung nur dann bestimmbar und somit entschlüsselbar ist, wenn in dem schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt die mindestens eine Strahleigenschaft der im informationsgesteuerten Veränderungsschritt veränderten elektromagnetischen Strahlung durch die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung in Abhängigkeit zumindest eines Teils der zugeordneten Schlüsselinformation verändert wird.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Vorrichtung zur Bereitstellung von verschlüsselter Information und einer dieser zugeordneten Schlüsselinformation, wobei mit diesen verschlüsselten Informationen und den diesen zugeordneten Schlüsselinformationen das vorhergehend erläuterte Verfahren zur Entschlüsselung gemäß einer der vorhergehend erläuterten Ausführungsformen durchführbar ist.
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Mittels der Vorrichtung zur Verschlüsselung ist insbesondere das vorhergehend erläuterte Verfahren zur Verschlüsselung durchführbar. Mittels der Vorrichtung zur Entschlüsselung ist insbesondere das vorhergehend erläuterte Verfahren zur Entschlüsselung gemäß einer der vorhergehend erläuterten Ausführungsformen durchführbar.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Entschlüsselung einer verschlüsselten Information,
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2 eine schematische Darstellung einer informationsgesteuerten Teilvorrichtung,
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3 eine schematische Darstellung einer schlüsselgesteuerten Teilvorrichtung und
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4 ein exemplarisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur Entschlüsselung.
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Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.
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In 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Entschlüsselung einer verschlüsselten Information VI (siehe 4) dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst eine schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung 2 und eine informationsgesteuerte Teilvorrichtung 3.
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Die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung 2 umfasst eine als Flüssigkristalleinrichtung ausgebildete schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung 4, die auch als LCD-Einrichtung bezeichnet werden kann. Weiter umfasst die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung 2 ein als Polarisationsfolienelement ausgebildetes Polarisationsfilterelement 5 mit einer horizontalen Vorzugsrichtung. Dies bedeutet, dass das Polarisationsfolienelement 5 für elektromagnetische Strahlung mit horizontaler Polarisation eine maximale Durchlässigkeit aufweist, wobei die Durchlässigkeit für elektromagnetische Strahlung mit einer von der horizontalen Polarisation verschiedenen Polarisation geringer als die maximale Durchlässigkeit oder sogar Null ist. Das Polarisationsfolienelement 5 kann ein Anzeigeelement oder eine Anzeigeeinrichtung der schlüsselgesteuerten Teilvorrichtung 2 ausbilden.
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Selbstverständlich stellt diese horizontale Vorzugsrichtung nur ein spezielles Ausführungsbeispiel dar. Es ist auch möglich, andere Vorzugsrichtungen zu wählen. Insbesondere kann die Vorzugsrichtung abhängig von einer maximalen Veränderung der Polarisation durch die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung 4 sowie einer Vorzugsrichtung eines ersten Polarisationsfolienelements 10 gewählt werden.
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Die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung 4 kann eine Vielzahl von Flüssigkristallelementen aufweisen, die unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Die Flüssigkristallelemente können hierbei zeilenförmig und/oder spaltenförmig, also insbesondere matrixartig, angeordnet sein. Hierbei kann jedes der Flüssigkristallelemente mit einer gewünschten Spannung beaufschlagt werden. Die Spannungen, die an jedem der Flüssigkristallelemente angelegt werden können, sind mittels einer Steuereinrichtung 6 der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung 4 einstellbar. Somit können mittels der Steuereinrichtung 6 über die Einstellung der Spannungen jeweils Ausrichtungszustände der Flüssigkristallelemente der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung 4 eingestellt werden. Je nach Ausrichtungszustand kann eine Polarisation der auf das jeweilige Flüssigkristallelement treffenden Strahlung um ein spannungsabhängiges und somit einstellbares Maß verändert werden.
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Z.B. wird ein Bildpunkt mit maximaler Intensität an der entsprechenden Position durch das Polarisationsfolienelement 5 erzeugt, wenn eine Spannung an ein Flüssigkristallelement derart angelegt wird, dass sich der Ausrichtungszustand derart einstellt, dass die Polarisation der auftreffenden Strahlung in eine horizontaler Polarisation eingestellt, also verdreht, wird. Entsprechend wird an einer Position des Polarisationsfolienelements ein Bildpunkt mit minimaler Intensität erzeugt, wenn das entsprechende Flüssigkristallelement derart angesteuert wird, dass die Polarisation der auftreffenden Strahlung auf eine vertikale Polarisation eingestellt wird.
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Intensitäten zwischen der minimalen und maximalen Intensität können eingestellt werden, indem die Polarisation der Strahlung auf einen Wert zwischen der horizontalen Polarisation und der vertikalen Polarisation eingestellt wird.
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Weiter dargestellt ist, dass die Steuereinrichtung 6 eine Schnittstelle 7, beispielsweise eine als USB-Schnittstelle ausgebildete Schnittstelle, für einen Datenträger 8 aufweist. Auf dem Datenträger 8 kann ein Schlüsseldatensatz mit einer Vielzahl von Schlüsselinformationen SI (siehe 4) gespeichert sein. Der Schlüsseldatensatz kann hierbei vor Durchführung des Verfahrens erzeugt werden, insbesondere von einer Verschlüsselungseinrichtung.
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Mittels der Steuereinrichtung 6 ist die Strahländerungseinrichtung 4 in Abhängigkeit einer Schlüsselinformation, die auf den Datenträger 8 gespeichert ist oder von dem Datenträger 8 eingelesen wurde, ansteuerbar.
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Beispielsweise kann eine Schlüsselinformation als eine binäre Bitfolge gegeben sein. In diesem Fall kann beispielsweise ein Bitwert von 0 eine Änderung der Polarisation um 0° bewirken, wobei ein Bitwert von 1 eine Änderung der Polarisation um 90° bewirkt.
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Jedes Bit präsentiert hierbei ein Steuersignal für ein Flüssigkristallelement der Strahländerungseinrichtung 4. Somit kann in Abhängigkeit des Bitwertes die Steuereinrichtung 6 die der gewünschten Polarisationsänderung entsprechende Spannung an dem entsprechenden Flüssigkristallelement einstellen.
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Die informationsgesteuerte Teilvorrichtung 3 umfasst eine Strahlenquelle 9, ein erstes Polarisationsfolienelement 10 und eine ebenfalls als Flüssigkristallanzeigeeinrichtung ausgebildete informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung 11. Weiter umfasst die informationsgesteuerte Teilvorrichtung 3 eine Steuereinrichtung 12 der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung 11.
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Die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung 11 kann ebenfalls eine Vielzahl von Flüssigkristallelementen umfassen, wobei eine Anzahl der Flüssigkristallelemente der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung 11 gleich der Anzahl der Flüssigkristallelemente der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung 4 sein kann.
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Die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung 11 und die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung 4 können hierbei derart relativ zueinander angeordnet sein, dass elektromagnetische Strahlung, welche durch ein Flüssigkristallelement an einer vorbestimmten Position der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung 11 strahlt, auf ein Flüssigkristallelement der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung 4 an der gleichen Position fällt.
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Die Strahlenquelle 9 kann hierbei Weißlicht erzeugen und auf das erste Polarisationsfilterelement 10, beispielsweise eine Polarisationsfolie mit horizontaler Vorzugsrichtung, strahlen. Das erste Polarisationsfilterelement 10 stellt somit eine gewünschte Ausgangspolarisation des Lichts ein.
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Entsprechend den vorhergehend getätigten Erläuterungen zur Ansteuerung der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung 4 kann die Steuereinrichtung 12 Flüssigkristallelemente der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung 11 durch ein Einstellung einer gewünschten Spannung derart ansteuern, das ein Ausrichtungszustand eines Flüssigkeitskristallelements derart eingestellt wird, dass diese die Polarisation der auf das Flüssigkristallelement treffenden Strahlung in einem gewünschten Maße verändert.
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Die Steuereinrichtung 12 kann hierbei eine nicht dargestellte Schnittstelle zum Empfang einer verschlüsselten Information VI (siehe 4) umfassen. Auch diese verschlüsselte Information VI kann beispielsweise in Form einer binären Bitfolge codiert sein.
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In diesem Fall ergibt sich, dass durch die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung 11 und die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung 4 eine XOR-Operation in Bezug auf die Polarisationswerte „horizontale Polarisation“ und „vertikale Polarisation“ durchführbar ist. Beispielsweise kann eine horizontale Polarisation einem Polarisationswinkel von 0° entsprechen, wobei eine vertikale Polarisation einem Polarisationswinkel von 90° entspricht. Insbesondere kann sowohl die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung als auch die informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung die Polarisation um bis zu 180° oder mehr verändern.
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Nicht dargestellt sind mechanische Verbindungsmittel der schlüsselgesteuerten Teilvorrichtung 2 und der informationsgesteuerten Teilvorrichtung 3, mittels derer die Teilvorrichtungen 2, 3 derart aneinander befestigbar sind, dass die von der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung 11 erzeugte elektromagnetische Strahlung auf die schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung 4 strahlbar ist, insbesondere derart, dass Strahlung durch Flüssigkristallelement der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung 11 auf ein korrespondierendes Flüssigkristallelement der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung 4 strahlbar ist.
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In 2 ist eine informationsgesteuerte Teilvorrichtung 3 schematisch dargestellt. Zusätzlich zu den in 1 dargestellten Bestandteilen der informationsgesteuerten Teilvorrichtung 3 umfasst die in 2 dargestellte informationsgesteuerte Teilvorrichtung 3 ein weiteres Polarisationsfolienelement 13, welches jedoch abnehmbar oder entfernbar bzw. lösbar an der informationsgesteuerten Teilvorrichtung 3, insbesondere an einer Frontseite der informationsgesteuerten Teilvorrichtung 3, befestigt ist. Die in 2 dargestellte informationsgesteuerte Teilvorrichtung 3 kann beispielsweise ein mobiles Endgerät, wie z.B. ein Mobilfunktelefon oder ein Tablet-PC, ausbilden oder Teil davon sein, das/der ohne schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung 2 funktionsfähig ist. Hierbei wird mittels des weiteren Polarisationsfolienelements 13 die von der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung 11 veränderte Strahlung mit einer polarisationsabhängigen Intensität dargestellt. Selbstverständlich kann auch die schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung 2 als mobiles Endgerät ausgebildet oder Teil davon sein, das/der ohne informationsgesteuerte Teilvorrichtung 3 funktionsfähig ist.
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In 3 ist eine schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung 2 schematisch dargestellt. Zusätzlich zu den in 1 dargestellten Bestandteilen umfasst die in 3 dargestellte schlüsselseitige Strahländerungseinrichtung 4 eine weitere Strahlenquelle 14 und ein weiteres Polarisationsfolienelement 15, insbesondere mit horizontaler Vorzugsrichtung, die insbesondere an einer Rückseite der schlüsselseitigen Strahländerungseinrichtung 4 angeordnet sein können. Die weitere Strahlenquelle 14 und das weitere Polarisationsfolienelement 15 oder die Gesamtheit aus diesen beiden Elementen 14, 15 ist hierbei jedoch von der schlüsselgesteuerten Teilvorrichtung 2 lösbar, also entfernbar oder abnehmbar, ausgebildet. Somit kann auch die in 3 dargestellte schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung 3 unabhängig von der informationsgesteuerten Teilvorrichtung 3 betrieben werden. Insbesondere können unabhängig von der informationsgesteuerten Teilvorrichtung 3 mittels der schlüsselgesteuerten Teilvorrichtung 2 Bilder erzeugt und angezeigt werden.
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Die in 2 dargestellte informationsgesteuerte Teilvorrichtung 3 und die in 3 dargestellte schlüsselgesteuerte Teilvorrichtung 2 können kombiniert werden, indem das weitere Polarisationsfolienelement 13 von einer Frontseite, also einer im Normalbetrieb nutzerzugewandten Seite, der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung 4 entfernt wird. Weiter werden die weitere Strahlenquelle 14 und das weitere Polarisationsfolienelement 15 von einer Rückseite, also der einem Nutzer im Normalbetrieb abgewandten Seite, der schlüsselgesteuerten Strahländerungseinrichtung 4 entfernt. Nunmehr können die verbleibenden Bestandteile der schlüsselgesteuerten Teilvorrichtung 2 mittels der vorhergehend erläuterten mechanischen Verbindungsmittel an den verbleibenden Bestandteilen der informationsgesteuerten Teilvorrichtung 3 befestigt werden.
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In 4 ist ein exemplarisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ver- und Entschlüsselung einer Information I dargestellt. In einem ersten Schritt S1 wird eine zu verschlüsselnde Information I in Abhängigkeit einer vorbestimmten Schlüsselinformation SI zu einer verschlüsselten Information VI verschlüsselt. Die Schlüsselinformation SI stellt dann die der verschlüsselten Information VI zugeordnete Schlüsselinformation SI dar. Der erste Schritt S1 ist hierbei ein Schritt zur Verschlüsselung der zu verschlüsselnden Information I.
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In einem zweiten Schritt S2, nämlich einem informationsgesteuerten Veränderungsschritt, wird eine informationsgesteuerte Strahländerungseinrichtung 11 (siehe 1) durch eine Steuereinrichtung 12 in Abhängigkeit der verschlüsselten Information VI derart angesteuert, dass mindestens eine Strahleigenschaften von elektromagnetischer Strahlung durch die Flüssigkristallelemente der informationsgesteuerten Strahländerungseinrichtung 11 auf einen Wert aus einer vorbestimmten Menge von mindestens zwei, vorzugsweise jedoch mehr als zwei, Werten eingestellt wird.
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In einem dritten Schritt S3, nämlich einem schlüsselgesteuerten Veränderungsschritt, wird eine schlüsselgesteuerte Strahländerungseinrichtung 4 in Abhängigkeit der Schlüsselinformation SI derart angesteuert, dass die mindestens eine Strahleigenschaft der im zweiten Schritt S2, nämlich dem informationsgesteuerten Veränderungsschritt, veränderte elektromechanische Strahlung wiederum verändert wird. In Abhängigkeit der im dritten Schritt S3 veränderten elektromagnetischen Strahlung wird in einem vierten Schritt S4 ein Bild erzeugt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8150034 [0006]
- EP 1093689 A1 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- B. Schneier. Applied cryptography. Wiley New York, 2. Auflage, Seiten 15 bis 17, 1996 [0035]
