DE1098993B

DE1098993B - Verfahren zum Ver- und Entschluesseln von impulsfoermigen Nachrichtenklarsignalen

Info

Publication number: DE1098993B
Application number: DEP21911A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gustav Guanella
Original assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Current assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Priority date: 1958-12-10
Filing date: 1958-12-19
Publication date: 1961-02-09
Also published as: CH361839A; NL120602C; FR1245103A; US3077518A; GB873277A; NL244086A

Description

Es sind zwei grundsätzlich voneinander verschiedene Gruppen von Verfahren zum Ver- und Entschlüsseln von Nachrichtenklarsignalen bekannt. Bei den Verfahren der ersten Gruppe wird das zu übertragende Klarsignal sendeseitig in zeitlich aufeinanderfolgende oder frequenzmäßig benachbarte Elemente aufgeteilt, die dann in einer von der ursprünglichen zeitlichen Ordnung abweichenden Reihenfolge an den Empfänger übermittelt und dort wieder zurückgeordnet werden. Diese Verfahren ergeben trotz verhältnismäßig großem technischem Aufwand nur eine beschränkte Sicherheit gegen unbefugtes Abhören, und zwar bei Sprachsignalen unter anderem deshalb, weil die für Sprachsignale charakteristischen Amplitudenschwankungen erhalten bleiben.

Bei den Verfahren der zweiten Gruppe wird sendeseitig das zu übertragende Nachrichtenklarsignal mit einem Schlüsselsignal gemischt, welches den zeitlichen Verlauf des Nachrichtenklarsignals verdeckt und unkenntlich macht. Empfangsseitig wird dann das Nachrichtenklarsignal vom Schlüsselsignal wieder befreit. Das Schlüsselsignal kann sende- und empfangsseitig aus je einer von zwei identischen Schlüsselsignalquellen gewonnen werden, die miteinander synchron laufen. Da die Vermeidung von Wiederholungen im zeitlichen Verlauf des Schlüsselsignals die ein unbefugtes Abhören erleichtern würden, den Gebrauch von Speichern für verhältnismäßig lange Schlüsselprogramme, also einen beträchtlichen Aufwand erfordert, ist ein Verfahren bekanntgeworden, welches gestattet, aus einem zur zeitlichen Länge des Klarsignalprogramms relativ kurzen Schlüsselprogramm ein sich mindestens während der Dauer des Klarsignalprogramms nicht wiederholendes Schlüsselprogramm zu gewinnen.

Bei diesem wie auch einem weiteren bekannten Verfahren wird das aus einer Folge von Impulsen bestehende Schlüsselsignal sende- und empfangsseitig nach identischen Regeln aus mindestens einer impulsförmig verlaufenden Folge von Ursteuerimpulsen erzeugt, indem das Vorzeichen jedes gewonnenen Schlüsselimpulses in Abhängigkeit von den Vorzeichen mehrerer koinzident einem Zwischenspeicher bzw. einem Urschlüsselstreifen entnommenen Ursteuerimpulse beeinflußt wird.

Bei den bekannten Verfahren ist eine Synchronisation zur Gewährleistung eines genauen Gleichlaufs der Urlochstreifen auf der Sende- und Empfangsseite erforderlich. Bei Ausfall eines einzigen Zeichens kommt dabei der gesamte weitere Ablauf in Unordnung. Zudem sind der Transport und das Aufbewahren von Urlochstreifen und ähnlichen Langzeitspeichern immer mit die Sicherheit der Geheimhaltung verringernden Gefahren verbunden.

Verfahren zum Ver- und Entschlüsseln
von impulsförmigen Nachrichtenklarsignalen

Anmelder:

»PATELHOLD« Patentverwertungs-

& Elektro-Holding A.-G.,

Glarus (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 10. Dezember 1958

Dipl.-Ing. Gustav Guanella, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung hat demgegenüber die Aufgabe, die Ursteuerimpulse ohne besondere Geheimhaltungsvorkehrung dem sende- und empfangsseitigen Schlüsselimpulsfolgenerzeuger gleichzeitig unmittelbar ohne eine Zwischenaufzeichnung zuzuführen und somit das Programm der Schlüsselimpulsfolgenerzeuger ohne besondere Synchronisierungsmaßnahmen während des Ver- und Entschlüsseins zu steuern, unter Berücksichtigung der Eigenschaften einer Mehrzahl von zeitlich vorausgehenden Ursteuerimpulsen.

Die Erfindung bezieht sich demnach auf ein Verfahren zum Ver- und Entschlüsseln von impulsförmig verlaufenden Nachrichtensignalen, bei dem jeder zu übertragende Nachrichtenklarimpuls sendeseitig mit einem Schlüsselimpuls gemischt und empfangsseitig durch Mischung mit demselben Schlüsselimpuls von diesem wieder befreit wird, bei dem die diese Schlüsselimpulse enthaltende Schlüsselimpulsfolge sende- und empfangsseitig nach identischen Regeln in je einem Schlüsselimpulsfolgenerzeuger unter Verwendung mindestens einer Ursteuerimpulsfolge erzeugt wird, indem ein Parameter jedes Schlüsselimpulses in Abhängigkeit von den Eigenschaften von mehreren Urschlüsselimpulsen beeinflußt wird.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ursteuerimpulsfolge während des Ver- und Entschlüsseins gleichzeitig den sende- und empfangsseitigen, an der Nachrichtenverbindung teilnehmenden

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Schlüsselimpulsfolgenerzeugern unmittelbar unter Vermeidung einer Langzeitspeicherung zugeführt wird und deren Programm in der Weise steuert, daß die Polarität jedes Schlüsselimpulses mit Hilfe logischer Schaltungsteile von mehreren zeitlich früher zügeführten Ursteuerimpulsen beeinflußt wird.

Zunächst wird an Hand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert, wie das Verfahren im Rahmen einer Anlage für Nachrichtenübertragung eingesetzt werden kann.

Gemäß Fig. 1 wird ein impulsförmig verlaufendes Nachrichtenklarsignal χ verschlüsselt vom Sendeort (links) zum Empfangsort (rechts) übertragen. Dieses Klarsignal wird im sendeseitigen Verschlüsselungs-Modulator VM mit dem ebenfalls impulsförmig verlaufenden Schlüsselsignal w gemischt, und das aus der Mischung hervorgehende Mischsignal ζ wird dem Empfänger zugeführt. Dort wird durch einen identischen Modulator VM das Nachrichtenklarsignal vom Schlüsselsignal ze/ befreit. Das Schlüsselsignal ze/ wird sende- und empfangsseitig durch je einen Programmwandler PW nach identischen Regeln aus dem ebenfalls impulsförmig verlaufenden Ursteuersignal u erzeugt. Dieses Ursteuersignal stammt aus dem z. B. sendeseitig aufgestellten Generator EH und wird der Sende- und Empfangsanordnung zugeführt, wozu im gezeigten Beispiel ein besonderer Übertragungskanal benutzt wird.

Bei der Gewinnung des Ursteuersignals u kann beispielsweise von einer Rauschspannung ausgegangen werden, deren zu bestimmten Zeitpunkten auftretende Momentanwerte einen Parameter der Steuersignalimpulse beeinflussen.

In Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Anordnung kann der Generator EH selbstverständlich auch empfangsseitig oder an einem anderen geeigneten Ort aufgestellt sein; er kann auch zentral angeordnet sein und gleichzeitig mehrere Nachrichtenübertragungsanlagen mit dem Ursteuersignal u versorgen.

Gemäß Fig. 2 dient als Ursteuersignal u das durch Mischung des Nachrichtenklarsignals χ mit einem Schlüsselsignal ze/ entstandene Mischsignal z, gegebenenfalls nach Umformung in eine Folge von modulierten Impulsen. Dementsprechend wird dieses Mischsignal ζ selbst dem sendeseitigen und dem empfangsseitigen Programmwandler PW als Ursteuersignal u zugeführt.

Zur Übertragung von in feiner Amplitudenabstufung veränderlichen Nachrichtenklarsignalen χ kann eine Anlage nach Fig. 3 verwendet werden. Zur ausreichenden Geheimhaltung wird in diesem Falle auch eine feine Amplitudenabstufung des Schlüsselsignals ze/ verlangt. Dieses kann mit Hilfe eines Schlüsselsignalerzeugers EZ aus mehreren Steuerimpulsfolgen ν gewonnen werden, wobei jeder Kombination der in einem bestimmten Augenblick zügeführten Steuerimpulse ν ein bestimmter Wert des Schlüsselsignals w zugeordnet ist. Bei diesem Schlüsselsignalerzeuger kann es sich also z.B.um einenDigital-Analog-Wandler handeln, wie er beispielsweise auch beim Empfang von Nachrichten verwendet wird, die nach dem Dualsystem codiert sind. Die Steuersignalen werden wieder durch Programmwandler PW aus den impulsförmig verlaufenden Ursteuersignalen u gewonnen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß diese Ursteuersignale u auf der Sendewie auch auf der Empfangsseite aus einem stetig veränderlichen Hilfssignal u_Q durch entsprechende Umformung (z. B. durch Amplitudenbegrenzung der in bestimmten Zeitpunkten auftretenden Augenblickswerte) gewonnen werden. Diese Hilf ssignale U₀ werden in dem an zentrale Stelle vorgesehenen Hilfssignalerzeuger EH gewonnen und von dort zu den einzelnen Pragrammwandlern übertragen.

An Hand der Fig. 4 und 5 soll nun die Wirkungsweise der Programmwandler besprochen werden, welche aus dem Ursteuersignal u das Schlüsselsignal ze/ erzeugen. Solche etwa nach Art elektrischer Digital-Rechengeräte aufgebauten Programmwandler erzeugen eine Schlüsselimpulsfolge ze/, wobei ein Parameter jedes Schlüsselimpulses von den Parametern einer Mehrzahl von zeitlich vorangehenden Impulsen des Ursteuersignals u abhängt. Die genannte Schlüsselimpulsfolge ze/ dient entweder unmittelbar oder nach weiteren zusätzlichen Umformungen als Schlüsselsignal. Sende- und empfangsseitig müssen identische Geräte zur Erzeugung des Schlüsselsignals ze/ aus dem Ursteuersignal u verwendet werden.

In den Fig. 4 und 5 ist vorausgesetzt, daß das Ursteuersignal u (Zeile a) aus einer Folge von kurzen Impulsen einheitlicher Gestalt besteht, deren Polarität in statistisch zufälliger Weise wechselt. Die Steuerimpulsfolge ν (Zeile c) am Ausgang des Programmwandlers PW ist in den gezeigten Beispielen ebenfalls aus Impulsen einheitlicher Gestalt zusammengesetzt, deren Polarität durch die Polarität von mehreren zeitlich vorangehenden Ursteuersignalimpulsen bestimmt ist.

Gemäß Fig. 4 ist die Polarität des Steuerimpulses V_n bestimmt durch die Polaritäten von m unmittelbar aufeinanderfolgenden vorangehenden Impulsen der Ursteuerimpulsfolge u; im gezeigten Beispiel ist m = Yl gewählt, und es sind demgemäß in Zeile b die maßgebenden 17 Impulse der Ursteuer impulsfolge 11 durch dicke Striche hervorgehoben. Unter ihnen befinden sich sieben positive und zehn negative Impulse.

Gemäß dem Beispiel nach Fig. 5 ist die Polarität der Steuerimpulse ν bestimmt durch die Polaritäten von mehreren zeitlich vorangehenden Steuerimpulsen der Ursteuerimpulsfolge u, die jedoch nicht unmittelbar aufeinanderfolgen und deren Auswahl und Anzahl auch nicht für jeden Steuerimpuls ν dieselben sein müssen. Im gezeigten Beispiel ist die Polarität des Steuerimpulses V_n gegeben durch das Produkt der Polaritäten der in Zeile b durch dicke Striche hervorgehobenen Folge von 14 Impulsen der Ursteuerimpulsfolge u (acht positive, sechs negative; V_n folglich positiv), und die Polarität des nächstfolgenden Steuerimpulses V_n+1 ist gegeben durch das Produkt der Polaritäten der in Zeile c hervorgehobenen Folge von 13 Impulsen der Ursteuerimpulsfolge u (acht positive, fünf negative; V_n+1 folglich negativ).

Zur Gewährleistung der Sicherheit der Verschlüsselung muß die Anzahl der Impulse der Ursteuerimpulsfolge u, welche für die Polarität der Steuerimpulse ν maßgebend sind, hinreichend hoch gewährt werden. Umfaßt die maßgebende Gruppe m Ursteuerimpulse, so bestehen beispielsweise beim Verfahren nach Fig. 4 2^m voneinander verschiedene mögliche Kombinationen für diese Gruppe. Zur Erschwerung unbefugter Entschlüsselung ist anzustreben, daß Wiederholungen der Kombinationen nur verhältnismäßig selten vorkommen. Die Wahrscheinlichkeit von Wiederholungen sinkt mit der Anzahl der möglichen Kombinationen, d. h. also exponentiell mit wachsendem m. Ein Zahlenbeispiel möge die zweckmäßige Größenordnung für m erkennen lassen: Für die Verschlüsselung eines Gesprächssignals erscheint ein Schlüsselsignal mit rund 10 000 Impulsen pro Sekunde zweckmäßig. Wird zu dessen Erzeugung' m = 30 gewählt, so bestehen 2³⁰ oder ungefähr 10⁹ voneinander verschiedene Kombi-

nationen für die maßgebende Gruppe. Der je einmalige Ablauf aller dieser Kombinationen dauert rund 10³ Sekunden oder rund 28 Stunden. Erst nach Ablauf dieser Zeit ist also mit großer Wahrscheinlichkeit die Wiederholung von Kombinationen zu erwarten.

Die Fig. 6 bis 15 zeigen Beispiele für den Aufbau von Programmwandlern PW.

In einer Anordnung nach Fig. 6, die nach dem Verfahren gemäß Fig. 4 arbeitet, wird das Ursteuersignal u über eine Verzögerungsleitung VE mit mehreren Anzapfungen geleitet, an welchen in jedem Zeitpunkt die zeitlich vorangegangenen Impulse O₁ bis a_t des Ursteuersignals abgenommen werden können. Diese Impulse, welche im Ursteuersignal nicht notwendigerweise einander unmittelbar benachbart sein müssen, stellen die für die Polarität des Schlüsselimpulses w maßgebende Gruppe dar. Ein erster Multiplikator KA bildet die Steuersignale V₁ bis V_n aus je einer Anzahl von aus der Gruppe U₁ bis a_{ ausgewählten Ursteuerimpulsen, ein zweiter Schaltungsteil ZE bildet das Schlüsselsignal w aus den Steuerimpulsen V₁ bis V_n.

Soll eine derartige Anordnung nach dem Verfahren gemäß Fig. 5 arbeiten, bei welchem die Anzahl der Ursteuerimpulse und ihre Lage innerhalb der maßgebenden Gruppe nicht konstant ist, so können Schaltorgane vorgesehen werden, welche ebenfalls durch das Ursteuersignal u betätigt werden und welche die Verbindungen zwischen den Anzapfungen der Verzögerungsleitung VE und dem ersten Multiplikator KA nach irgendeinem festgelegten Programm permutieren. Hierbei kann die Anzahl der Anzapfungen auch größer sein als die Anzahl der Eingänge des ersten Multiplikators.

Allgemein läßt sich eine solche Arbeitsweise eines Programmwandlers PW an Hand von Fig. 7 erläutern. Der eigentliche Programmwandler RG₂ erzeugt aus dem Ursteuersignal das Steuersignal v, welches nach weiterer Umformung als Schlüsselsignal w dient. Das Programm, nach welchem die Erzeugung erfolgt, wird zu gewissen Zeitpunkten durch Signalei des Gerätes RG₁ verändert, das seinerseits ebenfalls vom Ursteuersignal u gesteuert wird.

Fig. 8 zeigt im einzelnen ein Beispiel für einen derartig arbeitenden Programmwandler PW. Das Ursteuersignal M durchläuft eine Verzögerungsleitung VE₁ des Gerätes RG₁ und anschließend (als gegebenenfalls verändertes Ursteuersignal U_n) eine Verzögerungsleitung VE₂ des eigentlichen Programmwandlers RG₂. Aus den dieser Verzögerungsleitung entnommenen Impulsen a₄ bis a_e erzeugt der Schaltungsteil KA₂ Ausgangsimpulse b. Durch ein Signal S₁ wird eine Umpolung an bestimmter Stelle der Verzögerungsleitung VE₂ bewirkt, durch ein Signal S₂ kann eine Veränderung des Programms von KA₂ erfolgen, etwa im Sinne einer Umpolung der Ausgangsimpulse b. Die Signale J₁ und S₂ werden durch ein Gerät KA₁ erzeugt welches eingangsseitig mit Anzapfungen der Verzögerungsleitung VE₁ in Verbindung steht und welches daher ebenfalls vom Ursteuersignal u betätigt wird. Das genannte Gerät KA₁ erzeugt im gezeigten Beispiel noch ein drittes Signal s_s, welches das Programm eines Speichers SE beeinflußt, etwa in dem Sinne, daß die zeitliche Reihenfolge der abgebenden Steuerimpulse ν nicht mehr mit der Reihenfolge der eingespeicherten Ausgangsimpulse b übereinstimmt.

Beim Entwurf der in Fig. 8 und in weiteren Figuren mit KA bezeichneten Schaltungsteile kann von den zahlreichen bekannten logischen Schaltungen und elektronischen Rechengeräten Gebrauch gemacht werden.

Einige Möglichkeiten, die mit einfachen Schaltungen realisiert werden können und wobei aus nur zwei Eingangsimpulsen a_v a₂ (beispielsweise aus der Existenz und der Polarität zweier Eingangsimpulse) Ausgangsimpulse b nach verschiedenen Programmen A bis E erzeugt werden, sind in Fig. 9 gezeigt. Nach dem Programm A wird das Produkt der Eingangsimpulse gebildet, nach dem Programm B ein Ausgangsimpuls mit dem Vorzeichen der Summe der Eingangsimpulse;

ίο nach dem Programm C wird ein Ausgangsimpuls entsprechender Polarität nur dann erzeugt, wenn beide Eingangsimpulse die gleiche Polarität aufweisen; nach dem Programm D erhält der Ausgangsimpuls das Vorzeichen der Summe der Eingangsimpulse; ist diese Summe jedoch Null, so bleibt der Ausgangsimpuls auf dem Wert, den er unmittelbar vorher innehatte (Positionen M); nach dem Programm E schließlich wird der Ausgangsimpuls jeweils nur durch gleich polarisierte Eingangsimpulse entsprechend polarisiert, bei allen anderen Kombinationen von Polaritäten der Eingangsimpulse verbleibt er auf dem Wert, den er unmittelbar vorher innehatte (Positionen M).

Gemäß Fig. 10 können mehrere Schaltungsteile KA, die aus je zwei Eingangsimpulse CL₁ bis G₄ einen Ausgangsimpuls ^₁ oder b₂ bzw. c erzeugen, zu einem Programmwandler vereinigt werden. Je nach Wahl der in Fig. 9 gezeigten Möglichkeiten für jeden einzelnen Schaltungsteil ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten für den Zusammenhang der Ausgangsimpulse c mit den Eingangsimpulsen. Die Anzahl der Möglichkeiten läßt sich beispielsweise durch Anwendung von Koinzidenzschaltungen noch vergrößern. Diese können etwa so ausgebildet sein, daß Ausgangsimpulse nur dann auftreten oder ihr Vorzeichen wechseln, wenn eine bestimmte Vorzeichenkombination der Eingangsimpulse vorliegt.

Fig. 11 zeigt aus der Fülle der Möglichkeiten eine Kombination von Schaltungsteilen, von denen jeder entsprechend dem eingetragenen Buchstaben A₁ B oder E nach dem jeweils gleich bezeichneten Programm gemäß Fig. 9 arbeitet. Jeder Schaltungsteil verarbeitet also zwei Eingangsimpulse zu einem Ausgangsimpuls. Insgesamt werden im gezeigten Beispiel aus zwölf Eingangsimpulsen a_t bis a₁₂, sechs Ausgangsimpulse b_t bis b₆ nach voneinander verschiedenen Programmen erzeugt. Die Eingangsimpulse können dabei mittels einer Verzögerungsleitung aus dem Ursteuersignal gewonnen werden; die Ausgangsimpulse können in beliebiger Weise zum Schlüsselsignal vereinigt werden, indem z. B. das der Ausgangsimpuls b_i etwa die Rolle des Ausgangsimpulses b in Fig. 8, die übrigen aber etwa jeweils die Rolle von einem der Signale S₁ bis s_s in Fig. 8 übernehmen können.

Ein weiteres Beispiel für einen Programmwandler zeigt Fig. 12. Das Ursteuersignal u durchläuft die Verzögerungsleitung VE. Über Permutierschalter PS₁, die von Hand oder nach gegebenem Programm selbsttätig eingestellt werden, werden die an den Anzapfungen der Verzögerungsleitung VE abgenommenen Ur-Steuersignale u als Eingangsimpulse a_x bis a₉ den Schaltungsteilen KA₁, KA₂ und KA₃ zugeführt, deren Ausgangsimpulse b_i bis b_e über Permutierschalter PS₂ und PS₄₁ weitere Schaltungsteile KA_it KA₅ und KA₆ bzw. KA₁₀, KA₁₁ und KA₁₂ erreichen. Dem letztgenannten Permutierschalter PS_i werden außerdem noch weitere Signale d_v d₂, d_&, f_v f₂, f₃ zugeführt, die aus den Schaltungsteilen KA₁, KA₅ und KA₆ bzw. aus den weiteren mit diesen über einen Permutierschalter PS₃ verbundenen Schaltungsteilen KA₇, KA₈ und KA₉ stammen. Die Steuerimpulsfolge V₁, V₂ und V₃ hängen

also nach voneinander verschieden einstellbaren Programmen vom Ursteuersignal u ab.

Zur Verschlüsselung eines in feiner Abstufung veränderlichen Nachriehtenklarsignals ist als Schlüsselsignal w eine ebenfalls feinstufig amplitudenmodulierte Schlüsselimpulsfolge erforderlich. Eine solche kann aus den Steuerimpulsfolgen V₁, V₂ und V₃ durch einen z. B. als Digital-Analog-Umformer ausgebildeten Schlüsselerzeuger EZ erzeugt werden.

VE₂ vorübergehend unterbrochen werden. Es kann aber auch z. B. durch das Ausgangssignal ^₂ das der fünften Stufe der Verzögerungsleitung VE₂ zugeführte Ursteuerimpulssignal umgepolt werden, usw. Diese 5 Ausgangssignale bewirken also eine Änderung der in der Verzögerungsleitung VE₂ fortschreitenden UrVerzögerungsleitung VE₂ gerade auftretenden Ursteuerimpuls U_n zeitlich um eine große und sich stets ändernde Zahl von Impulsintervallen vorausgehen. Die

steuerimpulsfolge. Wegen der in den Verzögerungsleitungen SE₁ und SE₂ auftretenden Ursteuerimpulsspeicherung sind für diese zusätzlichen Änderungen

Ein anderes Beispiel für einen Programmwandler io solche Impulse des zugeführten Ursteuersignals u zeigt Fig. 13. Die Wirkungsweise ist nach dem oben selbst maßgebend, welche dem jeweils am Eingang der Gesagten ohne weiteres verständlich. Die Verwendung
mehrerer Verzögerungsleitungen VE₁ bis VE₆ gestattet es, die einzelnen Impulse der maßgebenden

Gruppe zeitlich verhältnismäßig weit auseinander 15 durch diesen weiteren Steuerungsvorgang schließlich liegend zu wählen. Mit den Steuerimpulsfolgen V₁, V₂ am Ausgang gewonnenen Steuersignale ν sind deshalb kann wiederum ein Digital-Analog-Umformer gespeist im Gegensatz zu der in Fig. 4 gezeigten einfachen werden. Diese Steuerimpulsfolgen können durch einen Abhängigkeit von sehr vielen, zeitlich weit vorausweiteren Schaltungsteil, der nach einem der in Fig. 9 gehenden Ursteuerimpulsen abhängig, wie dies beigezeigten Programme arbeitet, zu einer einzigen Im- 20 spielsweise in Fig. 5 gezeigt wurde. Die Geheimpulsfolge vereinigt werden, welche unmittelbar als haltung wird also durch die zusätzliche Wirkung der Schlüsselimpulsfolge w verwendbar ist. Ursteuersignale wesentlich vergrößert.

Bei der Einrichtung gemäß Fig. 14 durchläuft das Die weitere Verarbeitung der am Ausgang des Per-

Ursteuersignal u etwa mit der Form nach Fig. 4 die mutationsschalters P₂ auftretenden Signale P_n bis P₁₂ Verzögerungsleitung VE₁, welche aus η Stufen aufge- 25 erfolgt über die Schaltungsteile KA₃ und KA₁ und baut sei. Die Speicherzeit jeder Stufe entspreche die Speicher SE₃ und SE₄ in an sich bereits erläuterter einem Impulsintervall. An den Ausgängen einzelner Weise, und die Ausgangsimpulse der Speicher .S-E₃ Stufen werden Ausgangsimpulse entnommen, welche und SE₄ ergeben schließlich durch Bildung der Voralso um ganzzahlige Vielfache eines Impulsintervalls Zeichenprodukte in den Schaltungsteilen KA₈ bis KA₁₀ verzögert sind; diese Signale werden dem Permutier- 30 die Steuersignale V₁, V₂, v₃. Eine nochmalige Impulsschalter PS₁ zugeführt. Dieser vertauscht die Signale speicherung mit wechselnden Speicherzeiten in den nach vereinbartem Programm und liefert beispiels- Speichern SE₃, SE₄ bewirkt eine weitere Vergrößeweise sechs Signale (P₁ bis p_s). Das in VE₁ verzögerte rung der Verschlüsselungssicherheit.
Ursteuersignal U_n erreicht eine zweite Verzögerungs- Der Aufbau der Speicher kann gemäß Fig. 15 geleitung VE₂. Der Permutierschalter PS₂ erzeugt aus 35 schehen. Die an den Ausgängen der Schaltungsteile deren Ausgangssignalen ebenfalls sechs Signale (p_n KA₁ und KA₂ auftretenden Signale ^₁ bis q₄ und q₅ bis P₁₂). bis q_s können in weiteren Permutierschaltern PS wahl-

Die Schaltungsteile KA₁ bis KA₁, welche je drei weise vertauscht und sodann durch Ferritkerne K mit Eingänge und z. B. vier Ausgänge aufweisen, sind so rechteckförmiger Magnetisierungskurve geführt werbeschaffen, daß abhängig von der Vorzeichenkombi- 40 den. Die Ummagnetisierung eines Ferritkernes erfolgt nation der gleichzeitig auftretenden Eingangsimpulse jeweils nur dann, wenn gleichzeitig in einer horizonein Ausgangsimpuls auf einer der Ausgangsleitungen talen wie auch in einer vertikalen Erregerleitung ein erzeugt wird. Die Speicher SE₁ bis SE_it welche je im gleichen Magnetiesierungssinn wirkendes Signal zwei Gruppen von je vier Eingängen aufweisen, ent- (Impuls) auftritt. Je eines der Signale ^₁ bis q₄ in halten mehrere Speicherorgane, von denen jeweils ein 45 Verbindung mit einem der weiteren Signale q₅ bis q_a bestimmtes erregt wird, je nach der Kombination der ergibt dann die Ummagnetisierung von einem der acht zwei jeweils gleichzeitig in je einer Gruppe eintreffen- Ferritkerne. Im gemeinsamen Sekundärstromkreis den Impulse. Es werden also in unregelmäßiger Folge sämtlicher Ferritkerne wird dann ein entsprechender die einzelnen Speicherorgane jedes Speichers nachein- positiver oder negativer Ausgangsimpuls V₁ erzeugt, ander erregt. Der jeweils erregte Zustand bleibt in 50 Weitere nicht gezeichnete Sekundärstromkreise sind jedem Organ erhalten bis zur nächsten Erregung. Jede in teilweise umgekehrtem Sinn durch die Ferritkerne der Ausgangsleitungen T₁ bis r₃ ist durch alle Speicher- gelegt, so daß gleichzeitig auch weitere Ausgangsorgane von SE₁ geführt, so daß eine Neuerregung impulse V₁ bis V₃ entstehen, welche den einzelnen jedes beliebigen Speicherorgans einen positiven oder Ferritkernen mit teilweise abweichendem Vorzeichen negativen Ausgangsimpuls auf dieser Leitung bewirkt. 55 zugeordnet sind. An Stelle der magnetischen Speicher-Die drei Ausgangsleitungen T₁ bis r₃ sind den ein- elemente können selbstverständlich auch andere an zelnen Speicherorganen mit unterschiedlicher Polarität sich bekannte Speicherelemente vorgesehen werden, zugeordnet, so daß z. B. eine bestimmte Erregung des und in der Zusammenschaltung der einzelnen Kreise m-ten Speicherorgans positive Ausgangsimpulse auf sind selbstverständlich noch vielfache Variationen und den Ausgangsleitungen r_v r₂ und einen negativen Aus- 60 Ergänzungen möglich.

gangsimpuls auf der Ausgangsleitung r₃ ergibt. Die Die verschiedentlich erwähnten Verzögerungs-

Ausgangsleitungen T₁ bis r₆ von SE₁ und SE₂ sind an einrichtungen VE können übrigens ebenfalls unter die Schaltungsteile KA₅ bis KA₇ geführt, deren Aus- Verwendung magnetischer Speicherelemente aufgebaut gangssignale ^₁ bis ^₃ dem Vorzeichenprodukt der Ein- sein, wobei die jeweils gespeicherte Binärgröße durch gangsimpulse entsprechen. Diese Ausgangssignale sind 65 besondere Steuerimpulse, welche gleichzeitig mit den nun einzelnen Stufen der Verzögerungsleitung VE₂ Impulsen des Variationssignals auftreten, zum nächstetwa in der an Hand von Fig. 8 erläuterten Weise zu- folgenden Speicherelement weiterbefördert werden, geführt. So kann beispielsweise durch das Ausgangs- Statt dessen können die einzelnen Speicherelemente signal S₁ die Ursteuerimpulsfortschaltung von der auch aus Kippschaltungen bestehen, deren Schaltersten zur zweiten Stufe in der Verzögerungsleitung 70 zustand von Stufe zu Stufe fortgeschaltet wird.

Zwischen einzelnen Stufen können dann z. B. noch Umpolschaltungen vorgesehen sein, deren Steuerung durch die ebenfalls schon erwähnten, getrennt erzeugten Signale s erfolgt. Die Verzögerung kann schließlich auch mit Hilfe von an sich bekannten Verzögerungseinrichtungen mit bewegtem Träger erfolgen, z.B. mit gleichförmig bewegten magnetischen Tonträgern, welche z. B. gegenüber einem Schreibkopf, mehreren Abnahmeköpfen und einem Löschkopf rotierend angeordnet sind. Die Verzögerungszeit läßt sich dann in einfacher Weise durch Verstellen der Abnahmeköpfe wahlweise verändern.

Es sind z. B. auch Nachrichtenübertragungsverfahren bekannt, bei welchen beispielsweise mehrere Telegraphiesignale oder ein codemoduliertes Sprachsignal durch Impulskombinationen übertragen werden, deren Impulse gleichzeitig (»parallel«) in mehreren Kanälen laufen. Zum Verschlüsseln solcher Nachrichten wird zweckmäßig jedem Kanal ein eigenes Schlüsselsignal zugeordnet. Besonders vorteilhaft werden diese Schlüssel dadurch erzeugt, daß zunächst auf dem an Hand von Fig. 2 erläuterten Weg aus jedem Kanal ein Ursteuersignal u gewonnen wird und daß diese Ursteuersignale als Signale a_t bis a_t gemäß Fig. 6 einem Schaltungsteil KA zugeführt werden, der allein oder in Verbindung mit weiteren Anordnungen die benötigten Schlüsselsignale erzeugt. Es läßt sich so die Verzögerungsleitung VB einsparen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ver- und Entschlüsseln von impulsförmig verlaufenden Nachrichtensignalen, bei dem jeder zu übertragende Nachrichtenklarimpuls sendeseitig mit einem Schlüsselimpuls gemischt und empfangsseitig durch Mischung mit demselben Schlüsselimpuls von diesem wieder befreit wird, bei dem die diese Schlüsselimpulse enthaltende Schlüsselimpulsfolge sende- und empfangsseitig nach identischen Regeln in je einem Schlüssel-. impulsf olgenerzeuger unter Verwendung mindestens einer Ursteuerimpulsfolge erzeugt wird, indem ein Parameter jedes Schlüsselimpulses in Abhängigkeit von den Eigenschaften von mehreren Ur-Schlüsselimpulsen beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ursteuerimpulsfolge (u) während des Ver- und Entschlüsseins gleichzeitig den sende- und empfangsseitigen, an der Nachrichtenverbindung teilnehmenden Schlüsselimpulsfolgenerzeugern (PW, EZ) unmittelbar unter Vermeidung einer Langzeitspeicherung zugeführt wird und deren Programm in der Weise steuert, daß die Polarität jedes Schlüsselimpulses (w) mit Hilfe logischer Schaltungsteile (KA, PS) von mehreren zeitlich früher zugeführten Ursteuerimpulsen (u„ bzw. a_± bis a₁₂) beeinflußt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ursteuerimpulsfolge (u) aus einem stetig veränderlichen Hilfssignal (u₀), z. B. einer Rauschspannung, gewonnen wird, deren zu bestimmten Zeitpunkten auftretende Momentanwerte einen Parameter der Ursteuerimpulse (11) beeinflussen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder durch Mischung des Nachrichtenklarimpulses (x) mit einem Schlüsselimpuls (w) entstandene Geheim- oder Mischimpuls (s) als Ursteuerimpuls (u) verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Geräte zur Erzeugung der Schlüsselimpulsfolge (w) aus der Ursteuerimpulsfolge (u) elektronische Digital-Rechengeräte verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Ursteuerimpulsfolge (u) mehrere Steuerimpulsfolgen (v) erzeugt werden und daß aus diesen die Schlüsselimpulsfolge (w) hergestellt wird (Fig. 3 und 6).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Steuerimpulsfolgen (v) aus der Ursteuerimpulsfolge (u) eine Verzögerungseinrichtung (VB) mit mehreren Anzapfungen verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anzapfleitungen, welche die Steuerimpulsfolgen (v) führen, mindestens ein Permutierschalter (PS) vorgesehen wird (Fig. 12 und 14).

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Schlüsselimpulse (w) aus den Steuerimpulsfolgen (v) ein Digital-Analog-Wandler (EZ) verwendet wird (Fig. 3).

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Steuerimpulsfolgen (v) in einem Speicher (SE) gespeichert werden, dessen Programm durch mindestens eine andere Impulsfolge (s₃) beeinflußt wird (Fig. 8).

10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Steuerimpulsfolgen (v, O₁ bis ß₄) an Koinzidenzschaltungen geführt werden (Fig. 10).

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Permutierschalter durch Steuerimpulsfolgen beeinflußt werden, die aus dem Ursteuersignal (u) gewonnen werden (Fig. 14 und 15).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 905 496, 1012 635,
025 448, 1 035 687.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen