DE1200868B - Anordnung zur Chiffrierung von Signalen nach Art von Telegraphiesignalen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04k

Deutsche KL: 21 al-21

Nummer: 1 200 868

Aktenzeichen: S 90509 VIII a/21 al

Anmeldetag: 11. April 1964

Auslegetag: 16. September 1965

Die Erfindung betrifft Anordnungen zum Chiffrieren (und entsprechenden Dechiffrieren) von Signalen, die nach Art von Telegraphie- und Fernschreibsignalen zeichenweise durch eine festgelegte und konstante Zahl von binären Codestellen verschlüsselt werden, welche zwischen Signalen für den Beginn und das Ende des Zeichens liegen. Der Code ist genormt, d. h. durch ein genormtes Alphabet für die Übereinstimmung zwischen der Bedeutung der Zeichen und den die Zeichen darstellenden Signalen definiert. Für die Fernschreibsignale besteht beispielsweise der von dem Comite Consultatif International des Telecommunications genormte Code, bei welchem für jedes Zeichen fünf binäre Codestellen vorhanden sind, also insgesamt zweiunddreißig Zeichen verfügbar sind. Sechsundzwandzig sind den Buchstaben und sechs sind Funktionssignalen zugeordnet, nämlich einem Signal, das anzeigt, daß das Zeichen beim Empfang als Buchstabe gedeutet werden soll, ein Zeichen das im Gegensatz dazu anzeigt, daß beim Empfang das Zeichen als Ziffer oder Satzzeichen gedeutet werden soll (wobei dies für alle Zeichen gilt, die auf das Funktionszeichen folgen), ein Zeichen für den Wagenrücklauf, ein Zeichen für den Zeilenvorschub, ein Zeichen für den Zwischenraum zwischen Wörtern und ein nicht ausgenutztes Zeichen.

Die Chiffrierung dieser Signale erfolgt dadurch, daß sie Codestelle für Codestelle und Zeichen für Zeichen durch eine Chiffrieranordnung geschickt werden, welche systematisch das ursprüngliche Signal nach einem Zufallsprogramm für die Vertauschung von Alphabeten verändert; die chiffrierten Signale werden zu der entfernten Empfangsstelle übertragen, wo eine Dechiffrieranordnung, in welcher das Programm für die Vertauschung der Alphabete gespeichert ist, die systematische Rückumwandlung in Signale des Klaralphabets bewirkt, in welchem sie ursprünglich verschlüsselt waren.

Bei derartigen Systemen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß man gegebenenfalls die chiffrierten Signale an jeder Zwischenstelle zwischen dem Ausgang der Chiffrieranordnung und dem Eingang der Dechiffrieranordnung lesen kann. Es hat sich ferner als zweckmäßig herausgestellt, daß dieses Lesen Zeichen für Zeichen in rein alphabetischer Form (weder Ziffern noch Satzzeichen und insbesondere ohne Funktionszeichen) durchgeführt werden kann. Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Chiffrieranordnung, welche diesen Erfordernissen der praktischen Anwendung entspricht.

Die Erfindung beruht auf dem folgenden Gedan-Anordnung zur Chiffrierung von Signalen nach
Art von Telegraphiesignalen

Anmelder:

Societe d'Electronique et d'Automatisme,
Courbevoie, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:

Jean Henri Lemoine, Le Vesinet, Seine-et-Oise
(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 12. April 1963 (931560)

ken: Damit man nur Buchstabenzeichen in dem chiffrierten Signal »lesen« kann, ist es in erster Linie notwendig und hinreichend, alle Funktionszeichen auf dem Übertragungskanal zu beseitigen (wobei natürlich diese Funktionszeichen empfangsseitig wiederhergestellt werden müssen). In zweiter Linie trifft es sich in den genormten Alphabeten, daß die Funktionszeichen im Klartext alle ein gemeinsames Kennzeichen aufweisen; beispielsweise kann man in dem zuvor erwähnten Fernschreibcode mit fünf Binärstellen feststellen, daß alle Funktionssignale durch Codegruppen gebildet sind, in denen die erste und die letzte Codestelle einander gleich sind, indem entweder alle beide den Binärwert 0 oder alle beide den Binärwert 1 haben. Wenn es also möglich wäre, auf der Verbindung zwischen dem Ausgang der Chiffrieranordnung und dem Eingang der Dechiffrieranordnung ausschließlich Codegruppen zu übertragen, welche dieses Unterscheidungsmerkmal nicht aufweisen, wäre man sicher, daß nur rein alphabetische Zeichencodegruppen auf der Ver-

so bindung »gelesen« werden.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck, daß eine Abnahme der chiffrierten

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Signale im Verlauf ihrer Übertragung vom Ausgang der sendeseitigen Chiffrieranordnung bis zum Eingang der empfangsseitigen Dechiffrieranordnung nur Zeichen ergeben kann, welche unter Ausschluß aller Funktionssignale Buchstaben darstellen, die Chiffrierung durch eine Anordnung durchgeführt wird, welche jeweils eine Gruppe von Zeichen verarbeitet, deren Gesamtzahl von Codestellen ein Vielfaches der Zahl der Codestellen pro Klarzeichen und ein Vielfaches einer Zahl von Codestellen ist, die kleiner als diese Zahl der Codestellen der Klarzeichen ist, daß nach jeder Chiffrierung einer solchen kleineren Zahl von Codestellen diese Zahl für die Übertragung durch zusätzliche Codestellen ergänzt wird, welche jedes so chiffrierte Pseudozeichen auf die normale Anzahl von Codestellen eines Klarzeichens bringen und so gewählt sind, daß sie den chiffrierten Zeichencodegruppen die Form geben, welche für die Buchstabencodegruppen des Klaralphabets kennzeichnend ist, und daß der Empfänger eine Anordnung enthält, welche zunächst die zusätzlichen Codegruppen beseitigt und dann durch Wiederzusammenfassung die Klarzeichencodegruppen mit der normalen Anzahl von Codestellen nach der Dechiffrierung wiederherstellt.

Im Falle des Codes mit fünf gültigen Codestellen, von dem zuvor die Rede war, wird beispielsweise nach der Chiffrierung jeder Codestellengruppe einer Gruppe von vier Zeichen am Ausgang der Chiffrieranordnung eine fünfte Codestelle eingefügt, welche im Binärwert das Komplement des chiffrierten Wertes der ersten Stelle dieser vier Codestellen darstellt. Da zuvor festgestellt wurde, daß kein Funktionszeichen dieses Merkmal aufweist, ist man sicher, daß zwischen dem Ausgang der Chiffrieranordnung und dem Eingang der Dechiffrieranordnung nur alphabetische Zeichen gelesen werden. Zur Übertragung von vier normalen Zeichen, also einer Gruppe von zwanzig Codestellen, führt man also die Übertragung von fünf chiffrierten Zeichen der zuvor angegebenen Art, also von fünfundzwanzig Codestellen zwischen dem Ausgang der Chiffrieranordnung und dem Eingang der Dechiffrieranordnung, durch.

Bei einem solchen System ist es offensichtlich, daß die Zahl der endgültig auf der chiffrierten Verbindung verwendeten Buchstaben kleiner als 26 ist, jedoch eine Potenz von 2 und dann vorzugsweise 16, was die höchste Potenz von 2 ist, die kleiner als 26 ist. Dies ergibt keinen Nachteil hinsichtlich der Ent-Zifferfestigkeit.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung erlaubt eine mehr ins einzelne gehende Erläuterung. Dieses Beispiel bezieht sich auf den Fall von Zeichencodegruppen mit fünf gültigen Codestellen, die in Gruppen von vier Zeichen im Klartext zusammengefaßt werden, damit fünf Zeichen im chiffrierten Text erhalten werden. Der Aufbau der Chiffrieranordnung und der Dechiffrieranordnung ist schematisch in Fig. 1 bzw. 2 dargestellt. Die technologischen Einzelheiten sind nicht angegeben, da die Erfindung von der technologischen Ausführung unabhängig ist, wie im übrigen auch von der Art der angewendeten Chiffrierung, der Bildung der Schlüsselsignale und der Durchführung des Übergangs vom Klartext zum chiffrierten Text bzw. umgekehrt auf Grund der Schlüsselsignale und der Nachrichtensignale.

Bei diesem Beispiel ist angenommen, daß die Nachricht zuvor auf einem Band zeichenweise aufgezeichnet worden ist und daß dieses nicht dargestellte Band durch eine Abtastvorrichtung 41 geht, die bei jeder Betätigung eines Vorschubmechanismus 42 um einen Schritt weitergeht. Bei jedem Schritt wird ein Zeichen abgetastet, und seine fünf Codestellen werden in einem Register 41 mit parallelem Eingang und Serienausgang gespeichert. Die Ziffern der Codestellen werden aus diesem Register unter Steuerung durch ein Organ 2 entnommen, das die aufeinanderfolgende Ausgabe auf einer Verbindungsleitung steuert, welche parallel zu den Eingängen von vier Torschaltungen 7, 8, 9 und 10 führt. Diese Torschaltungen sind vier Ziffernspeichern zugeordnet, die in Form von Kippschaltungen 3, 4, 5 und 6 dargestellt sind und durch Verbindungen über Torschaltungen 11, 12, 13 ein Verschieberegister bilden, dessen Steuerung später erläutert wird. Dabei wird vorausgesetzt, daß jeder dieser Speicher so ausgeführt ist, daß er bei Eingabe eines neuen Inhalts gelöscht wird. Der Ausgang des Speichers 6 ist über eine Torschaltung 14 mit einem Zifferspeicher 17 verbunden, der von gleicher Art wie die zuvor genannten ist. Wenigstens ein Ausgang dieses Speichers 17 ist mit einem Eingang einer Ciffrieranordnung 28 verbunden, der ein Schlüsselsignalgenerator 27 zugeordnet ist. Der Ausgang der Chiffrieranordnung 28 ist über eine Torschaltung 30 mit der Übertragungsleitung 32 für die chiffrierten Signale verbunden. Der Ausgang eines Start-Stop-Signalgenerators 31, dessen Steuerung später erläutert wird, ist gleichfalls mit der Verbindungsleitung 32 verbunden. Der Ausgang der Torschaltung 30 ist ferner über eine Torschaltung 15 mit einem Zifferspeicher 16 verbunden. Der Ausgang des Speichers 16 ist über eine Torschaltung 29 mit der Leitung 32 verbunden. Es ist zu bemerken, daß die Ausgänge der Speicher 17 und 16 zueinander komplementär ausgeführt sind. Es wäre auch möglich, daß der Ausgang des Speichers 16 von gleicher Art wie derjenige des Speichers 17 wäre und daß die Torschaltung 29 das Komplement des Inhalts des Speichers 16 aufnimmt, wenn sie geöffnet wird.

Die Steuersignale werden von einem periodisch arbeitenden Taktgeber geliefert, der in einer in sich geschlossenen Kaskade dreißig Signalerzeugerstufen enthält, von denen fünfundzwanzig mit dl bis dl5 und fünf mit Sl bis 55 bezeichnet sind. Die Fortschaltung erfolgt automatisch in der Reihenfolge, in welcher diese Bezugszeichen in der Zeichnung angegeben sind, von dl nach 51, von Sl nach dl usw. Die Stufen d 1 bis d2S entsprechen den Zeiten der Bandabtastung und der Steuerung der zuvor beschriebenen Anordnung, während die Signale 51 bis 55 den Zeiten der Betätigung des Start-Stop-Signalgenerators an der Leitung 32 entsprechen. Die Stufen 51 bis 55 sind zwischen die Stufen dl und dl, d6 und dl, dll und dll, dl6 und dTI bzw. dll und dll eingefügt.

Der Vorschubmechanismus 42 des Abtasters 41 wird durch die Oder-Verknüpfung der Ausgangssignale der Stufen dl, d6, dll, dl6 gesteuert. Das Organ 2 für die Steuerung der Ausgabe aus dem Register 1 wird durch die Oder-Verknüpfung der Ausgangssignale der Stufen dl bis dlO gesteuert. Die Weiterschaltung des Schlüsselgenerators 27 wird einerseits durch die Oder-Verknüpfung der Ausgangssignale der Stufen dl bis dlO und andererseits durch die Oder-Verknüpfung der Ausgangssignale

der Stufen dll bis d25 gesteuert. Die Ausgangssignale der Stufen Sl bis S 5 steuern, wie zuvor erwähnt wurde, nur die Erzeugung der Start-Stop-Signale auf der Leitung 32 mit Hilfe des Generators 31, wobei sie dann die Torschaltung 30 sperren, damit der Ausgang der Chiffrieranordnung 28 von dieser Leitung 32 abgetrennt wird. Die Torschaltungen 11, 12, 13, 14 und 30 werden durch die Oder-Verknüpfung der Ausgangssignale der Stufen dl, d6, dll, dl6, dll gesperrt, während die Torschaltung 29 durch die gleiche Oder-Verknüpfung von Signalen geöffnet wird. Die Torschaltung 15 wird durch die Oder-Verknüpfung der Ausgangssignale der Stufen dl, dl, dl2, d\l und dll geöffnet. Die Torschaltung 10 wird durch die Oder-Verknüpfung der Ausgangssignale der Stufen d 1 bis d 5 geöffnet, die Torschaltung 9 durch die Oder-Verknüpfung der Ausgangssignale der Stufen d6 bis d 10, die Torschaltung 8 durch die Oder-Verknüpfung der Ausgangssignale der Stufen JIl bis d 15 und die Torschaltung? durch die Oder-Verknüpfung der Ausgangssignale der Stufen d 16 bis d 20.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung kann nun wie folgt erläutert werden:

Zur Zeit dl geht der Abtaster 41 um einen Schritt weiter, und die Codegruppe eines Zeichens mit fünf Codestellen wird in das Register 1 übertragen. Die erste Ziffer wird augenblicklich über die dann geöffnete Torschaltung 10 zum Speicher 6 des Verschieberegisters übertragen. Der Binärwert dieser Ziffer sei mit el bezeichnet. Übereinkunftsgemäß sollen mit el, cl...cl0 die Binärwerte der Codestellen in jeder vom Abtaster 41 abgetasteten Zeichengruppe bezeichnet werden. Da die Torschaltung 14 gesperrt ist, kann der vorhergehende Inhalt des Speichers 6 nicht zu der Kippschaltung 17 übertragen werden, welche die Codestelle c20 der vorhergehenden Zeichengruppe enthielt. Dagegen sind im Zeitpunkt d 1 die Torschaltung 29 geöffnet und die Torschaltung 30 gesperrt, so daß auf der Leitung 32 eine chiffrierte Codestelle abgegeben wird, welche den Wert UT7 hat, d. h. das Komplement des Binärwerts der Klarcodestelle cl7 nach ihrer Chiffrierung in der Chiffrieranordnung 28. Auf die Tat dl folgt im Taktgeber eine Zeit Sl, in welcher der Signalgenerator 31 auf der Leitung 32 ein Stop-Signal und dann ein Start-Signal abgibt, wodurch das vorangehende Zeichen beendet und das erste Zeichen der betreffenden Gruppe eingeleitet wird. Die Torschaltung 30 ist noch gesperrt.

Nach der Zeit Sl beginnt die Folge wieder mit dl. Die Codestellec2 wird in den Speichere an Stelle der Codestelle el eingebracht, welche dann in den Speicher 17 übertragen wird, weil die Torschaltung 14 geöffnet ist. Der Wert der Codestelle el wird sofort in der Chiffrieranordnung 28 chiffriert, und die chiffrierte Codestelle Cl wird auf die Leitung 32 gegeben und gleichzeitig über die dann geöffnete Torschaltung 15 in den Speicher 16 eingegeben.

Zur Zeiti£3 wird die Codestelle c 3 in den Speicher 6 eingebracht und die Codestelle c 2 in den Speicher 17 übertragen, wodurch in der Chiffrieranordnung 28 die chiffrierte Codestelle C 2 gebildet wird, welche über die Leitung 32 übertragen wird, da die Torschaltung 30 geöffnet bleibt.

Zur Zeit d 4 wird die Codestelle c3 nach 17 übertragen, wodurch die chiffrierte Codestelle C 3 gebildet und über die Leitung 32 geschickt wird; gleichzeitig wird die Klarcodestelle c 4 in den Speicher 6 eingebracht.

Zur Zeit if 5 wird die Codestelle c 4 in den Speicher 17 übertragen, wodurch die chiffrierte Codestelle C 4 gebildet und auf die Leitung 32 geschickt wird; gleichzeitig wird die Klarcodestelle c5 in den Speicher 6 eingebracht.

Zur Zeit d 6 geht der Abtaster um einen Schritt weiter, das Register 1 empfängt das zweite Zeichen

ίο der Gruppe, und die erste Codestelle c6 dieses zweiten Zeichens wird über die dann geöffnete Torschaltung 9 in den Speicher 5 eingebracht. Die Torschaltungen 13 und 14 sind gesperrt, so daß der Speicher 17 die Codestelle c4 als Inhalt behält. Die Torschaltung 30 ist gesperrt, jedoch ist die Torschaltung 29 geöffnet, so daß über die Leitung 32 eine zusätzliche Codestelle UT abgegeben wird, welche auf der Leitung die Übertragung des »Nachrichtenteils« des ersten chiffrierten Zeichens Cl, Cl, Ci,

so C 4, UT vervollständigt.

Anschließend folgt die Zeit Sl, in welcher alles im vorhergehenden Zustand bleibt, mit Ausnahme des Generators 31, der betätigt wird, so daß er auf der Leitung 32 ein Stop-Signal abgibt, das die vorangehende Zeichencodegruppe vervollständigt, und anschließend ein Start-Signal, das die Codegruppe des folgenden chiffrierten Zeichens vorbereitet.

Zur Zeit ti 7 wird die Codestelle c 7 in den Speichere an Stelle der Codestelle c6 eingebracht, die in den Speicher 6 übertragen wird und darin die Codestelle c 5 ersetzt, welche in den Speicher 17 übertragen wird. Die Codestelle cS wird von der Chiffrieranordnung in die Codestelle C 5 umgewandelt, zur Leitung 32 übertragen und gleichzeitig an Stelle der Codestelle el im Speicher 16 gespeichert, weil die Torschaltung 15 geöffnet ist.

Zur Zeit d 8 wird die Codestelle c 8 in den Speicher 5 an Stelle der Codestelle c7 eingebracht, welche in den Speicher 6 übertragen wird, wo sie an die Stelle der Codestelle c 6 tritt, die an Stelle der Codestelle c5 in den Speicher 17 übertragen wird.

Die Chiffrieranordnung 28 bildet die Codestelle C 6, die über die Leitung 32 geschickt wird.

Zur Zeit d 9 wird die Codestelle c 9 in den Speieher 5 an Stelle der Codestelle c 8 eingebracht, die in den Speicher 6 übertragen wird, wo sie an die Stelle der Codestelle c7 tritt, die in den Speicher 17 übertragen wird und dort die Codestelle c6 ersetzt, so daß die chiffrierte Codestelle Cl über die Leitung 32 geschickt wird.

Zur Zeit did wird in gleicher Weise die Codestelle c 10 in den Speicher 5 an Stelle der Codestelle c 9 eingebracht, die in den Speicher 6 übertragen wird, wo sie an die Stelle der Codestelle c 8 tritt, die in den Speicher 17 übertragen wird und dort die Codestelle c 7 ersetzt, so daß die chiffrierte Codestelle C 8 über die Leitung 32 übertragen wird.

Zur Zeit d 11 geht der Abtaster um einen Schritt weiter, und das dritte Klarzeichen der Gruppe wird in das Register 1 eingebracht, aus welchem die Codestelle eil über die dann geöffnete Torschaltung 8 in den Speicher 4 übertragen wird, während die Torschaltungen 12, 13 und 14 sowie 30 gesperrt sind. Dagegen wird über die Leitung 32 auf Grund der im Speicher 16 gespeicherten Codestelle C 5 die zusätzliche Codestelle U5 geschickt.

Über die Leitung 32 ist somit das zweite chiffrierte Zeichen C5, C6, C7, C8, U5 übertragen worden.

Die Zeit 53 ruft die Abgabe eines Stop-Signals und anschließend eines Start-Signals über die Leitung 32 hervor.

Zur Zeit dl2 wird die Codestelle cl2 in den Speicher 4 eingebracht, die Codestelle eil wird in den Speicher 5 verschoben, die Codestelle c 10 in den Speicher 6 und die Codestelle c9 in den Speicher 17, wodurch die chiffrierte Codestelle C 9 in der Chiffrieranordnung 28 gebildet, über die Leitung 32 übertragen und in den Speicher 16 eingegeben wird.

Zur Zeit rf 13 wird die Codestelle c 13 in den Speicher 4 eingebracht, und durch die normale Verschiebung wird die chiffrierte Codestelle ClO über die Leitung 32 geschickt. Zur Zeit d 14 wird durch den gleichen Vorgang die Codestelle cl4 in den Speicher 4 eingebracht und die Codestelle CIl in der Chiffrieranordnung 28 zur Übertragung über die Leitung 32 gebildet. Zur Zeit d 15 erfolgt auf gleiche Weise die Eingabe der Klarcodestelle cl5 in den Speicher 4 und die Abgabe der chiffrierten Codestelle C12 über die Leitung 32; dann befindet sich die Codestelle cl4 im Speicher 5, die Codestelle cl3 im Speicher 6 und die Codestelle cl2 im Speicher 17.

Zur Zeit d 16 wird dann das folgende Zeichen im Abtaster 41 abgetastet und in das Register 1 eingegeben. Die erste Codestelle c 16 dieses vierten Zeichens wird über die dann geöffnete Torschaltung 7 in den Speicher 3 eingebracht. Die Torschaltungen 11, 12, 13, 14 und 30 sind gesperrt, und über die Leitung 32 wird die chiffrierte Codestelle Ü9~ auf Grund der im Speicher 16 gespeicherten Codestelle C 9 übertragen, da die Torschaltung 29 dann geöffnet ist. Die anschließende Zeit 5 3 bewirkt, daß der Generator 31 auf der Leitung 32 ein Stop-Signal und ein Start-Signal hinzufügt, während die Torschaltung 30 zur Zeit 53 gesperrt bleibt.

In der folgenden Zeit d 17 wird die Klarcodestelle c 17 in den Speicher 3 eingebracht, und die Verschiebung bewirkt die Eingabe der Codestelle cl6 in den Speicher 4, der Codestelle cl5 in den Speicher 5, der Codestelle c 14 in den Speicher 6 und der Codestelle c 13 in den Speicher 17, so daß die chiffrierte Codestelle C13 gebildet wird, welche zu der Leitung 32 übertragen und gleichzeitig im Speicher 16 gespeichert wird, weil die Torschaltung 15 dann geöffnet ist.

In den folgenden Zeiten von d 18 bis d 20 wird der gleiche Vorgang wiederholt, so daß auf der Leitung 32 die chiffrierten Signale C14, C15 und C16 abgegeben werden, während im Verschieberegister die Codestellen vorgeschoben werden, so daß zur ZeitdlO die Codestelle c20 im Speicher 3, die Codestelle c 19 im Speicher 4, die Codestelle c 18 im Speicher 5, die Codestelle cl7 im Speicher 6 und die Codestelle c 16 im Speicher 17 steht. Nachdem die ersten vier Klarzeichen im Abtaster 41 abgetastet worden sind, empfängt der Abtaster keinen neuen Vorschubsteuerimpuls mehr, bis ein neues Signal dl erscheint. Die Stufen d21, 54, d22, d23, d24 und d25 bewirken jedoch in nachstehender Weise die chiffrierte Übertragung über die Leitung 32.

Zur Zeit d21 sind die Torschaltungen 11, 12, 13 und 14 und 30 gesperrt, während die Torschaltung 29 geöffnet ist, so daß über die Leitung 32 die zusätzliche Codestelle ÜI3" auf Grund des Inhalts des Speichers 16 übertragen wird. Zur Zeit 55 wird das übertragene Zeichen C13, C14, C15, C16, UI3" durch ein Stop-Signal abgeschlossen, auf das die Abgabe eines Start-Signals folgt, welches den Beginn des fünften chiffrierten Zeichens darstellt. Zur Zeit d 22 wird das Verschieberegister zur Durchführung eines Vorschubschritts gesteuert, wodurch die Codestelle C17 in der Chiffrieranordnung 28 gebildet und über die Leitung 32 übertragen wird. Zur Zeit d 23 erfolgt ein neuer Vorschubschritt und dementsprechend die Abgabe der Codestelle C18 über die Leitung 32.

Zur Zeit d 24 erfolgt ein weiterer Vorschubschritt und dementsprechend die Abgabe der Codestelle C19 über die Leitung 32. Schließlich erfolgt zur Zeit d 25 ein Vorschubschritt des Register, der die Codestelle c 20 in das Register 17 einbringt, während die Stufen 3 bis 6 des Registers leer sind, und die Codestelle C 20 wird über die Leitung 32 geschickt. Zur folgenden Zeit dl wird die Codestelle C17 aus dem Speicher 16 über die Leitung 32 geschickt, während der Abtaster 41 um einen Schritt weitergeht und das Abtasten der nächsten Gruppe von vier Zeichen auf dem Band beginnt. Zur Gewährleistung der Vorschubschritte während dieser Zeiten d22 bis d25 werden Signale, welche die Binärziffer 0 darstellen, aus den Stufen des Taktgebers entnommen und den Speichern 3, 4, 5 und 6 in der in der Zeichnung angegebenen Reihenfolge zugeführt. Wenn natürlich das Verschieberegister so ausgeführt ist, daß die Vorschubschritte getrennt von der Eingabe der Ziffernsignale gesteuert werden, würden sämtliche Vorschubschritte auf Grund von Impulsen gesteuert, welche von den Stufen dl bis d25 des Taktgebers abgenommen würden.

Der Schlüsselgenerator 27 ist in jeder Zeit dl bis d2S regelmäßig um einen Schritt fortgeschaltet worden. Man könnte ihn auch in den Zeiten 51 bis 55 weiterschalten, jedoch ist dies nicht zwingend.

Aus der vorstehenden Erläuterung dieser Anordnung folgt, daß für vier Zeichen mit fünf gültigen Codestellen im Klartext fünf Zeichen mit fünf gültigen Codestellen im chiffrierten Text übertragen worden sind, wobei in diese fünf Zeichen ein Kennzeichen eingebracht worden ist, durch das sie von allen Funktionssignalcodegruppen unterschieden werden. ledes dieser Zeichen erscheint beim Lesen auf der Leitung 32 wie ein Buchstabe, dessen Codegruppe sich dadurch kennzeichnet, daß die ersten und die letzten Codestellen zueinander komplementär sind. Man verwendet also sechzehn Buchstabencodegruppen für die chiffrierte Übertragung und nicht die sechsundzwanzig normalen Buchstaben des (französischen) Alphabets. Wie bereits erwähnt wurde, ist dies ohne Bedeutung für die Entzifferfestigkeit, weil der Schlüsselgenerator definitionsgemäß ein Zufallsgenerator oder Quasi-Zufallsgenerator ist und die von der Chiffrieranordnung durchgeführte Rechnung stets den gewünschten Sicherheitsgrad gewährleistet.

An Stelle einer Anordnung mit einem Pufferregister mit parallelen Eingängen und fortschreitender Verschiebung könnte man auch beispielsweise dem Abtaster 41 zwei Register mit jeweils fünf Speicherstufen mit parallelen Eingängen und parallelen Ausgängen zuordnen, welche alle über Torschaltungen mit dem Eingang des Speichers 17 verbunden sind. Das erste Register würde die Codegruppen der in den Zeiten dl und d 11 abgetasteten Zeichen empfangen, während das zweite Register die Codegruppen der in den Zeiten d6 und dl6 ab-

getasteten Zeichen empfangen würde. Das erste Register würde beispielsweise in den Zeiten d8 und d20 gelöscht und das zweite Register in den Zeiten if 14 und dl. Die Werte der Codestellen el, el, c?>, cA und c5 würden in den Zeiten d2, d3, d4, d6 und dl vom ersten Register in den Speicher 17 übertragen; die Werte der Codestellen c6, el, c8, c9 und c 10 würden aus dem zweiten Register in den Zeiten dS, d9, dlO, dl2 und dl3 in den Speicher 17 übertragen; die Werte der Codestellen eil, cl2, c 13, c 14 und clS würden aus dem ersten Register in den Zeiten d 14, rf 15, d 17, if 18 und d 19 in den Speicher 17 übertragen; die Werte der Codestellen c 16, c 17, c 18, c 19 und c20 würden zu den Zeiten rf20, «222, d23, d24 und d2S in den Speicher 17 übertragen. Im übrigen wäre der zuvor erläuterte Betrieb nicht geändert. Die Anordnung von F i g. 1 läßt sich auch noch in anderer Weise abändern.

Auf jeden Fall wird über die Ausgangsleitung 32 für jede Gruppe von vier Klarzeichen die folgende Nachricht übertragen:

Start - Cl - C2 - C3 - C4 - UI - Stop Start - C5 - C6 - C7 - C8 - Ü5 - Stop Start - C9 - ClO - CIl - C12 - U9 - Stop Start-C13-C14-C15-C16-U13-Stop Start - C17 - C18 - C19 - C20 - UT7 - Stop.

Beim Empfang handelt es sich darum, die Start-Signale und die Stop-Signale sowie die quergestrichenen Signale am Eingang der Dechiffrieranordnung zu beseitigen. Dies erfolgt bei der Anordnung von F i g. 2 sehr einfach durch eine Torschaltung 62, die zwischen das Ende 82 der Verbindungsleitung und eine Kippschaltung bzw. einen Ziffernspeicher 61 eingefügt ist, dessen Ausgang zu der Chiffrieranordnung 28 führt, der wieder der Schlüsselsignalgenerator 27 zugeordnet ist. Auf der Empfangsseite verhält sich die Chiffrieranordnung 28 wie eine Dechiffrieranordnung, d. h., sie übersetzt die ihr zugeführten chiffrierten Codestellen in den Klartext zurück. Zur Vereinfachung sei angenommen, daß die zuvor angegebene Gruppe bei 82 mit den gleichen relativen Zeiten bezüglich des empfangsseitigen Taktgebers ankommt. Dieser Taktgeber ist somit in gleicher Weise wie der sendeseitige Taktgeber aufgebaut. Die Torschaltung 62 wird zu den Zeiten dl, Sl, d6, 52, dll, S3, dl6, 54, d21 und 55 gesperrt. Die im Speicher 61 aufgezeichnete Codestelle wird augenblicklich in der Chiffrieranordnung 28 dechiffriert, und die Klarcodegruppe wird so dem Speicherelement 17 in den Zeiten übertragen, in denen die Torschaltung 14 geöffnet ist. Auf der Empfangsseite ist die Kippschaltung 17 die Eingangskippschaltung eines Verschieberegisters, das außerdem die Speicherelemente 18, 19, 20 und 21 enthält, wobei eine Torschaltung 22 zwischen die Stufen 17 und 18, eine Torschaltung 23 zwischen die Stufen 18 und 19, eine Torschaltung 24 zwischen die Stufen 19 und 20 und eine Torschaltung 25 zwischen die Stufen 20 und 21 eingefügt ist. Die Torschaltungen 14 und 22 bis 25 werden durch die gleiche Oder-Verknüpfung von Signalen des Taktgebers gesperrt wie die Torschaltung 62, weil angenommen wird, daß die Dechiffrierung in einer Zeitstufe des Taktgebers erfolgt und die Eingabe der Ziffer der aus der Dechiffrieranordnung 28 kommenden Klarcodestelle in den Speicher 17 in der gleichen Operationszeit erfolgt. Die Kippschaltungen 17 bis 21 sind mit Ausgängen versehen, die zu Torschaltungen 34 bis 38 führen, wodurch es möglich wird, die fünf Codestellen jedes wiederhergestellten Zeichens aus diesem Register parallel zu entnehmen und beispielsweise diese Zeichencodegruppen auf einem nicht dargestellten Lochstreifen aufzuzeichnen, dessen Stanzer schematisch durch das Rechteck 51 angedeutet ist. Diese Entnahme und damit die Aufzeichnung erfolgt in den Zeiten dl, dl3, dl9 und d2S (wobei beispielsweise diese letzte Zeit auch auf die Zeiten dl oder 51 des folgenden Taktgeberzyklus übertragen werden könnte). Zwischen jeder Aufzeichnung muß der Stanzer durch Handsteuerung seines Vorschuborgans 52 um einen Schritt fortgeschaltet werden. Dieses Organ wird beispielsweise durch eine Oder-Verknüpfung von Signalen des Taktgebers betätigt, die zu den Zeiten d2, d9, dlS und d 21 auftreten, oder durch eine andere Kombination von Signalen, die zu Zeitpunkten zwischen den Aufzeichnungszeiten erscheinen.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung läßt sich dann wie folgt erläutern: In den Zeiten dl und 51 erfolgt nichts, weil die Torschaltungen 62, 14 und 22 bis 25 gesperrt sind. Zur Zeit d2 wird die chiffrierte Codestelle Cl in den Speicher 61 eingegeben, und die entsprechende Klarcodestelle el wird in den Speicher 17 übertragen, wodurch ein Vorschubschritt im Verschieberegister ausgelöst wird. Dieses enthielt in den Stufen 17 bis 21 die Klarcodestellen c20 bis c 16 der vorangehenden Zeichengruppe. Nach der Zeit dl enthält es die Klarcodestelle el der neuen Zeichengruppe und die Klarcodestellen c 20 bis c 17 der vorangehenden Gruppe. Zu den Zeiten d3, d4 und d5 werden die chiffrierten Codestelle C 2, C 3 und C 4 empfangen, welche in Klarcodestellen c 2, c 3 und c4 umgesetzt werden, die in das Register eingegeben werden. Während der Zeit d2 ist entsprechend dem zuvor gewählten Beispiel die Aufzeichnungsvorrichtung 51 um einen Schritt weitergeschaltet worden. Zur Zeit if 6 sind die Torschaltungen 62, 14 und 22 bis 25 gesperrt und ebenso zur Zeit 52, die auf die Zeit d 6 folgt. Das Register behält als Inhalt in den Stufen 17 bis 21 die Werte der Klarcodestellen c4, c3, c2, el sowie c20 der vorhergehenden Gruppe. Zur Zeit dl wird die chiffrierte Codestelle C 5 von der Torschaltung 62 durchgelassen, in den Speicher 61 eingegeben, in der Dechiffrieranordnung 28 dechiffriert und in die Stufe 17 des Verschieberegisters eingegeben, wobei die Verschiebung des Registers als Inhalt die Zeichencodegruppe c5, c4, c3, c2, el ergibt. Da die Torschaltungen 34 bis 38 geöffnet sind, wird dieses Zeichen von der Vorrichtung 51 aufgezeichnet.

In den Zeiten d8, d9 und dlO wird der Empfang für die chiffrierten Codestellen C 6, C 7 und C 8 fortgesetzt, wodurch die Klarcodestellen c6, el und c8 gebildet und in das Register eingegeben werden. Zur Zeit d9 ist die Aufzeichnungsvorrichtung um einen Schritt weitergeschaltet worden, damit sie das nächste Zeichen empfangen kann. Zu den Zeiten dll und 53 sind die Stufen 62, 14 und 22 bis 25 gesperrt. Zur Zeit d 12 wird die chiffrierte Codestelle C 9 empfangen, was die Eingabe des Wertes der Klarcodestelle c9 in das Register zur Folge hat. Zur Zeit d 13 wird die chiffrierte Codestelle ClO empfangen und in die Klarcodestelle clO umgewandelt, welche in die Stufe 17 eingegeben wird. Zu-

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gleich erfolgt die Ausgabe aus dem Register zur Aufzeichnung des folgenden Zeichens clO, c9, c8, el, c6 durch die Aufzeichnungsvorrichtung 51.

In den Zeiten d 14 und dlS werden die Codestellen CIl und C12 empfangen und in die Klarcodestellen eil und cl2 umgewandelt, welche in das Register eingegeben werden. In den Zeiten d 16 und 54 sind die Stufen 62, 14 und 22 bis 25 gesperrt. Die Aufzeichnungsvorrichtung ist zur Zeit d 15 um einen Schritt weitergeschaltet worden. Zu den Zeiten ίο dl7 und d 18 werden die chiffrierten Codestellen C13 und C14 empfangen und in die Klarcodestellen c 13 und c 14 umgewandelt, die in das Register eingegeben werden. Zur Zeit dl9 wird die Codestelle C15 empfangen, in die Klarcodestelle cl5 umgewandelt und in das Register eingegeben, wobei die Ausgabe aus dem Register stattfindet, wodurch in der Aufzeichnungsvorrichtung 51 das dritte Zeichen c 15, c 14, c 13, c 12, eil der Gruppe aufgezeichnet wird. so

Zur Zeit d20 wird die Codestelle C16 empfangen und in die Klarcodestelle cl6 umgewandelt, die in das Register eingegeben wird. In den folgenden Zeiten d21 und 55 werden die Torschaltungen 62, 14 und 22 bis 25 gesperrt, und der Zustand des Registers ändert sich nicht. Zu den Zeiten d22, d23 und d24 werden die chiffrierten Codestellen C17, C18 und C19 empfangen und in Klarcodestellen cl7, c 18 und c 19 umgewandelt, die in das Register eingegeben werden. Zur Zeit d2S wird dann die Codestelle C 20 empfangen und in die Codestelle c20 umgewandelt, die in das Register eingegeben wird, das dann das vierte Zeichen c20, cl9, cl8, cl7, cl6 enthält, das entnommen und in der Vorrichtung 51 aufgezeichnet wird. Die Anordnung ist dann zum Empfang der folgenden Zeichengruppe bereit. Die übertragene Gruppe von fünf Zeichen ist somit richtig in die vier ursprünglichen Zeichen zurückverwandelt worden.

An Stelle eines Verschieberegisters könnte man auch die Klarcodestellen auf eine entsprechende Anzahl von Speicherelemente verteilen, die nicht in Kaskade geschaltet sind, wobei diese fünf Register in den zuvor angegebenen Zeiten parallel abgelesen werden. Ferner könnte dann eines dieser Register entfallen, weil die jeweils im Aufzeichnungszeitpunkt aus der Dechiffrieranordnung 28 kommende Klarcodestelle direkt zu der Aufzeichnungsvorrichtung geleitet werden könnte, ohne daß sie zuvor in einem Speicherelement aufgezeichnet wird, weil die Aufzeichnung dieser Klarcodestellen ohne Verzögerung am Ausgang der Chiffrieranordnung stattfindet. Es können auch andere Abänderungen für die dargestellte Empfangsanordnung in Betracht gezogen werden.

Wie bereits erwähnt wurde, bildet die Art der Chiffrierung keinen Teil der Erfindung. Es ist zu bemerken, daß das empfangsseitige Register (bzw. bei der erwähnten Abänderung die zur Aufzeichnung dienenden Speicherelemente) sowohl sendeseitig als auch empfangsseitig dazu verwendet werden könnte, daß die zuvor verschlüsselten Codestellen oder die Klarcodestellen zu den Rechenvorgängen in der Chiffrieranordnung bzw. der Dechiffrieranordnung 28 beitragen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Chiffrierung von Signalen nach Art von Telegraphiesignalen, welche pro Zeichen eine bestimmte Zahl von Nachrichtencodestellen enthalten, von denen jede zwei Werte annehmen kann, welche den Binärziffern 0 und 1' entsprechen, wobei die Signale in einem Klaralphabet so ausgebildet sind, daß die Funktionssignale alle eine gemeinsame kennzeichnende Form gegenüber der die Buchstaben darstellenden Mehrzahl der Signale aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck, daß eine Abnahme der chiffrierten Signale im Verlauf ihrer Übertragung vom Ausgang der sendeseitigen Chiffrieranordnung bis zum Eingang der empfangsseitigen Dechiffrieranordnung nur Zeichen ergeben kann, welche unter Ausschluß aller Funktionssignale Buchstaben darstellen, die Chiffrierung durch eine Anordnung durchgeführt wird, welche jeweils eine Gruppe von Zeichen verarbeitet, deren Gesamtzahl von Codestellen ein Vielfaches der Zahl der Codestellen pro Klarzeichen und ein Vielfaches einer Zahl von Codestellen ist, die kleiner als diese Zahl der Codestellen der Klarzeichen ist, daß nach jeder Chiffrierung einer solchen kleineren Zahl von Codestellen diese Zahl für die Übertragung durch zusätzliche Codestellen ergänzt wird, welche jedes so chiffrierte Pseudozeichen auf die normale Anzahl von Codestellen eines Klarzeichens bringen und so gewählt sind, daß sie den chiffrierten Zeichencodegruppen die Form geben, welche für die Buchstabencodegruppen des Klaralphabets kennzeichnend ist, und daß der Empfänger eine Anordnung enthält, welche zunächst die zusätzlichen Codegruppen beseitigt und dann durch Wiederzusammenfassung die Klarzeichencodegruppen mit der normalen Anzahl von Codestellen nach der Dechiffrierung wiederherstellt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der Chiffrieranordnung als auch in der Dechiffrieranordnung ein Taktgeber vorhanden ist, der ebenso viele Stufen enthält, wie für jede Zeichengruppe Codestellen über die Verbindung von der Sendestelle zur Empfangsstelle zu übertragen sind, nachdem die zusätzlichen Codestellen zwischen die Gruppen von normalen Codestellen eingefügt sind, daß zwischen den üblichen Speicher für die zu chiffrierenden Zeichen und die eigentliche Chiffrierschaltung ein Pufferspeicher mit der Kapazität eines Zeichens eingefügt ist, daß die Stufen des Taktgebers die Übertragungsschaltungen zwischen dem Zeichenspeicher und dem Pufferspeicher einerseits und zwischen dem Pufferspeicher und der Chiffrieranordnung andererseits derart steuern, daß die Eingabe aus dem Pufferspeicher in die Chiffrieranordnung jedesmal unterbrochen wird, wenn eine Anzahl von Klarcodestellen chiffriert worden ist, die gleich der kleineren Zahl ist, und anschließend die Bildung der zusätzlichen Codestellen nach einem Programm gesteuert wird, das die gewünschte besondere Form bestimmt, daß die so gebildeten zusätzlichen Codestellen zur Vervollständigung der chiffrierten normalen Codestellen auf die Übertragungsleitung gegeben werden, und daß die Werte der zusätzlichen chiffrierten Codestellen von denjenigen verschieden sind, welche die entsprechenden

Codestellen in den Funktionssignalen des Klaralphabets hätten.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen chiffrierten Codestellen durch logische Operationen aus den zuvor gebildeten und für diese logische Operation in einen zusätzlichen Speicher eingebrachten chiffrierten normalen Codestellen abgeleitet werden.

4. Anordnung nach Anspruch 3 für ein Klaraiphabet, das fünf Nachrichtencodestellen aufweist und bei dem die Funktionssignale alle den gleichen Wert in der ersten und in der letzten Codestelle haben, dadurch gekennzeichnet, daß jede verarbeitete Zeichengruppe vier Zeichen umfaßt und daß nach jeder Chiffrierung von vier normalen Codestellen dieser Gruppe eine

zusätzliche Codestelle eingefügt wird, die komplementär zu der chiffrierten Codestelle der vier normalen Codestellen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitgung der zusätzlichen Codestellen im Empfänger eine Torschaltung vorgesehen ist, welche von dem Taktgeber gesteuert wird, daß zur Wiederherstellung der normalen Zeichen nach der Dechiffrierung die dechiffrierten Codestellen vorübergehend in einem Pufferspeicher gespeichert werden, welcher einer der normalen Zahl der Codestellen eines Zeichens entsprechende Zahl von Speicherzellen enthält, und daß die Ausgabe aus dem Speicher von dem Taktgeber jedesmal dann gesteuert wird, wenn der Speicher die normale Zahl von Codestellen enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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