DE1205133B - Einrichtung zur Verschluesselung einer impulsfoermigen Nachricht - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H04k

Deutsche KL: 21 al - 21

Nummer: 1205 133

Aktenzeichen: P 35310 VIII a/21 al

Anmeldetag: 20. Oktober 1964

Auslegetag: 18. November 1965

Die Umwandlung einer Nachricht durch ihre Verschlüsselung erfolgt in der Regel durch einen sendeseitigen Schlüsselmodulator. Für die Rückumwandlung in Klartext dient empfangsseitig ein entsprechender Schlüsselmodulator. Diese beiden Einrichtungen werden durch Schlüsselsignale fortlaufend so geschaltet, daß die Nachricht in die nichtverständ-Hche Form übergeführt bzw. rückgeführt wird. Die Geheimhaltung wird umso besser, je schwieriger es ist, eine Periodizität in den Schlüsselsignalen festzustellen. Im besonderen strebt man zu einer möglichst langen Periodendauer, welche nicht nur die Dauer von Tagen, sondern von Monaten erreichen kann. Sehr zweckmäßig für die Geheimhaltung sind Nachrichten, welche aus Impulsen aufgebaut sind. Solche Impulse lassen sich nach Vorzeichen oder Zahl sehr leicht, insbesondere durch elektronische Schaltapparaturen ändern.

Zur Erzeugung der Schlüsselsignale für die Verschlüsselung impulsförmiger Nachrichten dient ein Programmgeber, welcher selbst möglichst unperiodische Impulsgruppen erzeugt, die zusätzlich mit einem elektronischen Rechengerät in die Schlüsselsignale umgewandelt werden können. Wird das Signal gleichzeitig mit der Nachricht in die Empfangsstation übermittelt, so kann es dort zur Steuerung des Schlüsseidemodulators dienen. Dabei wäre der Gleichlauf der Schaltungseinrichtungen gesichert, ausgenommen allerdings beim Eintritt von Übertragungsstörungen oder beim Start der Verschlüsselungseinrichtung Dies bedingt besondere, recht komplizierte Vorkehrungen zum phasenrichtigen Start und zur Wiederholung des Gleichlaufes nach Unterbrechen.

Es ist bereits bekannt, daß man jedoch an Stelle eines Programmgebers deren zwei verwenden kann, wobei der Programmgeber der Empfangstation im Gleichlauf mit jenem der Sendestation sein muß. Bei Steuerung dieser Geber durch genügend genau laufende Uhren wäre diese Bedingung für eine lange Zeit zu erfüllen. Schwierigkeiten bereitet allerdings noch der phasenrichtige Start, wobei ebenfalls besondere Einrichtungen benötigt werden.

Die Erfindung geht aus von der Verwendung zweier Programmgeber in einer Einrichtung zur Verschlüsselung einer impulsförmigen Nachricht mit Hilfe lokalerzeugter Schlüsselsignale. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß an der Sende- und an der Empfangstation ein von einem Taktgeber geschalteter Programmgeber zur Erzeugung von sich über eine im Vergleich zur Dauer der Nachricht langen Zeit nicht wiederholender Impulsgruppen vorhanden

Einrichtung zur Verschlüsselung einer
impulsförmigen Nachricht

Anmelder:

„PATELHOLD" Patentverwertungs-

& Elektro-Holding A. G., Glarus (Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,

München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Gustav Guanella, Zürich (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 6. August 1964 (10 308)

ist, aus welchem die Schlüsselsignale abgeleitet werden, während gleichzeitig die an einer Station erzeugten Impulsgruppen zur anderen Station übertragen und in einer dort angeordneten Einrichtung mit den lokal erzeugten Impulsgruppen verglichen werden, ferner Mittel vorgesehen sind, welche bei Nichtübereinstimmung der jeweiligen beiden Impulsgruppen die Übereinstimmung in einer die Nachricht praktisch nicht störenden kurzen Zeit herstellen.

Bei dieser Einrichtung werden mit Vorteil Impulsgruppen verwendet, welche in an sich bekannter Weise besondere Impulse zur jeweiligen Kennzeichnung des Gruppenanfanges ausgestattet sind. In den Figuren wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die zu übertragende Nachricht ist in F i g. 1 mit X₁ und der wiederhergestellte Klartext mit x₂ be-

zeichnet. Die abgehende verschlüsselte Nachricht^ kann durch Ubertragungsstörungen leicht verändert sein, so daß sie nicht immer mit der empfangenen Nachricht Z₂ übereinstimmt. Die Verschlüsselung findet im Schlüsselmodulator M₁ statt und die Rück-

Wandlung im Schlüsselmodulator M₂. Diese Modulationseinrichtungen werden sende- und empfangsseitig durch die in der Regel übereinstimmenden, einander entsprechenden Schlüsselsignale W₁ ,W₂ geschaltet. An beiden Stationen befindet sich ein Programmgeber PG mit Taktgeber, welche die gleich sein sollenden Impulsgruppen V₁ und v₂ abgeben. Ein elektronisches Rechengerät C verbessert die

509 738/271

Geheimhaltung durch die Umwandlung dieser Impulsgruppen ν in die Schlüsselsignale w. Die einzelnen Impulse jeder Impulsgruppen können dabei nacheinander über eine Leitung oder gleichzeitig über Leitungen dem Rechengerät zugeführt werden.

Nach der Erfindung werden nun gleichzeitig vom Programmgeber PG₁ die Impulsgruppen M₁ über einen Kanal zur anderen Station übertragen und kommen dort als in der Regel gleiche Impulsgruppen M₂ an. Die empfangenen Impulsgruppen werden nun in einem Vergleichsgerät B V mit den lokalen Impulsgruppen K₃ verglichen, welche ihrerseits mit den Impulsgruppen v₂ des Programmgebers FG₂ übereinstimmen. Im Vergleichsgerät sind Mittel enthalten, welche bei Nichtübereinstimmung der Grup- pen U₂ und u_s ein Korrektursignal d erzeugen, durch welches der Programmgeber PG₂ wieder in Übereinstimmung mit dem Programmgeber PG₁ gebracht wird. 2.

Der Programmgeber PG₁ kann gemäß Fi g.^l, aus" einem an sich bekannten Binärzähler 5Z₁ bestehen, welcher durch den Taktgeber TG₁ laufend weitergeschaltet wird. Die einzelnen in der Zeichnung angedeuteten Stufen dieses Zählers haben dann die Zählgewichte 1, 2, 8 usw., welche Werte je nach der momentanen Zahl vorhanden oder nicht vorhanden sind. Zur jeder Stufe gehört dann ein Ja- oder Nein-Impuls, aus welchen Impulsen sich die Impulsgruppe V₁ und die Gruppe U₁ zusammensetzt. -

In Fig. 3 enthält das VergleichsgerätBC ein sögenanntes Shift-Register SR₂, dessen Stufen durch die · Impulsgruppen M₂ nacheinander in die der momentanen Zahl entsprechende Stellung gebracht werden. Die Vergleichseinrichtung enthält ferner eine Binär-Differenzschaltung BD, welcher die Impulsgruppen U₃ und vom Register her die Gruppen M₄ zugeführt werden. Bei Übereinstimmung dieser Gruppen u₃, M₄ entsteht kein Korrektursignal d. Bei Abweichungen jedoch steuert dieses Signal d, wie aus der F i g. 3 schematisch ersichtlich ist, den empfangsseitigen * Binärzähler BZ₂ so lange, bis seine Stellung der Stellung des Zählers BZ₁ entspricht. Dieser Binärzähler im Programmgeber PG₂ wird ebenfalls von einem Taktgeber TG₂ laufend weitergeschaltet.

Fig.4 veranschaulicht schematisch die Herstellung der Korrekturgröße d. Dabei erfolgt gemäß der Erfindung der Vergleich des Shift-Registers SR₂ mit dem Binärzähler BZ₂ stufenweise. Die Schaltungsstellung der Stufe 5,- wird im Vergleichsgerät V mit jener der Stufe Z,- verglichen. Bei Übereinstimmung zeigen die Vergleichsgrößen M₁ und M_3i beispielsweise positive Spannung. In diesem Falle wird angenommen, daß die Korrekturgrößec,- für die Stufe; den Wert Null habe. Wenn aber Unterschiede vorhanden sind, welche sich z. B. in einem verschiedenen Vorzeichen der Vergleichsgrößen äußert, dann erzeugt die Einrichtung V eine Spannung c,- und schließlich ein Korrektursignal d_h welches die Stellung der Stufe Z₁ ändert.

Damit nicht jede kleine Zufälligkeit solche Anderungen hervorruft, werden die sich im Rhythmus der Impulsgruppen wiederholenden Korrekturgrößen C₁ in einer Summierschaltung B über mehrere Impulsgruppen gespeichert. Sobald der Speicherwert eine einstellbare Schwelle überschreitet, wird die Schalteinrichtung K umgesteuert und erzeugt ihrerseits das Korrektursignal d.

Es ist bei stufenweiser Umschaltung des Binärzählers selbstverständlich dafür zu sorgen, daß davon die anderen Stufen nicht betroffen werden.

Die Verschlüsselungseinrichtung gemäß der Erfindung läuft auch dann in der Regel für eine genügende Zeitdauer ordnungsgemäß weiter, wenn Lükken in der Übertragung der Nachricht und/oder der Impulsgruppen u entstehen. Jeder Start erfolgt nach kurzer Zeit infolge der Korrektureinrichtung, so daß die richtige Entschlüsselung vorhanden ist. Die Verwendung eines Binärzählers mit durchaus nicht zu großer Stufenzahl ermöglicht die Erreichung einer außerordentlich großen Periodendauer, womit auch die Qualität der Geheimhaltung verbessert wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Verschlüsselung einer impulsförmigen Nachricht bei ihrer Übertragung über den Nachrichtenkanal mit Hilfe eines sendeseitigen Schlüsselmodulators und empfangsseitigen Schlüsselmodulators, welche durch Schlüsselsignale geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sende- und an der Empfangsstation ein von einem Taktgeber geschalteter Programmgeber zur Erzeugung von sich über eine im Vergleich zur Dauer der Nachricht langen Zeit nicht wiederholender Impulsgruppen vorhanden ist, aus welchem die Schlüsselsignale abgeleitet werden, während gleichzeitig die an einer Station erzeugten Impulsgruppen zur anderen Station übertragen und in einer dort angeordneten Einrichtung mit den lokal erzeugten Impulsgruppen verglichen werden, ferner Mittel vorgesehen sind, welche bei Nichtübereinstimmung der jeweiligen beiden Impulsgruppen die Übereinstimmung in einer die Nachricht praktisch nicht störenden kurzen Zeit herstellen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, . daß die zur Übertragung gelangende Impulsgruppe besondere Impulse aufweist, welche zur Kennzeichnung des Gruppenanfanges dienen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Programmgeber Binärzähler verwendet werden, wobei die Impulsgruppen Binärzahlen kennzeichnen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke des Vergleiches der beiden Impulsgruppen ein Shift-Register verwendet wird, welchem die empfangenen Impulsgruppen zugeführt werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgruppenvergleich durch Mittel erfolgt, welche die gleichliegenden Stufen der Binärzahl des Shift-Registers und des Binärzählers miteinander vergleichen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nichtübereinstimmung zweier Stufen die Stufe des Binärzählers umgepolt wird, sofern die Nichtübereinstimmung mindestens zweimal nacheinander festgestellt worden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 738/271 11.65 © Bundesdruckerei Berlin