DE1416023C1

DE1416023C1 - Method for encrypted transmission of signals

Info

Publication number: DE1416023C1
Application number: DE1961B0064456
Authority: DE
Inventors: Joachim Hermann
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1961-10-20
Filing date: 1961-10-20
Publication date: 1978-02-09
Also published as: FR1605502A

Description

Verfahren zum verschlüsselten Übertragen von Signalen sind in großer Anzahl bekannt. So ist beispielsweise ein Signalübertragungssystem bekannt, bei dem für das Verschlüsseln der zu übertragenden Signale Codierungssignale verwendet werden, die von einer von einem Rausch-Generator erzeugten Zufallsfunktion abgeleitet sind. Die Codierungssignale werden während einer Signalübertragung sowohl der Sende- als auch der Empfangsstation auf drahtlosem Wege übermittelt. Sowohl in der Sende- als auch in den Empfangsstationen werden die empfangenen Codierungssignale einer von einem örtlichen Oszillator oder einem Kommutator erzeugten zusätzlichen Frequenz überlagert, um nach weiterer Umformung jeweils einen elektronischen Schalter zu steuern, der die auszusendenden bzw. die zu empfangenden Nachrichten im Rhythmus der ihm übermittelten Codierungssignale codiert bzw. decodiert. Hierzu ist Voraussetzung, daß die örtlichen Oszillatoren bzw. Kommutatoren synchron arbeiten.A large number of methods for encrypted transmission of signals are known. So is For example, a signal transmission system known in which for encrypting the to be transmitted Signals coding signals are used which are derived from a random function generated by a noise generator. The coding signals are during signal transmission by both the transmitting and receiving stations by wireless means transmitted. Both in the transmitting and in the receiving stations are the received coding signals an additional frequency generated by a local oscillator or commutator superimposed in order to control an electronic switch after further reshaping, which sends the or the messages to be received in the rhythm of the coding signals transmitted to it encoded or decoded. A prerequisite for this is that the local oscillators or commutators are synchronous work.

Dem praktischen Einsatz solcher oder ähnlicher Signalübertragungssysteme stehen drei wesentlicheThere are three main aspects to the practical use of such or similar signal transmission systems

Γ)Γ)

Nachteile entgegen. Einerseits ist es einem eventuellen Gegner möglich, durch Verrat des Codeschlüssels gesendete Nachrichten zu entziffern oder aber es gelingt ihm, dem zur Verschlüsselung verwendeten Code während einer Nachrichtenübertragung zu entziffern. Außerdem kann er bei hinreichender Kenntnis des verwendeten Codes durch Störsignale eine Signalübertragung unwirksam machen. Dies gilt insbesondere für das vorstehend genannte Signalübertragungssystem, da das Codierungssignal selbst ohnehin offen ausgesendet wird.Disadvantages opposite. On the one hand, it is possible for a possible opponent by betraying the code key to decipher sent messages or he succeeds in the one used for encryption To decipher code during a message transmission. In addition, with sufficient knowledge of the The codes used make signal transmission ineffective by interfering with interference signals. This is especially true for the above-mentioned signal transmission system, since the coding signal itself is transmitted openly anyway will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweisendes Verfahren zum verschlüsselten Übertragen von Signalen zu schaffen, das speziell für die Signalübertragung auf von einer Leitstelle aus sich frei fortbewegende Körper geeignet ist, und bei dem sowohl ein Verrat des zur Verschlüsselung verwendeten Codes als auch ein Entziffern während einer Signalübertragung nahezu unmöglich ist und damit die Möglichkeit einer Störung der Signalübertragung entfällt.The invention is based on the object of a device that does not have the disadvantages mentioned above To create a method for the encrypted transmission of signals, specifically for signal transmission is suitable for bodies moving freely from a control center, and in which both a betrayal of the codes used for encryption as well as deciphering during signal transmission is impossible and thus the possibility of a disruption of the signal transmission is eliminated.

Ausgehend von dem bekannten Gedanken, das verschlüsseln unter Verwendung von mit Hilfe eines g Rausch-Generators erzeugten Codierungssignalen f durchzuführen, die Sender und Empfänger der Übertragungseinrichtung gleichzeitig zum Zwecke der Codierung und Decodierung der zu übertragenden Signale übermittelt werden, ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß alle für eine Signalübertragung benötigten Codierungs- und Decodierungs-Signale unmittelbar vor Beginn der Übertragung als »weißes Rauschen« erzeugt, auf galvanischem Wege auf den Sender und Empfänger übertragen, dort gespeichert und nach Lösen der galvanischen Verbindung sende- wie empfangsseitig unter der Steuerung von bei der Einspeicherung synchronisierten Zeitbasen im Rhythmus der Signalübertragung abgetastet werden.Starting f carried out by the well-known idea that the encrypting using the generated by means of a g-noise generator coding signals that the transmitter and receiver of the transmission of the transmitted signals to be transmitted simultaneously for the purpose of encoding and decoding, this task is solved in that All coding and decoding signals required for signal transmission are generated as »white noise« immediately before the start of the transmission, transmitted galvanically to the transmitter and receiver, stored there and, after the galvanic connection has been disconnected, under the control of at the storage of synchronized time bases are sampled in the rhythm of the signal transmission.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Erzeugung und die Einspeicherung eines Rauschspektrums im Sender und im Empfänger sowie die Auslösung eines Signal-Übertragungsvorganges programmgesteuert, derart, daß erst nach Auslösung eines Übertragungsvorganges, jedoch vor Aussendung des ersten Signals einer Signalfolge ein Rauschspektrum erzeugt und eingespeichert wird. ύ According to a preferred embodiment, the generation and storage of a noise spectrum in the transmitter and receiver and the triggering of a signal transmission process are program-controlled in such a way that a noise spectrum is generated and stored only after a transmission process has been triggered, but before the first signal of a signal sequence is transmitted. ύ

Vorzugsweise erfolgt das Einspeichern und/oder Abtasten der von einem »weißen Rauschen« abgeleiteten Codierungs-Signale mit unterschiedlichem Zeitmaßstab, während die einen Signalinhalt erzeugende Einrichtung jeweils erst nach der Erzeugung und Einspeicherung eines Rauschspektrums in die Sende- und Empfangsanlage des Signal-Übertragungssystems ausgelöst und dadurch betätigbar wird.The storage and / or sampling of those derived from a “white noise” is preferably carried out Coding signals with different time scales, while the one generating a signal content Setup only after the generation and storage of a noise spectrum in the transmission and the receiving system of the signal transmission system is triggered and can thereby be actuated.

Auf diese überraschend einfache Weise wird ein Verfahren zum verschlüsselten Übertragen von Signalen erzielt, das gegen Störungen weitestgehend sicher ist. Da ein von einer Leitstelle in ein Ziel zu lenkender sich selbsttätig bewegender Körper von seiner Leitstelle aus gestartet wird, gelingt es auf einfache Weise, unmittelbar vor dem Start des Körpers in dem Sender der Leitstelle und in dem Empfänger des zu lenkenden Körpers ein Rauschspektrum zu speichern, das vorzugsweise nach dem Betätigen eines den Start des Körpers auslösenden Betätigungsmittels erzeugt wurde und nun als Code für die Verschlüsselung und Entschlüsselung der zu übertragenden Lenksignale dient.In this surprisingly simple way, a method for the encrypted transmission of signals is provided achieved that is largely secure against interference. As one to be steered from a control center to a destination automatically moving body is started from its control center, it is possible to easily immediately before the start of the body in the transmitter of the control center and in the receiver of the to be steered Body to save a noise spectrum, preferably after pressing one of the start of the body triggering means of actuation was generated and now as a code for encryption and decryption the steering signals to be transmitted are used.

Ein Verrat eines derartigen Zufallcodes ist unmöglich, da der für jede Signal verbindung unterschiedliche CodeIt is impossible to betray such a random code, since the code is different for each signal connection

vor der Herstellung einer Signalverbindung nicht vorhanden ist. Eine Entschlüsselung des jeweils verwendeten Codes während der Signalübertragung ist infolge der Kürze der zur Verfügung stehenden Zeit und unter Berücksichtigung der Unkenntnis über die Art des Codes nahezu unmöglich.is not present before a signal connection is established. A decryption of each codes used during signal transmission is due to the shortness of the time and almost impossible considering the ignorance of the nature of the code.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nun an Hand einer Zeichnung, die eine Signalübertragungseinrichtung für Fernlenkkörper darstellt, im einzelnen beschrieben werden.The method according to the invention will now be based on a drawing showing a signal transmission device represents for remote control body, are described in detail.

Die zur Korrektur einer wahrgenommenen Abweichung eines zu lenkenden Körpers von seinem Ziel erforderlichen Lenkkommandos werden in einer in der Zeichnung nur schematisch dargestellten Leitstelle L erzeugt, die im wesentlichen aus einem Kommandogeber 1, einer über einen Zeitgeber 2 und einen Speicher 3 gesteuerten Verschlüsselungseinrichtung 4 sowie einem Sender 5 besteht.The steering commands required to correct a perceived deviation of a body to be steered from its target are generated in a control center L , which is only shown schematically in the drawing and which essentially consists of a command transmitter 1, an encryption device 4 controlled by a timer 2 and a memory 3 and a Sender 5 exists.

Der über die Leitstelle L zu lenkende, in der Zeichnung ebenfalls nur schematisch dargestellte Körper F weist neben einem Empfänger 7 eine über einen Zeitgeber 8 im Zusammenwirken mit einem Speicher 9 gesteuerte Entschlüsselungseinrichtung 10 sowie eine Rudereinrichtung 11 auf.The body F to be steered via the control center L , also shown only schematically in the drawing, has a receiver 7, a decryption device 10 controlled by a timer 8 in cooperation with a memory 9, and a rudder device 11.

Schließlich ist ein ebenfalls nur schematisch dargestellter Code-Generator C vorhanden, der im wesentlichen aus einem Startprogrammwerk 13, das je eine Torschaltung 14 und 15 steuert, sowie einem Rauschgenerator 16 zusammengesetzt ist. Über eine Leitung 18 ist das Startprogrammwerk mit dem Kommandogeber 1, über eine Leitung 19 ist die Torschaltung 14 mit dem Speicher 3 der Leitstelle L und über eine Leitung 20 ist die Torschaltung 15 mit dem Speicher 9 des zu lenkenden Körpers Fverbunden. Eine Steckverbindung 22 sorgt dafür, daß der Körper F sich bei seinem Start von dem Code-Generator Clösen kann.Finally, there is a code generator C, also shown only schematically, which is composed essentially of a start program unit 13, which controls a gate circuit 14 and 15, and a noise generator 16. The start program unit is connected to the command transmitter 1 via a line 18, the gate circuit 14 is connected to the memory 3 of the control center L via a line 19, and the gate circuit 15 is connected to the memory 9 of the body F to be controlled via a line 20. A plug connection 22 ensures that the body F can release itself from the code generator when it is started.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Ist der zu lenkende Körper F startbereit und der Code-Generator C, d. h. der Rauschgenerator 16, eingeschaltet, so wird durch Betätigen eines hier nicht dargestellten Startknopfes das Startprogrammwerk 13 ausgelöst, das die Code-Erzeugung und -Einspeicherung sowie den unmittelbar nachfolgenden Start des zu lenkenden Körpers F steuert. Hierzu werden von dem Startprogrammwerk zuerst die Torschaltungen 14 und 15 für eine vorbestimmte Zeit geöffnet und dadurch dem ständig schwingenden Rauschgenerator 16 ein beliebiges Rauschspektrum gleicher Leistungsdichte pro Frequenzintervall entnommen. Dieses Rauschspektrum wird gleichzeitig über die Leitungen 19 bzw. 20 dem Speicher 3 in der Leitstelle L und dem Speicher 9 in dem Körper Fzugeführt. Hierbei werden auch der Zeitgeber 2 in der Leitstelle L und der Zeitgeber 8 in dem KörperThe mode of operation of the arrangement described is as follows: If the body to be steered F is ready to start and the code generator C, i. H. If the noise generator 16 is switched on, actuation of a start button (not shown here) triggers the start program unit 13, which controls the code generation and storage as well as the immediately following start of the body F to be steered. For this purpose, the gate circuits 14 and 15 are first opened for a predetermined time by the start program and as a result any noise spectrum with the same power density per frequency interval is taken from the constantly oscillating noise generator 16. This noise spectrum is fed to the memory 3 in the control center L and the memory 9 in the body F at the same time via the lines 19 and 20, respectively. Here, the timer 2 in the control center L and the timer 8 in the body

. F ausgelöst und synchronisiert. Schließlich wird der bisher gesperrte Kommandogeber 1 in der Leitstelle L — mittels dessen die Lenkkommandogabe in bekannter Weise erfolgt — freigegeben und abschließend der zu lenkende Körper gestartet, der sich darauf von dem. F triggered and synchronized. Finally, the previously blocked command transmitter 1 is released in the control center L - by means of which the steering command is given in a known manner - and finally the body to be steered is started, which then moves from the

ι Code-Generator löst.ι Code generator solves.

Die beispielsweise in Abhängigkeit einer manuellen Betätigung von dem nunmehr freigegebenen Kommandogeber 1 erzeugten Lenkkommandos werden vor ihrer Aussendung der Verschlüsselungseinrichtung 4 zuge-For example, depending on manual actuation by the now released command transmitter 1 generated steering commands are sent to the encryption device 4 before they are sent.

". führt. Hier erfolgt die Verschlüsselung der Lenkkommandos mit Hilfe des im Speicher 3 befindlichen Codes, der unter der Steuerung des Zeitgebers 2 zeitverzögert und mit verringerter Bandbreite abgefragt wird.". leads. Here the encryption of the steering commands takes place with the help of the code located in the memory 3, which is queried under the control of the timer 2 with a time delay and with a reduced bandwidth.

Nach ihrer Verschlüsselung, die nach irgendeinemAfter their encryption, after some

■- bekannten Verfahren erfolgen kann, werden die Lenkkommandos über den Sender 5 an den zu lenkenden Körper ausgestrahlt. Hier werden die über die Empfänger 7 aufgenommenen verschlüsselten Lenkkommandos in der Entschlüsselungseinrichtung 10 ■ - known methods can take place, the steering commands are broadcast via the transmitter 5 to the body to be steered. Here, the encrypted steering commands received via the receiver 7 are stored in the decryption device 10

ι in ebenfalls an sich bekannter Weise entschlüsselt. Der Entschlüsselungs-Code hierzu wird dem Speicher 9 unter der Steuerung des Zeitgebers 8 in gleicher Weise, wie für die Leitstelle beschrieben, entnommen. Die entschlüsselten Lenkkommandos gelangen daraufhin zu der Rudereinrichtung 11 und werden hier in die gewünschten Ausschläge der Ruder des zu lenkenden Körpers umgesetzt.ι decrypted in a manner also known per se. Of the The decryption code for this is stored in the memory 9 under the control of the timer 8 in the same way, as described for the control center. The decrypted steering commands are then sent to the rudder device 11 and are here in the desired deflections of the rudder to be steered Body implemented.

Die Speicher in der Leitstelle und in dem Empfänger können als Magnetband-, als Magnetfolien- oder aber vorzugsweise als Ferritkernspeicher ausgeführt werden, während die Zeitgeber vorzugsweise als Quarzstabilisierte Oszillatoren auszuführen sind.The memory in the control center and in the receiver can be as magnetic tape, magnetic film or else are preferably designed as ferrite core memory, while the timers are preferably stabilized as quartz Oscillators are to be run.

Wird als Einspeicherungszeit eine Zeit von beispielsweise 100 ms angenommen, bei einer Rauschbandbreite von 100 kHz, so ist zweckmäßigerweise die Abfragedauer für Sender und Empfänger, die der maximalen Lenkzeit eines zu lenkenden Körpers entspricht, auf beispielsweise 50 s zu dehnen und die Abfrage-Bandbreite auf etwa 200 Hz zu begrenzen. Im gleichen Maße, wie die Rauschbandbreite bei der Einspeicherung vergrößert wird, kann entweder die Einspeicherzeit verkürzt oder bei gleichbleibender Einspeicherzeit die Abfragezeit oder -bandbreite vergrößert werden.A time of, for example, is used as the storage time Assuming 100 ms with a noise bandwidth of 100 kHz, the query duration is expedient for transmitter and receiver, which corresponds to the maximum driving time of a body to be steered for example to stretch 50 s and limit the query bandwidth to about 200 Hz. To the same extent, how the noise bandwidth is increased during storage can either be the storage time shortened or the query time or bandwidth increased with the same storage time.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for encrypted transmission of signals to those moving from a control center Body using coding signals generated with the aid of a noise generator, the transmitter and receiver of the transmission device simultaneously for the purpose of coding and decoding of the signals to be transmitted are transmitted, characterized in that that all coding and decoding signals required for signal transmission are immediate generated as "white noise" before the start of the transmission, galvanically to the transmitter and Transmit receiver, stored there and after disconnecting the galvanic connection, send as on the receiving side under the control of time bases synchronized during storage in The rhythm of the signal transmission can be sampled.

2. The method according to claim 1, characterized in that the generation and storage a noise spectrum in the transmitter and in the receiver as well as the triggering of a signal transmission process takes place under program control in such a way that only after a transfer process has been initiated, however, before the first signal of a signal sequence is emitted, a noise spectrum is generated and stored will.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the storing and / or Sampling of the coding signals derived from a "white noise" with different Time scale takes place.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the generating a signal content Setup only after the generation and storage of a noise spectrum in the Transmitting and receiving system of the signal transmission system triggered and thus operable will.