DE1499208B2 - Anordnung zur Kodierung und Dekodierung von Informationssätzen - Google Patents

Description

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daß jeder Kodierungsschlüssel mindestens an der Netzwerk jede beliebige Ausgangsfolge durch eine durch ein Adressenpaar definierten Speicherstelle ein Kombination von gültigen Zeichen mit Leerstellen-Leerstellenzeichen als 'Ausgabezeichen erzeugt und zeichen bzw. Teilfolgen gültiger Zeichen mit Leerdaß ferner in einer Dimension der Speicheranordnung Stellenzeichenfolge erzeugen kann. -■
eine zusätzliche Adresse vorgesehen ist, unter der in 5 Auf Grund der großen Zahl der Freiheitsgrade für der Speicheranordnung jedem gespeicherten Kodie- die Bildung verschlüsselter Folgen, wenn die Anzahl rungsschlüssel an Stelle eines zu verschlüsselnden der verschiedenen Zeichen im Zeichenvorrat Y Zeichens ein Leerstellen-Zeichen zugeordnet ist, daß größer oder gleich der Anzahl der verschiedenen ferner die Operationssteuerung durch die Ausgangs- Zeichen im Zeichenvorrat Z ist, wobei diese Folgen signale der Vergleichsvorrichtung bei der Kodierung io dann in keiner Weise die Häufigkeitsverteilung der der Informationssätze Leerstellen-Zeichen zwischen Zeichen des Originaltextes erkennen lassen, ist dieser den Informationssätzen an beliebigen Stellen einfügt, Fall für die geheime Informationsverschlüsselung derart, daß die Anordnung von einem Kodierungs- besonders vorteilhaft.

schlüssel zu einem beliebigen anderen übergehen Der Vorteil dieser Technik in der Anwendung zur

kann, und daß bei der Dekodierung der verschlüssel- 15 geheimen Informationsverschlüsselung ist darin zu

ten Informationssätze die Operationssteuerung und sehen, daß bei Kenntnis des Ablaufs und des Kodie-

die Vergleichsvorrichtung vorhandene Leerstellen- rungsschlüssels, d. h. der Spezifikation des sequen-

Zeichen unterdrücken. tiellen Netzwerkes, die Anordnung auf Grund ihres

Weitere Merkmale, vorteilhafte Ausgestaltungen einfachen Charakters auch mit einfachen Mitteln zur

und Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfin- 20 Ver- und Entschlüsselung verwendet werden kann,

dung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. daß jedoch bei Unkenntnis oder bei nur teilweiser

Die Erfindung basiert auf der Verwendung sequen- Kenntnis des Kodierungsschlüssels, auch bei Einsatz tieller Netzwerke zur Informationsdarstellung und schnellster elektronischer Rechenanlagen, der ver- -verarbeitung, wobei die kennzeichnende Eigenschaft schlüsselte Text nicht entziffert werden kann,
eines sequentiellen Netzwerkes, daß nämlich der 25 Die Bedeutung und die Vorteile der Erfindung Wert am Ausgang zu einem bestimmten Zeitpunkt liegen darin, daß durch die Verwendung sequentieller abhängt von den Werten am Eingang zu diesem und Netzwerke, an Stelle der konventionellen Verfahren, endlich vielen vorangegangenen Zeitpunkten, benutzt eine weit größere Anzahl von Freiheitsgraden für die wird, um die innere Struktur des Datenmaterials dar- Redundanzerweiterung und -beseitigung, beispielszustellen. Die Struktur des Netzwerkes wird dabei 30 weise bei der Fehlerprüfung und Fehlerkorrektur, durch eine endliche Anzahl von internen Zuständen von Information zur Verfügung stehen. Diese Frei- und durch eine das Verhalten des Netzwerkes fest- heitsgrade können zudem noch über einen großen legende Übergangs- und Ausgangsfunktion beschrie- Bereich variiert und damit einer gegebenen Aufben, gabenstellung optimal angepaßt werden.

Obwohl sequentielle Netzwerke und deren Ver- 35 Bei der Informationsdarstellung ergeben sich diese

wendung zur Informationsverarbeitung seit längerer zusätzlichen Freiheitsgrade durch den völlig frei

Zeit bekannt sind, sind sie zur Darstellung und Ver- wählbaren Zeichenvorrat, der zur Bildung äquiva-

arbeitung großer Datenmengen bisher kaum ver- lenter Zeichenfolgen verwendet wird, und durch ein

wendet worden, weil die bekannten Syntheseverfahren sequentielles Netzwerk, das, nach Erfüllung der in

auch beim Einsatz elektronischer Rechenanlagen für 40 bezug auf den Aufbau seiner Struktur erhobenen

größere Datenmengen einen außerordentlich hohen Minimalforderungen, in weitem Umfang frei gewählt

Zeitaufwand erfordern und deshalb für eine tech- werden kann. Bei der erwähnten Minimisierung ist

nische Anwendung größeren Umfangs nur be- z.B. die Zahl der zugelassenen internen Zustände

schränkt einsetzbar sind. von wesentlicher Bedeutung. Darüber hinaus steht

Bei der Erfindung dagegen wird auf Grund er- 45 bei der Bestimmung der zu den gegebenen Informazeugter spezieller Eigenschaften sequentieller Netz- tionssätzen äquivalenten Folgen noch der Anfangswerke erreicht, daß diese Nachteile umgangen wer- zustand des sequentiellen Netzwerkes als weiterer den und die Verarbeitung praktisch beliebig großer Parameter zur Verfügung.
Datenmengen ermöglicht wird. Wie die folgende quantitative Analyse zeigt, ist es

Für die Ausgangsfunktion des Netzwerkes, die das 50 auch möglich, mit Hilfe dieses Verfahrens eine Lei-Ausgabezeichen in Abhängigkeit von einem anliegen- stungssteigerung konventioneller Speichereinheiten, den Eingabezeichen und dem gegenwärtigen internen in Hinblick auf eine erhöhte Kapazität und höhere Zustand bestimmt, wird vorgegeben, daß für gewisse Arbeitsgeschwindigkeit, zu erzielen. Der tiefere Argumentpaare Leerstellen als Ausgabezeichen er- Grund hierfür liegt in der Berücksichtigung der innezeugt werden und daß jedes Zeichen des Ausgabe- 55 ren (redundanten) Struktur der Ursprungsdaten Zeichenvorrates für mindestens ein Argumentpaar (z.B. Sprache),
erzeugt wird. Der quantitative Aufwand für die bekannte binäre

Für die Ubergangsfunktion des Netzwerkes, die Beschreibung einer Informationsmenge E, bestehend

den nächsten internen Zustand in Abhängigkeit von aus N Zeichen aus einem Zeichenvorrat Z mit k ver-

dem anliegenden Eingabezeichen und dem gegen- 60 schiedenen Zeichen, ergibt sich nach den Grund-

wärtigen Zustand bestimmt, wird vorgegeben, daß sätzen der Informationstheorie mit

durch eine geeignete Folge von Eingabezeichen ein q = N · ld X ("Bit")

Übergang von jedem Zustand zu jedem beliebigen ^conv

Zustand des Netzwerkes möglich ist, wobei gleich- Die Darstellung derselben Informationsmenge E,

zeitig eine Leerstellenzeichenfolge am Ausgang des 65 unter Verwendung des in der Erfindung beschriebe-

Netzwerkes erzeugt wird. nen Verfahrens, erfordert folgenden Aufwand:

Durch diese simultane Verknüpfung von Übergangs- und Ausgangsfunktion wird erreicht, daß das Cseq ⁼ Q + Qa + Canf (Bit) >

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speichert und mit der technischen Realisierung eines gäbe einer Folge von Zeichen aus dem Eingabesequentiellen Netzwerks, beispielsweise durch einen zeichenvorrat Y in das Netzwerk, beginnend bei Festspeicher, kombiniert, so kann; bei geeigneter einem Anfangszustand s_l0, eine interne Zustandsfolge Spezifizierung der äquivalenten Zeichenfolgen und und eine zugeordnete Ausgabefolge. ^! des sequentiellen Netzwerks eine Informationskom- 5 Ein durch Übergangs- und Ausgangsfunktion gepression im Lese- und Schreibspeicher erreicht wer- kennzeichnetes sequentielles Netzwerk kann mit den, die im Fall binärer Eingangsfolgen und alpha- Hilfe eines Graphen (Fig. 4) anschaulich dargestellt numerischer Ausgangsfolgen (8 Bit pro Ausgabe- werden. Dazu wird jedem Zustand des Netzwerks zeichen) maximal den Faktor 1 : 8 erreichen kann, ein Knotenpunkt des Graphen zugeordnet. Ferner d. h., für jedes Bit der Eingangsfolge wird ein aus io werden die Übergänge vom gegenwärtigen zum 8 Bit bestehendes alphanumerisches Zeichen als Aus- nächsten Zustand durch entsprechende Verbindungsgabezeichen erzeugt. linien zwischen den Knotenpunkten angegeben. Die Darüber hinaus kann bei Vorliegen einer Ge- jeder Verbindungslinie zugeordneten Symbole y_u z, schwindigkeitsdifferenz zwischen der die äquivalenten bedeuten das Eingabezeichen y_t, das den Übergang Zeichenfolgen enthaltenden Speichereinheit und der 15 veranlaßt, und das bei diesem Übergang am Austechnischen Realisierung des sequentiellen Netz- gang erscheinende Zeichen z-, aus dem Ausgabewerks durch Verwendung geeigneter Parallel-Serien- zeichenvorrat Z.

umsetzer eine Geschwindigkeitserhöhung des Lese- Ein Beispiel der Beschreibung eines einfachen

Vorgangs für die Gesamtvorrichtung auf die maxi- sequentiellen Netzwerks durch seine Übergangs- und

male Frequenz des sequentiellen Netzwerks erreicht 20 Ausgangsfunktion, seine Darstellung durch einen

werden. Graphen sowie die Anwendung einer Eingangsfolge

So kann z. B. bei Verwendung eines Lese- und auf das Netzwerk ist in F i g. 3 angegeben. Schreibspeichers mit einer Zugriffszeit von 2 μβ zur Ein sequentielles Netzwerk erzeugt eine Folge von Speicherung der äquivalenten Zeichenfolgen und Ausgabezeichen als Reaktion auf eine Folge von eines Festspeichers von 0,5 \ks Zugriffszeit zur tech- 25 Eingabezeichen, wobei das Ausgabezeichen zu einem nischen Realisierung des sequentiellen Netzwerks bestimmten Zeitpunkt von einem Eingabezeichen zu durch ein paralleles Auslesen von 4 Eingabezeichen diesem und einer endlichen Anzahl von vorangegan- und serielle Verarbeitung der gelesenen Eingabe- genen Zeitpunkten abhängt. Diese Eigenschaft eines zeichen durch den das sequentielle Netzwerk dar- sequentiellen Netzwerks wird nach der Erfindung zur stellenden Festspeicher eine Ausgabegeschwindigkeit 30 Informationsdarstellung und -verarbeitung verwender Gesamtvorrichtung von 0,5 μ$ pro Zeichen erzielt det, wobei die Grundkonzeption darin besteht, gewerden, gebene Informationssätze E als Ausgangsfolgen Die Erfindung wird im folgenden an Hand von eines Netzwerks aufzufassen und das Netzwerk so zu durch Zeichnungen erläuterten Beispielen und Er- spezifizieren, daß bei Anwendung geeigneter Eingebnissen einer Simulation auf einer elektronischen 35 gangsfolgen die ursprünglich gegebenen Informations-Rechenanlage näher beschrieben. Es zeigt sätze E eindeutig reproduzierbar sind.

Fig. 3 eine tabellarische Darstellung der Über- Kennzeichnend für diese Konzeption ist, daß ein gangs- und Ausgangsfunktion eines gewählten Bei- Informationssatz E in mehrere Komponenten zerlegt spiels, wird, die durch die Wahl eines sequentiellen Netz-F i g. 4 die zugehörige graphische Darstellung, 40 werks und die Bestimmung der zu den gegebenen F i g. 5 und 6 weitere Graphen, Informationssätzen äquivalenten Eingangsfolgen ge-Fig. 7 ein Beispiel zur Darstellung des Sachver- geben sind, welche in das Netzwerk, beginnend bei halts, daß verschiedene Eingangs- und Zustandsfol- einem bestimmten Anfangszustand, eingegeben wergen die gleiche Ausgangsfolge erzeugen, den. Die erfindungsgemäße Anordnung enthält, wie F i g. 8 eine Anordnung zur Erzeugung aqui- 45 bereits erwähnt, eine außerordentlich große Zahl von valenter /-Folgen aus gegebenen Informationssätzen E, Freiheitsgraden. Diese sind durch die spezielle Wahl F i g. 9 das zugehörige Ablaufschema, des zugrunde gelegten sequentiellen Netzwerks, den Fig. 10 eine Anordnung zur Erzeugung der In- Eingabezeichen vorrat, die interne Zustandsmenge, formationssätze E aus den äquivalenten /-Folgen, die Spezifizierung der Übergangs- und Ausgangs-Fig. 11 das zugehörige Ablaufschema, 50 funktion sowie die Angabe äquivalenter Eingangs-Fig. 12 ein Beispiel einer /i-Folge, folgen mit zugehörigem Anfangszustand bestimmt, Fig. 13 ein Beispiel eines sequentiellen Netzwerks, wobei zu jedem Informationssatz eine außerordent-F i g. 14 ein Beispiel einer zugehörigen /-Folge und lieh große Anzahl äquivalenter Darstellungen existiert. F i g. 15 ein zugehöriges Beispiel für die Erzeu- Für eine praktische Anwendung ist es wesentlich, gung eines speziellen £-Satzes aus einem speziellen 55 die große Zahl der Freiheitsgrade einzuschränken, /-Satz. wobei von besonderer Bedeutung ist, das sequentielle Ein sequentielles Netzwerk ist bestimmt durch Netzwerk so zu definieren, daß mit einer fest geeinen Eingabezeichenvorrat Y zur Bildung von Ein- gebenen Anzahl von Zuständen und fest definierter gabefolgen /, einen Ausgabezeichenvorrat Z zur BiI- Übergangs- und Ausgangsfunktion jede mögliche dung von Ausgabefolgen E sowie durch eine interne 60 Ausgangsfolge darstellbar ist.

Zustandsmenge S, die die möglichen internen Zu- Dazu ist es erforderlich, daß die Übergangs- und

stände des Netzwerks beschreibt. Das Netzwerk Ausgangsfunktion des sequentiellen Netzwerks spe-

liefert eine Übergangs- und eine Ausgabefunktion, zielle Eigenschaften aufweisen, deren Herausbildung

die, in Abhängigkeit von einem gegenwärtigen Zu- Gegenstand der Erfindung ist.

stand Λ¹,· und dem anliegenden Eingabezeichen y_h den 65 Ein essentieller Bestandteil des Ablaufs ist die

nächsten Zustand s/ und ein am Ausgang des Netz- Einführung von Leerstellenzeichen (-); das sind nicht

werks erscheinendes Ausgabezeichen Zj bestimmen. gültige Ausgabezeichen, welche aber für den internen

Übergangs- und Ausgangsfunktion erzeugen bei Ein- Steuerungsablauf in dem sequentiellen Netzwerk von

besonderer Bedeutung sind, wie auch die Darstellung des Graphen in F i g. 4 erkennen läßt.

Von ebenso grundlegender Bedeutung ist auch die Wahl einer Ausgabefunktion, welche die Erzeugung jedes gültigen Ausgabezeichens z-_s für mindestens ein Argumentpaar (y_h s,·) ermöglicht. Ein Argumentpaar (y_h Sj) besteht hierbei aus einem internen Zustand S₁ und einem zugehörigen Eingabezeichen y_;.

Außerdem ist die Ausgabefunktion derart gewählt, daß sie bei jedem möglichen Zustand s_;- für mindestens ein Argumentpaar (y_h s_;) ein Leerstellenzeichen (-) generiert. Es ist ferner von Vorteil, die Ubergangsfunktion so zu wählen, daß von jedem Zustand s_t aus jeder beliebige Zustand s; erreicht werden kann und eine geeignete Folge von Eingabezeichen am Eingang des Netzwerks hierbei zur Erzeugung einer Folge von Leerstellenzeichen am Ausgang des Netzwerks führt.

Zur Erläuterung dieser Vorgänge dient das Beispiel in Fig. 3. Bei diesem Beispiel besteht der Eingabezeichenvorrat Y aus den Zeichen 0, 1, 2 und 3, der Ausgabezeichenvorrat Z aus den Zeichen A, B, C und D und die Zustandsmenge S aus den Zuständen S₁, S₂, S₃ und S₄.

Wie bereits erwähnt, wird das Verhalten des gewählten sequentiellen Netzwerks durch seine Ausgangsfunktion N (y, s) = ζ und durch seine Ubergangsfunktion M (y, s) = s' bestimmt.

Fig. 3 zeigt zwei matrizenartige Darstellungen, von denen die linke für jedes Eingabezeichen y,· und einen zugeordneten internen Zustand s_y das zugehörige Ausgabezeichen Zj angibt. Sie ist also eine Darstellung der Ausgabefunktion.

Die rechte Matrix gibt für jedes Eingabezeichen y_; und einen zugeordneten Zustand s_} den nächsten internen Zustand s/ an. Es handelt sich also bei dieser Matrix um eine Darstellung der Ubergangsfunktion.

F i g. 4 zeigt einen Graphen, der den sequentiellen Charakter des in F i g. 3 zugrunde gelegten Beispiels besonders hervorhebt. Befindet sich beispielsweise das gewählte sequentielle Netzwerk in seinem internen Zustand s₄ und liegt an seinem Eingang beispielsweise das Eingabezeichen 3 an, dann wird das Ausgabezeichen C produziert, und das sequentielle Netzwerk geht in seinen internen Zustand s₃ über. Im Graphen der F i g. 4 werden diese Verhältnisse durch die interne rechte Schleife wiedergegeben.

In einem anderen Falle wird beispielsweise, vom internen Zustand S₃ ausgehend, bei dem anliegenden Eingabezeichen 1 ein Leerstellenzeichen (-) produziert, und das sequentielle Netzwerk geht in seinen internen Zustand S₁ über, wie die obere Schleife des Graphen zeigt.

Auf Grund der spezifischen Eigenschaften eines derartigen sequentiellen Netzwerkes bei bestimmten Zuständen, abhängig von anliegenden Eingabezeichen, Ausgabezeichen zu erzeugen, und der Möglichkeit, von jedem beliebigen Zustand s,- nach jedem beliebigen Zustand Sj überzugehen, mit gleichzeitiger Ausgabe eines Leerstellenzeichens bzw. einer Leerstellenzeichenfolge, ist unmittelbar zu erkennen, daß jede beliebige Ausgangsfolge erzeugt werden kann — gegebenenfalls unter Einfügung der erforderlichen Zahl von Leerstellenzeichen —, wobei durch die mehrfache Definition eines Ausgabezeichens in der Ausgangsfunktion eine außerordentlich große Zahl äquivalenter Darstellungen gegebener Informationssätze möglich ist.

Während F i g. 5 veranschaulicht, wie, ausgehend von einem bestimmten Zustand des sequentiellen Netzwerkes und einem bestimmten Eingabezeichen, jeder beliebige Zustand ,des Netzwerkes erreicht werden kann und wie dabei eine Leerstellenzeichenfolge entsteht, zeigt F i g. 6 diejenigen Übergänge des Netzwerkes, die gültige Ausgabezeichen erzeugen. Eine Überlagerung der in F i g. 5 und 6 gezeigten Teilnetzwerke ist identisch mit dem in F i g. 4 gezeigten

ίο Graphen und illustriert die Fähigkeit dieses Netzwerkes, jede beliebige Ausgangsfolge durch Kombination aus Leerstellenzeichen und gültigen Zeichen zu erzeugen.

F i g. 7 veranschaulicht an zwei Beispielen die Mehrdeutigkeit der Eingangsfolgen / zur Erzeugung einer gegebenen Ausgangsfolge.

Beim ersten Beispiel beginnt das sequentielle Netzwerk im Anfangszustand s_lo = s₄ die Informationsverarbeitung. Unter Zuhilfenahme des in F i g. 6 dargestellten Graphen ist zu erkennen, daß am Ausgang des Netzwerkes bei Eingabe des ersten Eingabezeichens 1 das Ausgabezeichen D erscheint und das Netzwerk seinen nächsten Zustand s.j einnimmt. Die¹ ses Verfahren wird so lange fortgesetzt, bis das letzte Ausgabezeichen, in diesem Falle D, am Ausgang des Netzwerkes auftritt. Das Netzwerk selbst hat dabei die im Beispiel 1 der F i g. 7 dargestellte Zustandsfolge Q durchlaufen.

Im zweiten Beispiel der F i g. 7 ist zu erkennen, daß eine ganz anders aufgebaute Eingangsfolge / die gleiche Ausgangsfolge E erzeugt, wenn man zugrunde legt, daß ein Leerstellenzeichen kein gültiges Ausgabezeichen sein soll. Das sequentielle Netzwerk beginnt die Informationsverarbeitung bei einem anderen Anfangszustand s_jo = S₁ und benötigt auch mehr Verarbeitungsschritte, um die Ausgangsfolge E zu erzeugen.

Es ist bereits hier zu erkennen, daß durch geeignete Optimisierung des Netzwerkes und durch die überlegte Auswahl sowohl des Eingabe- als auch des Ausgabealphabetes die Zahl der notwendigen internen Zustände oder die Zahl der Operationsschritte bestimmten Verhältnissen optimal angepaßt werden kann.

Eine mögliche technische Realisierung der Anordnung zeigt F i g. 8. Die Anordnung dient zur Erzeugung von Informationssätzen / über einem Zeichenvorrat Y, die zu den gegebenen Informationssätzen E über einem Zeichenvorrat Z äquivalent sind.

Sie besteht im wesentlichen aus einer konventionellen Speichereinheit SP-REG zur Speicherung der ganz oder teilweise aus der Speichereinheit SP entnommenen IT-Folgen. Ferner ist ein sequentielles Netzwerk SN vorgesehen, welches aus einer zweidimensionalen Matrix besteht, deren Zeilen und Spalten adressierbar sind. Bei dieser Matrix ist jedem internen Zustand des Netzwerkes eine Zeile und jedem Zeichen aus dem Eingabezeichenvorrat Y eine Spalte zugeordnet. Ein Zeilenadreßregister Z-REG, in dem der gegenwärtige Zustand des Netzwerkes SN gespeichert ist, ist über eine Dekodiervorrichtung ZL-DEK mit den Zeilen der Matrix verbunden. Außerdem ist ein Spaltenadreßregister I-REG vorgesehen, in dem das jeweils anliegende Eingabezeichen gespeichert ist. Über eine Dekodiervorrichtung SPA-DEK wird die zugeordnete Spalte der Matrix in Abhängigkeit von dem gerade anliegenden Eingabezeichen bestimmt. In der durch Zeilen- und Spaltenauswahl festgelegten Kreuzungs-

stelle der Matrix ist der nächste Zustand S_n des Netzwerkes SN und das zugeordnete Ausgabezeichen z_n als technische Realisierung der Übergangs- und Ausgangsfunktion des sequentiellen Netzwerkes gespeichert. Die durch Zeilen- und Spaltenauswahl bestimmte Information wird in ein Ausgaberegister A-REG übernommen und gespeichert.

Die Aufgabe dieser Anordnung besteht darin, zu einem im Speicher SP gespeicherten Informationssatz E={e_t bis e_n) über dem Zeichenvorrat Z=(Z₁ bis z_k} einen äquivalenten Informationssatz / = (Z₁ bis i_m) über einem Zeichenvorrat Y = (V₁ bis y_h) zu finden. Hierbei muß der äquivalente Informationssatz / bei Anwendung auf das sequentielle Netzwerk, beginnend in einem Anfangszustand s_jo, den ursprünglich gegebenen Informationssatz E als Ausgangsfolge des Netzwerkes reproduzieren.

Zur vereinfachten Beschreibung eines Ausführungsbeispieles wird angenommen, daß diejenigen Argumentpaare (interner Zustand, Eingabezeichen), die ein Leerstellenzeichen als Ausgabezeichen ergeben, in einer Leerstellenzeichenspalte y_n der Matrix zusammengefaßt und dargestellt sind.

Die Operation zur Bestimmung äquivalenter Informationssätze / wird nach folgendem Ablaufschema durchgeführt:

Nach dem Starten der Operationssteuerung OP-ST wird aus dem Speicher SP der zu verarbeitende Informationssatz E sowie ein vorher festgelegter Anfangszustand s_jn auf Grund eines Steuerimpulses (O) gelesen und in dem Speicherregister SP-REG gespeichert.

Ein Steuerimpuls φ veranlaßt die Übertragung des Anfangszustandes s_!n in das Zustandsregister Z-REG sowie das Setzen der Modifizierungsvorrichtung Y-MOD auf den Anfangswert J₁ mit gleichzeitiger Übertragung des Anfangswertes J₁ in das i-Zeichenregister I-REG. Ferner wird das erste Zeichen e_x des Informationssatzes E in das E-REG übertragen.

Ein Steuerimpuls @ veranlaßt auf Grund des im Zustandsregister Z-REG und i-Zeichenregister I-REG gespeicherten Argumentpaares über die zugeordneten Dekoder ZL-DEK und SPA-DEK ein Ansteuern und Auslesen der zugeordneten Stelle des sequentiellen Netzwerkes SN mit Speicherung der ausgelesenen Information (nächster Zustand S_n und Ausgabezeichen Z_n) im Ausgaberegister A-REG.

Ein Steuerimpuls φ veranlaßt einen Vergleich des ausgelesenen Ausgabezeichens Z_n mit dem im is-.KisG-Register gespeicherten Zeichen e-, des Informationssatzes E auf Gültigkeit und Gleichheit, wobei die folgenden Fälle zu unterscheiden sind (vgl. auch Fig. 9):

Fall 1

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Das ausgelesene Zeichen Z_n ist ein gültiges Ausgabezeichen und gleich dem im E-REG gespeicherten Zeichen e-, des Informationssatzes E. In diesem Fall wird durch einen Steuerimpuls (Si) das im Eingabe-Zeichenregister I-REG gespeicherte Eingabezeichen y_t als gültiges Eingabezeichen in das Resultatregister RES-REG übertragen.

Liegt ein weiteres zu verarbeitendes Zeichen e_j+1 des Informationssatzes E vor, so wird durch einen Steuerimpuls @ das nächste zu verarbeitende Zeichen e_j+1 in das E-REG sowie der nächste interne Zustand S₁₊₁ =s_n aus dem Ausgaberegister A-REG in das Zustandsregister Z-REG übertragen und das i-Zeichenregister I-REG auf den Anfangswert V₁ zurückgesetzt.

Schließlich wird die Ope'rationssteuerung OP-ST so weit zurückgestellt, bis ^;sie wieder die Ausgabe eines Steuerimpulses φ zum Ansteuern und Auslesen des sequentiellen Netzwerkes SN veranlaßt.

Falls kein weiteres Zeichen des Informationssatzes E zur Verarbeitung vorliegt, wird durch einen Steuerimpuls (3?) das Ende des Verfahrens angezeigt.

Fall 2

Das ausgelesene Zeichen Z_n ist zwar gültig, aber nicht gleich dem im E-REG gespeicherten Zeichen e-, des Informationssatzes E. In diesem Fall wird durch Ausgabe eines Steuerimpulses @ eine Modifikation des im i-Zeichenregister I-REG gespeicherten Eingabezeichens y,- durchgeführt und z.B. durch das Eingabezeichen y_i+1 ersetzt.

Weiter veranlaßt der Steuerimpuls @ ein Zurücksetzen der Operationssteuerung OP-ST auf ein wiederholtes Ansteuern und Auslesen des sequentiellen Netzwerkes SN unter Verwendung des modifizierten Eingabezeichens durch die Ausgabe eines Steuerimpulses @.

Fall 3

Für das Ausführungsbeispiel wurde angenommen, daß die Zeichen y_t bis y_h des Eingabezeichenvorrates Y den Spalten des als Matrix aufgefaßten sequentiellen Netzwerkes SN zugeordnet sind, wobei in einer Leerstellenzeichenspalte, die durch das Eingabezeichen y_n gekennzeichnet ist, diejenigen Übergänge des Netzwerkes dargestellt sind, die ein Leerstellenzeichen als Ausgabezeichen ergeben.

Falls nach mehrfacher Modifikation des im I-REG gespeicherten Eingabezeichens der Eingabezeichenvorrat erschöpft ist und kein gültiges und dem im E-REG gespeicherten Zeichen e,- des Informationssatzes E gleiches Ausgabezeichen ermittelt werden konnte, wird die Leerstellenzeichenspalte y₀ angesteuert und durch einen Steuerimpuls @ ein Leerstellenzeichen, gekennzeichnet durch das Eingabezeichen y₀, in das Resultatregister RES-REG eingesetzt. Dann wird der zum Leerstellenzeichen ermittelte nächste Zustand aus dem Ausgaberegister A-REG in das Zustandsregister Z-REG übertragen und schließlich das i-Zeichenregister I-REG auf den Anfangswert V₁ zurückgesetzt.

Ferner veranlaßt der Steuerimpuls @ das Zurücksetzen der Operationssteuerung OP-ST zur wiederholten Ansteuerung und Auslesen des sequentiellen Netzwerkes durch Ausgabe eines Steuerimpulses φ.

Auf Grund der speziellen Eigenschaften des sequentiellen Netzwerkes, die darin bestehen, daß jedes Ausgabezeichen mindestens einmal definiert ist und daß von jedem beliebigen Zustand aus jeder beliebige andere Zustand erreicht werden kann, gegebenenfalls unter Erzeugung einer entsprechenden Leerstellenzeichenfolge, ist es durch Wiederholung der beschriebenen Operationsabläufe für jede Stelle eines Informationssatzes möglich, zu jedem Informationssatz E_t äquivalente Folgen I₁ zu ermitteln.

Das Verfahren wird fortgesetzt mit der Verarbeitung des Informationssatzes E_i+V wobei als Anfangszustand des sequentiellen Netzwerkes entweder der Endzustand nach Verarbeitung des Informations-

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satzes E,- verwendet oder das Netzwerk auf einen neuen Anfangszustand s, _{+ 1},₀ eingestellt wird.

Während die in F i g. 8 dargestellte Anordnung die Bestimmung von äquivalenten Informationssätzen Z₁ bis /„ über dem Zeichenvorrat Y zu gegebenen Informationssätzen E₁ bis E_n über dem Zeichenvorrat Z ermöglicht, ist es mit Hilfe der in F i g. 10 dargestellten Anordnung möglich, aus den äquivalenten Informationssätzen I₁ bis /„ wieder die ursprünglichen und gegebenen Informationssätze E₁ bis E_n zu reproduzieren.

Diese Anordnung umfaßt im wesentlichen dieselben Grundelemente wie die Anordnung nach F i g. 8: eine Speichereinheit SP, ein Speicherregister SP-REG, ein sequentielles Netzwerk SN mit zugehörigen Ansteuervorrichtungen sowie ein Resultatregister RES-REG und eine Operationssteuerung OP-ST, die der Aufgabenstellung, nämlich der Bestimmung der gegebenen Informationssätze E, auf Grund der in der Speichereinheit SP gespeicherten äquivalenten Informationssätze /, angepaßt sind.

Wie insbesondere Fig. 11 zeigt, wird der Konvertierungsvorgang / in JE durch ein ©-Signal der Operationssteuerung OP-ST eingeleitet. Dieses Signal bewirkt die Übernahme des ersten /-Satzes Z₁=(Z₁ bis i„) und des gespeicherten Anfangszustandes s_in aus dem /-Folgenspeicher SP in das Speicherregister SP-REG. Beim nächsten Steuersignal φ wird das erste Eingabezeichen I₁ aus dem Speicherregister in das i-Zeichenregister I-REG und der Anfangszustand s_ia des sequentiellen Netzwerkes in das Zustandsregister Z-REG übertragen. Diese Werte werden in der bereits erläuterten Weise im Spalten- und Zeilendekoder SPA-DEK und ZL-DEK durch das Stenersignal φ zur Spalten- und Zeilenauswahl des sequentiellen Netzwerkes SN verwendet. An der Kreuzungsstelle von ausgewählter Spalte und ausgewählter Zeile ist, wie schon früher erwähnt, ein Wertepaar gespeichert, welches einmal den nächsten Zustand S₁₁ und dann auch das betreffende Ausgabezeichen Z₁₁ angibt.

Ein Steuerimpuls φ veranlaßt die Prüfung, ob ein gültiges Ausgabezeichen vorliegt. Falls dies zutrifft, veranlaßt ein Steuerimpuls 31 die Übertragung des ausgelesenen Zeichens in das Resultatregister RES- REG. Falls kein gültiges Ausgabezeichen vorliegt, handelt es sich um ein Leerstellenzeichen, und das im Ausgaberegister A-REG gespeicherte Zeichen wird unterdrückt.

Ein Steuerimpuls prüft sodann, ob weitere Stellen des Informationssatzes / vorliegen. Trifft dies zu, so wird der im Ausgaberegister A-REG gespeicherte nächste Zustand Sj _{+ 1} = % in das Zustandsregister Z-REG sowie das nächste Eingabezeichen I_{1 + 1}in das i-Zeichenregister I-REG übertragen und das Verfahren mit der Ausgabe eines Steuerimpulses φ fortgesetzt.

Liegen keine weiteren Stellen des Informationssatzes / zur Verarbeitung vor, so kennzeichnet ein Steuerimpuls φ das Ende der Verarbeitung. Der ursprünglich gegebene Informationssatz E befindet sich nun im Resultatregister RES-REG.

Ein Beispiel für die Reproduktion eines Informationssatzes E aus einem zugehörigen äquivalenten Informationssatz Z ist in Fig. 15 gegeben. Es wird dort gezeigt, wie aus dem Informationssatz Z₁₁ (F i g. 14) der ursprünglich gegebene Informationssatz E₁₁ (F i g. 12) erzeugt wird.

Für den Informationssatz Z₁₁ ist ein Anfangszustand vorgesehen, der als Ausgabezeichen das Zeichen F erzeugt.

Wie bereits ausgeführt, wird die Annahme ge-

. macht, daß jedem internen Zustand ein Ausgabezeichen fest zugeordnet ist, so daß die internen Zustände durch die Angabe des zugehörigen Ausgabezeichens beschreibbar sind.

Nachdem als Anfangszustand der Zustand F festgelegt ist, wird das erste Zeichen I₁ = 6 des Informationssatzes Z₁₁ in das i-Zeichenregister übertragen und aus dem sequentiellen Netzwerk SN, nach F i g. 13, durch das Argumentpaar F, 6 als nächster Zustand der Zustand Zi ermittelt. Da kein Leerzeichen am Eingang des Netzwerkes anliegt, wird als Ausgabezeichen das Zeichen Zs ausgegeben.

Das Verfahren wird mit der Übertragung des ermittelten nächsten Zustandes E in das Zustandsregister und der Übertragung des nächsten Eingabezeichens I₂ = (-) in das i-Zeichenregister fortgesetzt

wobei das Eingabezeichen (-) ein Leerstellenzeichen kennzeichnet.

Das Argumentpaar (E, -) bestimmt nach F i g. 14 den nächsten Zustand BLANK, der ein Zwischenraumzeichen darstellt. Da jedoch auf Grund des Eingabezeichens (-) ein Leerstellenzeichen vorliegt, wird kein Ausgabezeichen erzeugt und lediglich der Zustand BLANK in das Zustandsregister Z-REG übertragen. Das Verfahren wird mit der Stelle i_s = 6 fortgesetzt, wobei das Argumentpaar (BLANK, 6) als nächster Zustand S und als Ausgabezeichen S ergibt. Das Verfahren wird fortgesetzt, bis sich schließlich der Informationssatz Zi₁₁ = FESTES GESTEIN ZAEHPLASTISCH IST ..., wie in F i g. 15 gezeigt, ergibt.

In dem in F i g. 12 dargestellten Beispiel enthalten die Informationssätze Zi₁ bis E₂₃ über dem Zeichenvorrat Z insgesamt 1130 Zeichen. Nach der Verarbeitung in der Anordnung nach F i g. 8 enthalten die äquivalenten Informationssätze Z₁ bis Z₂₃ über dem Zeichenvorrat Y 1400 Zeichen, da 270 Leerstellenzeichen eingefügt wurden. Die relativ große Zahl von Leerstellenzeichen hat ihre Ursache im wesentlichen darin, daß keinerlei Vorkehrungen zu einer Optimisierung oder Minimisierung der Zahl der Leerstellenzeichen vorgenommen wurden.

Während bei der geheimen Informationsverschlüsselung die Zahl der Leerstellen innerhalb weiter Grenzen von untergeordneter Bedeutung ist, muß bei der Informationsspeicherung das Bestreben dahin gehen, die Zahl der Leerstellenzeichen möglichst klein zu machen, um eine gute Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Speicherplatzes zu erreichen.

Unter der Annahme, daß für das angegebene Beispiel eine konventionelle Speichereinheit mit 8 Bit pro Speicherstelle zur Verfügung steht, sind zur Speicherung der Informationssätze Zi₁ bis E₂₃ insgesamt 1130 Speicherstellen erforderlich. Werden nun an Stelle der Informationssätze E₁ bis E₂₃ die äquivalenten Informationssätze Z₁ bis Z₂₃ gespeichert, so sind,

da pro Speicherstelle 8 Bit zur Verfügung stehen und zur Speicherung eines Zeichens aus dem Eingabezeichenvorrat 4 Bit erforderlich sind, zur Speicherung der 1400 Zeichen der Informationssätze Z₁ bis Z₂₃ insgesamt 700 Speicherstellen erforderlich. Obwohl bei dem gewählten Beispiel keinerlei Vorkehrungen zur Minimisierung der Zahl der Leerstellen getroffen wurde, konnte im Gegensatz zu einer konventionellen Speicherung eine Einsparung von 430 Speicherstellen

(d. h. etwa 40 %) erreicht werden. Für den Fall, daß der Zeichenvorrat Y, der zur Bildung der Informationssätze / zur Verfügung steht, eine geringere Zahl von Zeichen umfaßt als der Zeichenvorrat Z, der zur Bildung der Originalsätze E verwendet wird, ergibt sich immer die Möglichkeit einer Informationskompression. Dadurch wird zur Speicherung der äquivalenten Informationssätze / eine geringere Speicherkapazität benötigt, als es bei unmittelbarer Speicherung der Originalsätze E der Fall wäre.

Darüber hinaus läßt sich durch entsprechende Geschwindigkeitsanpassung zwischen der konventionellen Speichereinheit SP, die zur Speicherung der äquivalenten Folgen / verwendet, und dem sequentiellen Netzwerk, das zur Erzeugung der Ausgangsfolgen E benutzt wird, durch eine geeignete Parallel-Serienumsetzung eine Geschwindigkeitssteigerung des Auslesevorganges aus der konventionellen Speichereinheit erzielen.

In einem weiteren Beispiel, welches mit Hilfe der F i g. 12, 13 und 14 erläutert wird, ist ein Ausgabezeichenvorrat Z gewählt, der insgesamt 30 Zeichen, 26 Buchstaben (A bis Z) und 4 Interpunktionszeichen Punkt (.), Komma (,), Bindestrich (-) und Zwischenraum () umfaßt. Die gegebene Information, die gespeichert oder verschlüsselt werden soll, wird in Informationssätze E₁ bis E₂₃ zerlegt und ist in Fig. 12 gezeigt.

Der Eingabezeichenvorrat Y, der zur Bildung der äquivalenten Folgen I₁ bis Z₂₃ verwendet wird, umfaßt insgesamt 16 Zeichen, die Zeichen 0 bis 9, A, B, C, D, E sowie das Zeichen (-) als Leerstellenzeichen.

Das sequentielle Netzwerk, das dem Beispiel zugrunde gelegt ist, enthält 30 interne Zustände S₁ bis s_so und ist in F i g. 13 gezeigt. Zur Vereinfachung wird angenommen, daß jedem Zustand ein Zeichen aus dem Ausgabezeichenvorrat Z zugeordnet ist, welches als Ausgabezeichen am Ausgang des Netzwerkes erscheint, falls kein Leerstellenzeichen y_n am Eingang des Netzwerkes vorliegt. Auf Grund dieser Vereinfachung, die darin besteht, daß das Netzwerk bei einem bestimmten Zustand j,- für jeden Wert y_t bis y₁₅ das gleiche Ausgabezeichen Z erzeugt, enthält F i g. 13 im wesentlichen die Beschreibung der Übergangsfunktion des Netzwerkes, wobei zur Kennzeichnung der internen Zustände auch das den Zuständen zugeordnete Ausgabezeichen verwendet wird.

Befindet sich z. B. das Netzwerk im Zustand S₁₈ (R), so wird, falls kein Leerstellenzeichen y₀ am Eingang des Netzwerkes anliegt, das Zeichen R am Ausgang erzeugt.

Fig. 13 zeigt nun weiter, wie der Übergang des Netzwerkes in Abhängigkeit von einem anliegenden Eingabezeichen bestimmt wird. Liegt z. B. das Eingabezeichen γ_Ί vor und ist das Netzwerk im Zustand s_ls(R), so geht das Netzwerk in den nächsten Zu-

stand J₅ (E) über, der ein Ausgabezeichen E erzeugt, falls kein Leerstellenzeichen y₀ am Eingang vorliegt.

Die Leerstellenzeichenübergänge des Netzwerkes sind in der Spalte y_n gezeigt. Befindet sich z. B. das Netzwerk im Zustand J₁ und liegt das Eingabezeichen y₀ am Eingang des Netzwerkes an, so wird kein gültiges Ausgabezeichen erzeugt, und das Netzwerk geht in den nächsten Zustand J₅ (E) über.

Wie weiter aus den Spezifikationen der Leerstellenzeichenspalte zu sehen ist, kann ein Übergang von jedem Zustand nach jedem beliebigen Zustand, unter Verwendung einer entsprechenden Anzahl von Leerstellenzeichen als Eingabezeichen, erfolgen.

So führt z. B. eine Leerstellenzeichenfolge aus fünf Leerstellenzeichen ( ) das Netzwerk aus einem

Zustand J₁(^l) in den Zustand J₁₇ (ß) über, wobei

die Zustandsfolge J₁, J₅, J₂₇, J₂₅, J₁₄, J₁₇ durchlaufen wird, ohne ein gültiges Ausgabezeichen am Ausgang des Netzwerkes zu erzeugen.

Nach Anwendung beispielsweise der im Zusammenhang mit den F i g. 8 und 9 spezifizierten Verfahrensschritte ergeben sich bei Verwendung des in Fig. 13 beschriebenen Netzwerkes die in Fig. 14 gezeigten äquivalenten Informationssätze I₁ bis Z₂₃, wobei für jeden Informationssatz /,- außerdem ein Anfangszustand j_;n festgelegt wurde, der in Fig. 14, Spalte 1 gezeigt ist.

Bei der geheimen Informationsverschlüsselung wird ein gegebener Text in Informationssätze E₁ zerlegt und ein geeignetes sequentielles Netzwerk, welches durch die Spezifizierung der Übergangs- und Ausgangsfunktion bestimmt wird, als Kodierungsschlüssel gewählt. Ferner werden mit Hilfe der Anordnung nach F i g. 8 äquivalente Folgen /,· ermittelt, die als verschlüsselte Informationssätze aufgefaßt, gegebenenfalls zur geheimen Informationsübertragung verwendet und schließlich zur Erlangung des Originaltextes wieder dechiffriert werden.

Zum Speichern wird die Information in Informationssätze E₁ zerlegt und mit Hilfe der Anordnung nach F i g. 8 in äquivalente Informationssätze /,· umgesetzt. Die zu den gegebenen Folgen £",· äquivalenten Informationssätze /,· werden in einer konventionellen Speichereinheit gespeichert und bei Bedarf entweder zur weiteren Verarbeitung oder zu einer späteren Reproduktion der ursprünglich gegebenen Folgen E₁ mit Hilfe des zugehörigen sequentiellen Netzwerkes wieder aus dem Speicher ausgelesen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Kodierung und Dekodierung von Informationssätzen E = [E₁ bis E_n), die als Zeichenfolgen aus einem Zeichenvorrat Z = (Z₁ bis Z/j} und als verschlüsselte Informationssätze / = [I₁ bis I_n) in Form von Zeichenfolgen aus einem frei gewählten Zeichenvorrat Y= (V₁ bis V/,} gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Adressen einer Dimension einer mindestens zweidimensionalen Speicheranordnung (SN) eine Anzahl von Kodierungsschlüsseln (.J₁ bis s_r) vorgesehen ist, daß ferner im Fall von h > k für jeden Kodierungsschlüssel (Sj) unter einer weiteren, durch die verschlüsselten Zeichen (V₁ bis ν_Λ) gegebenen Adressendimension Zeichenpaare (S_n; Z₁I) gespeichert sind, welche die Verschlüsselung des Informationszeichens (Z₁I) durch das Zeichen (y,·) darstellen, wobei eine den Kodierungsschlüssel darstellende Adresse (si) der einen Dimension stets zusammen mit einer Adresse (y,·) der anderen Dimension ein Informationszeichen (Z₁D erzeugt, daß weiter der als nächster anzuwendende Kodierungsschlüssel (Sjj) durch das adressierte Zeichenpaar festgelegt ist, wobei dieser Kodierungsschlüssel (Sj₁) und das Informationszeichen (Z₁I) durch den Inhalt eines ersten Adreßregisters (Z-Reg) und durch den Inhalt (y₍) eines zweiten Adreßregisters (I-R eg) bestimmt sind, daß ferner eine Operationssteuerung (OP-ST) vorgesehen ist, die bei Vorliegen eines zu verschlüsselnden Zeichens (el) in dem zugeordneten Register (E-Reg) durch eine Modifikationsvorrichtung (Y-Mod) und eine Vergleichsvorrichtung (VGL) ein gültiges Wertepaar (z_jh y_f) ermittelt und das ermittelte Zeichen (y_;) als kodiertes Informationszeichen (z_;) in einem Resultatregister (RES-REG) abspeichert.

2. Anordnung zur Kodierung und Dekodierung von Informationssätzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall h<Lk jeder Kodierungsschlüssel (si) mindestens an der durch ein Adressenpaar (y_h s_s) definierten Speicherstelle ein Leerstellen-Zeichen (L) als Ausgabezeichen erzeugt, daß ferner in einer Dimension der Speicheranordnung (SN) eine zusätzliche Adresse (y₀) vorgesehen ist, unter der in der Speicheranordnung jedem gespeicherten Kodierungsschlüssel (si) an Stelle eines zu verschlüsselnden Zeichens (Zjj) ein Leerstellen-Zeichen (L₁) zugeordnet ist, daß ferner die Operationssteuerung (OP-ST) durch die Ausgangssignale der Vergleichsvorrichtung (VGL) bei der Kodierung der Informationssätze (Ej) Leerstellen-Zeichen (Lj) zwischen den Informationssätzen an beliebigen Stellen einfügt, derart, daß die Anordnung von einem Kodierungsschlüssel zu einem beliebigen anderen übergehen kann, und daß bei der Dekodierung der verschlüsselten Informationssätze (Ij) die Operationssteuerung und die Vergleichsvorrichtung vorhandene Leerstellen-Zeichen unterdrücken.

3. Anordnung zurKodierung von Informationssätzen E in Informationssätze / nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch die nachstehenden Bestandteile und deren Anordnung:

a) eine Speichereinheit (SP) zur Speicherung der Informationssätze E,

b) ein Speicherregister (SP-REG) zur teilweisen oder vollständigen Speicherung eines aus dem Speicher gelesenen Informationssatzes £ und des Anfangszustandes (s_jA) sowie Schaltmittel (OP-ST) zur zeichenweisen Übertragung der Informationssätze in ein E-Zeichenregister (E-REG), \

c) ein sequentielles Netzwerk, realisiert durch: eine Speichereinheit (SN) mit Speicherung: der Daten, die das Verhalten des Netzwerkes; hinsichtlich der Übergangs- und Ausgangs-j funktionen bestimmen, !

d) ein Zustandsregister (Z-REG) zur Speicherung des gegenwärtigen Zustandes (si) des Netzwerkes,

e) Schaltmittel (ZL-DEK) zur Dekodierung des gegenwärtigen internen Zustandes (sj) des Netzwerkes sowie Schaltmittel (OP-ST) zur Ansteuerung der Zeile des Speichers (SN),

f) Schaltmittel (SPA-DEK) zur Dekodierung des in einem i-Zeichenregister (I-REG) gespeicherten Eingabezeichens (y,) sowie Schaltmittel (OP-ST) zur Ansteuerung der Spalte des Speichers (SN),

g) Schaltmittel (OP-ST) zur Prüfung des erzeugten Ausgabezeichens auf Gültigkeit und zum Vergleich (VGL) eines gültigen Ausgabezeichens (ζ;!) mit dem im e-Zeichenregister (E-REG) gespeicherten Zeichen! des Informationssatzes E,

h) eine Modifizierschaltung (Y-MOD) zur Bestimmung der nächsten Spalte (y_{; + 1}), als modifizierte Spaltenadresse und Schaltmittel j (OP-ST) zu ihrer Übertragung in das i-Zei-! chenregister (I-REG) und schließlich j

i) Schaltmittel (OP-ST) zur Übertragung der im i-Zeichenregister (I-REG) gespeicherten Spaltenadresse (y) als I-Folgezeichen (/,·) in ein Resultatregister (RES-REG), wenn das Ausgangszeichen (Z₁I) gültig war.

4. Anordnung zur Dekodierung von Informationssätzen E aus den Informationssätzen / nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch die nachstehenden Bestandteile und deren Anordnung:

a) eine Speichereinheit (5P) zur Speicherung der Informationssätze /,

b) ein Speicherregister (SP-REG) zur teilweisen oder vollständigen Speicherung der aus dem Speicher gelesenen Sätze (I₁) und des Anfangszustandes (Sj₀) sowie zugehörige Steuermittel (OP-ST) zur zeichenweisen Übertragung des Informationssatzes (7_;) in ein i-Zeichenregister (I-REG),

c) ein sequentielles Netzwerk, realisiert durch eine Speichereinheit (SN) zur Speicherung der das Verhalten des Netzwerkes bestimmenden Übergangs- und Ausgangsfunktion,

d) ein Zustandsregister (Z-REG) zur Speicherung des gegenwärtigen Zustandes (S₁) des sequentiellen Netzwerkes,

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e) Schaltmittel (ZL-DEK) zur Dekodieriing des satorischem Aufwand an Rechenzeit und Speicherim Zustandsregister (Z-REG) gespeicherten raum hergestellt werden muß.

gegenwärtigen internen Zustandes (sj) des Ein weiterer wesentlicher Nachteil der konventio-

Netzwerkes sowie Schaltmittel (OP-ST) zur nellen Verfahren ist darin zu sehen, daß bei zeichen-

Ansteuerung der Zeile des Speichers (SN), 5 weiser, umkehrbar eindeutiger Kodierung, auf Grund

f) Schaltmittel (SPA-DEK) zur Dekodierung des elementaren Charakters dieser Technik, die des im i-Zeichenregister (I-REG) gespeicher- rekursive (sequentielle) Struktur von Daten oder Daten Eingabezeichens (y,·) sowie Schaltmittel tenfolgen nicht berücksichtigt werden kann und es (OP-ST) zur Ansteuerung der Spalte des dadurch vor allem bei nicht numerischer Datenverar-Speichers (SN) und damit der Speicherstelle ¹⁰ beitung, wie Sprachverschlüsselung, Dokumentationszur Bestimmung des nächsten Zustandes (s_n) aufgaben, Lern- oder adaptiven Prozessen oder und des Ausgabezeichens (z,·,·) des sequen- kommerzieller Datenverarbeitung, kaum möglich ist, tiellen Netzwerkes, die vorhandene Redundanz des Datenmaterials für

_N . . , . , . „„_s ο . , die Verarbeitung und Speicherung auszunutzen.

g) em Ausgaberegister (A-REG) zur Speiche- _Auch ·_{η den} Verfahren _zur Kodierung von Inforrung des ermittelten nächsten Zustandes (i^ _{mation zum Zweck der Fehlerprüfung un}°_d/oder __kor_ und des Ausgabezeichens (ζ,·) und schließlich _{rektUf igt eine zeichenW}ei_se Kodierung, ähnlicher

h) Schaltmittel (VGL) zur Prüfung des erzeug- oder modifizierter Art, wie sie in der Datenverarbeiten Ausgabezeichens auf Gültigkeit und tung verwendet wird, nicht anwendbar, solange sich Steuermittel (OP-ST) zur Übertragung eines 20 die Häufigkeitsverteilung der Zeichen des Originalgültigen Ausgabezeichens (β_;·) in ein Resultat- textes in irgendeiner gesetzmäßigen Abhängigkeit in register (RES-REG). den Zeichenfolgen des verschlüsselten Textes ab

bildet.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfin-

s- 25 dung, eine Anordnung zur Informationsverarbeitung,

wie z. B. für die Datensicherung, anzugeben, die in der Lage ist, in stärkerem Maße, als bei den bekannten konventionellen Verfahren, von der inneren

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kodie- Struktur der zu verarbeitenden Datensätze Gebrauch rung und Dekodierung von Informationssätzen E, die 30 zu machen, indem z. B. die Redundanz der Informaals Zeichenfolgen aus einem Zeichenvorrat Z und als tion in systematischer Weise modifiziert, statistische verschlüsselte Informationssätze / in Form von Zei- Merkmale und Abhängigkeiten des Datenmaterials chenfolgen aus einem frei gewählten Zeichenvorrat Y ermittelt und zur Informationsverarbeitung verwendet gebildet sind. werden (z. B. Datenkompression oder geheime Ver-

Sie betrifft insbesondere eine Anordnung zur In- 35 schlüsselung).

formationsverarbeitung, wie Redundanzerweiterung Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung zur

und -beseitigung, sowie zur Manipulation statistischer Kodierung und Dekodierung von Informationssät-Merkmale der Information, z. B. Sprache, unter Ver- zen E, die als Zeichenfolgen aus einem Zeichenvorwendung sequentieller Netzwerke an Stelle kombina- rat Z und als verschlüsselte Informationssätze / in torischer Netzwerke, die vorwiegend bei der konven- 40 Form von Zeichenfolgen aus einem frei gewählten tionellen Datenverarbeitung Verwendung finden. Zeichenvorrat Y gebildet sind, gelöst, die dadurch

Obwohl die Technik der Informationsdarstellung gekennzeichnet ist, daß als Adressen einer Dimension und -verarbeitung mit kombinatorischen Netzwerken einer mindestens zweidimensionalen Speicheranordzum gegenwärtigen Zeitpunkt fast ausschließlich ver- nung eine Anzahl von Kodierungsschlüsseln vorgewendet wird, ergeben sich jedoch — vor allem bei 45 sehen ist, daß ferner für den Fall, daß der Zeichennicht numerischer Datenverarbeitung — wesentliche vorrat Y größer oder gleich dem Zeichenvorrat Z ist, Nachteile, deren Ursachen unter anderem in der ele- für jeden Kodierungsschlüssel unter einer weiteren mentaren Art der Informationsdarstellung zu suchen durch die verschlüsselten Zeichen gegebenen Adressind. Am Beispiel des Speicherns von Information sendimension Zeichenpaare gespeichert sind, welche soll dieser Sachverhalt nun in den F i g. 1 und 2 50 die Verschlüsselung des Informationszeichens durch näher dargestellt werden: das Zeichen darstellen, wobei eine den Kodierungs-

F i g. 1 zeigt, wie der Zeichenvorrat Z mit Hilfe schlüssel darstellende Adresse der einen Dimension, des kombinatorischen Netzwerkes KN in umkehrbar stets zusammen mit einer Adresse der anderen Dieindeutiger Weise in den kodierten Zeichenvorrat CZ mension, ein Informationszeichen erzeugt, daß weiter umgeschlüsselt wird; 55 der als nächster anzuwendende Kodierungsschlüssel

F i g. 2 zeigt die Vorgänge bei der Speicherung. durch das adressierte Zeichenpaar festgelegt ist, wo-Der Informationssatz E wird zuerst in den kodierten bei dieser Kodierungsschlüssel und das Informations-Informationssatz CE umgeschlüsselt und in den Spei- zeichen durch den Inhalt eines ersten Adressenregicherstellen N, N + 1, N + 2 ... gespeichert. Beim sters und durch den Inhalt eines zweiten Adressen-Lesevorgang wird die gespeicherte Information SPE 60 registers bestimmt sind, daß ferner eine Operationswieder als kodierter Informationssatz CE aus dem steuerung vorgesehen ist, die bei Vorliegen eines zu Speicher entnommen. verschlüsselnden Zeichens in dem zugeordneten Re-

Jeder Bit-Position der kodierten Informationssätze gister durch eine Modifikationsvorrichtung und eine CE werden also in umkehrbar eindeutiger Weise bi- Vergleichsvorrichtung ein gültiges Wertepaar ermitstabile Elemente in einer Speichereinheit zugeordnet, 65 telt und das ermittelte Zeichen als kodiertes Informawodurch eine strenge Lokalisierbarkeit der Informa- tionszeichen in einem Resultatregister abspeichert,
tions-Verwendung von symbolischen oder Maschi- Für den Fall, daß der Zeichenvorrat Y kleiner ist

nenadressierungssystemen mit beachtlichem organi- als der Zeichenvorrat Z, besteht die Erfindung darin,