DE2154018C3

DE2154018C3 - Anordnung zur digitalen Datenver- und Entschlüsselung

Info

Publication number: DE2154018C3
Application number: DE2154018A
Authority: DE
Inventors: George Edgar Richardson Tex. Goode
Original assignee: DATOTEK Inc DALLAS TEX US
Current assignee: DATOTEK Inc DALLAS TEX US
Priority date: 1971-04-15
Filing date: 1971-10-29
Publication date: 1981-09-17
Also published as: GB1361849A; IT939640B; CH592983A5; DE2154018B2; DE2154018A1; US3781472A; NO136125B; FR2133394A5; NL7115284A; NO136125C; SE382733B

Description

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Sicherungsschaltung (134 und 138) zur Verhinderung der Erzeugung des willkürlichen digitalen Signals beim Eingriff in die Anordnung durch Erhöhung ihrer Arbeitsfrequenz über einen vorgegebenen Wert.

3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Flip-Flopschaltung (508,516,528,532), die von bestimmten Datenworten ansteuerbar ist und zur Auslösung oder Sperrung eines Entschlüsselungsvorganges dient.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Umsetzerschaltung (158) zur Verhinderung der Erzeugung von bestimmten verbotenen Datenworten.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die zyklische Schrittfolgeschaltung (46) einen synchronisierten Binärzähler (256) aufweist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 5. gekennzeichnet durch eine Vergleichsschaltung (590) zum Vergleichen des ersten Datenwortes mit dem zweiten Datenwori zur Ansteuerung der Alarmschaltung (606) bei in vorgegebener Weise übereinstimmenden Daten Worten.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß /.wischen die Verglcichwhaitunk.'(590) und die Alnrmschaltiing (W)6) ein Schieberegister (594) t.'L-SLh;)Itet ist, welches /um /.ählen der An/nli! von 'uifeinanderffilgi.'iiden. identischen Hits im ersten ii'iil /weilen Düienvvo'' dient.

K. Anordnung nach '"inem der Ansprüche I bis 7. ii/i" h",<>: durch eint; Stturrsohiiliiüij! (48) /um wahlweisen Einschalten der Verschlüsselungsschaltung sowie zum Erzeugen eines Alarmsignals.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Synchronisierschaltung (40) zur Erzeugung von Taktimpulsen, die zur Synchronansteuerung der zyklischen Schrittfolgeschaltung (46) dienen.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (48) die Anordnung sperrt, wenn die Frequenz der Taktimpulse einen vorgegebenen Wert übersteigt.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierschaltung (40) zur Erzeugung eines periodischen Verschiebungsbefehls zur Verschiebung zwischen den beiden Datenworten sowie zur synchronen Erzeugung eines Schlüsselanforderungssignals dient, und daß ein monostabiler Multivibrator (138) zum Takten eines »Schlüssel-anfordernw-Signals (RK) vorgesehen ist, der vom Schiebetaktsignal angesteuert wird.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur digitalen Datenver- und Entschlüsselung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Aus der DE-AS 15 12 273 ist bereits eine derartige Anordnung bekannt, mit der anschließend an eine rückgekoppelte Verschiebeoperation ein zweiter Verschlüsselungsschriti ausführbar ist, in dem abhängig von der im ersten Schritt erzeugten Bitkombination mittels einer zusätzlichen (mod 2)-Addition einer Zufallszahl die erzeugte Bitfolge noch einmal verschlüsselt wird. Beim Gegenstand der bekannten Anordnung werden zweimal nicht-lineare Operationen durchgeführt, und zwar einmal bei der Erzeugung der Zufallsbitkombination und zum zweiten Mal bei der Verschlüsselung der Nachricht selbst.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur digitalen Datenver- und Entschlüsselung zu schaffen, mit der wahlweise verschlüsselter Text und Klartext ausgesendet werden kann, die eine besonders hohe Sicherheit gegenüber unerwünschter Entschlüsselung besitzt und mit der eine ungewollte Übertragung von unverschlüsselten Datenworten verhindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung betrifft eine Vergleichsschaltung, in der die ersten Datenworte, beispielsweise der Klartext, mit den zweiten Datenworten, beispielsweise dem verschlüsselten Text, verglichen wurden und die ein Alarmsignal erzeugt, wenn der Klartext und der verschlüsselte Text für eine bestimmte Anzahl von Bits übereinstimmen.

Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Prüfschaltung, welche eine vorbestimmte Zeitspanne vor dem Beginn des Verschlüsselungsbetriebes für die Vergleichsschaltung identische S'gnaie für Klartext und verschlüsselten Text erzeugt. Eine Alarmanzeige ist erforderlich, um die in den Verschlüsselungsbetrieb zu bringende Anordnung davor zu sichern, daß die Vergleichsschaltung fehlerhaft ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine An/cigeschutzschaltung für einen Taktgeber zur Synchronisierung der Verschlüsselung der Datenworte vorgesehen. Wenn die Frequcn/ der Taktsignalc einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird der Verschlüsse-

lungsvorgang gesperrt

Die Anordnung zur digitalen Datenver- und Entschlüsselung ist für die verschiedensten industriellen und kommerziellen Zwecke anwendbar. Während die Erfindung in einem Anwendungsfall eine im 5er Kode betriebene Fernschreibanordnung betrifft, sind auch andere Kodeformen möglich, beispielsweise ein 8er Kode.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Verhinderung der Erzeugung von unzulässigen Zeichen sowie in der einfachen Anpassung an unterschiedliche Fernschreiber und Übertragungseinrichtungen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Anordnung von der Tastatur eines üblichen Fernschreibers gesteuert werden kann, so daß sie entweder im ιϊ kodierten Betrieb oder im Klarschriftbetrieb arbeitet. In einer Weiterbildung sind auch Nachrichten in kombinierter Form, also in Klarschrift sowie in verschlüsselter Form übertragbar. Eine Tageskodierung läßt sich sehr einfach einstellen. Durch die in der Anordnung vorgesehene äußeret willkürliche Signalerzeugung wird eine hohe Sicherheit erreicht. Eine automatische Fehlerprüfeinrichtung dient ferner dazu, die übertragung von Klartext im Verschlüsselungsbetrieb zu verhindern. Bei fehlerhafter Alarmschaltung läßt sich 2Ί die Anordnung im Verschlüsselungsbetrieb nicht benutzen. Außerdem ist eine Schutzschaltung vorgesehen, um nennenswerte Erhöhungen der Arbeitstaktgeschwindigkeit zu verhindern, die sonst eine leichtere Entzifferung der Kodierung unter Verwendung von schnellen Elektronenrechnern ermöglichen würde.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Figuren näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine Schemadarstellung der Anordnung mit Empfangs- und Sendeseite, r>

F i g. 2 ein Blockschaltbild der Anordnung,

Fig.3 eine Synchronisierungsschaltung der Anordnung gemäß F i g. 2,

F i g. 4 Spannungsdiagramme der Schaltung gemäß F ig. 3,

Fig. 5 eine Schlüssel-Kodierschaltung der Anordnung gemäß F i g. 2,

Fig.6 eine Daten-Kodierschaltung der Anordnung gemäß F i g. 2,

Fig.7 eine Ausgestaltung der Anordnung gemäß v, Fig. 2,

Fig.8 eine Weiterbildung der Anordnung gemäß F i g. 2, und

F i g. 9 ein Fließbild von verschiedenen Betriebsweisen der Anordnung.

Fig. 1 zeigt eine in Verbindung mit einem Fernschreibnetz arbeitende Anordnung zur Datenver- und Entschlüsseiung. Eine erste Verschlüsselungseinrichtung 10 ist an einer Stelle mit einem üblichen Fernschreiber 12 verbunden, während eine zweite Verschlüsselungs- v, einrichtung 14 an einer entfernten zweiten Stelle mit einem Fernschreiber 16 verbunden ist. Ein Telexkanal verbindet die Fernschreiber 12 und 16 in üblicher Weise. Dazu kann ein bekannter Fernschreiber mit Achterkode verwendet werden. Bevorzugt werden jedoch Fernschreiber, die mit einem Fünferkpde für die Übertragung auf ein Netz arbeiten.

Jede der Verschlüsseliingseinrichturigen 10 und 14, enthält einen Hauptschalter 20 und einen Alarmschalter 22. Zum Kodieren von Daten kann ein Kodierschalter bi 24 betätigt werden, s/ährend ein Dekodierschalter 26 für das Dekodieren von Daten betätigt wird. Lampen hinter jedem der Scii.iiicrknc j ie 20 bis 26 /eigen die Betriebsweise der Einrichtung an. Eine Lampe 28 ist eingeschaltet, wenn die Anordnung im Verschlüsselungs- oder Kodierbetrieb arbeitet, während eine Lampe 30 leuchtet, wenn die Anordnung im Klarschrift- oder unverschlüsselten Betrieb arbeitet. Im Betrieb der Anordnung wird eine der Verschlüsselungseinrichtung in den Kodierzustand und die andere in den Dekodierzustand gebracht. Beide Einrichtungen sind indirekt mit den Fernschreibern verbunden und beeinträchtigen somit nicht den normalen Betrieb dieser Fernschreiber. Die über die Verbindungsleitung 18 übertragenen Daten sind jedoch verschlüsselt und ohne genaue Synchronisierung mit der passenden Verschlüsselungseinrichtung am Empfangsende unlesbar.

Eine Klappe 32 an der Vorderseite jeder Verschlüsselungseinrichtung 10 und 14 weist ein Schloß 34 auf, das zum Entfernen dieser Klappe mit einem passenden Schlüssel geöffnet werden muß. Hinter der Klappe 32 ist eine Vielzahl von Wahlschaltern mit jeweils acht Stellungen (nicht gezeigt) angeordnet, welche einzeln von Hand gedreht werden können, ur · irgendeine einer großen Anzahl von verschiedenen Kombinationen herzustellen, die als besondere Kodierung für den Verschlüsselungsvorgang gewählt wird.

Im Betrieb der dargestellten Verschlüsselungsanordnung gep-äß F i g. 1 sind die Verschlüsselungseinrichtungen 10 und 14 indirekt mit üblichen Fernschreibern 12 und 16 verbunden. Der Fernschreiberschalter wird dann betätigt und der Hauptschalter 20 der Verschlüsselungseinrichtung 10 gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt leuchten die Haupt-, Kodier- und Bereitschaftslampen der Verschlüsselungseinrichtung 10.

Die besondere Tageskodierung wird dann in die Verschlüsselungseinrichtung 10 eingegeben, indem die Klappe 32 mittels eines Spezialschlüssels entfernt wird. Dadurch wird die Spannung von der Verschlüsselungseinrichtung 10 abgeschaltet. Die gewünschte Tageskodierung wird danach mit den Wahlschaltern oder anderen entsprechenden Kodeeingabeeiiirichtujigen hinter der Klappe 32 eingegeben. Die Klappe 32 wird wieder eingesetzt, und das Schloß mittels des Schlüssels ven.egelt. Der gleiche Vorgang erfolgt bei der Verschlüsselungseinrichtung 14 durch die zuständige Bedienungsperson, und die identische Tageskodierung wird in die Verschlüsselungseinrichtung eingegeben.

Es sei angenommen, daß eine Mitteilung mit der Verschlüsselungseinrichtung 10 kodiert bzw. verschlüsselt und mit der Verschlüsselungseinrichtung 14 wieder dekodiert werden soll. Dazu wird zunächst in üblicher Weise mit dem Fernschreiber 12 ein Klarschrift-Lochstreifen hergestellt. Dazu wird der Druckerschalter des Fernschreibers 12 betätigt und die Streifenlochung durchgeführt. Für den Betrieb in Klarschrift wird der Fernsr'-.roiber in üblicher Weise benutzt. Um dann in den verschlüsselten Betrieb überzugehen, werden auf dem Fernschreiber die Zeichen LTRS und QQ getippt. Danach werden fünf Zeichen, vorzugsweise Leertasten, gedrückt, um den Fernschreiber weiterzuschalten. In dieser Zeit erzeugt die Verschlüsselungseinrichtung Vorbereitiings- ode. Synchronisierungsdaten.

Ist der zu verschlüsselnde Text geschrieben und soll wieder in den Klarschriftbetrieb übergegangen werden, so wird auf dem Fernschreiber die Buchstabsnfolge CR, LF. LTRS und QK getippt. Der Klartext wird dann auf dem Fernschreiber geschrieben. Zu einem erneuten Übergang in den verschlüsselten Betrieb werden wieder die vorstehend bereits erwähnten Vorbereitungszeichen gelippt.

Der kodierte Lochstreifen wird jetzt durch Einlesen des Klarschriftstreifens in die Verschlüsselungseinrichtung 10 mit voller Geschwindigkeit hergestellt, und der kodierte Streifen wird gleichzeitig vom Fernschreiber 12 gelocht. Bei in den Streifenleser eingelegtem -, Klarschriftstreifen wird der Leser durch Schalterbetätigung abgeschaltet. Der Locher wird eingeschaltet und der Fernschreiber auf Locherbetrieb geschaltet. Zu Beginn wird mehrfach LTRS gelocht. Der Hauptschalter 20 und der Kodierschalter 24 der Verschlüsselungs- m einrichtung 10 wird betätigt, und die Haupt-, Kodier- und Klarlampen leuchten. Der Fernschreibschalter wird dann auf »Leitung« geschaltet, um den Fernschreiber mit der Verschlüsselungseinrichtung 10 zu verbinden.

Der Streifenleser wird eingeschaltet und liest den r, ersten Streifen ein, während der Locher die Klarschrift- und verschlüsselten Daten aufnimmt. Erfolgt ein Übergang von Klarschrift- zu Verschlüsselungsbetrieb und umgekehrt, so schalten die Lampen der Verschlüsselungseinrichtung 10 entsprechend um. Der Locher ;n liefert den Klarschrift teil als lesbaren Text, während der verschlüsselte Teil zu einem unlesbaren Text verzerrt bzw. kodiert ist. Zu Beginn des verschlüsselten Textes wird OO gedruckt.

Nach Herstellung eines zweiten kodierten Streifens : wird der Klarschriflstreifen aus dem Streifenleser herausgenommen und vollständig zerstört oder unter Beachtung der Sicherheitsvorschriften abgelegt. Der kodierte Streifen wird aus dem Streifenlocher herausgenommen und zur Übertragung an die entfernte Stelle vverwendet. Bei Übertragung des Streifcninhaltes über eine konventionelle Fernschreibanlage wird der kodierte Streifen in einen üblichen Streifenleser eingelegt und die Empfangsstation in üblicher Weise angeu ahlt.

Ist die Verbindung hergestellt, so wird die übliche ; Einleitung getippt und die folgende Mitteilung durchgegeben: »verschlüsselte Nachricht folgt — schalten Sie Strcifenstrinzer ein«. Wenn die Empfangsstation die Einschaltung des S'.reifenstanzers bestätigt, wird der Streifenleser eingeschaltet. Der Fernschreiber 16 stan.-'. :■■ dann den kodierten Streifen vollständig mit dem einleitenden, abschließenden, klaren und verschlüsselten

IfIl. ΙΛΊ IV(JUICMC TtICIICI! IMUI clUgCIIOCll UtIU UCII!

sicherheitsuberprüftcf. Bearbeiter an der entfernten Station übergeben. ;

Zum Dekodieren der verschlüsselten Nachricht .berpr.if: die Bedier :ngsperson. ob die richtige Tageskod'c-rung nin'cr der Klappe 32 der Verschlüsselungseinrichtung 14 eiPgesie"" ist. Der verschlüsselte Streifen w:rd in de" Leser einge'cgt und dcr Hauptsch.iite- 20 ^:u- die \ e-v'-lüssekmgscinrich'ung betätigt, f-crner wvd der De·;, oerschalter 26 betätig; und die /ueehorise i..:r"pe leuchtet auf. Der Fernschreiber 16 w rd auf ..Leitung- geschaltet und der Streifen im Leser hefestisT.

Der S'-e;^reniese- wrd durch i rrleeer des Schalter^ ■n die ..Start.'-Ste^:!urj eir,gesc"-,:!:et. D^:e dekodierte Nachrt.¹-· \-.i-d da-" ·. - der Fe-ns.hr_Cir-_c- \f, _nili d_0:-

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'•■'■r.T~->r<.7CI- mente der Verschlüsselungseinrichtungen 10 und 14. Eine Synchronisierschaltung 40 liefert eine Vielzahl von Synchronisierungsimpulsen zur Steuerung des Verschlüsselungsvorganges. Zeitgebersignale von der Synchronisicrungsschaltung 40 werden der Schlüssel-Kodierschaltung 42 zugeführt, die von einem Zufalls-Kodegenerator 44 pseudowillkürliche Schlüsseldaten aufnimmt. Der Kodegenerator wird ebenfalls mittels der Synchronisierungsimpulse der Schaltung 40 gesteuert. Die Schlüssel-Kodierschallung 42 arbeitet in Abhängigkeit von Schlüsseldaten und erzeugt ein Begrenzungssignal, das der Daten-Kodierschaltung 46 zugeführt wird. Diese nimmt die Klartextdaten auf und verschlüsselt sie in Abhängigkeit von dem Begrenzungssignal der Schlüssel-Kodierschaltiing 42. Die verschlüsselten Daten bilden dann das Ausgangssignal der Daten-Kodierschaltung 46.

Im Entschlüsselungsbetrieb arbeitet die Daten-Kodierschaltung 46 umgekehrt und nimmt verschlüsselte Daten auf und gibt Klartextdaten ab. Eine Datenschalt- und Steuerschaltung 48 liefert Taktinipulse zur Steue rung des Betriebes der Anordnung. Ein Folgedctcktor 50 ermittelt das Vorhandensein der richtigen Folge von Steuerzeichen und überprüft den Betrieb der Anordnung, um sicherzustellen, daß durch Fehler kein Klartext erzeugt wird. Tritt ein Fehler auf, so erzeugt tier Folgeger.erator 50 über die Datcnschalt- und Steuer schaltung ^Λ8 ein Alarmsignal, um die Anordnung in den Alr.rm/ustand zu versetzen.

Die Synchronisierschaltung

In F i g. 3 ist schematisch die Schaltungsanordnung für die Synchronisierschaltung 40 dargestellt. Fin Oszillator 60 von üblicher Bauart enthält einen 460.8-kllz-Kristall 62 zur Erzeugung von 460,8-kHz-Taktimpulsen. Die Taktimpiilse werden der CP-Klemme eines Flip-Flops 64 zugeführt, das als Binärteiler zur Erzeugung von 230.4-kHz-Taktimpulsen für die Nicht-Und-(iatter 66 und 68 dient. Die Ausgangssignale der Gatter 66 und 68 werden als schnelle Taktimpulse FC \ und IC2 bezeichnet und anderen Teilen der Anordnung zugeführt, was später beschrieben wird. Die schnellen

I ιΙΜΙΙΠμ JI^C I V. I UIIVi It £ MMUfUf^lttMiunuti μ.,ι :.·■■ phasenverschoben.

Das Eingangssignal für das Gatter 66 wird ,mch einem Binarzählcr 70 zugeführt, der beispielsweise aus einem SN7493-Binärzähler bestehen kann. Durch ihn vv erden die Taktimpulsc durch zwei geteilt und einem Binarzähler 72 zugeleitet, in dem wiederum eine Teilung stattfindet, so daß Taktimpulse von 57.6 kHz für einer. zweistufigen Binärzähler 74 erzeugt werden. Dieser Zähler teilt die Takt impulse kontinuierlich auf 28.8 kll/. 14.4 kHz. 7.2 kHz und 3.6 kHz herunter. Die 3.6-kHz-Impulse werden der CP-Klemme eines Flip Flops 76 und von dort einem Binärzähler 78 zugeführt, der beispielsweise ein SN74161-Zahler sein kann.

Der Zähler 78 teiit die 3.6-k Hz-Impulse durch verschiedene Faktoren, um unterschiedliche Taktgeschwindigkeiten zu erhalten. Die Faktoren, durch die die Taktimpulse geteilt werden, werden durch verschiedene Fmgangssignale für den Zähler 78 von einem Inverter 80. Nicht-Oder-Gattern 82 und 84 und einem Nichti "d-Gatter 86 bestimmt. Eine Klemme E.V50 ist iibc^r ck-Γ! Inverter 80 mit dem Zähler 78 verbunden. « ahrend eine Klemme /Γ.Υ57 über den Inverter 88 sn den Eingängen der Gaiter 82. 84 und 86 liegt. Die Klemme EV75 ist ii^k-?'- einen Inverter 90 an Eingänge der Ganer 84 urd 86 ,-.-.tc-chlossen. während die Klemme fc.V 100

unmittelbar an einem Eingang des Gatters 86 liegt und außerdem über einen Inverter 92 mit einem Eingang des Gatters 82 und einem Eingang eines Nicht-Und-Gatters 94 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Gatters 94 wird dem Flip-Flop 76 zugeführt.

Die Klemmen EN50. £7V57. EN75 und ENiOO werden durch Einschub von Baueinheiten in die Rückseite der Verschlüsselungseinrichtungen 10 und 14 programmiert, um die gewünschte Telegraphiergeschwindigkeit zu wählen. Die einschiebbaren Einsätze erden wahlweise eine der vier Klemmen, um so die Geschwindigkeit einzustellen. Durch Erden der Klemme EN 100 erhält man beispielsweise eine Telegraphiergeschwindigkeit von 100 Baud. Wird keine der vier Klemmen geerdet, so erhält man eine fünfte Telegraphiergeschwindigkeit von 45 Baud. Durch die Möglichkeit der Programmierung der vier Klemmen des Binärzahlers 78 ergibt sich eine sehr flexible Verwendbarkeit tier VeiM.irlinncluJigSciMi ici'iiUiig iTii! ! CTn schreibmaschinen unterschiedlicher .Schreibgeschwindigkeit.

Das Ausgangssignal des Zählers 78 wird über eine Leitung 98 geführt und stellt das CP-Taktimpulssignal dar. Das CP-Signal hängt von dem Einschub der vorstehend beschriebenen Einheit für die Telegraphiergeschwindigkeit ab. Ist beispielsweise durch diesen Einschub die Klemme /f/V100 geerdet, so hat das CP-Signal eine Frequenz von 400 Hz. während es bei Erdung der Klemme EN iO eine Frequenz von 200 Hz hat.

Da? CP-Signal wird nur in der S\nchronisierungsschaltung benutzt, um hauptsächlich den Betrieb der Zähler 70 und 72 zu steuern. In Figur 4b ist das CP-Signal als periodischer Taktimpuls gezeigt. l> wird den Eingängen der Nicht-Und-Gatter 100 und 102 zugeleitet, deren Ausgangssignale einem Flip-Flop 104 zur Erzeugung des CDENA -Signals gemäß Fig. 4j zugeführt werden. Ferner werden die Ausgangssignale der Zähler 70 und 72 den Eingängen der Gatter 100 und 102 zugeleitet. Die Ausgangssignale der Zähler 70 und 72 gelangen direkt und über Inverter 106 bis 112 an verschiedene Eingänge der Nicht-Und-Gatter 114 bis 124 und an das Nicht-Oder-Gatter 126.

Das Ausgangssignal des Gatters 114 enthält das 3CVT-SIgDaI gemäß F i g. 4m. während das Ausgangssignal des Gatters 116 das in F i g. 4o dargestellte STÖP-Signal enthält. Das Ausgangssignal des Gatters 118 wird über ein Nicht-Oder-Gatter 130 geführt, um das in Fig.4h dargestellte »Sc/?/W>e«-Signal zu liefern. Das Ausgangssignal des Gatters 120 wird über ein Nicht-Oder-Gatter 132. ein Nicht-Und-Gatter 134 und einen Inverter 136 zur Bildung des /?K-Signals (Anforderung des Schlüssels) gemäß Fig.4i geleitet. Der Ausgang des Gatters 130 ist mit einer Klemme eines monostabilen Multivibrators 138 verbunden, der beispielsweise aus einem SN74121-Multivibrator bestehen kann. Die (^-Klemme des Multivibrators 138 ist mit einem zweiten Eingang des Nicht-Und-Gatters 134 verbunden.

Der Multivibrator 138 ist in Zusammenhang mit dem Gatter 134 sehr wichtig, da er als »Geschwindigkeitsfalie« zur Erhöhung der Sicherheit der Verschlüsselungsanordnung dient. Die »Geschwindigkeitsfalle« verhindert, daß die Datenausgangsgeschwindigkeit der Anordnung beim Versuch des Entzifferns des internen Kodes absichtlich erhöht wird. Bei der normalen Datenausgangsgeschwindigkeit der Verschlüsselungsanordnung kann man schätzen, daß ein Abhörender eine Anzahl von Jahren benötigen würde, um auch mit einem sehr schnellen Digitalrechner die interne Kodiereinstelliing der vorliegenden Verschlüsselungsanordnung mathematisch zu entziffern. Wäre es jedoch möglich, daß der Abhörende den Kristall 62 durch einen Hochfrequenzkristall ersetzt und dadurch die Ausgangsgeschwindigkeit der vorliegenden Anordnung erheblich erhöht, so könnte er eine große Datenmenge in einen schnellen Digitalrechner eingeben, und die interne Kodierung der Verschlüsseliingsanordnung könnte leichter entziffert werden.

Durch Verwendung des monostabilen Multivibrators 138 und des Nicht-Und-Gatters 134 wird es jedoch möglich, den Betrieb des Kodegenerators 44 zu stoppen und die Anordnung in einen Alarmzustand zu versetzen, wenn die Telegraphiergeschwindigkeit der Verschlüsselungsanordnung um mehr als das Doppelte der normalen zulässigen Telegraphiergeschwindigkeit er-

ergibt sich aus den Zeitverläufen gemäß F i g. 4. Da der Schiebetaktimpuls von dem Oszillatortakt 60 abhängt, wird der monostabile Multivibrator 138 dauernd gekippt und damit kein /?AC-Signal vom Nicht-Und-Gatter 134 erzeugt, wenn die Taktgeschwindigkeit mehr als verdoppelt wird. Wenn der Kodegenerator 44 kein /?K-Signal erhält, so werden für die Schlüssel-Kodierschaltung 42 keine Schlüsselbits erzeugt. Nach der Ausschaltung von 5 derartigen .Schlüsselzeichen beendet der Kodegenerator 44 seinen Betrieb, und der Folgedetektor 50 zeigt danach »Alarm" an ind bringt die Schaltung in einen Alarmzustand.

Das Ausgangssignal des Gatters 126 umfaßt das f/VDlV-Signal gemäß F i g. 4k. während das Ausgangssignal des Gatters 122 den f/VD-Impuls gemäß F ι g. 41. welcher das Ende eines Datenwortes bezeichnet. Das Ausgangssignal des Gatters 124 enthält das »Start«-Signal gemäß F i g. 4n. um den Beginn eines Datenw eines anzuzeigen. Die verschiedenen Ausgangssignale der Zähler 70 bis 72 sind mit A bis G bezeichnet und in den F i g. 4c bis 4g dargestellt.

Die Originaldaten oder das RA H'D.4 7"-Signal sind in F i g. 4a gezeigt und werden über ein Nicht-Und-Gatter 140 sowohl einem Hip-Hop 14^ als aucn einem Eingang eines Nicht-Und-Gatters 144 zugeführt. Die verschiedenen Eingänge eines Nicht-Und-Gatters 144 sind mit verschiedenen Eingängen der Gatter 114 bis 124 verbunden und erhalten ebenfalls die Ausgangssignale der Zähler 70 und 72. Das Flip-Flop 142 wird beim Auftreten des »ST4/?7V<-Impulses der Originaldaten gesetzt und beim Auftreten des »£/VD«-Impulses zurückgestellt. Das Ausgangssignal der (^-Klemme des Flip Flops 142 schaltet jeden der Zähler gemäß F i g. 3 ein und aus. Das Gatter 144 verhindert ein falsches Anlaufen der Anordnung infolge Einschwingvorgängen.

Schlüssel-Kodierschaltung

F ι g. 5 zeigt den Zufalls-Kodegenerator 44 und seine Verbindung mit der Schlüssel-Kodierschaltung 42. Der Kodegenerator 44 kann irgendeine Quelle für pseudowillkürlich verteilte Schlüsselbits enthalten. So kann beispielsweise eine Vielzahl von miteinander verbundenen, nicht linearen Rückkopplungs-Schieberegistern vorhanden sein. Es ist bekannt, daß lange Zyklen derartiger Schieberegister eine pseudowillkürliche Verteilung darstellen.

Um eine Synchronisierung zwischen der Kodier- und der Dekodierstation zu ermöglichen, werden die Rückkopplungs-Schieberegister im allgemeinen mit

Anfangsinformationen (»PRIME«) betrieben. Diese Vorbereitungsinformation hat die Form einer Anzahl von Zeichen, die von der Bedienungsperson frei gewählt werden können, indem eine externe Stecktafel oder ähnliches benutzt wird. Diese Vorbereitungsinformation bestimmt dann den Startpunkt der Schieberegister, worauf die Register schieben und gemäß Modulo-2 addieren, so daß ein pseudowillkürlicher Strom von Bits entsteht, der aar Schlüssel-Kodierschalning zugeführt wird. Ein derartiger pseudowillkürlicher Kodegenerator ist beispielsweise in der US-Patentschrift 35 22 374 beschrieben.

üer Zufalls-Kodegenerator 44 kann auch von anderer üblicher Bauart sein. Bezüglich eines Kodegenerators mit automatischer Erzeugung der Vorbereitungsdaten sei auf das US-Patent 37 81473 »Kodegeneraior. insbesondere zur Verwendung in Verschlüsselungsanordmmgen, sowie Verfahren zum Verschlüsseln von Daten« verwiesen.

Das Aü5gc"ir,g3",igr;r<! de; Züfsür. Kcdegcricr;;',ors 44 wird über einen mechanischen Schaltkontakt 150 einem .Schlüsselregister 152 zugeführt, das beispielsweise ein SN7496-Register enthalten kann. Der Schaltkontakt 150 kann auch an eine PT-Klemme gelegt werden, um der Verschlüsselungsanlage Prüfinformationen zuzuführen und sie auf diese Weise selbst zu überprüfen. Im normalen Betrieb dient der Schaltkontakt 150 jedoch zur Zufuhr des pseudowillkürlichen Schlüsselbitstromes vom Kodegenerator zum Register 152. Das Ausgangssignal des Generators 44 wird, gesteuert von einem Nicht-Oder-Gatter 154. in das Register 152 getaktet. Das Gatter 154 wird vom CDE/Y4-Signal und dem Nicht-Oder-Gatter 156 gesteuert, während letzteres vom »Schiebe«-S\gr\a\ gesteuert wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden somi' 5 Schiebeimpulse für jedes Datenwort geliefert.

Jedes von dem Kodegenerator 44 gelieferte Schlüsselwort hat somit 32 mögliche Kombinationen. Die Schlüssel-Kodierschaltung gemäß Fig. 5 wandelt also 32 Kombinationen in binäre Äquivalente um. Da es in Fernschreibanlagen jedoch unzulässige Worte gibt, die nicht übertragen werden dürfen, ist eine Umsetzerschaltung 158 vorgesehen, -^e die Ausgangssignale des Kodegenerators in eine Gruppe von 29 Binärzahlen bringt. Somit unterdrückt die Schaltung 158 drei mögliche Kombinationen des Kodegenerators, indem sie jede dieser drei Möglichkeiten in eines der zulässigen 29 Binärworte umwandelt.

Die Umsetzerschaltung 158 enthält Nicht-Und-Gatter 160 bis 166, Inverter 168 und 170, Exklusiv-Oder-Gatter 172 und 174 und Nicht-Oder-Gatter 176 bis 180. Der Ausgang des Gatters 180 und ein Ausgang des Registers 152 ist über ein Exklusiv-Oder-Gatter 182 und ein Nicht-Und-Gatter 184 an ein Flip-Flop 186 angeschlossen, das Teil eines synchronen Vorwärts-Rückwärts-Binärzählers 188 ist, der Ausgangs-Signale von Register 152 erhält. Die INHCNT- und /ΛΛΓ-Signa-Ie, die nachfolgend beschrieben werden, werden über Nicht-Und-Gatter 190 und 192 geleitet, um den Betrieb des Zählers 188 und des Flip-Flops 186 zu steuern. Die Eingaben für den Zähler 188 kommen aus dem Schlüsselregister 152. Die Schaltung 158 setzt irgendeines der drei unzulässigen Worte in zulässige Zeichen um, um diese in den Zähler 188 und das Flip-Flop 186 einzugeben.

Die Ausgangssignale des Zählers 188 werden über Inverter 194 bis 200 den Eingängen der Nicht-Und-Gatter 202 und 204 zugeführt Die Ausgänge der Gatter 202 und 204 sind zur Erzeugung eines Begrenzungssignals in einem Nicht-Und-Gatter 206 zusammengefaßt. Das Begrenzungssignal zeigt an, daß der Zähler 188 seine Grenze beim Rückwärtszählen im Kodierbetrieb oder beim Vorwärtszahlen im Dekodierbetrieb erreicht hat. Das Zählsperrsignal INHCNT. das dem Gatter 190 zugeführt wird, verhindert ein Zählen des Zählers 188, wenn von der Daten-Kodiem haltung 46 ein unzulässiges Wort ermittelt wurde und läßt dadurch den Zähler einen Zyklus mehr laufen, um die Erzeugung eines unzulässigen Wortes zu verhindern.

Da? WWCWT-Signal wird, zusammen mit dem Begrenzungssignal, über ein Nicht-Und-Gatter 210 und ein Nicht-Und-Gatter 212 einem Flip-Flop 214 zugeführt. Das CWDW-Signal gelangt über einen Inverter 216 an einen Eingang eines Nicht-Oder-Gatters 218, dessen zweiter Eingang mit der (^-Klemme de* Flip-Flops 214 verbunden ist. Das Gatter 218 ist an die Flip-Flops 220 und 222 angeschlossen Die schnellen Taktimpuls? FC* "ntl FC2 werden über Inverter 224 und 226 Nicht-Und-Gattern 228 und 230 zugeleitet. Das Ausgangssignal des Gatters 230 bildet das Eingabesignal Pl und wird zur Steuerung des Zählers 188 einem Nicht-Oder-Gatter 232 zugeführt. Der Ausgang des Gatters 228 ist zur Bildung des Signals GCP02. welches einem Eingang des Gatters 190 zugeführt wird, mit einem Inverter 234 verbunden. Der (^-Ausgang des Flip-Flops 220 erzeugt das ff/VCZ-K-Signal. das zur Betätigung und Steuerung von Zählern der Daten-Kodierschaltung 46 dient.

Daten-Kodierschaltung

F i g. 6 zeigt im einzelnen die Daten-Kodierschalmng 46. Die Klartext-f/T-JDaten werden einem Schieberegister 250 zugeleitet, dessen Ausgänge über Exklusiv-Oder-Gatter 252 und 254 an einer nichtlinearen, zyklischen Schrittfolgeschaltung liegen, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen synchronen Binärzähler 256 enthält. Diese nicht-lineare, zyklische Schrittfolgeschaltung gemäß der Erfindung kann irgendeine Schrittschaltung enthalten, die keine lineare Kombination von Addierern, Speichern oder Konstantvervielfachern für die Erzeugung von zyklischen, digitalen Ausgangssignalen enthalt. Lineare Schaltungen, wie etwa Schieberegister u. ä. erzeugen lineare Ausgangssignale, die leichter vorhersehbar und daher gegen eine mathematische Durchbrechung weniger sicher sind als die nichtlineare Schaltung gemäß der Erfindung. Es liegt ohne weiteres im Bereich der Erfindung, andere nicht-lineare Schaltungen an Stelle eines Binärzählers zu verwenden, etwa eine besondere verdrahtete Schaltung zur Erzeugung von digitalen Ausgangssignalen gemäß einer vorbestimmten nicht-linearen Kodierung.

Die übrigen Ausgänge des Registers 250 sind über ein Exklusiv-Oder-Gatter 258 und Inverter 260 bis 266 an Eingängr; von Nicht-Oder-Gattern 268 bis 272 angeschlossen. Die Gatter 268 stellen fest, ob eine Ziffemumschaltung (Zi) im Register 250 vorhanden ist oder nicht. Ist dies der Fall, so setzen die Exklusiv-Oder-Gatter 252, 254 und 258 die Ziffemumschaltung (Zi) in einen Zeilenvorschubbefehl (LF) um. Dieser Vorgang hat die Aufgabe, die Übertragung eines Zeichens Zi über die Telexleitung zu verhindern, da es sich dabei um ein unzulässiges Zeichen handelt.

Der synchrone Binärzähler 256 akzeptiert alle Daten vorn Register 250. Irn Betrieb wird ein Wort in den Zähler 256 gebracht, und dieser wird mittels des

Il

GCHl-Signals getaktei, bis das von der Schlüssel-Kodicrschaltung 42 gelieferte Begrenzungssigna! erreicht ist. Das erhaltene Zeichen wird dann vom Zähler 256 direkt über F.xklusiv-Oder-Gatter 280 und 282 in ein 8-Bit.Schieberegister 284 verschoben.

Ein SCT-Signal tritt an einer Klemme des Registers 284 auf. Das Ausgangssignal des Exklusiv-Oder-Gatters 258 gelangt über ein Nicht-Und-Gatter 288 zu einem Flip-Flop 290 und dem Eingang eines Nicht-Und-Gatters 292. Das Flip-Flop 290 ist ein Teil eines 5stufigen Zählers, der den Zähler 256 enthält. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 290 wird über ein Exklusiv-Oder-Galter 294 dem Register 284 zugeführt. Die Ausgänge des Zählers 256 und der Gatter 280. 282 und 294 sind an Gatter 296 bis 304 angeschlossen, deren Ausgänge mit Nicht-Oder-Ghtiern 306 bis 310 verbunden sind. Die Gatter 296 bis 304 bilden mittels des Signals GPRIV, welches über ein Nicht-Und-Gatter 312 zugeführt wird, eine Auswahl. Dieses Signal ermöglicht in Abhängigkeit von dem bestimmten Betriebszustand der Anordnung die Auswahl z-vischen dem Register 250 und dem Zähler 256.

Beim Kodieren sind die im Register 250 enthaltenen Daten Klartext, während die im Zähler 256 enthaltenen Daten kodierter Text sind. Beim Dekodieren ist es umgekehrt. Die Gatter 306 bis 310 ermitteln die verschiedenen Zeichen Q, K und LTRS. um zu bestimmen, ob unverschlüsselt oder verschlüsselt gearbeitet wird. Diese Zeichen werden von der Bedienungsperson über die Fernschreibertastatur in die Anordnung eingegeben, wie dies vorstehend beschrieben wurde.

Das Ausgangssignal des Zählers 256 wird verschiedenen Eingängen eines Nicht-Und-Gatters 320 zugeleitet, dessen Ausgang über einen Inverter 322 an Exklusiv-Oder-Gatter 280, 282 und 294 angeschlossen ist. Das Gatter 320 ermittelt das Vorhandensein eines Zeilenvorschubbefehls im vom Zähler 256 erzeugten kodierten Text. Beim Auftreten eines derartigen Signals werden die Ausgangsdaten des Zählers 256 in Ziffernumschaltung umgewandelt, falls dem Zeilenvorschubbefehl nicht ein Wagenrücklaufsigna! vorher ging, wie dies durch das dem Gatter 320 zugeführte «-rV/T-Olglldl CtUgCUCUtCt Ot. DlC Auwilt'lUIUl'lg vvii'u mittels der Exklusiv-Oder-Gatter 280, 282 und 294 erreicht.

Die Ausgänge der Zähler 256 und der Gatter 280. 282 und 294 werden über Inverter 330 bis 334 direkt an die Eingänge der Nicht-Oder-Gatter 336 bis 340 gelegt. Die Ausgangssignale der Gatter 336 bis 340 werden zur Erzeugung des INHCNT-Signate an ein Nicht-Oder-Gatter 342 gelegt, welches dem Gatter 190 (Fig. 5) zugeführt wird. Dieses Signal verhindert beim Auftreten unzulässiger Zeichen im kodierten Ausgang der Anordnung die Zählung, so daß der Zähler einen Schritt weiter zählt und dadurch die Erzeugung eines unzulässigen Wortes verhindert. Ein wesentliches Merkmai dieses Teils der Schaltung besteht darin, daß zusätzliche unzulässige Worte einfach in die Anordnung einprogrammiert werden können, indem man nur zusätzliche Logikschaltungen in diesem Bereich der Anordnung einfügt

Im Betrieb der Daten-Kodierschaltung 46 gemäß F i g. 6 stellen die Klartextdaten das Eingangssignal für das Register 250 dar, und sie werden abgewandelt, wenn sie ein unzulässiges Ziffernzeichen enthalten. Die Daten werden dann im Binärzähler 256 verschoben, indem sie kodiert und im Ausgangsregister 284 nach unten verschoben werden. Der Zähler 256 kodiert die Daten, gesteuert vom Taktimpuls GCP02. der die Anzahl der vom Zähler auszuführenden Schritte bestimmt.

Um das erfindungsgemäß angewendete Kodierverfahren klarer zu machen, sind in der nachfolgenden Tabelle 32 mögliche Kombinationen von Fünfer-Kodierungen unter der Überschrift »Datenworte« curg-'stellt.

Tabelle
l);ttenwi<rte

(KKXX)

	OKKK)
4.	IKKX)
S.	(X)KX)
(ι.	101(X)
7.	OHiK)
S.	Hl(X)
ι).	(XK)IO
10.	10010
π.	01010
12.	ποιο
1.1.	(X)IK)
14.	10110
15.	ΟΠΙΟ
16.	11110
17.	(K)(K)I
IX.	10001
I¹'.	01001
20.	11001
21.	(X)IOl
22.	10101
23.	ΟΠΟΙ
24.	HlOl
25.	οοο π
26.	10011
27.	01011
28.	11011
29.	00111
->.η	1Π1 1 1

Unzulässige /eichen

X
X

31.

01111

Fernschreiber Schlüssel/eichen

NTLL

CR

Leertaste

Il

Ll

Ci

i·: ζ

Zi

Q K LTRS

Das entsprechende Fernschreibschlüsselzeichen, das die Erzeugung des besonderen Datenwortes beim

-,o Drücken der Fernschreibtaste bewirkt, ist gegenüber jedem der Datenworte aufgeführt. Der Buchstabe X gibt an, daß die Fernschreibschlüsselzeichen Null, Wagenrücklauf (CR) und Ziffernumschaltung (Zi) unzulässig sind und daher nicht in das Register 284 eingegeben werden. Wird das Zi-Zeichen in das Register 250 eingegeben, so wandelt die Umsetzung;-schaltung dieses in ein LF-Signal um (Zeilenvorschub). Erzeugt der Zähler 256 eine Kodierung, die ein unzulässiges Wort enthält, so durchläuft der Zähler

bO einen extra Zählerstand, um die Übertragung des unzulässigen Wortes zu verhindern.

In einem speziellen Beispiel für den Be'rieb der Schaltung gemäß F i g. 6 sei angenommen, daß die Fernschreibtaste H gedruckt wurde und damit das Datenwort 10100 in das Register 250 eingegeben worden ist Ferner sei angenommen, daß das willkürliche Schlüssel-Kodiersignal, welches durch die Schlüssel-Kodierschaltung 42 bestimmt wurde, gleich 00100 ist.

Da das Schlüssel-Kodiersignal einer binären Vier entspricht, werden die in den Binärzähler 256 eingegebenen Daten durch das entstehende GCP02-Begrenzungssignal durch 4 Schritte geschaltet. Somit wird der Zähler 256 4 Schritte weitergeschaltet, und als Ausgangssignal des Zählers 256 ergibt sich das zehnte Datenwort aus der Tabelle, 10010, welches durch die Gatter 280, 282 und 294 zum Register 284 gelangt. Das Zeichen L stellt somit das verschlüsselte Zeichen am Ausgang des Registers 284 dar. Im nächsten Datenzyklus wird das ursprüngliche Textwort in den Binärzähler 256 geschoben, und der Zähler wird wieder in AfiJlkürlicher Weise dem GCP02- Begrenzungssignal auf einen neuen Wert gestellt.

Befindet sich die Verschlüsselungseinrichtung im Dekodier- oder Entschlüsselungszustand, so ist die Anordnung mit der entfernten Kodieranlage synchronisiert. Die verschlüsselten Zeichen werden in das Register 250 geschoben, und die Schlüssel-Kodierschaliüiig 42 erzeugt ein GCPJÖ-Signal, das den Betrieb des Binärzählers 256 steuert. Da die Zufalls-Kodegeneratoren der beiden im Kodier- und Dekodierbetrieb arbeitenden Einrichtungen synchronisiert sind, wird bei Verwendung des vorstehenden Ausführungsbeispiels ein GCP02-Begrenzungssignal dem Entschlüsselungszähler 256 zugeführt, das ein 29-er Komplement der binären Vier ist. also die binäre Fünfundzwanzig. Geht man von der Stufe 10 in der Tabelle aus, und zählt unter Überspringen der unzulässigen Zeichen bis 25. so gelangt man zu Stufe 5 oder zu 10100. Dieses Daten wort wird vom Zähler 256 in das Register 284 eingegeben und stellt somit ein Ausgangssignal dar, das anzeigt, daß zu Anfang in der Kodierstation die Fernschreibtaste H gedruckt worden ist. Das Sperrsignal INHCNT wird während des Dekodierbetriebes erzeugt, um die Zählung von unzulässigen Zeichen zu verhindern.

Datenschalt- und Steuerschaltung

In Fig. 7 ist die Datenschalt- und Steuerschaltung dargestellt. Das Klartextsignal (PT) wird dem Flip-Flop 350 zugeführt, welches mit dem Schiebeimpuls-Signal synchronisiert ist, das über die Inverter 352 und 354 der CP-Klemme des Flip-Flops 350 zugeleitet wird. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 350 ist ein Kodegenerator-Datensignal (CGD), welches den Zufalls-Kodegenerator 44 mit den Vorbereitungsdaten versorgt. Die Vorbereitungsdaten (PD) und die Startdaten gelangen durch ein Nicht-Und-Gatter 358, durch Nicht-Und-Gatter 360 und 362 und durch einen Inverter 364 zu dem Flip-Flop 350. Das Original-Datensignal (RAWDAT) wird über einen Inverter 366 und ein Nicht-Und-Gatter 368 einem Inverter 364 zugeleitet. Das Kodiersignal (£/VQgelangt über ein Nicht-Und-Gatter 370 und einen Inverter 372 zu den Gattern 362 und 368. Das Vorbereitungssignal (PRIM) wird ebenfalls an einen Eingang des Gatters 370 gelegt. Die Schaltung enthält die Gatter 358 bis 370, um eine Datenauswahl zwischen Originaldaten und Vorbereitungsdaten vom Kodegenerator in Abhängigkeit von der von der Verschlüsselungseinheil gewählten Betriebsweise durchzuführen.

Die STOP- und 3CNT-Signale gelangen über ein Nicht-Und-Gatter 380 zu einem Flip-Flop 382, dessen (^-Klemme mit einem Und-Gatter 384 verbunden ist. Das Gatter 380 und das Flip-Flop 382 dienen zur Erzeugung eines Leertastenzeichen-Signals, das während des Empfangs des Vorbereitungsvorganges vom Feinschreiber zur Erzeugung von Leerräumen benutzt wird. Ist die Vorbereitungsinformation in den Zufalls-Kodegenerator eingebracht worden, so werden die Vorbereitungszeichen unterdrückt und mittels des Flip-Flops 382 die Leerräume an Stelle der Vorbereitungsdaten eingegeben.

Das ΡΛ/Λί-Signal wird einem Flip-Flop 386 zugeführt, dessen (J-Klemme über ein Nicht-Und-Gatter 388 und einen Inverter 390 am Gatter 384 liegt. Der Ausgang des Gatters 388 ist außerdem direkt mit einem Und-Gatter 392 verbunden. Die Gatter 384 und 392 dienen zur Wahl zwischen dem Leerraumerzeugungs-Flip-FIop 382 und dem Ausgang des Eingangsdaten-Registers 250 (Fig.6). Die Wahl der Und-Gatter 384 und 392 hängt wiederum von der Betriebsweise der Anordnung ab.

Die Ausgänge der Gatter 384 und 392 sind über einen Inverter 400 an einen Eingang eines AOI-Gatters 402 geschaltet. Das vom Schieberegister 284 (Fig.6) erhaltene SCT-Signal wird ebenfalls dem Gatter 402 zugeführt, dessen Ausgang an einem Nicht-Und-Gatter 404 liegt, das mit einem Eingang eines AOI-Gatters 406 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Gatters 406 wird einem Flip-Flop 408 zugeführt, dessen CP-Klemme mit dem Inverter 352 verbunden ist. Eine Prüfklemme ist als Prüfeingang an einen Eingang des Gatters 406 angeschlossen. Die Prüfschaltung ermöglicht eine Untersuchung der Anordnung, indem eine Prüfsonde an verschiedene zu untersuchende Klemmen angelegt wird und man den Fernschreiber die verschiedenen Daten ausdrucken läßt.

Das Flip-Flop 408 ist ein Synchronisierungs-Flip-Flop zur Auswahl der gewählten Daten vom Gatter 406, um diese dem Drucker mittels des Signals STXDAT zuzuführen und ein Ausdrucken zu bewirken. Der Löscheingang des Flip- Flops 408 ist zur Aufnahme eines Alarm-Signals geschaltet, um alle Daten im Falle eines Alarms zu sperren. Tritt ein derartiger Alarm auf, so werden, wie später beschrieben wird, keine Daten am Au; gang der Anordnung abgegeben.

Eias QQ-$\gna\ wird direkt einem Flip-Flop 410, das QK- und das PRlVDi-Signal über Nicht-Oder-Gatter 412 urd 414 diesem Flip-Flop 410 zugeführt. Das END-S' gnal gelangt über einen Inverter 416 zum Gatter 414. D s £M7-Signal wird über einen Inverter 418 einem Eingang eines Oder-Gatters 420 zugeführt, dessen Ausgang über einen Inverter 422 mit einem Eingang eines Nicht-Und-Gatters 424 verbunden ist. Das Gatter 424 erhält das PLC-Signal und gibt ein Ausgangssignal über einen Inverter 426 an ein Flip-Flop 428. Der Ausgang des Gatters 414 liegt ebenfalls am Flip-Flop 430, das das Alarm-Signal aufnimmt. Das f/VDW-Signal wird einem Flip-Flop 431 zugeführt, das mit der Q-Klemme des das P/?/V-Signal erzeugenden Flip-Flops 428 verbunden ist. Die Q- und Q-Ausgänge des Flip-Flops 431 liegen an dem AOI-Gatter 402.

Die Flip-Flops 410, 428 und 430 bestimmen die Betriebsweise der Einrichtung. Das Flip-Flop 410 bringt die Anordnung in den Vorbereitungsbetrieb, während das Flip-Flop 428 sie in den Verschlüssclungsbetrieb schaltet. Das Flip-Flop 430 erzeugt den Alarmzustand der Anordnung. Die Flip-Flops 410 und 428 werden im wesentlichen nur bei einem Übergang von einem Betriebszustand in den anderen vom Gatler 414 gesteuert.

Ein RESETSW-S\gna\ wird über ein Nicht-Und-Gatter 440 und einen Inverter 442 an den Eingang cine< Nicht-Und-Gatlers 444 gelegt, das außerdem da· Alarm-Signal aufnimmt. Das Ausgangssignal des Gat ters 444 gelangt über einen Inverter 446 zum Flip-Flop

428, während das Ausgangssignal des Inverters 442 dem Flip-Flop 410 zugeführt wird. Der Betrieb des Gatters 440 wird mittels eines Kondensators 450 gesteuert, der mit dem Einschalten der Versorgungsspannung für die Schaltung Ladung speichert Werden auf dem Kondensator 450 etwa 1,7 V festgestellt, so wird das Gatter 440 aktiviert, um ein Signal zu liefern, das eine anfängliche Rückstellung der Flip-Flops 410,428 und 430 rückgängig macht Ferner muß ein Handschalter zur Rückstellung betätigt werden.

Folge- und Alarmdetektor

F i g. 8 zeigt den Folgedetektor gemäß der Erfindung. Vom Gatter 306 gemäß Fig.6 wird ein (^-Signal abgeleitet und einem Nicht-Und-Gatter 500 und einem inverter 502 zur Erzeugung des Signals QQ zugeführt. Das PRIV-Signal wird einem Nicht-Und-Gatter 504 zugeleitet, dem auch das Z-TRS-Signal zugeführt wird. Der Ausgang des Gatters 504 ist über ein Nicht-Und-Gatter 506 mit einem Flip-Flop 508 verbunden.

Ferner erhält das Nichl-Und-Galter 510, das an einem Eingang des Gatters 506 liegt, das LTRS-Signal.

Der Ausgang dejr Flip-Flops 508 liegt an einem Nicht-Oder-Gatter 512, das außerdem über einen Inverter 514 das Q-Signal erhält. Das Ausgangssignal des Gatters 512 gelangt zu einem Flip-Flop 516, dessen Ausgang an einem Gatter 500 und außerdem an einem Nicht-Und-Gatter 518 liegt. Das Ausgangssigna! des Gatters "518 wird über einen Inverter 520 geleitet und dient als (^-Signal. Der Zeilenvorschubbefehl (LF) gelangt über ein Nicht-Und-Gatter 524 und ein Nicht-Oder-Gatter 526 zu einem Flip-Flop 528. Der Ausgang des Flip-Flops 528 liegt an einem Eingang des Gatters 504. Das Wagenrücklaufsignal fC7?^wird einem Flip-Flop 532 zugeleitet, welches außerdem über einen Inverter 534 das £A/D-Signal erhält. Darüber hinaus erzeugt das Flip-Flop 532 das vorstehend beschriebene CRFF-S\gna\. Die so beschriebene Schaltung enthält einen Zeichenfolgedetektor.

Die Flip-Flops 508, 516, 528 und 532 speichern die Tatsache, daß ein Wagenrücklauf vorhanden ist. Danach ist das entsprechende Flip-Flop nur gesetzt, wenn das vorhergehende Flip-Flop gesetzt wurde, da ein besonderes Zeichen, beispielsweise der Zeilenvorschubbefehl (LF) im Flip-Flop 528 oder der Wagenrücklauf (CR) im Flip-Flop 532 vorhanden war. Dieser aufeinanderfolgende Setzvorgang ermöglicht die Anzeige einer Zeichenfolge, etwa Wagenrücklauf. Zeilenvorschub. Buchstaben QQ und QK. Durch diese Ermittlung von Zeichenfolgen kann vom Bedienungspult aus vom verschlüsselten Betrieb auf Klarschriftbetrieb und umgekehrt geschaltet werden.

F i g. 9 zeigt die verschiedenen Zeichenfolgen, die zur Betriebsumschaltung verwendet werden, im Zusammenhang mit den den Zuständen der Flip-Flops 410 und 428 entsprechenden Digitalztiständen. Im Klarschriftbetrieb, der durch den Digitalzustand 00 angegeben ist. muß ein Rückstellsignal von einem von Hand zu betätigenden Schalter oder von der vorstehend beschriebenen Rückstellschaltung empfangen worden %οιπ. I Jm vom Klarschriftbetncb in den Vorbereitung^ betrieb überzugehen, muß von der Schaltung die I «»!trt I .TK. (J, () festgestellt wurden sein, ίι
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Verschlüsselungsbetrieb bewirkt, der digital als 11 bezeichnet ist, wenn die Alarmprüfschaltung angesprochen hat.

Um dann in den Klarschriftbetrieb überzugehen, muß die Zeichenfolge CR, LF, LTR, Q und K festgestellt sein. Der Alarmzustand wird nur durch das Alarmprüfsignal (ALARMCK)bewirkl.

Wie sich aus Fig.8 ergibt, wird das ENDW-S\gna\ über einen Inverter 550 einem Zähler 552 zugeführt. Das /WM-Signal gelangt durch einen Inverter 554 zum Zähler 552. Der Zähler 552 ermittelt die 5 Zeichen der Vorbereitungsfolge, nachdem willkürliche 5 Vorbereitungszeichen vom Schlüsselgenerator oder irgendeiner anderen von Hand zu betätigenden Einrichtung erzeugt worden sind. Die Feststellung der 5 Zeichen in der Vorbereitungsfolge erzeugt über einen Inverter 556, ein Gatter 558 und einen Inverter 560 das PLC-S\gaa\, welches den Verschlüsselungsbetrieb bewirkt.

Ein wesentliches Merkmal der vorstehenden Anordnung ist die Alarmprüfschaltung gemäß F i g. 8. Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß eine Fehlfunktion des Zufallskodegenerators oder anderer Teile der Schaltung zu einer Übertragung von Klartext führen könnte, wenn sich die Anordnung im Verschlüsselungsbetrieb befindet. Aus Sicherheitsgründen ist es daher unbedingt erforderlich, daß die Schaltung die Übertragung von Klartext verhindert, wenn sich die Anordnung im Verschlüsselungsbetrieb befindet.

Ein E\klusiv-Oder-Gatter 580 erhält die IRO- und TXDA Γ-Signale und ist mit einem Flip-Flop 582 verbunden. Die IRO-Dalen werden vom Register 250 gemäß F i g. 6 abgeleitet und bestehen im Kodierbetrieb aus Klartext. Die 7"ATWT-Da ten sind die übertragenden Verschlüsselungsdaten. Das Gatter 580 vergleicht die IRO-Dalen und 77CD/4r-Daten und steuert in Abhängigkeit davon den Betrieb des Flip-Flops 582. das mit einem Flip-Flop 584 verbunden ist. Das /?/f-Signal (Anforderung des Schlüssels) wird über Nicht-Und-Gatter 586 und 588 dem Flip-Flop 582 zugeführt. Die (^-Klemmen der Flip-Flops 582 und 584 sind über ein Exklusiv-Odir-Gatter 590 und ein Nicht-Oder-Gatter 597 mit einer Schieberegistergenerator 594 verbunden. Ül-rr uicscrr liegen in üblicher Weise ein Exklusiv-Oder-Gatter 596 und ein Inverter 598. Die Ausgänge des Schieberegistergenerators 594 liegen direkt oder über Inverter 600, 602 und 604 am Gatter 606. das ein ALARMCK-S\gna\ erzeugt. Die Alarmschaltung vergleicht kontinuierlich im Verschlüsselungsbetrieb die Klartextdaten mit den übertragenen, verschlüsselten Daten. Das Gatter 590 vergleicht die Ausgangssignale der Flip-flops 582 und 584. um bei identischen, aufeinanderfolgenden Bits eine. Anz.eigc zu liefern. Treten zwei identische Bits auf, so wird das Schieberegister über das Gatter 592 getaktet. Das Ausgangssignal des Exklusiv-Oder-Gatters 590. welches die aufeinanderfolgenden identischen Bits bestimmt, wird einem Nicht-Odcr-Gatter 612 zugeleitet, das außerdem tlas G'WK'-Signal aufnimmt. Der Ausgang de¹- Gatters 612 steuert ilen Betrieb des Gatters 610.

Nach 2^r> aufeinanderfolgenden Takten wird vom· (,.'iii-r F)Of-) -in Aiarmpn'ifsignal (C h) er/ei igt. wem: <!n Uli ι urn! ^; \/)W 'Signale während diese' 2') aufei'i.i' ■d- i !■ >i|·' ■ ■;·.■" Uli·, i.ieiiii'-.l· sind |edesi::al. wenn I¹· 1:0' .m: / \ ■'M / I ini-'.Oi· .-.ii;nale \nner .nulei ,.ι«-·. ■■'

V-I

620 und ein Nicht-Oder-Gatter 622 einem Eingang des Nicht-Und-Gatters 610 zugeführt. Ferner wird von dem Gatter 620 das PVTLP-Signal erzeugt.

In einer Ausführung der Erfindung werden die IRO- und ΓΛΌΛΤ-Signale von der Prüfschaltung für 25 Bit gleichgemacht, um vor der Zulassung der Übertragung von verschlüsselten Daten die Alarmschaltung zu überprüfen. Nach den 25 Bit erzeugt das Gatter 606 das ALARMCK-Signa], das die richtige Funktion der Alarmprüfschaltung anzeigt. Dieses Signal wird ebenso wie das PLC-Signal benötigt, um einen Übergang in den Verschlüsselungsbetrieb zu erhalten. Ist die Alarmprüfschaltung fehlerhaft, so kann die Anordnung nicht in den Kodierbetrieb übergehen.

Das Schiebesignal wird über einen Inverter 650 einem Flip-Flop 652 zugeführt. Die Klemme für das CZ.£4ÄZ./'-SignaI ist mit dem Flip-Flop 652 verbunden. Das PVTLf-Signal wird über einen Inverter 654 dem Flip-Flop 632 zugeführt, dessen <?-Klemme das PVT-Signal erzeugt, das dem Kodegenerator anzeigt, daß sich die Anordnung im Verschlüsselungsbetrieb befindet Die END-, CRFF- und O?-Signale werden einem Eingang eines Nicht-Und-Gatters 660 zugeführt, das das O/?L-SignaI erzeugt Dadurch kann das Wagenrücklaufsignal (CR) in Klarschrift übertragen werden.

Ein Nicht-Oder-Gatter 662 ist mit dem Ausgang des Inverters 554 verbunden und nimmt ein /WM-Signal ·"> auf, um den Zustand der Anordnung anzuzeigen und ein Anfangsvorbereitungssignal (IP) zu erzeugen. Ein Nicht-Oder-Gatter 664 ist mit dem Gatter 662 verbunden, um ein Empfangsvorbereitungssignal (RP) zu erzeugen, was auch den Zustand der Anordnung

in anzeigt. Das Flip-Flop 666 erzeugt das GPRIV-Signal um eine um ein Zeichen verzögerte Anzeige des Betriebes der Schaltung im Verschlüsselungszustand zu liefern. Die verzögerte Anzeige ist erforderlich, da die Daten während des Betriebes der Anordnung mit einem

ι > Zdchen gepuffert werden.

Die Nicht-Und-Gatter 668 und 670 sind verriegelt geschaltet und nehmen jeweils die ENCSW- und DECSW-Signale auf. Diese Signale werden in Abhängigkeit von einem Steuerschalter am Bedienungspult erzeugt, um einen Dekodier- oder Kodierzustand zu bewirken. Die Nicht-Und-Gatter 668 und 670 sind bei einer konstanten Ausgangsspannung verriegelt, da die Druckschalter kurzzeitig arbeiten.

Hierzu 7 Bhitt Zeichiiunaen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur digitalen Datenver- und Entschlüsselung mit

1. einem Eingangsregister zur Aufnahme eines ersten Datenwortes;

2. einem Zufallscodegenerator zur Erzeugung eines willkürlichen digitalen Signals;

3. einer Schlüssel-Codierschaltung zur Erzeugung eines Begrenzungssignals in Abhängigkeit von dem willkürlichen digitalen Signal;

4. einer nicht-linearen Datencodierschaltung, die eine zyklische Schrittfolgeschaltung zur Aufnahme des ersten Datenwortes und zum Takten dieses Wortes durch eine vom Begrenzungssignal bestimmte Anzahl von Schritten zur Erzeugung eines zweiten Datenwortes enthält;

5. einer Kontrolleinrichtung, die beim Auftreten bestimmter, unzulässiger zweiter Datenworte beim Verschlüsseln einen weiteren Verschlüsselungsvorgang veranlaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß

6. die zyklische Schrittfolgeschaltung (46) zur Aufnahme des zweiten Datenwortes nicht-linear aufgebaut ist;

7. beim Erkennen der bestimmten, unzulässigen verschlüsselten Datenworte die zyklische Schrittfolgeschallung (46) diese Datenworte ein zusätzliches Mal taktet;

8. eine Alarmprüfschaltung (606) vorhanden ist, die eine ungewollte Übertragung von unverschlüsselten Date-.worte; infoige einer Fehlfunktion der Anordnung anzeigt