DE2231242A1

DE2231242A1 - Verfahren und vorrichtung zur umwandlung graphischer klarinformationen in chiffrierte informationen und umgekehrt sowie nach dem verfahren hergestelltes produkt

Info

Publication number: DE2231242A1
Application number: DE2231242A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Ehrat
Original assignee: Gretag AG
Current assignee: Gretag AG
Priority date: 1972-06-09
Filing date: 1972-06-26
Publication date: 1973-12-20
Also published as: CH555577A; CA991995A; JPS4985941A; GB1428469A

Description

M. ff. BEH BiPl-¹JS. O. STAPF

ραπϊταϊι ?'»!..'■* imDn:;U ι:, mäu;^. r.:.iU5

GRETAG Aktiengesellschaft, Regensdorf-Zürich (Schweiz)

(Case 87-8221/GTD 385') 26. Juni 1972

diüu

Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung graphischer Klarinformationen in chiffrierte Informationen und umgekehrt sowie nach dem Verfahren' hergestelltes Produkt

Die weitverbreitete Verwendung von Scheckkarten, Kreditkarten u. dgl. hat zu vermehrten Missbräuchen dieser Karten durch Fälschung der Unterschriften geführt. Daraus hat sich das Problem ergeben, die Karten so auszugestalten, dass ein unbefugtes Kopieren der Unterschriften auch bei

309 851/0292

Verlust einer solchen Karte ausgeschlossen ist. Eine Methode zur Lösung dieses Problems besteht darin, die entsprechenden Karten nicht mit einer Klarunterschrift sondern mit einer chiffrierten Unterschrift zu versehen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur

Umwandlung graphischer Klarinformationen in chiffrierte Informationen und umgekehrt.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art,

welches zur Chiffrierung von Unterschriften verwendet wird, wird die zu chiffrierende Unterschrift auf eine Vorlage geschrieben und diese Vorlage wird auf eine Platte gelegt, welche Platte die Eingabestufe der Chiffriereinrichtung bildet,. Die Chiffriereinrichtung besteht im wesentlichen aus Fiberglas-Lichtleitern, welche Lichtleiter mit ihrem einen Ende an die Eingabestufe und mit ihrem anderen Ende an eine •Ausgabestufe angeschlossen sind. Die Führung und Lage der Lichtleiter ist so gewählt, dass die Enden jedes Lichtleiters an der Ein- bzw. Ausgabestufe relativ zueinander willkürliche Lagen einnehmen, -sodass von der Position des einen Endes auf der einen Stufe kein Schluss auf die Position des anderen Endes auf der anderen Stufe möglich ist. Die Unterschrift auf der auf die Eingabestufe gelegten Vorlage v/ird durch die Lichtleiter in Rasterpunkte aufgeteilt und erscheint auf der Ausgabestufe infolge der gewählten Führung der Lichtleiter zv/ischen den beiden Stufen als unkenntlicher Paster heller und dunkler Bildpunkte. Dieser Punktraster kann

309851/0292

photographiert werden und dieses Photo wird dem Unterschrifteninha.ber als chiffrierte Unterschriftenkarte ausgehändigt. Durch Auflegen der chiffrierten Unterschriftenkarte auf die Ausgabestufe erscheint auf der Eingabestufe die Originalunterschrift. Dieses Verfahren hat den Nachtei] , dass die Sicherheit gegen unbefugtes Erkennen der unkenntlich gemachten Schrift insbesondere deswegen, we±i aus Kostengründen nicht für jede der verschiedenen Unterschriften ein separates , Lichtleiterbündel verwendet werden kann, sehr gering ist.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil

und ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Chiffrierung der Klarinfcrmation diese durch sequentielle Abtastung in ein elektrisches Impulssignal umgeformt und dieses Impulssignal mit von einem Schlüsselimpulsrechrier erzeugten Schlüsselimpulsfolgen gemischt und/oder logisch verknüpft wird, dass das so chiffrierte Impulssignal in graphische chiffrierte Information umgewandelt wird, dass zur Dechiffrierung der graphischen chiffrierten Information diese durch sequentielle Abtastung in ein elektrisches Impulssignal umgeformt und dieses Impulssignal mit den gleichen Schlüsselimpulsfolgen wie bei der Chiffrierung gemischt und/oder logisch verknüpft wird, dass dieses dechiffrierte Impulssignal in graphische Information umgewandelt wird, und dass bei jeder Chiffrierung einer graphischen Klarinformation zumindest vor der eigentlichen .Chiffrierung zumindest eine der Klarinformation zugeordnete. Zusatzinformation, vorzugsweise eine für die Dechiffrierung

3 09851/0292

vorgesehene Synchronisxerinformation, erzeugt und ebenfalls in graphische Information umgewandelt wird.

Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens mit einer
Informationsaufnahmestufe zur Eingabe der Informationen und zur Umwandlung der eingegebenen Informationen in Impulse,
einer Stufe zur Chiffrierung bzw. Dechiffrierung dieser'Impulse und einer Informationsausgabestufe -zur Umwandlung der chiffrierten bzw. dechiffrierten Impulse in graphische Informationen und zur Ausgabe dieser Informationen. Diese
Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe zur
Chiffrierung bzw. Dechiffrierung der in der Eingabestufe gewonnenen Impulse mindestens einen elektronischen Schlüsselimpulsrechner aufweist, an dessen Ausgang mindestens ein _;
variables Schlüsselimpulsprogramm zur Mischung und/oder logischen Verknüpfung mit den aus der Klarinformation gewonnenen Impulsen bei der Chiffrierung bzw. mit den aus der chiffrier-

gei der Dechiffrierung
ten Information gewonnenen Impulsen¹erhältlich ist, und dass das Schlüsselimpulsprogramm des Schlüsselimpulsrechners von mindestens einem auf den Schlüsselirnpulsrechner einwirkenden Geheimschlüssel, von mindestens einem auf den Schlüsselimpulsrechner und/oder den Geheimschlüssel einwirkenden
nicht geheimen Zusatzschlüssel und von den Schaltzuständen
des Schlüsselimpulsrechners abhängig ist.

Die Erfindung betrifft weiter eine nach dem

genannten Verfahren hergestellte Unterschriftenkarte, welche die Unterschrift des Kartenbesitzers in chiffrierter und

309851/0292

maschinell lesbarer Form enthält. Diese Unterschriftenkarte ist dadurch gekennzeichnet _f dass sie zusätzlich zur chiffrierten Unterschrift für die Dechiffrierung vorgesehene Synchronisierinformation und für die Einstellung des Schlüsselimpulsrechners bei der Dechiffrierung auf denselben Anfangszustand wie bei der Chiffrierung dienende Zusatzschlüsselinformation enthält.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beispielsweise näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsge-

mässen Vorrichtung zur Umwandlung graphischer Klarinformationen in chiffrierte Informationen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Unterschriftenkarte und des Ablaufs der verschiedenen Funktionen und

Fig. 3 ein Ausführunasbeispiel einer erfindungsge-

mässen Vorrichtung zur Umwandlung chiffrierter Informationen in graphische Klarinformationen.

Gemäss Fig. 1 v/ird das zu chiffrierende Klarbild 4, beispielsweise eine Unterschrift, durch eine handelsübliche Fernseh-Einrichtung mit einer Kathodenstrahlröhre 1 und einer Ablenk- und Steuerelektronik 8 von einem wandernden Lichtpunkt konstanter Intensität abgetastet. Das Klarbild 4 wird in einen nicht dargestellten Träger eingelegt. Zwischen

3 0 9851/0292

dem Träger und dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 1 ist ein Objektiv 3 angeordnet, welches die Leuchtfläche der Kathodenstrahlröhre und damit den wandernden Lichtpunkt auf das Klarbild 4 abbildet. Das Objektiv bewirkt eine beispielsweise zehnfache Verkleinerung des Schirmes der Kathodenstrahlröhre auf das Klarbild, sodass eine Unterschrift von beispielsweise 1,5 bis 2 cm Höhe durch die "Flying-Spot"-Abtastung voll erfasst und der Abtastlichtpunkt auf dem Klarbild genügend klein und damit das Auflösungsvermögen der Anordnung genügend gross wird. Der Abtastlichtpunkt tastet das Klarbild 4 zeilenweise ab. Zwischen Klarbild 4 und Objektiv 3 ist ein photoelektrisches Element 5 angeordnet, welches den vom Klarbild 4 reflektierten Anteil der Abtastlichtpunkte misst. Am Ausgang des photoelektrischen Elements 5 entsteht ein elektrisches Impulssignal, dessen Grosse in jedem Augenblick ein Mass für das Reflexionsvermögen des gerade abgetasteten· Punktes auf dem Klarbild 4 und damit ein Mass für das Vorhanden- oder NichtVorhandensein von einem Teil der Unterschrift auf diesem Punkt darstellt. Dieses Signal wird in einem Verstärker 13 verstärkt und von einer Sampling-Einrichtung 14 in diskrete Impulse mit der Taktperiode T umgewandelt. Bei der Abtastung von Unterschriften brauchen nur Minimal- (Schwarz) oder Maximalwerte (Weiss) der Reflexion des Klarbildes 4 erkannt zu werden, die diskreten Impulse sind in diesem Fall also binär, d.h. ein mit Unterschrift bedeckter Punkt auf dem Klarbild liefert einen Impuls "1" und ein unbedeckter Punkt einen Impuls "0" oder umgekehrt. Auf diese Weise wird die gesamte in Klarbild enthaltene Bildinformation ■in ein sequentielles Klarimpulssignal umgewandelt. Dieses

309851/0292

Impulssignal wird nun mit geeigneten Mitteln in ein chiffriertes Impulssignal umgewandelt. Das chiffrierte Impulssignal wird der Intensitätssteuerstufe 9 einer zweiten Kathodenstrahlröhre 2 zugeführt, welche durch dieselbe Steuer- und Ablenkelektronik 8 wie die Kathodenstrahlröhre 1 gesteuert v/ird und

infolgedessen synchron mit dieser läuft. Die Intensität des Kathodenstrahls der Röhre 1 wird über die Leitung 38 auf konstantem Wert gehalten, wogegen die Kathodenstrahlröhre 2 von der Intensitätssteuerstufe 9 über die Leitung 39 mit variabler Intensität angesteuert wird. Das auf diese Weise auf dem Bildschirm der Röhre 2 entstehende chiffrierte Bild des Klarbildes kann mit einer Kamera 7 festgehalten werden.

Das sequentielle Klarimpulssignal wird so chiffriert, dass einerseits das entstehende chiffrierte Bild ohne Schwierigkeiten wieder dechiffrierbar ist und dass anderseits eine grosse Sicherheit gegen unbefugtes Erkennen des chiffrierten Bildes erzielt wird. Hierzu wird ein elektronischer Schlüsselimpulsrechner 19 verwendet, welcher an seinem Ausgang ein Schlüsselimpulsprogramm abgibt, welches genügend grosse Sicherheit gegen eine Dechiffrierung des chiffrierten Bildes durch Unbefugte gewährleistet. Ein Schlüsselimpulsrechner dieser Art ist in der schweizerischen Patentanmeldung Nr. 12 592/70 beschrieben. Der zeitliche Ablauf des variablen Schlüsselimpulsprograiiims wird im wesentlichen durch den in einem Speicher 20 gespeicherten Geheimschlüssel bestimmt.

Wenn der Geheimschlüssel für alle Chiffriervorgänge konstant bliebe, würde das bedeuten, dass jede Unterschrift mit demsoüben Schlüsselimpulsprogrämm chiffriert würde. Dies wäre

309851/0292

.aus Sicherheitsgründen völlig unzulässig, weil jeder Inhaber einer Klarunterschrift und der zugehörigen chiffrierten Unterschrift in der Lage wäre, das Schlüsselimpulsprc— gramm zu rekonstruieren, Darüber hinaus könnte das Schlüsselimpulsprogranim auch aus einer Anzahl chiffrierter Unterschriften alleine rekonstruiert v/erden. Aus diesen Gründen ist es erforderlich, jede Unterschrift mit einem individuellen Schlüsselimpulsprogramm zu chiffrieren. Diese Forderung wird dadurch erfüllt, dass jeder Unterschrift ein nicht geheimer, individueller Zusatzschlüssel zugeordnet und über einen Eingang 24 in einen Speicher 18 eingegeben wird. Der Zusatzschlüssel beeinflusst ebenso wie"der Geheimschlüssel den Schaltungszustand und/oder die Anfangsstellung des Schlüsselimpulsrechriers. Ebenso kann der Zusatzschlüssel von Unterschrift zu Unterschrift wechselnd bestimmte Teile des Geheimschlüssels selektionieren. Der Zusatzschlüssel beeinflusst somit in jedem Fall das Schlüsselimpulsprogramm und zwar so, dass dieses für jede Unterschrift verschieden ist.

Der Zusatzschlüssel enthält vorzugsweise

persönliche Kenndaten des Unterschrift-Inhabers, beispielsweise Name, Adresse, Heimatort, Nationalität, Geburtsdatum, Autonummer, Versicherungsnummer, Kenn-Nummer, usw. Damit ist garantiert, dass kein einziger Zusatzschlüssel einem anderen gleich ist.

Der Schlüsselimpulsrechner 19 ist von einer Taktguelle 12 mit der Taktperiode T angesteuert und das Schlüsselimpulsprogramm wird, was die Impulslänge betrifft,

30 9 851/0292

durch das Taktraster der Taktquelle 12 bestimmt. Dieses Schlüsselimpulsprogramm ist ein pseudostatistisches Programm, besteht also aus Impulsfolgen von zufallsähnlichem Charakter. i)a das Schlüsselimpulsprogramm variabel ist, muss dafür gesorgt werden, dass für Chiffrieren und !Dechiffrieren der Bildinformation genau an der gleichen Stelle des Schlüsselimpulsprogrammes begonnen wird, und dass während des Dechiffrierens der chiffrierten Bildinformation der chiffrierten Bildinformation entsprechenden Signale mit der gleichen Schlüsselimpulsprogramm-Information dechiffriert werden, wie sie beim Chiffrieren verwendet wurde. Zur Erzielung dieses Gleichlaufs sind deshalb spezielle Synchronisierinformationen erforderlich, welche in geeigneter Form auf dem chiffrierten Bild festgehalten werden. Diese Synchronisierinformationen bestehen aus einem Taktraster TI des Taktgebers 12, welches aus dem Taktraster T über ein UND-Tor 16 abgeleitet wird und beispielsweise aus gleich langen Impulsen und Impulslücken von der Taktperiode T besteht und ferner aus Synchronisierimpulsfolgen begrenzter Länge, welche in einem Impulsrechner erzeugt.werden. Die Synchronisierimpulsfolgen sind sogenannte "Pseudo-Noise"-Seguenzen und haben die Eigenschaft, dass sie mit sich selbst korreliert bei Phasenübereinstimmung den maximalen Korrelationswert und in allen anderen Relativphasenlagen den Korrelationswert -1 ergeben. Diese Korrelation wird bei der beschriebenen Einrichtung dazu verwendet, das chiffrier- und dechiffrierseitig gleichzeitige Einschalten des Schlüsselimpulsrechners 19 zu ermöglichen und zwar auch in Fällen, wo das chiffrierte Bild nicht ganz einwandfrei ist. •Im letzteren Fall wird bei der Korrelation nicht der maximale

309851/0292

Korrelationswert gesucht - dieser ist theoretisch vorgegeben und ist bei einer aus k Impulsen bestehenden Synchronisierimpulsfolge gleich k - sondern ein unterhalb von k liegender Wert, dessen Erreichen bzw. Ueberschreiten mit einem Schwellenwertdetektor festgestellt v/ird. Die Synchronisierimpulsfolgen können in bekannter Weise mit rückgekoppelten Schieberegistern ständig bei Bedarf erzeugt werden, sie können aber auch in einem Read-OnIy-Memory sequentiell abrufbar gespeichert sein.

Der Ausgang des Taktgebers 12 ist über eine Leitung 44 und zwei Ausgänge der Ablenk- und Steuerelektronik 8 der Kathodenstrahlröhren 1 und 2 sind über eine Leitung 45 bzw. 46 mit den Eingängen eines Programmgebers 11 verbunden, dessen Ausgänge über eine Leitung 4 7 mit dem UND-Tor 16, über eine Leitung 48 mit dem Impulsrechner 17, über eine Leitung 49 mit dem Zusatzschlüsselspeicher 18, über eine Leitung 50 mit dem Schlüsselimpulsrechner 19 und über eine Leitung 51 mit einem Schieberegister 15 verbunden sind. Dieser Programmgeber gibt v/ährend der Bildchiffrierung an die an seinen Ausgängen liegenden Stufen in richtiger Reihenfolge die nötigen Steuerbefehle ab. Der Ausgang des UND-Tors 16, des Impulsrechners 17, des Zusatzschlüsselspeichers 18 und des Schlüsselimpulsrechners 19 sind über eine Torschaltung 21 mit dem einen Eingang eines Modulo-2-Mischers 22 verbunden, dessen anderer Eingang über die Sampling-Einrichtung 14 mit dem Ausgang des Verstärkers 13 und dessen Ausgang mit dem einen Eingang des Schieberegisters verbunden ist. Der Ausgang des Schieberegisters 15 ist einerseits mit der Intensitätsstufe 9 der Kathodenstrahlröhre 2 und

309851/0292

•und anderseits mit einem Anschluss 23 verbunden, an welchem Anschluss beispielsweise eine Uebertragungsleitung
zur Fernübermittlung der Ausgangsinformation des Schieberegisters 15 liegt. Im Modulo-2-Mischer werden die Klarimpulssignale mit dem vom Schlüsselimpulsrechnef 19 erzeugten Schlüsselimpulsprogramm gemischt und als chiffrierte Bildinformation in das Schieberegister eingegeben.

Ein normales Fernsehbild hat etwa 600 Zeilen. Eine Unterschrift von etwa 15 mm Höhe kann dagegen mit etwa 120 Abtastzeilen genügend genau abgetastet werden. Deshalb können pro Bildzeile etwa 5 Fernseh-Abtastzeilen verwendet werden, d.h. dass vom Kathodenstrahl der JRöhre 2 während
5 Abtastzeilen des Kathodenstrahls der Röhre 1 die gleiche Information geschrieben wird. Die Auflösung der Bildpunkte beträgt dadurch gegenüber der Verwendung aller 600 Abtastzeilen nur 1/5, jedoch ist für die spätere dechiffrierende Abtastung die Empf indlichke." t auf Ungenauigkeiten ebenfalls nur 1/5. Dm zu erreichen, dass eine vom Klarbild 4 abgetastete Zeile im chiffrierten Bild fünf Zeilen ergibt, wird die Information jeweils der ersten Zeile jeder Fünfergruppe im Schieberegister 15 gespeichert und durch den Programmgeber 11 während der Zeit, in welcher der wandernde Lichtfleck die restlichen vier Zeilen abtastet, im Schieberegister im Kreis herumgesrhoben.

309851/0292

Fig. 2 zeigt in Zeile a eine teilweise Darstellung einer Karte 6 mit einem chiffrierten Bild, wobei das chiffrierte Bild dem auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre (Fig. 1) erscheinenden chiffrierten Bild eines Klarbildes entspricht, und- in Zeile b die den verschiedenen Auslenkwinkein des Abtasti /Strahls entsprechenden Koordinatenwerte in Richtung der Abtastzeilen, bei welchen bestimmte Funktionen ausgelöst werden.

Die in Zeile a dargestellte Karte 6, welche beispielsweise eine Unterschriftehkarte sein kann, entspricht einer Richtung der Abtastzeilen von links nach rechts und einer Zeilenfclge von oben nach unten. Das Informationsfeld F auf der Karte 6 besteht in vertikaler Richtung aus drei Zeilengruppen I, II und III und in Zeilenrichtung aus vier Kolonnengruppen TR, SI,, IM und SI„. Jeweils fünf aufeinanderfolgende Zeilen sind identisch und bilden ein Zeilenpaket. In der Kolonnengruppe TR ist in allen drei Zeilengruppen in jeder Zeile eine Sequenz von Taktimpulsen des Taktgebers 12 (Fig. 1) mit dem Taktraster TI aufgezeichnet. In den Kolonnengruppen SI, und SI„ ist ebenfalls in allen drei Zeilengruppen in jeder Zeile eine Seauenz von Synchronisierimpulsen aufgezeichnet. Diese Sequenz ist darstellungsgemäss in jedem Zeilenpaket in den Kolonnengruppen SI, und SI₂ identisch und besteht jeweils aus 10 Impulsen. Von diesen 10 Impulsen entfallen 7 Impulse auf eine für alle Zeilen gleiche Synchronisierimpulsfolge 1110100 und 3 Impulse stellen Füllbits dar, welche von Zeilenpaket zu Zeilenpaket wechselnd in den Kolonnengruppen SI, und SI,, der Synchronisierimpulsfolge -jeweils voran- oder nachgestellt werden. Auf diese Weise sind

309851/0292

die Synchronisierimpulsfolgen zweier aufeinanderfolgender Zeilenpakete jeweils gegeneinander phasenverschoben. Darstellungsgemäss sind im .1«, 3., 5. usw. Zeilenpaket des Informationsfeldes die Füllbits der Synchronisierimpulsfolge jeweils nachgestellt und im 2., 4., 6. usw. Zeilenpaket dieser jeweils vorangestellt. Die Kolonnengruppen IN besteht in der Zeilengruppe I aus Taktimpulsen mit dem Taktraster TI, in der Zeilengruppe II aus dem Zusatzschlüssel und in der Zeilengruppe III aus der eigentlichen chiffrierten graphischen Information.

Die Aufbringung der verschiedenen Informationen auf das Informationsfeld P der Karte 6 bzw. auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 2 erfolgt auf folgende Weise:

Die Steuer- und Ablenkelektronik 8 (Fig. 1) erzeugt nach dem Beginn der Abtastbewegung in Zeilenrichtung bei einem dem Ort des linken Randes der Karte 6 entsprechenden Auslenkwinkel des Elektronenstrahls der beiden Kathodenstrahlröhren 1 und 2 im Koordinatenpunkt χ (Fig. 2, Zeile b) einen Impuls. Dieser Impuls wird über die Leitung 45 in den Programmgeber eingespeist und löst in diesem die Aufzählung einer vorgegebenen Anzahl von über die Leitung 44 eingespeisten'Taktimpulsen T der Taktquelle 12 aus. Nach Erreichen dieser Zahl von Taktimpulsen befindet sich der Elektronenstrahl am linker. Rand des Informationsfeldes F im Koordinatenpunkt x, (Fig. 2, Zeile b). In diesem Augenblick wird vom Programmgeber 11 über die Leitung 47 das UND-Tor 16 (Fig. 1) geöffnet und über das ODER-"Tor 21, den Mischer 22, das Schieberegister 15 und die In-

309851/0292

tensitätssteuerstufe 9 werden auf dem Schirm der Kathoden-

strahlröhre 2 die Taktimpulse TI aufgezeichnet. Bei dem dem Koordinatenpunkt χ (Fig. 2, Zeile b) entsprechenden Auslenkwinkel des Abtaststrahls der Kathodenstrahlröhre 1 wird vom Programmgeber 11 über die Leitung 4 8 der Impulsrechner 17 so angesteuert, dass er die oben erwähnte Sequenz von Synchronisierimpulsen liefert, welche ebenfalls über das ODER-Tor 21, den Mischer 22, das Schieberegister 15 und die Intensitätssteuerstufe 9 an die Kathodenstrahlröhre 2 gelangen und auf deren Schirm aufgezeichnet werden. Solange der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre 2 die Zeilengruppe I überstreicht, wird im Koordinatenpunkt X₃ vom Programmgeber 11 wieder über die Leitung 47 das UND-Tor 16 angesteuert und auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 2 werden wieder Taktimpulse TI aufgezeichnet. Ueberstreicht der Elektronenstrahl hingegen die Zeilengruppe II, so wird im Koordinatenpunkt x-, über die Leitung der Zusatzschlüsselspeicher 18 angesteuert, wodurch einerseits über die oben erwähnten Stufen auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 2 der Zusatzschlüssel aufgezeichnet wird und anderseits der Anfangszustand des Schlüsselimpulsrechners 19 gesetzt und unter Umständen im Geheimschlüsselspeicher 20 bestimmte Teile selektioniert v/erden. Wenn der Elektronenstrahl die Zeilengruppe III überstreicht, dann wird im Koordinatenpunkt x_ vom Programmgeber 11 über die Leitung 50 der Schlüsselimpulsrechner 19 und über die Leitung 51 das Schieberegister 15 angesteuert. Das Schieberegister 15 wird pro Zeilenpaket einmal mit dem Ausgangssignal des Mischers 22 gefüllt und der Inhalt des Schieberegisters 15 wird pro Zeilenpaket fünfmal ausgelesen und über die Intensitätssteuerstufe 9 auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 2 dargestellt.

309851/0292

Im Koordinatenpunkt χ. wird vom Programmgeber 11 wiederum über die Leitung 48 der Impulsrechner 17 angesteuert, sodass auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 2 eine Sequenz von Synchronisierimpulsen aufgezeichnet wird und im Koordinatenpunkt X₁. liegt auf keiner der Leitungen 47, 48, 49, 50 und ein Signal. ,

Die Zeilengruppe I besteht darstellungsgemäss aus drei Zeilenpaketen, die Zeilengruppe II ebenfalls. In der Zeilengruppe II ist demnach in der Kolonnengruppe IN der Zusatzschlüssel dreimal redundant aufgezeichnet. Diese Redundanz ist vorgesehen, um beim Dechiffrieren des chiffrierten Bildes auch bei etwas fehlerhaften oder beschädigten Bildern die Zusatzschlüsselinformation einwandfrei abtasten zu können. Die Zeilengruppe III schliessüich, welche sich bis an den unteren Bildrand erstreckt, enthält in der Kolonnengruppe IN die eigentliche chiffrierte Information. Der obere Rand des Informationsfeldes wird in ähnlicher Weise festgelegt wie der linke Rand: Die Steuer- und Ablenkelektronik S (Fig. 1) erzeugt nach dem Beginn der Abtastbewegung in dem dem oberen Rand der Karte 6 entsprechenden Auslenkwinke1 des Elektronenstrahls einen Startimpuls, welcher über die Leitung 46 in den Programmgeber 11 eingespeist wird und in diesem die Auszählung einer Anzahl von Abtastzeilen auslöst. Nach erfolgter Auszählung dieser Zeilen befändet sich der Kathodenstrahl der Aufzeichnungsröhre 2 am oberen Rand des Informationsfeides F der Karte 6 und es beginnt die Aufzeichnung der Informationen. Durch diese Positionierungsvorgänge liegt das Informationsfeld F mit"Sicherheit innerhalb des Aufzeichnungs-

3098 5 1/0292

Bereichs der Kathodenstrahlröhre 1 und damit auch innerhalb des Anzeigefeldes der Kathodenstrahlröhre 2 (Fig. 1).

In Zeile a von Fig. 2 sind verschiedene Teile des Informationsfeldes F der Karte 6 mit ausgezogenen bzw. strichlierten bzw. strichpunktierten Linien umrandet. Die ausgezogene Linie A umrandet einen Bereich, welcher auf der Karte 6 unbedingt vorhanden sein muss, die strichlierte Linie B bzw. die strichpunktierte Linie C umranden Bereiche, welche vorhanden sein können, aber nicht müssen.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zur Abtastung und Dechiffrierung eines chiffrierten Bildes. Diese Vorrichtung weist dieselbe Informationsein- und -ausgabestufe auf wie die Chiffriereinrichtung von Fig. 1, stimmt also mit dieser bezüglich der Kathodenstrahlröhren 1 und 2, des Objektivs 3, des photoelektrischen Elements 5, des Verstärkers 13 und der Steuer- und Ablenkelektronik 8 überein. Weiter sind der Geheimschlüsselspeicher 20, der Schlüsselimpulsrechner 19 und die Taktquelle 12 mit den entsprechenden Stufen der Vorrichtung von Fig. 1 identisch. In der Praxis wird für beide Verfahren eine einzige Vorrichtung verwendet, welche sowohl zum Chiffrieren als auch zum Dechiffrieren ausgerüstet und mit einem Umschalter zum Einstellen dar Vorrichtung auf die gewünschte Funktion versehen ist. Zum Dechiffrieren einer Karte 6 mit einem chiffrierten Bild wird diese in einen vor dem Objektiv 3 angeordneten und nicht dargestellten Träger eingelegt; auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 2 erscheint das Klarbild des chiffrierten Bildes. Die Intensität des Fa-

309851/0292

thodenstrahls der Röhre 1 wird so wie beim Beispiel von Fig. 1 über die Leitung 3-8 auf einem konstanten Wert gehalten, wogegen die Kathodenstrahlröhre 2 von der Intensitätssteuerstufe 9 über die Leitung 39 mit variabler Intensität gesteuert wird. Das durch die Abtastung des chiffrierten Bildes auf der Karte 6 gewonnene chiffrierte Impulssignal wird nach der Verstärkung im Verstärker 13 über eine Leitung 55, einem Modulo-2-Mischer 32, einem Programmgeber 11*, einem Korrelator 43, einer Torschaltung 30 und' einer Taktsynchronisierungsstufe 27 zugeführt. Die Taktsynchronisierungsstufe 27 ist über zwei Leitungen 52 und mit der Taktquelle 12 und über eine Leitung 54 mit dem Programmgeber 11* verbunden und wird von letzterem bei einer bestimmten Relativposition zwischen Abtastkathodenstrahl und chiffriertem Bild und zwar ^beim Ueberstreichen des oberen Randes des Informationsfeldes F auf der Karte 6 (Fig. 2) eingeschaltet. Die Taktsynchronisierungsstufe 27 dient zur Synchronisierung der Frequenz und Phase der Taktquelle 12 bei der Dechiffrierung mit dem auf der Karte 6 aufgezeichneten Taktraster. Das über die Leitung 53 von der Taktquelle 12 in die Taktsynchronisierungsstufe 27 eingespeiste Taktraster wird in dieser mit dem über die Leitung 55 eingespeisten von der Karte 6 abgelesenen Taktraster verglichen. Ueber die Leitung 52 regelt die Taktsynchronisierungsstufe 27 die Taktquelle 12 so, dass an der Ausgangsleitung 10 der Taktsynchronisierungsstufe 27 ein mit dem abgelesenen Taktraster synchrones korrigiertes Taktraster T* liegt. Ueber die Leitung 10 ist die Taktsynchronisierungsstufe 27 mit dem Programmgeber 11*, einem Generator

309851/0292

^J 18 -

für die Synchronisierimpulsfolgen, einem Züsatzschlüsselspeicher 29 und dem Schlüsselirapulsrechner 19 verbunden. Der Synchronisierimpulsfolgengenerator 28 ist mit der Torschaltung 30, dem Korrelator 43 und über zwei Leitungen 56 und 57 mit dem Programmgeber 11* verbunden. Der Ausgang des Korrelators 43 ist mit dem einen Eingang einer Torschaltung 31 verbunden, deren anderer Eingang über eine Leitung 58 mit dem Programmgeber 11* und deren Ausgang mit dem Schlüsselimpulsrechner 19 verbunden ist. Der Ausgang des Schlüsselimpulsrechners ist mit dem einen Eingang des Modulo-2-Mischers 32 verbunden, an dessen anderem Eingang die Leitung 55 mit dem bei der Abtastung gewonnenen chiffrierten Impulssignal liegt und dessen Ausgang mit einem vom Programmgeber 11* über eine Leitung 59 gesteuerten Schieberegister 33 verbunden ist. Im Modulo-2-Mischer wird das durch die Abtastung des chiffrierten Bildes gewonnene Impulssignal durch Mischen mit dem Schlüsselimpulsprogramm des Schlüsselimpulsrechners 19 dechiffriert. Der dazu erforderliche Zusatzschlüssel, welcher auf der Karte 6 bezüglich der Abtastrichtung des Kathodenstrahls vor der eigentlichen chiffrierten Information aufgezeichnet ist (Fig. 2) wird beim Dechiffriervorgang abgelesen, im Speicher 29 gespeichert und dem Schlüsselimpulsrechner 19 eingegeben. Der richtige zeitliche Ablauf aller Vorgänge wird durch den Programmgeber 11* gesteuert. Der Ausgang des Schieberegisters 33 ist einerseits über eine Torschaltung 26 mit der Intensitätssteuerstufe 9 verbunden und liegt anderseits an einem Ausgang 34, welcher Ausgang beispielsweise mit einer Leitung zur Fernübertragung des chiffrierten Impulssignals verbunden

309851/0292

sein kann. Der Ausgang des Verstärkers 13 ist mit einer Eingangski emme 35 verbunden, welche zum Empfang eines von einer

Chiffriervorrichtung gemäss Fig. 1 über die Ausgangsklemme 23 ausgesandten und fernübertragenen chiffrierten Impulssignals dient>,welches mit der Vorrichtung von Fig. 3 ebenso wie ein durch Abtastung des chiffrierten Bildes 6 gewonnenes Signal dechiffriert werden kann. Die Torschaltung 26 ist weiter über eine Leitung 6o mit dem Programmgeber 11* verbunden. Vom Programmgeber führt ausserdem eine Leitung 42 ' zur Steuer- und Ablenkelektronik 8. Ueber diese Leitung 42 werden vom Programmgeber 11* an die Steuer- und Ablenkelektronik 8 Impulse zur Korrektur der Richtung der Abtastzeile abgegeben.

Ebenso wie die Abtastung eines Klärbildes erfolgt auah die Abtastung eines chiffrierten Bildes zeilenweise in der Richtung von links nach rechts und in der Zeilenfolge von oben nach unten. Die Funktionsweise der Vorrichtung beim Dechiffrieren eines chiffrierten Bildes soll nun anhand der Fig. 2 und 3 er läuterb v/erden!

Nach dem Beginn des Abtastvorgangs beim Dechiffrieren erreicht der Abtaststrahl der Kathodenröhre 1 nach einer nicht genau definierten Anzahl von Abtastzeilen den oberen Rand des Informatxonsfeldes F der Karte 6. Sobald dies geschieht, werden im photoelektrischen Element 5 Signale erzeugt, welche über die Leitung 55 dem Programmgeber 11* zugeführt werden. Der Programmgeber schaltet über die Leitung -die Taktsynchronisierüngsstufe 27 ein. Diese differenziert

309851/0292

r 20 -

das vom chiffrierten Bild abgetastete Impulssignal und richtet es gleich, erzeugt also an den Orten der Kanten der abgetasteten Impulse je eine Irapulsspitze und vergleicht diese Impulsspitzen mit dem über die Leitung 53 empfangenen Taktraster der Taktquelle 12. Eventuelle Zeitdifferenzen zwischen dem Taktraster des abgetasteten Impulssignals und dem von der Taktquelle 12 erzeugten, werden von der Taktsynchronisierungsstufe 27 gemessen und dazu verwendet, um über die· Leitung 52 die Taktquelle 12 mit dem abgetasteten Impulssignal nach bekannten Methoden zu synchronisieren. Wie schon ausgeführt, betrifft diese Synchronisierung nicht nur die Taktfrequenz bzw. -periode, sondern auch die Taktphase, sodass nach Durchführung der Taktsynchronisierung die von der Taktquelle 12 über die Taktsynchronisierungsstufe 27 an die Leitung 10 gelieferten Taktimpulse T* mit den abgetasteten Taktimpulsen TI (Fig. 2) , welche im chiffrierten Impulssignal enthalten sind, übereinstimmen. Die Taktsynchronisierung ist über die ganze Bildabtastung wirksam, also auch dort, wo auf dem chiffrierten Bild keine Tciktimpulse TI sondern die eigentliche Information aufgezeichnet ist, da ja zur Taktsynchronisierung nur die Impulskantenlage von Einfluss ist und die Erzeugung aller Informationen auf dem chiffrierten Bild im Raster der Taktquelle 12 (Fig. 1) erfolgt. Dadurch, dass die Taktsynchronisierung während der gesamten Dauer der Bildabtastung wirkt, werden Ungenauigkeiten der Kathodenstrahlröhren sowie störende Einflüsse durch Verziehen der Bilder u. dgl. ausgeschaltet.

309851/0292

]Hach der Abtastung der Taktimpulse in der Kolonnengruppe TR jeder Zeile der Karte 6 tastet der Kathodenstrahl die Kolonnengruppe SI, mit der jeweils aufgezeichneten Synchronisierimpulsfolge ab. Wie schon ausgeführt wurde, ist die Synchronisierimpulsfolge für jedes Zeilenpaket gleich, jedoch sind in zwei aufeinanderfolgenden Zeilenpaketen die Synchronisierimpulsfolgen jeweils gegeneinander phasenverschoben, darstellungsgemäss um drei Bits. Da am Ende jeder Zeile bzw. jedes Zeilenpakets in der Kolonnengruppe SI₀ die gleiche Synchronisierimpulsfolge aufgezeichnet ist wie am Anfang, ermöglicht die Phasenverschiebung der Synchronisierimpulsfolgen von Zeilenpaket zu Zeilenpaket die Feststellung, ob der Abtaststrahl der Kathodenstrahlröhre parallel zu den aufgezeichneten Bildzeilen verläuft. Bei Parallelität zwischen Abtaststrahl und Bildzeile ist die am Anfang jeder Zeile abgetastete Synchronisierimpulsfolge in der gleichen Phasenlage wie die am Ende der Zeile abgetastet. Ist die Abtastrichtung nicht parallel zur Zeile, so wird beispielsweise am Anfang der Zeile eine Synchronisierimpulsfolge nit nachfolgend eingeschobenen Füllbits und am Ende der Zeile eine Synchronisierimpulsfolge mit vorher eingeschobenen Füllbits abgetastet, welche beide Synchronisierimpulsfolgen also gegeneinander um 3 Bitphasen verschoben sind. Diese Phasenverschiebung wird im Generator 28 festgestellt. Der Generator 28 wird im Koordinatenpunkt x~ (Fig. 2, Zeile b) vom Programmgeber 11* über die Leitung 57 eingeschaltet. Der Generator 28 ist so ausgeführt, dass er simultan die Synchronisierimpulsfolgen mit verschiedenen Phasenlagen produzieren kann, wodurch er in der Lage ist, durch Vergleich die Phasenverschiebung

309851/0292

.zwischen den beiden Synchronisierimpulsfolgen zu erkennen. Bei ungleicher Phasenlage der beiden Synchronisierimpulsfolgen eines Zeilenpakets gibt der Generator 28 an den Programmgeber 11* über die Leitung 56 ein Signal ab. Aufgrund dieses Signals gibt der Programmgeber 11* über die Leitung 4 an die Steuer- und Ablenkelektronik 8 für die Richtung senkrecht zur Richtung der Abtastzeilen des Kathodenstrahls eine Steuergrösse ab, welche die Ablenkung in dieser Richtung in Funktion von der Ablenkung in Zeilenrichtung erhöht oder erniedrigt. Die Feststellung der Nichtparallelität zv/ischen Abtastzeile und aufgezeichneter Zeile kann allerdings nur dann erfolgen, wenn die Abweichung am Zeilenende ein ungerades Vielfaches der Zeilenpakethöhe beträgt. In der Regel beträgt die Abweichung jedoch nicht mahr als die einfache Zeilenpakethöhe_r da die Karte 6 relativ zur Kathodenstrahlröhre 1 mit für diese Bedingung hinreichender Genauigkeit justiert werden kann. Durch Abzählen der Sieilenpakete vom oberen Bildrand aus kann festgestellt werden, ob die /JDtastzeile relativ zur Bildzeile schräg nach oben oder schräg nach unten verläuft. Diese Steuerung der Parallelität zwischen Abtastzeile der Kathodenstrahlröhre und Bildzeile der Karte ist die einzige Einflussnahme des Programmgebers 11* auf die selbständig laufende Steuer und Ablenkslektronik 8.

Nach der Abtastung der Zeilengruppe I des Informationsfeldes F der Karte 6 (Fig. 2), während welcher die Taktsynchronisierung und öie Steuerung der Parallelität zv/ischen Abtastzeile und Bildzeile erfolgt, wird die Zeilen-.gruppe II abgetastet. Hierbei wird die in diesem Bereich

309851/0292

mehrfach redundant aufgezeichnete Zusatzschlusselinformation abgetastet und im Speicher 29 gespeichert. Die Eingabe in den Speicher 30 erfolgt über das UND-Tor 30, sobald der Programmgeber 11* über die Leitung 61 und der Generator 28 je ein entsprechendes Signal liefern. Dies ist im Koordinatenpunkt x. (Fig. 2, Zeile b) der Fall. Im Beispiel von Fig. 2 ist die Zusatzschlüsselinformation dreimal redundant in drei Zeilenpaketen aufgezeichnet. Von diesen drei Aufzeichnungen sollen zumindest zwei identisch sein. Diese identischen Informationen werden im Zusatzschlüsselspeicher 29 gespeichert. Der auf ein Bit genaue Abtastbeginn des Zusatzschlüssels wird,wie schon gesagt , durch den Programmgeber 11* und durch die abgetasteten Synchronisierimpulsfolgen mittels des Generators 28 gewährleistet. Die Wirkungsweise wird weiter unten erläutert. Anschliessend an die Abtastung des Zusatzschlüssels in der Zeilengruppe II folgt die Abtastung der Zeilengruppe III, welche die eigentliche .:hiffrierte Information enthält.· Der Schlüsselimpulsrechner 19 ist mittlerweile mit der aufgenommenen und gespeicherten Zusatzschlüsselinformation sowie mittels der durch den Zusatzschlüssel im Geheimschlüsselspeicher 20 selektionierten Geheimschlüsselinformation in eine für jedes spezielle chiffrierte Bild charakteristische Initialstellung geschaltet und ist somit bereit für die Dechiffrierung. Der Einschaltbefehl für den Schlüsselimpulsrechner wird nach der Abtastung von 6 Zeilenpaketen in 'Vertikalrichtung (Aufzählung durch den Programmgeber Ii*) über die Leitung 58 an das UND-Tor 31 gegeben, der auf 1 Bit

309851/0292

genaue Einschaltzeitpunkt wird vom Korrelator 4 3 an das UND-Tor 31 gegeben. Sobald-an den Eingängen des UND-Tores 31 beide Signale liegen, schaltet dieses den Schlüsselimpulsrechner 19 ein» Im Generator 28 sind' beispielsweise 5 identische, jeweils von einer zur anderen um 1 Bit phasenverschobene Synchronisierimpulsfolgen sequentiell abrufbar gespeichert. Nach dem Durchlaufen des Taktrasters am Zeiienanfang wird der Generator 28 durch den Programmgeber. 11* eingeschaltet. Die 5 phasenverschobenen Synchronisierimpulsfolgen v/erden nun im Korrelator 43,welcher aus fünf parallel arbeitenden Einzelkorrelatoren besteht, mit den abgetasteten Synchronisierimpulsfolgen korreliert. Der letzten Stelle jeder Synchronisierimpulsfolge ist ein Begleitbit zugeordnet, welches bei derjenigen Synchronisierimpulsfolge, bei welcher im Korrelator 43 der maximale Korrelationswert festgestellt wurde, im Moment des Durchgangs von deren letzter Stelle durch den Korrelator den Schlüsseliiapulsrechner 19 einschaltet. Auch bei - z.B. durch Verschmutzung des Bildes - etv/as zu spätem oder etwas zu frühem Einschalten des Generators 28 wird bei jeder Zeile der Schlüsselimpulsrechner 19 dennoch zeitrichtig eingeschaltet, da dies durch diejenige der verschiedenen phasenverschobenen Synchronisierimpulsfolgen geschieht, welche mit der aufgezeichneten Synchronisierimpulsfolge am besten übereinstimmt. Statt der Speicherung sämtlicher verschiedener Synchronisierimpulsfolgen im Generator 28, könnten diese auch durch ein einziges rückgekoppeltes Schieberegister erzeugt werden. Die verschiedenen Phasenlagen der Synchronisierimpulsfolgen kennen in diesem Fall einem dem ersten Schieberegister nachgeschalteten

309851/0292

. zweiten Schieberegister entnommen v/erden.

Analog wie das zeitrichtige Einschalten des

Schlüsselimpulsrechners 19 mit Hilfe des Programmgebers 11*, des Generators 28, des Korrelators 43 und des UND-Tores 31 erfolgt in der ZeiDengruppe II das zeitrichtige Empfangen und Speichern der Zusatzschlüsselinformation mit Hilfe des Programmgebers 11*, des Generators 28 und des UND-Tores 30. Prinzipiell könnten die Vergleiche der verschiedenen Syn-' chronisierimpulsfolgen-Phasenlagen statt wie beschrieben parallel auch sequentiell durchgeführt werden. Jedoch würde dies eine besonders schnelle zusätzliche Takt- und Steuerlogik bedingen.

Wie schon mehrfach erwähnt, sind für jede Bildzeile fünf Abtastzeilen der Kathodenstrahlröhre vorgesehen, welche zusammen je ein Zeilenpaket bilden. Die Information innerhalb eines Zeilenpaketes ist also untereinander 5mal identisch geschrieben. Bei der Abtastung von etwas relativ zur Kathodenstrahlröhre verschobenen Bildern kann es geschehen, dass die obersten und untersten Zeilen der Zeilenpake te nicht eindeutig innerhalb eines Zeilenpaketes liegen. Das Kriterium, ob die Abtastzeilen über die Bildbreite innerhalb des gleichen Zeilenpaketes liegen, sind wieder die Synchronisierimpulsfolgen. Nur diejenigen Abtastzeilen, deren abgetastete Synchronisierimpulsfolgen am Zeilenanfang und Zeilenende in gleicher Phasenlage sind, verlaufen innerhalb des gleichen Zeilenpaketes und werden als '"richtige"

309851/0292

.- 26 -

'Abtastzeilen taxiert« Von der ersten "richtigen" Abtastzeile v/erden noch 2 Zeilen weitergezählt und die dritte Abtastzeile als in der Regel mittlere Abtastzeile des Zeilenpakets wird für die Dechiffrierung verwendet. Das Zählen der Zeilen erfolgt mit dem Programmgeber 11*. Anstatt die mittlere der fünf Abtastzeilen als signifikant für die Information eines Zeilenpaketes anzusehen, könnten auch die Informationen sämtlicher innerhalb eines Zeilenpakets befindlichen "richtigen" Abtastzeilen in je einem zugeordneten Schieberegister gespeichert und miteinander verglichen werden und diejenige Zeileninformation dechiffriert werden, welche beim Vergleich die häufigste Uebereinstimmung aufweist. Der Schlüsselimpulsrechner 19 wird zu Beginn jeder Zeile eingeschaltet und nach einer genau definierten Anzahl von Schritten am Ende der Zeile wieder ausgeschaltet. Diese Anzahl wird durch den Programmgeber 11* gezählt. Bei der Dechiffrierung dient die Stellung des Schlüsselimpulsrechners am Ende der vorhergegangenen Zeile als Startstellung für die nachfolgende zu dechiffrierende Zeile. Nach der im Modulo-2-Mischer 32 durch Mischung des abgetasteten chiffrierten Impulssignals mit dem Schlüsselimpuisprogramm des Schlüsselimpulsrechners 19 durchgeführten Dechiffrierung wird die dechiffrierte Information der dritten Abtastzeile jedes Zeilenpakets im Schieberegister 33 gespeichert und durch Wirkung des Programmgebers 11* über die Leitung 59 fünfmal hintereinander als Klarimpulssignal ausgegeben. Dieses Klarimpulssignal gelangt über das UND-Tor 26, die Steuerelektronik 9 und die Zuleitung 39 auf die Kathode der Röhre 2. Je fünf Abtastzeilen des chiffrierten Bildes er-

309851/0292

geben informationsmässig eine einzige, jedoch fünfmal so breite Bildzeile des Klarbildes.

Anstelle der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Abtast- und Wiedergabevorrichtung mit den beiden synchron zueinander laufenden Kathodenstrahlröhren 1 und 2 könnten Abtast- und Wiedergabevorrichtung auch in einer einzigen Kathodenstrahlröhre vereinigt sein. In diesem Fall würde die obere Hälfte des Bildschirms dieser Röhre zur Abtastung und die untere Hälfte zur Anzeige dienen. Der Elektronenstrahl könnte ständig zwischen den beiden Schirmhälften umgeschaltet werden, sodass die Wiedergabe auf der unteren Schirmhälfte praktisch gleichzeitig mit der Abtastung auf der oberen Schirinhälfte erfolgen würde.

Die beschriebene Vorrichtung weist den Hauptvorteil auf, dass infolge der Art der Synchronisierung bei der Dechiffrierung die Anforderungen an Positionierung und Qualität des die graphische Information tragenden Bildes und an die Genauigkeit der Kathodenstrahi-Abtastung relativ bescheiden sind. Infolgedessen können mit relativ billigen Vorrichtungen hinreichend gute Resultate erzielt werden. Ein weiterer Vorteil·liegt darin,dass zwischen Chiffrierelektronik und Ablenkelektronik der Kathodenstrahlröhren praktisch kein Synchronismus vorhanden sein muss und man aus diesem Grunde mit der Ablenk- und Display-Genauigkeit handelsüblicher, relativ billiger Fernseh-Empfanger durchaus auskommen kann. -Weiter ist es von Vorteil, dass das bei der Abtastung des

3 0 9851/0292

r 28 -

Klarbildes gewonnene chiffrierte Impulssignal und auch das abgetastete chiffrierte Impulssignal fernübertragen werden können (Fig. 1, Anschlussklemme 23 bzw. Fig. 3, Anschlussklemme 35). In der Praxis ist dies von Vorteil, da ein unbefugter Empfänger das chiffrierte Signal in der Regel nicht dechiffrieren kann. Gegen Uebertragungsstörungen ist das chiffrierte Signal durch die beigefügte Synchronisierinformation weitgehend gesichert.

Wie schon weiter oben ausgeführt wurde, braucht das Informationsfeld F auf der Karte 6 nicht unbedingt alle in Fig. dargestellten Informationen aufzuweisen. Es würde auch genügen, wenn das Informationsfeld F nur aus dem von der ausgezogenen Linie A umrandeten Bereich bestünde. In diesem Fall könnte allerdings ein Schräglauf der Abtastzeilen nicht festgestellt werden. Wenn das Informationsfeld F aus dem von der strichlierten Linie B umrandeten Bereich bestünde, könnte hingegen ein Schräglauf der Abtastzeilen festgestellt werden. Ein Informationsfeld dieser Art wäre in den meisten Anwendungsfällen ausreichend. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass es vorteilhaft ist, alle Strahlpositionier- und Synchronisiervorgänge vor der eigentlichen Informationsabtastung vorzunehmen. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn das Informationsfeld F die von der strichpunktierten Linie C umrandete Fläche aufweist.

Für die Erkennung von Unterschriften genügt in der Regel ein Binärsignal, das heisst ein Signal bei dem der Bild-

■- 29 -

wert entweder schwarz oder weiss ist. Für die Chiffrierung anderer Dokumente wäre eine Gradation in verschiedene Helligkeitsstufen bzw. gar eine farbige Verarbeitung wünschbar. Dies würde am Prinzip der beschriebenen Vorrichtung nichts ändern. Die Bildabtastung könnte auch mit einer normalen handelsüblichen Fernseh-Kamera oder mit irgendwelchen andern "Flying-Spot"-Abtasteinrichtungen durchgeführt werden. Ebenso könnte für Abtastung und Wiedergabe auch bekannte Faksimile-Aufnahme- und Wiedergabeg'eräte verwendet werden. Dies hätte jedoch den Nachteil einer relativ langsamen Bildverarbeitung. Die Verwendung von Kathodenstrahlröhren hat hingegen den grossen Vorteil, dass die Bilder praktisch ohne Zeitverzug chiffriert, übertragen und dechiffriert werden. Da bei der beschriebenen Vorrichtung der Zusatzschlüssel dazu verwendet wird, um Anfangsstellung und Schaltungsablauf des Schlüsselimpulsrechners zu beeinflussen und um charakteristische Teile des Geheimschlüssels zu selektiönieren, ist mit praktisch 100% Sicherheit gewährleistet, dass verschiedene Unterschriften mit verschiedenen Schlüsselimpuls— Programmen chiffriert werden. Dadurch ist ausgeschlossen, dass aus der Kenntnis der Korrespondenz zwischen einer Klarbild-Unterschrift und der zugehörigen chiffrierten Unterschrift auf die Chiffrierart anderer Unterschriften rückgeschlossen werden kann. Dennoch besteht noch eine geringe Fälschungsmöglichkeit, wenn nämlich beispielsweise ein Unbefugter in den Besitz eines Bildes mit einer chiffrierten Unterschrift kommt und anhand zugänglicher zugehöriger Klar— Unterschriften auf beispielsweise Briefen die Klarunter-

309851/0292

r- 30 -

schrift nachmachen kann. Wenn die erfindungsgemässe Vorrichtung beispielsweise im Bankwesen verwendet würde, dann hätte jeder Kontoinhaber neben seinem Scheckheft ein Kärtchen mit dem Bild seiner chiffrierten Unterschrift. Beim Einlösen eines Schecks unterschreibt der Kunde diesen und legt das Kärtchen mit der chiffrierten Unterschrift vor.Die Originalunterschrift wird mit der auf dem Bildschirm der Röhre 2 angezeigten, durch Abtastung und Dechiffrierung der chiffrierten Unterschrift gewonnenen "Originalunterschrift" verglichen. Um die weiter oben angegebene Fälschungsmöglichkeit auszuschliessen, ist es vorteilhaft, wenn der Unterschrifteninhaber seiner Unterschrift jeweils ein zusätzliches Zeichen, beispielsweise eine- Zahl und/oder ein Symbol beifügt, welches er im Gedächtnis behält. Dieses Zusatzzeichen v/äre auf dem Kärtchen mit der chiffrierten Unterschrift nicht als solches erkennbar und könnte auch nicht anhand anderer Unterschriften des Unterschrifteninhabers festgestellt werden, da das Zusatzzeichen ja nur in Verbindung mit dem Kärtchen mit der chiffrierten Unterschrift verwendet würde, also beispielsv/eise bei Bankgeschäften, nicht aber auf Briefen u.dgl.

Eine direkte maschinelle, vollautomatische Beurteilung von Unterschriften ist i.a. schwierig durchzuführen. Infolgedessen wird man in der Regel eine halbautomatische Beurteilung der oben beschriebenen Art durchführen. Maschinell und vollautomatisch kann hingegen festgestellt v/erden, ob die chiffrierte Unterschrift mit dem richtigen Geheimschlüssel produziert wurde. Dies wird dadurch erreicht, dass man im

309851/0292

Klarbild weisse oder schwarze mit Sicherheit nicht beschriebene Flächen freilässt, welche bei Dechiffrierung
einer mit falschem Geheimschlüssel produzierten chiffrierten Unterschrift mit einem Pseudozufallspunktemuster aufgefüllt bleiben anstatt weiss oder schwarz zu sein und dadurch rein maschinell detektiert werden können.

Der Zusatzschlüssel, welcher vorzugsweise die
Personaldaten des Unterschriftenträgers umfasst, kann zusätzlich noch aus einer im Gedächtnis des Unterschrifteninhabers eingeprägten "Gedächtnis"-Zahl bestehen. Diese
Zahl kann beim Chiffrieren und Dechiffrieren in die Vorrichtung eingegeben werden und ist mit massgebend für die Art der Chiffrierung.

Falls noch eine Photographie des Unterschrifteninhabers auf dem Bild mitchiffriert wird, so kann ein.
chiffriertes Bild drei persönliche identifizierende Merkmale enthalten, nämlich:

- Unterschrift,

- Photographie,

- einstellbare Gedächtniszahl in maschinell lesbarer bzw. abtastbarer Form.

098 51/0292

Claims

ANSPRUECHE

ί l.J Verfahren zur Umwandlung graphischer Klarinformationen in chiffrierte Informationen und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Chiffrierung der Klarinformation diese durch sequentielle Abtastung in ein elektrisches Impulssignal umgeformt und dieses Impulssignal mit von einem Schlüsselimpulsrechner erzeugten Schlüsselimpulsfolgen gemischt und/oder logisch verknüpft wird, dass' das so chiffrierte Impulssignal in graphische chiffrierte Information umgewandelt wird, dass zur Dechiffrierung der graphischen chiffrierten Information diese durch sequentielle Abtastung in ein elektrisches Impulssignal umgeformt und dieses Impulssignal mit den gleichen Schlüsselimpulsfolgen wie bei der Chiffrierung gemischt und/oder logisch verknüpft wird, dass dieses dechiffrierte Impulssignal in graphische Information umgewandelt wird, und dass bei jeder Chiffrierung einer graphischen Klarinformation zumindest vor der eigentlichen Chiffrierung zumindest eine der Klarinformation zugeordnete Zusatzinformation, vorzugsweise eine für die Dechiffrierung vorgesehene Synchronisierinformation, erzeugt und ebenfalls in graphische Information umgewandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlung des chiffrierten Impulssignals in graphische, chiffrierte Information, und die Umwandlung des dechiffrierten Impulssignals in graphische Information und die Umwandlung der Synchronisierinformation in graphische

309651/0292

Information durch Darstellung des chiffrierten Impulssignals bzw. des dechiffrierten Impulssignals bzw. der Synchronisierp_nformation auf einem Anzeigeschirm erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung der Klarinformation bei der
Chiffrierung, die Abtastung der chiffrierten Information bei der Dechiffrierung und die Darstellung des chiffrierten Impulssignals, die Darstellung des dechiffrierten Impulssignals· und die Darstellung der Synchronisierinformation auf dem Anzeigeschirm zeilenweise erfolgen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Chiffrierung in jeder Abtastzeile jeweils beim gleichen Auslenkwinkel des Abtaststrahls beginnend, vor der Abtastung der Klarinformationen die Zusatzinformation erzeugt und auf dem· Anzeigeschirro dargestellt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzinformation aus einer Taktimpulsfolge und aus einer Synchronisierimpulsfolge bestehen.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Anzeigeschirm in jeder Zeile unmittelbar nach der Zusatzinformation die chiffrierte Information dargestellt wird.

309851/0292

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in jeweils mehreren, vorzugsweise fünf aufeinanderfolgenden Zeilen, welche jeweils ein Zeilenpaket bilden, die gleiche Taktimpulsfolge die gleiche Synchronisierimpulsfolge und die gleiche chiffrierte Information dargestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktimpulsfolge für alle Zeilenpakete gleich ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierirapulsfolgen für alle Zeilenpakete gleich, jedoch von Zeilenpaket zu Zeilenpaket gegeneinander phasenverschoben sind.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Informationsaufnahmestufe zur Eingabe der Informationen und zur Umwandlung der eingegebenen Informationen in Impulse, einer Stufe zur Chiffrierung bzw. Dechiffrierung dieser Impulse und einer Informationsausgabestufe zur Umwandlung der chiffrierten bzw. dechiffrierten Impulse in graphische Informationen und zur Ausgabe dieser Informationen, dadurch gekennzeichnete dass die Stufe zur Chiffrierung bzw. Dechiffrierung der in der Eingabestufe gewonnenen Impulse mindestens einen elektronischen Schlüsselimpulsrechner aufweist, an dessen Ausgang mindestens ein variables Schlüsselimpulsprogramm zur Mischung und/oder lo-

309851/G2S2

gischen Verknüpfung mit den aus der Klarinformation gewonΠeh Impulsen bei der Chiffrierung bzw. mit den aus der chiffrierten Information gewonnenen Impulsen bei der Dechiffrierung erhältlich ist, und dass das Schlüsselimpulsprogramm des Schlüsselimpulsrechners von mindestens einem auf den Schlüsselimpulsrechner einwirkenden Geheimschlüssel, von mindestens einem auf den Schlüsselimpulsrechner und/oder den Geheimschlüssel einwirkenden nicht geheimen Zusatzschlüssel und von den Schaltzuständen des Schlüsselimpulsrechners abhängig ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsaufnahme- und die Informationsausgabestufe je eine Kathodenstrahlröhre zur zeilenweisen sequentiellen Abtastung der zu chiffrierenden Klarinformation oder der zu dechiffrierenden chiffrierten Information bzw. zur zeilenweise sequentiellen Anzeige der chiffrierten Information oder der Klarinformation aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kathodenstrahlröhren eine gemeinsame Strahl-Ablenkelektronik aufweisen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Informationsaufnahme- und Informationsausgabestufe durch eine gemeinsame Kathodenstrahlröhre gebildet sind, wobei die eine Hälfte des Bildschirms dieser Kathodenstrahlröhre zur zeilenweisen sequentiellen Abtastung der zu chiffrierenden Klarinformation bzw. der zu dechiffrierenden chiffrierten Information und die andere Hälfte zur zeilcnweisen sequentiellen Anzeige der chiffrierten Informa-

309851/0292

·- 36 -

2 2 3 Ί 2 A

'tion bzw. Klarinformation dient.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge-' kennzeichnet, dass Informationsaufnahme" und Informationsausgabestufe durch ein Faksimile-Aufnahme- bzw. Faksimile-Wiedergabegerät gebildet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsaufnahmestufe durch eine Fernsehkamera gebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzschlüssel durch solche Daten gebildet ist, Vielehe die zugeordnete graphische Information eindeutig kennzeichnen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzschlüssel zusätzlich eine geheime Zahl enthält, welche in die Vorrichtung manuell eingebbar ist.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zu chiffrierende graphische Information bezüglich ihrer optischen Eigenschaften in jedem Abtastpunkt nur den einen oder den anderen von zwei möglichen Werten aufweist, und dass die aus der eingegebenen Information c;ev.'onne:ien Impulse das eine oder das andere Ejnärzeichen darstellen_r

309851/0292

•19. Vorrichtung nach einem oder' mehreren der

Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die "zu chiffrierende graphische Information bezüglich ihrer optischen Eigenschaften in jedem Abtastpunkt einen von mehr als zwei möglichen Werten aufweist, und dass die aus der eingegebenen Information gewonnenen Impulse binär codierte Signale darstellen, wobei jedem möglichen Wert der zu chiffrierenden Information in jedem Abtastpunkt ein spezifisches binär codiertes Signal zugeordnet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das am Ausgang des elektronischen Schlüsselimpulsrechners erhältliche Schlüsselimpulsprogramm aus binär codierten Signalen gebildet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsaufnahmestufe ein Eingabeelement zur Halterung und Positionierung des die einzugebende graphische Information tragenden Trägers aufweist, welches Eingabeelement im Abtastbereich der Kathodenstrahlröhre angeordnet ist, und dass dem Eingabeelement ein photoelektrisches Element zur Messung des von der die graphische Information beinhaltenden Oberfläche des Trägers reflektierten Lichtes zugeordnet ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe zur Chiffrierung der aus

. den eingegebenen Informationen gewonnenen Impulr.e neben dem

309851/0292

Schlüsselimpulsrechner eine Taktquelle zur Erzeugung eines Taktrasters für die Chiffrierstufe, einen Programmgeber zur Steuerung der Funktion der einzelnen Elemente der Chiffrierstufe, einen Zusatzschlüsselspeicher, einen Geheimschlüsselspeicher, einen Impulsrechner zur Erzeugung von Synchronisierimpulsfolgen, einen Modulo-2-Mischer und ein Schieberegister enthält, wobei der Geheimschlüsselspeicher und der Zusatzschlüsselspeicher mit dem Schlüsselimpulsrechner verbunden sind und der Zusatzschlüsselspeicher einen Anschluss aufweist, in welchen von aussen Information eingebbar ist und wobei Schlüsselimpulsrechner, Zusatzschlüsselspeicher, Synchronisieriir.pulsfolgenrechner und Taktquelle über eine Torschaltung mit dem einen Eingang des Modulo-2-Mischers verbunden sind, an dessen anderem Eingang die aus der eingegebenen Information gewonnenen impulsförmigen Signale liegen und dessen Ausgang über das Schieberegister mit einer Anschlussklemme zur Fernübertragung der im Modulo-2-Mischer erzeugten Signalfolgen und mit einer zusätzlichen Strahlablenkstufe der Kathodenstrahlröhre zur Anzeige der chiffrierten Information verbunden ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22,

dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe zur Dechiffrierung der aus den eingegebenen Informationen gewonnenen Impulse neben dem Schlüsselimpulsrechner eine Taktquelle zur Erzeugung eines Taktrasters für die Dechiffrierstufe, einen Programmgeber zur Steuerung der Funktion der einzelnen Elemente der Dechiffrierstufe, einen Zusatzschlüsselspeicher, einen Geheimschlüsse.l speicher, einen Korrelator, eine Taktsynchronisierungsstufe,

309851/0292

einen Synchronisierimpulsfolgengenerator, einen Modulo-2-Mischer und ein Schieberegister enthält, wobei der Geheimschlüsselspeicher und der Zusatzschlüssel'speicher mit dem Schlüsselimpulsrechner verbunden sind und die Taktsynchronisierungsstufe mit der Taktguelle verbunden ist und letztere anhand des Taktrasters der aus den eingegebenen Informationen gewonnenen impulsförmige Signale steuert und wobei der Synchronisierimpulsfolgengenerator über den Korrelator und eine Torschaltung mit dem Schlüsselimpulsrechner und letzterer mit dem einen Eingang des Modulo-2-Mischers verbunden ist, an dessen anderem Eingang die aus der eingegebenen Information gewonnenen impulsförmigen Signale liegen und dess Ausgang über das Schieberegister mit einer Anschlussklemme zur Fernübertragung der im Modulo-2-Mischer erzeugten Signalfolgen und mit einer zusätzlichen Strahlablenkstufe der Kathodenstrahlröhre zur Anzeige der Klarinformation verbunden ist.

24. Vorrichtung nach den Ansprüchen 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe zur Chiffrierung und die Stufe zur Dechiffrierung der aus den eingegebenen Informationen gewonnenen Impulse als Baueinheit ausgebildet sind, welche den Schlüsselimpulsrechner, die Taktquelle und den Geheimschlüsselspeicher für beide Stufen gemeinsam aufweist und durch einen Schalter von der einen Funktion auf die andere umschaltbar ist.

25. Nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 hergestellte Unterschriftenkarte, welche die Unterschrift des Kartenbesitzers in chiffrierter und maschinell lesbarer Form

3(3 9851/079?

enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich zur chiffrierten Unterschrift für die Dechiffrierung vorgesehene Synchronisierinformation und für die Einstellung des Schlüsselimpulsrechners bei der Dechiffrierung auf denselben Anfangszustand wie bei der Chiffrierung dienende Zusatzschlüsselinformation enthält.

26. Unterschriftenkarte nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen auf der Karte zeilenweise dargestellt sind und dass das Informationsfeld der Karte bei von links nach rechts horizontal verlaufender Zeilenrichtung und vertikal von oben nach unten verlaufender Zeilenfolge in Zeilenrichtung aus zwei Kolonnengruppen und senkrecht zur Zeilenrichtung aus zwei Zeilengruppen mit jeweils verschiedenem Informationsinhalt besteht, wobei die in Abtastrichtung erste Kolonnengruppe für beide Zeilengruppen · Synchronisierinformation und die in Abtastrichtung zweite Kolonnengruppe für die in Abtastrichtung erste Zeilengruppe die Zusatzschlüsselinformation und für die in Abtastrichtung zweite Zeilengruppe die chiffrierte Unterschrift enthält.

27. Unterschriftenkarte nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierinformation durch eine für alle Zeilen gleiche Synchronisierimpulsfolge gebildet ist.

28. Unterschriftenkarte nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere, vorzugsweise fünf aufeinanderfolgende Zeilen ein Zeilenpaket bilden,

308851/0292

,wobei alle Zeilen eines Zeilenpakets identischen Informationsinhalt aufweisen.

29. Unterschriftenkarte nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierimpulsfolgen von Zeilenpaket zu Zeilenpaket gegeneinander phasenverschoben sind.

30. Unterschriftenkarte nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierixiformation zur sätzlich eine Taktimpulsfolge aufweist, welche in jeder Zeile in Abtastrichtung vor der jeweiligen Synchronisierimpulsfolge aufgebracht ist.

31. Unterschriftenkarte nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationsfeld

•V»

auf der Karte eine in Abtastrichtung nach der zweiten Kolonnengruppe angeordnete dritte Kolonnengruppe enthält, welche durch eine für alle Zeilen gleiche Synchronisierimpulsfolge gebildet ist.

32. Unterschriftenkarte nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Zeile die Synchronisierimpulsfolge der dritten Kolonnengruppe gegenüber der Synchronisierimpulsfolge der ersten Kolonnengruppe phasenverscho-. ben ist.

33. . Unterschriftenkarte nach den Ansprüchen

29 und 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschiebung der beiden Synchronisierimpulsfolgen einer Zeile gleich ist wie die Phasenverschiebung zwischen demjenigen Zeilenpaket,

309851/0292

in welchem die Zeile liegt und einem benachbarten Zeilenpaket.

34. Unterschriftenkarte nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationsfeld auf der Karte eine in Abtastrichtung vor der ersten Zeilengruppe angeordnete weitere Zeilengruppe enthält, welche bezüglich der Information ihrer ersten Kolonnengruppe mit der ersten und zweiten Zeilengruppe übereinstimmt und welche in ihrer zweiten Kolonnengruppe eine Taktimpulsfolge enthält.

35. Unterschriftenkarte nach den Ansprüchen 33. und 34, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Zeilengruppe eine dritte Kolonnengruppe enthält und bezüglich der Information dieser dritten Kolonnengruppe mit der ersten und
zweiten Zeilengruppe übereinstimmt.

36. Unterschriftenkarte nach einem der Ansprüche 25 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen auf der Karte binär codiert dargestellt sind, wobei dem einen Binärsymbol ein schv/arzer und dem' anderen Binärsymbol ein
weisser Bildpunkt' entspricht.

309851/0292