DE2235274A1 - Ver- und entschluesselungselement zur elektronischen identifikation - Google Patents

Description

Dipl.-Ing.

Herbert Wölflingseder

7967 Bad Waldsee

Ver- und Entschlüsselungselement zur elektronischen Identifikation

Die Erfindung betrifft ein Ver- und Entschlüsselungselement zur elektronischen Identifikation.

Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, welche die unbefugte Benutzung eines für elektrische Anlagen vorgesehenen Schalters, mechanisch, elektrisch oder elektronisch verhindern, z.B. Autozündschloß, Abtasten von Lochkarten, oder mit magnetischen Materialien versehene Platten, u.a.

Derartige Mittel weisen jedoch noch verschiedene Mängel auf, z.B. beschränkte Codiermöglichkeit, hohe Fertigungskosten, und zu wenig Sicherheit gegen die unerlaubte Ermittlung der benötigten Eingangskombination.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demzufolge darin, ein Ver- und Entschiüsselungselement zur elektronischen Identifikation zu schaffen, bei welchem die genannten Mängel behoben sind, wobei also eine Massenfertigung von mit verschiedenen Kombinationen versehenen Ver- und Entschlüsse-

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lungselementen ermöglicht ist, die so gestaltet sind, daß eine möglichst große Zahl von Codierungen auf kleinem Raum untergebracht werden kann, und die eine absolut sichere Identifikation gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem gerätebezogenen Entschlüsselungselement aus, bei welchem eine personenbezogene Leiterplatte Über einen mehrpoligen Steckkontakt abgetastet und die eingegebene Kombination entschlüsselt wird, wodurch ein Vorgang eingeleitet wird«

Dabei sind nach der Erfindung die elektrischen Größen durch das Verschlüsselungselement auf eine Mehrzahl von Steckkontakten verteilt, wobei unmittelbar durch galvanische Verbindung ebensovie-Ie Ruhestromkreise im Entschlüsselungselement direkt beeinflußt werden.

Ferner sind nach der Erfindung zur Sicherung gegen eine nachträgliche Bestimmung der elektrischen Größe pro Steckkontakt, die Ruhestromkreise symmetrisch angeordnet, wobei jede der EingangsklenRen auf die elektronisch symmetrische Mittelanzapfung eines Ruhestromkreises fuhrt, der ausgehend von der Spannung -U Über die Emitter-Basis-Diode eines NPN-Transistors, sowie zwei Widerständen und der Basis-Emitter-Diode eines PNP-Transistors auf das Potential +U gefuhrt wird.

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Im weiteren Ausbau der Erfindung ist die SchlUsselkarte als doppelseitige Leiterkarte ausgebildet, deren einseitiges Leitungsrauster Längsbahnen darstellt, die an einem Ende auf Steckkontaktflächen fuhren und am anderen Ende Über Leitungs-Stege miteinander verbunden sind.

Die Leitungsmuster beider Seiten sind erfindungsgemäß Über durchkontaktierte Löcher und Leitungs-Stege galvanisch miteinander verbunden.

Die eindeutige Zuordnung der Über zwei Kontaktflüchen sugeführten elektrischen Größen zu den verbleibenden anderen Kontaktflächen erfolgt erfindungsgemäß durch Unterbrechen der Leitungsstege und ermöglicht eine billige Massenfertigung von mit verschiedenen Kombinationen versehenen Platten.

Außerdem wird durch Beeinflußung einer entsprechenden Anzahl von elektronisch symmetrischen Ruhestromkreis-Mittelanzapfungen eine große Sicherheit gegen die unerlaubte Ermittlung der zum Einleiten des Vorgangs benötigten Eingangskombination erreicht.

Ebenso kann, durch den Aufbau der Schaltung bedingt, das Wegfallen einer elektrischen Größe, z.B. durch schlechte Kontaktgabe, nicht fälschlicherweise als eine der benötigten Größen erkannt werden.

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In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.

Es zeigt Fig. 1 ein AusfUhrungsbeispiel für die Leitungs-

führung bei einer Leiterplatte

Fig. 2 ein anderes Beispiel für die Leitungsführung

Fig. 3 das Schaltschema des EntschlUsselungselementes.

In Fig. 1 - und Fig. 2 ist eine doppelseitige SchlUsselkarte gezeigt, wobei die Darstellung der beiden gegenüberliegenden Seiten la und Ib, bzw. 2a und 2b durch Aufklappen um eine Achse S ermöglicht ist. Die Karte besteht in bekannter V/eise aus Isoliermaterial auf deren gegenüberliegenden Seiten ein Muster aus leitendem Material aufgebracht wurde.

Zweck der LeitungsfUhrung ist es, die Über die beiden Kontakte Ic und Id zugeführten elektrischen Größen so auf die Kontakte Ie zu verteilen, daß eine bestimmte Verschlüsselung erzielt wird. Die Verbindung der Kontakte Ie mit 1c oder Id geschieht entweder auf derselben Plattenseite direkt über die Stege lh oder über durchkontaktierte Löcher Ig von der anderen Plattenseite über die Stege If. Die eigentliche Verschlüsselung wird nach der Massenfertigung unverschlüsselter Karten durch Unterbrechen der Leiter-Bahnen an den Stegen If oder lh mit/Hilfe von Schablonen oder automatischen Steuerungen vorgenommen.

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Die Ausbildung nach Fig. 2 ist eine Variante mit dem Vorteil, daß deij/orgegebene Raum in Bezug auf einen möglichst engen Abstand der Steckkontakte 2c, 2d, 2e ausgenutzt wird. Dies v/ird insbesondere durch die gestaffelte Anordnung der Locher 2g sowie der nun als Längs- und Uuerstege 2h und 2f ausgebildeten Unterbrechungsstellen erreicht. Die Funktionen der Teile 2a bis 2h entsprechen denjenigen der Teile la bis lh in Figur

Im Schaltschema nach Fig. 3 sind die Unterbrechungsstellen als gestrichelte Kreise mit der Bezeichnung V dargestellt.

Jede der Eingangsklemmen (Steckkontakte) E] bis Efvj fuhrt auf die elektronisch symmetrische Mittelanzapfung eines Ruhestromkreises, der ausgehend von der Spannung -U Über die Emitter-Basis-Diode eines NPN-Transistors sowie zwei Widerständen Rg und der Basis-Emitter-Diode eines PNP-Transistors auf das Potential +U geführt wird.

Jeder der beiden komplementären Transistoren befindet sich im Ruhezustand im gesättigt leitenden Zustand. Damit fließt ein maximaler, durch den Widerstand R_c begrenzter, Kollektorstrom und das Kollektor-Potential erreicht einen Wert nahe dem Emitterpotential, -U für den NPN- und +U für den PNP-Transistor.

X solcher Transistor-Paare werden in der Art parallel geschaltet, daß sämtliche Kollektoren und Emitter der NPN- sowie sämtliche Kollektoren und Emitter der PNP-Transistören galvanisch miteinander verbunden sind.

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Damit kann jeder der beiden gemeinsamen Kollektorpunkte als Ausgang einer elektronischen "Und"-Schaltung bezeichnet werden. Eingänge sind die N Ruhestrom-Hittelanzapfungen. Der gemeinsame Kollektorpunkt C^ aller .NPN-Transistoren erhält dann und nur dann das Potential +U, wenn an allen Eingangsklemmen ein Potential nahe -U Volt angelegt oder eingeprägt wird.

Der Ausdruck "einprägen" bedeutet in der Elektrotechnik, daß der Spannungs- oder Stromwert von einer idealen Spannungsoder Stromquelle stammt. Damit wird zum Ausdruck gebracht, daß diese Spannung oder dieser Strom durch die angeschlossene Last in ihrer Größe nicht verändert werden.

Ebenso springt der gemeinsame Kollektorpunkt C£ sämtlicher PNP-Transistoren dann und nur dann auf das Potential -U, wenn an allen Eingangsklemmen eine Spannung +U eingeprägt wird.

Es werden zwei Gruppen von X + Y = N Transistor-Paar-Schaltungen Über den Transistor T3 so miteinander verbunden, daß jede der beiden "Und-Gatter" (mit X bzw. Y Eingang8klemmen) mit ihren Ausgängen wieder eine "Und"-Funktion bilden·

Die beiden ^Nl/nd"-Eingangsbedingungen beziehen sich nun auf das Potential -U und +U. Dann, und nur dann, wenn -U an Punkt A und +U an Punkt B angelegt werden, erscheint am Ausgang A das Potential -U.

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Punkt A ist demnach der gemeinsame Kollektorpunkt sämtlicher PNH-Transistoren der Gruppe X. Punkt B ist der gemeinsame Kollektorpunkt sämtlicher NPN-Transistören der Gruppe Y. Diese Schaltung stellt ein "Und-Gatter" mit X + Y = N Eingangsklemmen dar. Am Ausgang erscheint dann, und nur dann, das Potential -U, .wenn in sämtliche X-Eingänge das Potential nahe +U und in sämtliche Y-Eingänge das Potential nahe -U eingeprägt wird.

Damit entsteht eine eindeutige Zuordnung von zwei elektrischen Werten zum EntschlUsselungselement derart, daß aus der Zahl von K s 2'" möglichen Kombinationen nur eine in der Lage ist, am Ausgang das Potential -U hervorzurufen.

Mittels der elektronisch symmetrischen tiittelanzapfung eines Ruhestromkreises bedeutet eine Beeinflußung dieses Ruhestromkreises erfindungsgemäß in jedem Fall das Einprägen eines Potentials +U oder -U und kann nicht durch das Wegfallen eines Potentials, z.B. verursacht durch eine schlechte Kontaktstelle, herbeigeführt werden.

Ebenso ergibt sich durch die vollkommen symmetrische Ausfuhrung der Ruhestromkreise eine große Sicherheit gegen die Ermittlung der individuellen Kombination der zwei Eingangstypen mittels elektrischer Hilfsmittel, wie Meßgeräte zur Messung der Eingangswiderstände, oder Ermittlung der Eingangscharakteristiken beider Eingangstypen. .

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FUr weniger anspruchsvolle Ausfuhrungen kann jedoch bei der Gruppe X auf alle NPN-Transistoren, bei der Gruppe Y auf alle PNP-Transistoren verzichtet werden, indem man die, Ruhestromkreise, anstelle Über diese Transistoren der Gruppe X, direkt mit dem Potential +U, die der Gruppe Y .direkt mit dem Potential -U verbindet. Damit kann etwa die Hälfte der Transistoren eingespart werden.

Die Schaltung des EntschlUsselungselementes kann aus sehr billigen Halbleiterelementen wie "Integrierten Schaltungen", aufgebaut werden, da sie keine großen Ansprüche im Hinblick auf Schaltgeschwindigkeit stellt.

Das EntschlUsselungselement wird vorteilhaft auf einer gedruckten Schaltung aufgebaut und bleibt im Gegensatz zum VerschlUsselungselement orts- oder gerötegebunden.

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Claims (8)

Patentansprüche

1. Ver- und Entschlüsselungselement zur elektronischen Identifikation, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Größen durch das VerschlUsselungselement auf eine Mehrzahl von Steckkontakten verteilt und unmittelbar durch galvanische Verbindung ebenspviele Ruhestromkreise im EntschlUsselungselement direkt beeinflussen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

zur Sicherung gegen eine nachträgliche Bestimmung der elektrischen Größe pro Steckkontakt, die Ruhestromkreise symmetrisch angeordnet sind, v/obei jede der Eingangsklemmen (E^-J - E^) auf die elektronisch symmetrische Mittelanzapfung eines Ruhestromkreises fuhrt, der ausgehend von der Spannung (-U) Über die Emitter-Basis-Diode eines NPN-Transistors (T-|) sowie zwei Widerständen (Rq) und der Basis-Emitter-Diode eines PNP-Transistors O2) auf das Potential (+U) geführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die SchlUsselkarte als doppelseitige Leiterkarte (la, Ib / 2a, 2b) ausgebildet ist, deren einseitiges Leitungsmuster Längsbahnen darstellt, die an einem Ende auf Steckkontaktflächen (lc, Id, Ie / 2c, 2d, 2e) fuhren und am anderen Ende Über Leitungs-Stege (lh / 2h)miteinander verbunden sind.

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4. SchlUsselkarte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsrauster beider Seiten Über durchkontaktierte Löcher (Ig / 2g) und Stege (If / 2f) galvanisch miteinander verbunden sind.

5. SchlUsselkarte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eindeutige Zuordnung der zwei elektrischen Größen von den Kontakten (lc, Id / 2c, 2d) zu den Kontakten (Ie / 2«) durch Unterbrechen der Leitungsstege (lh, If / 2h, 2f) vorgenommen ist.

6. SchlUsselkarte nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch gestaffelte Anordnung der Löcher (2g) und der Stege (2f) und (2h) in einem Winkel von etwa 45° zu

den Längsbahnen, der vorhandene Raum bezüglich kleinstnöglichem Rasterabstand der Kontaktflächen optimal ausgenutzt wird.

7. EntschlUsselungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch ßeeinflußung von elektronisch symmetrischen Ruhe· Stromkreisen das Wegfallen einer elektrischen Größe, z.B. durch schlechte Kontaktgabe, nicht fälschlicherweise als eine der benötigten Größen erkannt werden kann.

8. Enschlüsselungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eindeutige Zuordnung der Eingangsklemmen (E^) zu den X oder Y Ruhestromkreisen durch Unterbrechen der Leiterbahnen an den nit V gekennzeichneten Stellen vorgenommen ist.

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