DE2310654C1 - Einrichtung zum bitweisen Ver- und Entschlüsseln digitaler Information - Google Patents
Einrichtung zum bitweisen Ver- und Entschlüsseln digitaler InformationInfo
- Publication number
- DE2310654C1 DE2310654C1 DE2310654A DE2310654A DE2310654C1 DE 2310654 C1 DE2310654 C1 DE 2310654C1 DE 2310654 A DE2310654 A DE 2310654A DE 2310654 A DE2310654 A DE 2310654A DE 2310654 C1 DE2310654 C1 DE 2310654C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- string
- random
- shift registers
- encryption
- shift register
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/06—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
- H04L9/065—Encryption by serially and continuously modifying data stream elements, e.g. stream cipher systems, RC4, SEAL or A5/3
- H04L9/0656—Pseudorandom key sequence combined element-for-element with data sequence, e.g. one-time-pad [OTP] or Vernam's cipher
- H04L9/0662—Pseudorandom key sequence combined element-for-element with data sequence, e.g. one-time-pad [OTP] or Vernam's cipher with particular pseudorandom sequence generator
- H04L9/0668—Pseudorandom key sequence combined element-for-element with data sequence, e.g. one-time-pad [OTP] or Vernam's cipher with particular pseudorandom sequence generator producing a non-linear pseudorandom sequence
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L2209/00—Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
- H04L2209/12—Details relating to cryptographic hardware or logic circuitry
- H04L2209/125—Parallelization or pipelining, e.g. for accelerating processing of cryptographic operations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
- Y04S40/20—Information technology specific aspects, e.g. CAD, simulation, modelling, system security
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Storage Device Security (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ein
richtung zum bitweisen Ver- und Entschlüsseln digitaler In
formation, mit einer Schieberegister, Verknüpfungsglieder
und einen Zufallsgenerator enthaltenden sendeseitigen Ver
schlüsselungsvorrichtung, in der eine zu verschlüsselnde Zei
chenfolge unter Erzeugung einer Geheimtext-Zeichenfolge mit
einer Schlüsselzeichenfolge kombiniert wird, und mit einer
Schieberegister und Verknüpfungsglieder enthaltenden Ent
schlüsselungsvorrichtung, in der die ursprünglich verschlüs
selte Zeichenfolge durch Kombination der Geheimtext-Zeichen
folge mit einer Schlüsselzeichenfolge, die der beim Verschlüs
seln verwendeten entspricht, wiederhergestellt wird, wobei
eine vom Zufallsgenerator erzeugte zufällige Zeichenfolge zu
Beginn jeder Sendung den Schieberegistern der Verschlüsselungs
vorrichtung und nach Übertragung im Anschluß an ein Startsig
nal den Schieberegistern der Entschlüsselungsvorrichtung zu
geführt wird.
Bei Schlüsselgeneratoren, die Schieberegister
enthalten, werden die an den Ausgängen der Schieberegister
auftretenden Zeichenfolgen gewöhnlich nicht unmittelbar
zur Verschlüsselung des Klartextes verwendet, da in diesem
Falle keine hohe Sicherheit gewährleistet wäre. Wenn nämlich
n+1 Bits der Schlüsselzeichenfolge bekannt sind, kann dann
ein unbefugter Entzifferer die ganze Schlüsselzeichenfolge
ermitteln. Man unterwirft daher die von den Schieberegistern
erzeugten Zeichenfolgen noch zusätzlichen Verarbeitungs-
oder Verknüpfungsoperationen mit dem Ziel, ohne die pseudo
willkürlichen Eigenschaften des Schieberegister-Ausgangs
signals zu ändern, eine Schlüsselzeichenfolge zu erzeugen,
die eine so große Periodenlänge hat, daß sie praktisch als
unendlich angesehen werden kann und deren Bildungsgesetz
praktisch nicht ermittelt werden kann.
Bei Schlüsselgeneratoren der oben genannten
Art stellt die Programmierbarkeit der die Schlüsselzeichen
folge ("Zahlenwurm") liefernden Anordnung in der Ver- und
Entschlüsselungsvorrichtung ein weiteres Problem dar. Die
Anzahl der möglichen verschiedenen Schlüsselzeichenfolgen
soll sehr groß sein und die Einstellung oder Programmierung
soll sich andererseits möglichst einfach durchführen lassen.
Aus der DT-AS 12 37 366 ist bereits ein
Verfahren zum Ver- und Entschlüsseln von impulsförmig über
tragenen Nachrichten bekannt, bei welchem sendeseitig die
Nachrichten Klarimpulse mit Schlüsselimpulsen gemischt und
empfangsseitig durch Mischung mit identischen Schlüsselim
pulsfolgen wieder gewonnen werden, und bei welchem die Schlüs
selimpulsfolgen sende- und empfangsseitig nach identischen
Regeln in übereinstimmend aufgebauten Schlüsselimpulsgene
ratoren erzeugt werden, deren Programm durch ihren Anfangs
zustand festgelegt ist. Der Anfangszustand wird dabei in
Abhängigkeit vom Ergebnis der Mischung einer ersten mit
einer zweiten Zustandsinformation eingestellt, von denen
die erste sowohl sende- als auch empfangsseitig in gespei
cherter Form vorliegt und die zweite sendeseitig, vorzugs
weise mittels eines Zufallsgenerators, erzeugt und unver
schlüsselt an die Empfangsseite übertragen wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt, ausgehend
von diesem Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, eine
Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine
höhere Sicherheit gewährleistet und sich durch einen ein
facheren Aufbau auszeichnet als die für die Durchführung
des bekannten Verfahrens erforderliche Einrichtung.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentan
spruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Durch die Verwendung von linear rückgekop
pelten Schieberegistern, die pseudo-statistische Zeichen
folgen maximaler Periodenlänge liefern, in Kombination mit
dem Schaltwerk, das die Ausgangssignale dieser Schiebere
gister einer nichtlinearen Operation gleicher Wahrscheinlich
keit unterwirft (so daß die Regellosigkeit der eine Periode
des Schieberegister-Ausgangssignals bildenden Bitfolge nicht
verändert wird), läßt sich eine Schlüsselzeichenfolge er
zeugen, deren Bildungsgesetz durch einen Unbefugten praktisch
nicht ermittelt werden kann. Im Vergleich zu der bekannten
Einrichtung werden weniger Schieberegister und keine kompli
zierten Rückkopplungs- und Steuerschaltungen benötigt. Die
Einrichtung gemäß der Erfindung läßt sich leicht in Modul
form aufbauen und unterschiedlichen Anforderungen an die
Sicherheit der Verschlüsselung kann durch Bemessung der
Anzahl der Modul-Einheiten, insbesondere der Schieberegister
stufen, Rechnung getragen werden.
Mit der Einrichtung gemäß der Erfindung
läßt sich eine außerordentlich große Vielzahl verschiedener
Schlüsselzeichenfolgen verhältnismäßig einfach herstellen
und die beim Senden und Empfang auszuführenden Operationen
sind relativ einfach.
Bei einer Einrichtung gemäß einer bevorzugten Ausfüh
rungsform der Erfindung sind vorgesehen:
- a) Jeweils eine Anzahl von Schieberegistern in der Ver- und Entschlüsselungsvorrichtung, welche vorzugsweise gleiche Speicherkapazität oder Stufenanzahl haben und mit (vorzugs weise verstellbarer) linearer Rückkopplung versehen sind;
- b) ein Verknüpfungs-Schaltwerk oder -Schaltnetz, das die Ausgangssignale der Schieberegister einer nicht linearen Operation oder Verknüpfung mit gleicher Wahrscheinlichkeit unterwirft;
- c) ein Zufallsgenerator, der eine willkürliche oder statistische Zeichenfolge liefert. Zu Beginn jeder Sendung wird den Schieberegistern der sendeseitigen Verschlüsselungs vorrichtung ein Stück der zufälligen Zeichenfolge zugeführt und in diesen Schieberegistern in ihrer ursprünglichen Form oder nach Verschlüsselung mit einem vorgegebenen Schlüssel gespeichert. Gleichzeitig wird das betreffende Stück der zu fälligen Zeichenfolge mit einem vorgegebenen Schlüssel bzw. in unverschlüsselter Form im Anschluß an ein Startsignal und gegebenenfalls nach geeigneter Codierung zu einer Empfangssta tion übertragen.
In der Empfangsstation wird die empfangene Zeichenfolge
gegebenenfalls decodiert und die ursprüngliche verschlüsselte
oder unverschlüsselte Zeichenfolge wird nach Entschlüsselung
bzw. nach Verschlüsselung in den Schieberegistern der Ent
schlüsselungsvorrichtung gespeichert.
Vorzugsweise wird die zufällige (gegebenenfalls ver
schlüsselte) Zeichenfolge einem Serien/Parallel-Umsetzer zu
geführt, der die Zeichen der Zeichenfolge in k aufeinanderfol
genden Schritten (wobei k die Anzahl der Stufen jedes Schie
beregisters bedeutet) den Schieberegistern zur Speicherung
parallel zuführt. Die erste Gruppe von n Bits der zufälligen
Zeichenfolge können dabei in den n ersten Stufen der n Schie
beregister dienen, während die anschließenden Gruppen von je
weils n Bits jeweils in den folgenden Stufen der Schieberegi
ster gespeichert werden.
Die Schieberegister werden vorzugsweise vor der Speiche
rung gelöscht und anschließend werden dann den Eingängen der
Schieberegister die an den Ausgängen des Serien/Parallel-Um
setzers auftretenden Bits zugeführt.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird
die Rückkopplung vor der Speicherung der Information in den
Schieberegistern unterbrochen und nach Beendigung des Speiche
rungsvorganges wieder hergestellt. In diesem Falle können die
Bits dann jeweils seriell in die verschiedenen Register ein
gespeist werden.
Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Er
findung anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 das Schaltbild eines typischen sendeseitigen
Teiles eines Ausführungsbeispieles der Erfindung;
Fig. 2 ein Schaltbild eines typischen empfangsseitigen
Teiles eines Ausführungsbeispieles der Erfindung;
Fig. 3 typische Ausführungsbeispiele für Einheiten Di
und R₁ des sendeseitigen Teils gemäß Fig. 1 und
Fig. 4 eine graphische Darstellung des zeitlichen Ver
laufes von Signalen, die am Ausgang eines Startsignalgenera
tors St der Einrichtung gemäß Fig. 1 auftreten, sowie von Sig
nalen Cl₁ und Cl₂, die in den Schaltungsanordnungen gemäß Fig.
3 auftreten.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung enthält
die folgenden in Blockform oder symbolisch dargestellte Schal
tungseinheiten:
GV₁ Codier-Zahlenwurmgenerator zum Erzeugen einer endlosen Schlüsselzeichenfolge;
SC Zufallsgenerator zum Erzeugen eines aus einer zufälligen Zeichenfolge bestehen den Signals sc;
C₁ Schlüsselgenerator;
GC Klartextgenerator;
St Startsignalgenerator;
R₁, . . . Rn Schieberegister mit linearer Rück kopplung, die zyklische Zeichenfol gen mit vorgegebener maximaler Pe riode liefern;
Co Codierer für das Signal sc zum an fänglichen Einstellen der Schiebe register R₁ bis Rn;
DM logisches Schaltwerk, das mit den an den Ausgängen der Schieberegi ster R₁ bis Rn auftretenden Bits eine nicht lineare Verarbeitung oder Verknüpfung (d. h. irgend eine Verarbeitung, die die EXKLUSIV-ODER- Operation nicht enthält) gleicher Wahrscheinlichkeit durchführt. Eine Operation dieser Art ist z. B. die Majoritätsentscheidung; in diesem Falle erscheint dann am Ausgang des Schaltwerks DM das Bit "L" oder "O" je nachdem ob an den Eingängen die Bits "L" oder die Bits "O" in der Majorität sind. Wenn z. B. fünf Schieberegister R₁ bis R₅ vorhanden sind, die die Ausgangssignale a bis e liefern, kann das Ausgangssignal des Schaltwerks M durch die Boole′ sche Gleichung
GV₁ Codier-Zahlenwurmgenerator zum Erzeugen einer endlosen Schlüsselzeichenfolge;
SC Zufallsgenerator zum Erzeugen eines aus einer zufälligen Zeichenfolge bestehen den Signals sc;
C₁ Schlüsselgenerator;
GC Klartextgenerator;
St Startsignalgenerator;
R₁, . . . Rn Schieberegister mit linearer Rück kopplung, die zyklische Zeichenfol gen mit vorgegebener maximaler Pe riode liefern;
Co Codierer für das Signal sc zum an fänglichen Einstellen der Schiebe register R₁ bis Rn;
DM logisches Schaltwerk, das mit den an den Ausgängen der Schieberegi ster R₁ bis Rn auftretenden Bits eine nicht lineare Verarbeitung oder Verknüpfung (d. h. irgend eine Verarbeitung, die die EXKLUSIV-ODER- Operation nicht enthält) gleicher Wahrscheinlichkeit durchführt. Eine Operation dieser Art ist z. B. die Majoritätsentscheidung; in diesem Falle erscheint dann am Ausgang des Schaltwerks DM das Bit "L" oder "O" je nachdem ob an den Eingängen die Bits "L" oder die Bits "O" in der Majorität sind. Wenn z. B. fünf Schieberegister R₁ bis R₅ vorhanden sind, die die Ausgangssignale a bis e liefern, kann das Ausgangssignal des Schaltwerks M durch die Boole′ sche Gleichung
abc+abd+abe+acd+ace+ade+bcd+bce+bde+cde
dargestellt werden.
O₁, O₂ EXKLUSIV-ODER-Glieder
O ODER-Glied
Di ein Parallel/Serien-Umsetzer, d. h. eine Schaltungsanordnung, die ein ihrem Eingang o₁ zugeführtes seriel les Signal in ein entsprechendes, an ihren Ausgängen d₁ bis dn zur Verfü gung stehendes Parallelsignal umsetzt. Eine solche Schaltungsanordnung kann z. B. ein n-stufiges Schieberegister mit seriellem Eingang und parallelem Ausgang sein, wobei die Übertragung der jeweiligen Signale in die Schie beregister R₁ bis Rn durch ein an einem Ausgang des Startsignalgenera tors St erscheinendes Signal p gesteu ert wird.
O₁, O₂ EXKLUSIV-ODER-Glieder
O ODER-Glied
Di ein Parallel/Serien-Umsetzer, d. h. eine Schaltungsanordnung, die ein ihrem Eingang o₁ zugeführtes seriel les Signal in ein entsprechendes, an ihren Ausgängen d₁ bis dn zur Verfü gung stehendes Parallelsignal umsetzt. Eine solche Schaltungsanordnung kann z. B. ein n-stufiges Schieberegister mit seriellem Eingang und parallelem Ausgang sein, wobei die Übertragung der jeweiligen Signale in die Schie beregister R₁ bis Rn durch ein an einem Ausgang des Startsignalgenera tors St erscheinendes Signal p gesteu ert wird.
Die Arbeitsweise der Einrichtung gemäß Fig. 1 soll nun
anhand eines Beispiels erläutert werden:
Angenommen, der Startsignalgenerator St werde betätigt, um ihn für den Beginn einer Sendung vorzubereiten. Bei dieser Vorbereitung liefert der Startsignalgenerator St an einem Aus gang ein Startsignal h, das über das ODER-Glied O zum Über tragungskanal gelangt.
Angenommen, der Startsignalgenerator St werde betätigt, um ihn für den Beginn einer Sendung vorzubereiten. Bei dieser Vorbereitung liefert der Startsignalgenerator St an einem Aus gang ein Startsignal h, das über das ODER-Glied O zum Über tragungskanal gelangt.
Bei Beendigung des Startsignals h liefert der Start
signalgenerator St ein Signal k, das den Codierer Co für die
Codierung und die Weitergabe des vom Zufallsgenerator SC kom
menden Signals freigibt; das Signal k veranlaßt ferner den
Schlüsselgenerator C₁ zur Aussendung einer als Schlüssel die
nenden Bitfolge.
Gleichzeitig erscheint an einem weiteren Ausgang ein
Signal q, das als Kommando zum Löschen der Schieberegister R₁
bis Rn dient.
Bei der mit der Freigabe des Schlüsselgenerators C₁ be
ginnenden Verschlüsselung wird die vom Zufallsgenerator kommende
Bitfolge im Parallel/Serienumsetzer Di gemäß dem durch den
Schlüsselgenerator vorgegebenen Code gespeichert und ein vom
Startsignalgenerator St erzeugtes Signal p, dessen Periode n
Bits beträgt, bewirkt die periodische Übertragung des Inhalts
von Di in die Schieberegister R₁ bis Rn. Wenn die Voreinstellung
der Schieberegister R₁ bis Rn beendet ist, verschwinden die Sig
nale k und p und der Startsignalgenerator St liefert ein Aus
gangssignal m, das den Klartextgenerator GC und ein Verschiebe
signal für die Schieberegister R₁ bis Rn freigibt. Von diesem
Augenblick an beginnt die Übertragung der verschlüsselten
Nachricht cf.
Der in Fig. 2 dargestellte typische empfangsseitige
Teil enthält folgende Schaltungseinheiten:
RST Startsignalzuordner, d. h. eine Schaltungsanordnung zur Identifi kation des Startsignals;
De Decodierer für das vom Codierer Co kommende Signal;
C₂ Schlüsselgenerator, der dem Schlüsselgenerator C₁ in Fig. 1 voll entspricht;
GV₂ Decodier-Zahlenwurmgenerator, der dem Codierer-Zahlenwurmgenerator GV₁ in Fig. 1 entspricht;
O₃, O₄ EXKLUSIV-ODER-Glieder
RST Startsignalzuordner, d. h. eine Schaltungsanordnung zur Identifi kation des Startsignals;
De Decodierer für das vom Codierer Co kommende Signal;
C₂ Schlüsselgenerator, der dem Schlüsselgenerator C₁ in Fig. 1 voll entspricht;
GV₂ Decodier-Zahlenwurmgenerator, der dem Codierer-Zahlenwurmgenerator GV₁ in Fig. 1 entspricht;
O₃, O₄ EXKLUSIV-ODER-Glieder
Die Arbeitsweise der Einrichtung gemäß Fig. 2 soll an
hand des für die Erläuterung der Fig. 1 gewählten Beispiels
beschrieben werden:
Wenn das Startsignal von der Übertragungsstrecke ein trifft, gibt der Startsignalzuordner RSt den Decodierer De für die Decodierung des anschließend eintreffenden Signales vom Codierer Co frei. An dem mit dem EXKLUSIV-ODER-Glied O₃ ver bundenen Ausgang des Decodierers De erscheint dann ein Signal Sc, das genau mit dem vom Zufallsgenerator SC ursprünglich er zeugten Signal übereinstimmt. Gleichzeitig mit dem Auftreten des ersten Bits des Signals Sc am Ausgang des Decodierers De gibt dieser den Schlüsselgenerator C₂ für das Erzeugen der Schlüsselzeichenfolge frei. Von diesem Zeitpunkt an beginnt die Voreinstellung von Schieberegistern R′₁, . . . R′n im Deco dier-Zahlenwurmgenerator GV₂ in genau der gleichen Weise, wie es bezüglich des Codier-Zahlenwurmgenerators GV₁ beschrieben worden war.
Wenn das Startsignal von der Übertragungsstrecke ein trifft, gibt der Startsignalzuordner RSt den Decodierer De für die Decodierung des anschließend eintreffenden Signales vom Codierer Co frei. An dem mit dem EXKLUSIV-ODER-Glied O₃ ver bundenen Ausgang des Decodierers De erscheint dann ein Signal Sc, das genau mit dem vom Zufallsgenerator SC ursprünglich er zeugten Signal übereinstimmt. Gleichzeitig mit dem Auftreten des ersten Bits des Signals Sc am Ausgang des Decodierers De gibt dieser den Schlüsselgenerator C₂ für das Erzeugen der Schlüsselzeichenfolge frei. Von diesem Zeitpunkt an beginnt die Voreinstellung von Schieberegistern R′₁, . . . R′n im Deco dier-Zahlenwurmgenerator GV₂ in genau der gleichen Weise, wie es bezüglich des Codier-Zahlenwurmgenerators GV₁ beschrieben worden war.
Nach Beendigung der Voreinstellung des Decodier-Zahlen
wurmgenerators GV₂ und in Koinzidenz mit dem Eintreffen des
ersten Bits der verschlüsselten Nachricht gibt der Decodierer
De durch ein entsprechendes Ausgangssignal das taktweise Ver
schieben der Schieberegister im Decodier-Zahlenwurmgenerator
GV₂ frei.
In Fig. 3 sind Ausführungsbeispiele für den Parallel/
Serienumsetzer Di (Fig. 1) und das Schieberegister R₁ (Fig. 1),
das für alle hier verwendeten Schieberegister typisch ist,
dargestellt.
Bei dem Schaltbild des Serien/Parallel-Umsetzers be
deuten:
A₁ bis An Stufen eines Schieberegisters
Cl₁ Takt- oder Verschiebesignal, das die Verschiebung der Information in Schieberegister steuert;
D₁ bis Dn UND-Glieder.
A₁ bis An Stufen eines Schieberegisters
Cl₁ Takt- oder Verschiebesignal, das die Verschiebung der Information in Schieberegister steuert;
D₁ bis Dn UND-Glieder.
Bei dem beispielsweisen Schaltbild des Schieberegisters
R₁, das auch für die übrigen Register R₂ . . . Rn gilt (n kann z. B.
gleich 5 gewählt werden) bedeuten:
B₁ . . . Bk Stufen des Schieberegisters. Be nachbarte Stufen des Schieberegi sters sind hier miteinander über EXKLUSIV-ODER-Glieder gekoppelt, die für die Rückkopplung des Schie beregisters vorgesehen sind. Die Rückkopplung kann durch Schließen gewisser Schalter r₁ bis rk-1 ein gestellt werden. Für den Fall k=31 läßt sich beispielsweise eine Zei chenfolge maximaler Periodenlänge durch Schließen der folgenden Schalter erzeugen:
Erstes Beispiel: Schalter R₃, R₈ und R₁₃ geschlossen.
B₁ . . . Bk Stufen des Schieberegisters. Be nachbarte Stufen des Schieberegi sters sind hier miteinander über EXKLUSIV-ODER-Glieder gekoppelt, die für die Rückkopplung des Schie beregisters vorgesehen sind. Die Rückkopplung kann durch Schließen gewisser Schalter r₁ bis rk-1 ein gestellt werden. Für den Fall k=31 läßt sich beispielsweise eine Zei chenfolge maximaler Periodenlänge durch Schließen der folgenden Schalter erzeugen:
Erstes Beispiel: Schalter R₃, R₈ und R₁₃ geschlossen.
Zweites Beispiel: Schalter R₃, R₅, R₇, R₁₈, R₂₀ ge
schlossen.
Drittes Beispiel: Schalter R₃, R₇, R₁₁, R₅, R₁₇, R₂₃,
R₂₇ geschlossen.
Selbstverständlich gibt es noch viele andere äquivalen
te Möglichkeiten.
In Fig. 4 ist beispielsweise der zeitliche Verlauf
der Signale Cl₁, Cl₂ (Fig. 3) und der Signale h, k, g, p, n
(Fig. 1 und Fig. 3) dargestellt. Bezüglich dieser Signale
sei auf folgendes hingewiesen: Der schraffierte Teil des Sig
nals h bedeutet generell ein als Startkommando dienendes Bit
muster;
Cl₁ ist das aus nk Impulsen bestehende Taktsignal, das die Verschiebung der Information in dem im Serien/Parallel-Um setzer Di (Fig. 3) enthaltenen Schieberegister steuert.
Cl₁ ist das aus nk Impulsen bestehende Taktsignal, das die Verschiebung der Information in dem im Serien/Parallel-Um setzer Di (Fig. 3) enthaltenen Schieberegister steuert.
p ist ein aus k Bits bestehendes Signal, das jeweils
einmal pro n Impulse des Signals Cl₁ auftritt.
Cl₂ ist ein Takt- oder Verschiebesignal, das das Ver
schieben der Information im Register R₁ (Fig. 3) steuert; wenn
das Signal k vorhanden ist, tritt im Signal Cl₂ ein Impuls in
Koinzidenz mit jedem Bit des Signals p auf; wenn das Signal K
nicht vorhanden ist, tritt im Signal Cl₂ ein Impuls für jedes
vom Klartextgenerator erzeugte Bit auf; wenn man Cl ein Takt
signal bezeichnet, das dieselbe Bitfrequenz wie die vom Klar
textgenerator GC erzeugten Bits hat, kann Cl₂ als durch die
Verknüpfungsoperation Cl (m+kp) aus Cl erhaltenes Signal ange
sehen werden. Wie das Signal Cl₂ aus den Signalen m, k und p
erzeugt werden kann, ist also offensichtlich.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich
u. a. auf folgende Weise abwandeln:
Bei der Einrichtung gemäß Fig. 1 bestehen direkte Ver bindungen zwischen SC und Co bzw. O₁ und Di. Man kann jedoch diese Verbindungen weglassen und hierfür SC mit Di und O₁ mit Co verbinden; die Schaltungsanordnung der Einrichtung gemäß Fig. 2 bleibt unverändert.
Bei der Einrichtung gemäß Fig. 1 bestehen direkte Ver bindungen zwischen SC und Co bzw. O₁ und Di. Man kann jedoch diese Verbindungen weglassen und hierfür SC mit Di und O₁ mit Co verbinden; die Schaltungsanordnung der Einrichtung gemäß Fig. 2 bleibt unverändert.
Auch hinsichtlich des als Verteiler dienenden Serien/
Parallel-Umsetzers Di sind Änderungen möglich. Bei den beschrie
benen Schaltungen war angenommen worden, daß SC und C₁ jeweils
nur einen einzigen Ausgang haben. Wenn andererseits C₁ mit n
Ausgängen versehen ist, kann Di an den Ausgang von Sc ange
schlossen werden und die n Paare von Ausgängen des Zufallsge
nerators und des Schlüsselgenerators können durch n EXKLUSIV-
ODER-Glieder verbunden werden.
Bei den Schaltungen gemäß Fig. 3 kann anstelle des
Löschsignals q ein UND-Glied verwendet werden, das durch ein
komplementäres Signal p gesteuert wird und in die Rückkopp
lungsschleife am Ausgang von Bk eingeschaltet ist (in diesem
Falle würde die Verschiebung der von Di kommenden Bits in R₁
von keinerlei Rückkopplung begleitet werden).
Claims (8)
1. Einrichtung zum bitweisen Ver- und Entschlüsseln digi
taler Information, mit einer Schieberegister, Verknüpfungsglieder und einen
Zufallsgenerator enthaltenden sendeseitigen Verschlüsselungsvorrichtung,
in der eine zu verschlüsselnde Zeichenfolge unter Erzeugung einer Geheim
text-Zeichenfolge mit einer Schlüsselzeichenfolge kombiniert wird, und mit
einer Schieberegister und Verknüpfungsglieder enthaltenden Entschlüsselungs
vorrichtung, in der die ursprünglich verschlüsselte Zeichenfolge durch Kom
bination der Geheimtext-Zeichenfolge mit einer Schlüsselzeichenfolge, die der
beim Verschlüsseln verwendeten entspricht, wiederhergestellt wird, wobei eine
vom Zufallsgenerator erzeugte zufällige Zeichenfolge zu Beginn jeder Sendung
den Schieberegistern der Verschlüsselungsvorrichtung und nach Übertragung
im Anschluß an ein Startsignal den Schieberegistern der Entschlüsselungs
vorrichtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ver- und Entschlüsselungsvorrichtung jeweils mehrere Schieberegister (R₁, . . Rn) mit jeweils solcher linearer Rückkopplung, daß sich zyklische binäre Zeichenfolgen maximaler Periodenlänge ergeben, enthalten und
daß das Ausgangssignal jedes Schieberegisters einem Schaltwerk (DM) zugeführt ist, das mit ihm eine nichtlineare Verknüpfungsoperation gleicher Wahrscheinlich keit durchführt.
daß die Ver- und Entschlüsselungsvorrichtung jeweils mehrere Schieberegister (R₁, . . Rn) mit jeweils solcher linearer Rückkopplung, daß sich zyklische binäre Zeichenfolgen maximaler Periodenlänge ergeben, enthalten und
daß das Ausgangssignal jedes Schieberegisters einem Schaltwerk (DM) zugeführt ist, das mit ihm eine nichtlineare Verknüpfungsoperation gleicher Wahrscheinlich keit durchführt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Schieberegister gleiche
Speicherkapazitäten haben.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die zufällige Zeichenfolge
vor ihrer Speicherung in den sendeseitigen Schiebere
gistern einer Schaltungsanordnung (C₁, O₁) zur Verschlüsse
lung mit einem vorgegebenen Schlüssel (c) zugeführt ist und
daß die unverschlüsselt übertragene zufällige Zeichenfolge
(sc) in der empfangsseitigen Entschlüsselungsvorrichtung (Fig.
2) vor der Speicherung in den dortigen Schieberegistern einer
Schaltungsanordnung (C₂, O₃) zur Verschlüsselung mit dem vor
gegebenen Schlüssel (C) zugeführt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die zufällige Zeichenfolge
in der Verschlüsselungsvorrichtung den Schieberegistern und
einer Vorrichtung zum Verschlüsseln mit einem vorgegebenen
Schlüssel unter Erzeugung einer zur Entschlüsselungsvorrich
tung zu übertragenden verschlüsselten zufälligen Zeichenfolge
zugeführt ist; daß die empfangene verschlüsselte zufällige
Zeichenfolge in der Entschlüsselungsvorrichtung einer Schal
tungsanordnung zum Entschlüsseln mit dem vorgegebenen Schlüs
sel zugeführt ist, und daß die entschlüsselte zufällige Zei
chenfolge den Schieberegistern der Entschlüsselungsvorrich
tung zur Speicherung zugeführt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, da
durch gekennzeichnet, daß die ver
schlüsselte bzw. unverschlüsselte zufällige Zeichenfolge vor
ihrer Übertragung einen Codierer und nach ihrem Empfang einen
Decodierer durchläuft.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die vom
Zufallsgenerator (SC) erzeugte zufällige Zeichenfolge einem
Serien/Parallel-Umsetzer (Di) zugeführt ist, der die im se
riell zugeführten Bits der-zufälligen Zeichenfolge in einer
der Anzahl (k) der Stufen jedes Schieberegisters (R₁ bis Rn)
entsprechenden Anzahl von Schritten jeweils Gruppen von n Bits
der zufälligen Zeichenfolge nacheinander entsprechenden Stufen
der Schieberegister zuführt.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Ver- und Entschlüsselungsvorrichtung eine Schaltungsanord
nung zum Unterbrechen der Rückkopplung der Schieberegister
vor Beginn des Speicherns in den Schieberegistern und zur Wie
derherstellung der Rückkopplung nach Beendigung der Speiche
rung enthält.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Schaltungs
anordnung zum Löschen der Inhalte der Schieberegister vor der
Speicherung der zufälligen Zeichenfolge in den Schieberegistern
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT4879072 | 1972-03-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2310654C1 true DE2310654C1 (de) | 1996-01-11 |
Family
ID=11268563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2310654A Expired - Fee Related DE2310654C1 (de) | 1972-03-06 | 1973-03-05 | Einrichtung zum bitweisen Ver- und Entschlüsseln digitaler Information |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2310654C1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998002990A1 (en) * | 1996-07-17 | 1998-01-22 | Ericsson Inc. | Spiral scrambling |
AT517983A1 (de) * | 2015-11-18 | 2017-06-15 | Siemens Ag Oesterreich | Schutz eines Computersystems vor Seitenkanalattacken |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1237366B (de) * | 1961-08-18 | 1967-03-23 | Gretag Ag | Verfahren zur Ver- und Entschluesselung von impulsfoermig uebertragenen Nachrichten |
-
1973
- 1973-03-05 DE DE2310654A patent/DE2310654C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1237366B (de) * | 1961-08-18 | 1967-03-23 | Gretag Ag | Verfahren zur Ver- und Entschluesselung von impulsfoermig uebertragenen Nachrichten |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998002990A1 (en) * | 1996-07-17 | 1998-01-22 | Ericsson Inc. | Spiral scrambling |
US5844925A (en) * | 1996-07-17 | 1998-12-01 | Ericsson Inc. | Spiral scrambling |
US6167553A (en) * | 1996-07-17 | 2000-12-26 | Ericsson Inc. | Spiral scrambling |
AT517983A1 (de) * | 2015-11-18 | 2017-06-15 | Siemens Ag Oesterreich | Schutz eines Computersystems vor Seitenkanalattacken |
AT517983B1 (de) * | 2015-11-18 | 2018-11-15 | Siemens Ag Oesterreich | Schutz eines Computersystems vor Seitenkanalattacken |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2715631C2 (de) | Verschlüsselung und Absicherung von Daten | |
DE69305998T2 (de) | Einrichtung und verfahren zur feststellung von fehlern auf redundanten signalleitungen mit hilfe von verschlüsselung | |
DE69929251T2 (de) | Verschlüsselungssystem mit einem schlüssel veränderlicher länge | |
DE1487785A1 (de) | Selbstsynchrone Signalverzerrvorrichtung | |
DE2855787A1 (de) | Digitalsignatureinrichtung | |
DE10148415C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Verschlüsseln und Entschlüsseln von Daten | |
AT510730B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur durchführung einer symmetrischen stromverschlüsselung von daten | |
DE69125685T2 (de) | Einrichtung zur geschützten Kommunikation und System zur geschützten Übertragung | |
DE2840552C2 (de) | Digitales Übertragungssystem | |
DE4308241A1 (de) | ||
EP0089632B1 (de) | Verfahren und Anordnung zum Übertragen von Verschlüsselten Texten | |
DE3640680A1 (de) | Bildfernsprecher | |
DE60004409T2 (de) | Schaltung und Verfahren zur Zufallszahlerzeugung | |
DE2310654C1 (de) | Einrichtung zum bitweisen Ver- und Entschlüsseln digitaler Information | |
DE3042394C2 (de) | ||
DE3125724C2 (de) | ||
DE2520835B2 (de) | Schaltungsanordnung zur uebertragung von synchron und asynchron auftretenden daten | |
DE1098993B (de) | Verfahren zum Ver- und Entschluesseln von impulsfoermigen Nachrichtenklarsignalen | |
EP0087758A2 (de) | Verfahren und Anordnung zum Übertragen von Zeichen | |
DE19757370C2 (de) | Verfahren zur taktilen Erzeugung pseudo-zufälliger Datenworte | |
DE2634353C2 (de) | Nachrichtenübertragungssystem für Pulscodemodulation mit sendeseitigem Verwürfler und synchronisiertem empfangsseitigem Entwürfler | |
EP0027572A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur verschlüsselten Übertragung von Information | |
DE69006774T2 (de) | Verfahren zum Verschlüsseln einer Folge, die aus mindestens einem Symbol besteht. | |
DE2622660C3 (de) | Anordnung zur Übertragung binärer Signalströme | |
DE1948096C1 (de) | Mit Binaerzeichen arbeitendes UEbertragungssystem,insbesondere PCM-System oder System mit Pulsdeltamodulation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
8308 | Other granted patents | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |