DE2627703C2 - Fernsehanordnung mit einer Sendestation und einer Empfangsstation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fernsehanordnung mit einer Sendestation gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Ein solches Fernsehsystem ist bekannt (DE-OS 24 00 889). Bei dem bekannten System wird ein Ergänzungsdatensystem ^;n ein zur Übertragung bestimmtes Videosignal eingefügt, wobei ein Teil des Bildes durch einen Punkt oder eine kleine Fläche ersetzt wird, dessen Helligkeit in Abhängigkeit eines seriellen Datensignales verändert wird. Dieses Datensignal wird aus einem Umsetzer gewonnen. Im Empfänger erscheint dieser Punkt bzw. die kleine Fläche inmitten des normalen Fernsehbildes auf dem Fernsehschirm. Die Helligkeit dieses Punktes wird von einem optischen Wandler abgetastet, der auf oder vor dem Schirm montiert ist und das empfangene Datensignal wird von dem optischen Wandler über einen Akzeptor an einen Decoder weitergegeben, der die Daten decodiert und auswirft Durch diese Anordnung ist es daher bekannt, zusammen mit Videosignalen andere Informationen mit zu übertragen, diese senderseitig zu verschlüsseln und empfängerseitig zu entschlüsseln. Nachteilig ist jedoch, daß dort die Ergänzungsdateninformation dem Videosignal so überlagert wird, daß die Ergänzungsdaten als oszillierender Punkt oder Fleck auf dem Bildschirm sichtbar sind. Hierdurch wird die Qualität des empfangenen Fernsehbildes beeinträchtigt. Außerdem ist ein kompliziertes optisches Abtastsystem erforderlich, um die übertragenen Ergänzungsdaten wieder vom Bildschirm abzunehmen. Nachteilig ist auch, daß dort offenbar alle Daten in gleicher Weise verschlüsselt werden. Damit ist es nicht möglich, verschiedene Zusatzdaten auf verschiedene Weise zu verschlüsseln und somit verschiedene Empfänger mit jeweils einem bestimmten Schlüssel zuzuleiten. Es besteht auch keine Möglichkeit, gewisse Daten schlüsselfrei auszusenden und auch Empfängern zugänglich zu machen, die keine besondere Dechiffriereinrichtung be-

sitzen. Auch eine Änderung des Schlüssels ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Fernsehanordnung der eingangs genannten Art dafür zu sorgen, daß sowohl senderseitig als auch empfängerseitig eine Chiffrierung und eine Dechiffrierung möglich ist, die einen Empfang bestimmter Daten nur von autorisierten Benutzern ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe werden die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 vorgesehen. Dadurch wird die Gewähr dafür gegeben, daß eine Dechiffrierung der chiffriert ausgesandten Signale nur von Empfängern möglich ist, die Empfangsgeräte besitzen, welche die spezielle zur Chiffrierung verwendete Impulsfolge kennen. Werden die verschlüsselten Signale dagegen in einem Empfänger mit konventionellem Decoder empfangen, so ergeben sich nur bedeutungslose Farben, graphische Symbole o. dgl. Die neue Anordnung läßt daher den Einsatz einer Fernsehübertragung für die Übermitt-

lung von Daten zu, die bisher nicht möglich war. So ist es mit der neuen Anordnung beispielsweise möglich, daß ein Empfänger nur den Wetterbericht empfängt, während ein anderer ausschließlich Sportnachrichten empfangen kann. Auch die Auswahl zwischen verschiedenen Datensystemen ist möglich. Schließlich besteht auch die Möglichkeit unverschlüsselte Daten zu senden und es ist möglich, die Chiffrierung jederzeit zu ändern, wenn bestimmte Daten den bisherigen Empfängern nicht mehr übermittelt werden sollen.

Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine praktische Möglichkeit der Verwirklichung der Erfindung soll nun anhand der Zeichnung näher erläutert werden. I η df.-r Zeichnung zeigt F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Sendestation,

F i g. 2 ein Blockdiagramm der Empfängerstation und

Fig. 3 die schematische Darstellung einer Chiffrieranordnung zur Verschlüsselung oder Entschlüsselung der digital kodierten Datensignale.

Bei dem bekannten ORACLE- oder CEEFAX-System werden Datenimpulse während des Zeilenaustastintervalles auf den sonst unbenutzten Fernsehkanälen ausgestrahlt, wobei eine Bitfolge von 6.9375 Mbit/s eingesetzt werden und jede Fernsehdatenzeile Informationen für eine Reihe von 40 8-bit (einschließlich eires Paritätsbits) Zeichen enthält. Ein Fernsehbild wird dabei als »Seite« bezeichnet und besteht aus 24 Reihen mit 40 Zeichen einschließlich einer Kopfzeile, die Informationen zur Steuerung und zu Anzeigezwecken enthält. Die ersten paar Zeichen jeder Reihe sind ein Startsignal für eine Zeitmeßeinrichtung, Bildsignale und Steuersignale und die Zeilenadressensignale.

Bis zu 800 »Seiten« von Daten in der Form digital kodierter Signale werden in einer zentralen Steuereinheit 10 gespeichert, von der aus die Daten dann über eine Anpaßschaltung (Interface) 12 geleitet werden. Die Signale werden dabei Bit für Bit durch eine Chiffrieranordnung 14 zu einer Datenübermittlungseinrichtung 16 geleitet, die das Signal für die Einsetzeinrichtung 18 bilden. Die Chiffriereinrichtung 14 ist normalerweise gesperrt, kann aber durch ein Steuersignal von der zentralen Steuereinheit 10 eingeschaltet werden, so daß die digital kodierten Informationssigiiale nach einem bestimmten Schlüssel, der von einer Auswähleinrichtung 19 festgelegt wird, verschlüsselt werden.

In der Fig.2 wird das gesamte Videosignal einem DatenempfängcT 20 zugeführt, der in der Kopfzeile zunächst nach einem Startkode sucht und dann die gewählte »Seiten«-Zahl sucht. Diese abgetrennte Informationsseite wird dann über die Chiffriereinrichtung 22 geleitet, in der ein entsprechender Schlüssel von der Auswahleinrichtung 26 eingestellt ist, gelangt dann in den Eingangsspeicher 24 des Textsignalgenerators, wo die verschlüsselten digital kodierten Signale gespeichert werden, so daß eine komplette Seite durch einen Datensignalvideoumwandler 29 geleitet und kontinuierlich angezeigt werden können, auch wenn der Eingang des Speichers 24 wieder geschlossen ist.

Die Zeitfolge für die Positionierung der Datensignale wird von einer Anzeigesteuereinrichtung 25 kontrolliert, die durch eine handelsübliche Synchroneinrichtung 23 angetrieben wird. Da eine einwandfreie Videofrequenz für das ORACLE- und CEEFAX-System notwendig ist, ist ein Filter 27 vorgesehen, um Spuren des Tonträgersignales auf dem Videosignal zu eliminieren.

Ein Videoschalter 28 ermöglicht es, die gespeicherte Datenseite anstelle des normalen Fernsehbildes zu zei

Die der Obergangseinrichtung zugeordnete Chiffriereinrichtung 14 und die Chiffriereinricntung 22 des Empfängers sind identisch und können so eingestellt werden, daß sie eine identische Impulsfolge je nach einem vorgewählten Chiffrierschlüssel erzeugen. Sie arbeiten in der Weise, daß die Impulsfolge zusammen mit den digital kodierten Signalen von der Steuereinrichtung 12 in die Sendeeinrichtung geleitet werden und das Videosignal am Ausgang des Datenempfängers 20 in die Empfängerstation geleitet wird.

Wird ein Schieberegister mit η-Bit so ausgelegt, daß sein Eingang durch eine bestimmte Anzahl der Stufen des Registers gesteuert wird, dann ist es fähig (2ⁿ — i) verschiedene Zustände zu durchfahren. Eine solche Einrichtung ist als Zufallsgenerator oder als Pseudostreufolgegenerator bekannt. Die Chiffrieranordnung der F i g. 3 weist einen solchen Pseudostreufolgegenerator 30 auf, der ein 16-Stufen-Schieberegister 32 besitzt, das aus zwei in Serie geschalteten 8-Bit-Schieberegistern 34 und 38 aufgebaut ist.

Die Ausgänge A und Cdes Registers 34 und die Ausgänge D\ und H\ des Registers 38 sind jeweils an ausschließliche ODER-Gatter 40 und 42 angeschlossen, deren Ausgänge wiederum an ein weiteres ausschließliches ODER-Gatter 24 angeschlossen sind, das an dem Serieneingang des ersten Registers 34 anliegt. Der Generator 30 hat eine Pseudostreufolge von (2ⁿ — 1) = 65 535 verschiedenen Zuständen.

Während des Betriebes wird eine vorher ausgewählte 16 Bitzahl den Eingängen a—h und a\ — h\ zugeleitet und wird dann nach Erhalt eines Lastsignals L bei 46 in dem Register eingesetzt. Der Gererator 30 wird dabei von einer nicht gezeigten Uhr angetrieben, die an den Eingängen 48 anliegt und synchrone Impulse mit dem Datensignal liefert. Jeder Uhrimpuls schiebt das Register in einen neuen Zustand.

Der Ausgang H\ liegt an einem Eingang eines UND-Gatters 50 an, dessen Ausgang in einer Torschaltung mit dem Dateneingangssignal an dem ausschließlichen ODER-Gatter 52 liegt. Der andere Eingang des UND-Gatters 50 ist ein digitales Steuersignal, das, wenn es binär auf 1 eingestellt ist das ausschließliche ODER-Gatter 52 dazu veranlaßt, ein Datensignal von binär 0 in binär 1 und umgekehrt umzuwandeln, wenn der Ausgang H\ binär 1 ist. während es den Bit unbeeinflußt läßt, wenn der Ausgang H\ binär 0 ist. Die Chiffrieranordnung bleibt dabei untätig, wenn das Steuersignal binär 0 ist, so daß das Datensignal durch das ODER-Gatter 52 ohne Abänderung gelangt.

Wenn es gewünscht sein sollte, kann das digitale Steuersignal des Einganges des UND-Gatters 50 auch von Hand geschaltet oder der Sendestation automatisch zugeführt werden, und zwar mit Hilfe der zentralen Steuereinheit 10 oder beim Empfänger durch den Datenempfänger 20.

Das Lastsignal 26 wird ebenfalls durch die Steuereinheit 10 oder durch den Datenempfänger 20 erzeugt, und zwar jeweils am Ende der Steuer- und Zeilenadressenzeichen der ersten übermittelten Zeile nach der Zeile 0, welche die Kopfzeile jeder »Seite« ist. Das geschieht auch in jeder nachfolgenden Zeile, so daß nur die eigentliche Mitteilung verschlüsselt bzw. entschlüsselt zu Werder braucht. Da die Verschlüsselung während der Übermittlung der Mitteilung sich ändert, ist eine unbefugte Entschlüsselung noch schwieriger gemacht und dieses System läßt sich sowohl auf Dekoder anwenden, bei denen die Empfängeruhr ständig weiterläuft, als auch

auf solche, wo sie in jeder Zeile wieder neu startet.

Die vorwählbare Zahl, die dem Schlüssel entspricht, kann fest verdrahtet sein, sie kann aber vorzugsweise und wie auch schon vorher erwähnt wurde, dem Register 38 durch eine Auswähleinrichtung 26 eingegeben werden, wo diese Zahl beispielsweise durch Handräder oder Druckknöpfe eingestellt werden kann.

Die letztere Methode erlaubt es, ein sehr flexibles System zu schaffen, das gegen Computeranalysen sicher ist. Wenn der Chiffrierschlüssel (d. h. die vorgewählte Zahl) häufig gewechselt wird und nur den Urhebern der Mitteilung bekannt ist sowie den Betrachtern, für die die Mitteilung bestimmt ist, dann kann das System ganz sicher gestaltet werden. So ist es beispielsweise möglich, einen oder mehrere der Bits a—h und a\ — h\ während der Ubermittlungszeit noch zu ändern, so daß die information noch sehr viel schwieriger entschlüsselt werden kann. In ähnlicher Weise kann auch die Seiten- oder Zeilennummer Teil des auszuwählenden Kodes werden.

Wenn ganz hohe Sicherheit gewünscht wird, dann können die Botschaften auch mit einer Chiffriereinrichtung der vorher erwähnten Art verschlüsselt werden, noch ehe sie zur Weitergabe an die Sendeanstalt weitergegeben werden.

Im Vorstehenden ist nur Bezug genommen auf Fern-Sehübertragungen, es ist aber auch möglich, die Erfindung in allen anderen geschlossenen Anlagen einzusetzen. Auch können die verschlüsselten Mitteilungen nicht nur während eines Teiles des Zeilenaustastintervalles, sondern auch während eines Teiles des Bildwechselintervalles gesendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

35

40

45

50

55

60

65

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Fernsehanordnung mit einer Sendestation, die a) mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Videosignalen versehen ist und b) mit Einrichtungen, um den Videosignalen ohne Beeinflussung der die Bildsignale darstellenden Teile dieser Videosignale Signale, die digital codierte Informationen tragen, zu überlagern oder in anderer Weise hinzuzufügen und c) mit einer ersten Chiffriereinrichtung zur Chiffrierung der digital codierten Informationen und mit einer Empfangsstation, die d) mit Einrichtungen zur Trennung der die digital codierten Informationen tragenden Signale von den Videosignalen versehen ist und e) mit einer zweiten Chiffriereinrichtung zur Dechiffrierung der digital codierten Informationen sowie mit f) Einrichtungen zum Speichern der die Informationen tragenden Signale, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: Die erste Chiffriereinrichtung (14) der Sendestation umfaßt g) eine vom Benutzer bedienbare Auswahleinrichtung (19) mit einer Anzahl von Schlüsseln, von denen ein gewünschter Schlüssel zur Verschlüsselung der die Informationen tragenden Signale ausgewählt werden kann, h) einen Generator zur Erzeugung einer von den gewählten Schlüssel abhängigen Impulsfolge, und i) eine Einrichtung zur Auswahl und zur Chiffrierung der die digital codierten Informationen tragenden Signalen die diese Signale so mit der Impulsfolge verknüpft, daß die Bitfolge der Signale vor der Übertragung verändert wird, und die zweite Chiffriereinrichtung (22) der Empfangsstation umfaßt k) eine zweite vom Benutzer bedienbare Auswahleinrichtung (26) mit einer Anzahl von Schlüsseln, von denen ein gewünschter Schlüssel zur Entschlüsselung der empfangenen, die verschlüsselte Information tragenden Signale ausgewählt werden kann, und die Empfangsstation ist versehen mit

1) einer Decodiereinrichtung (29) zur Umwandlung der gespeicherten Signale in ein wiederholbares Bildsignal zur wahlweisen Anzeige der in den die Informationen tragenden Signale enthaltenen Informationen durch den Empfänger.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Chiffriereinrichtung (14, 22) mit einem nach einem bestimmten Schlüssel arbeitenden Impulsfolgegenerator versehen ist, dessen Ausgang an einem Eingang eines Gatters anliegt, dessen anderer Eingang mit den die Informationen tragenden Signalen beaufschlagt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß als Generator ein Pseudo-Zufallsfolgengenerator (30) vorgesehen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gatter ein Exklusiv-ODER-Gatter(52)isL