DE2808753C2 - Einrichtung zum sendeseitigen Verschlüsseln und zum empfangsseitigen Entschlüsseln von Information - Google Patents
Einrichtung zum sendeseitigen Verschlüsseln und zum empfangsseitigen Entschlüsseln von InformationInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum sendeseitigen Verschlüsseln und zum empfangsseitigen
Entschlüsseln von Information mit einem auf der Sendeseite angeordneten Verschlüsselungsgerät, das
den Klartext in Form von Informationssignalgruppen, die durch Trennsignaie voneinander getrennt sind, empfängt
und an das ein Schlüsselinformationsspeicher angeschlossen ist, welcher dem Verschlüsselungsgerät
die zur Verschlüsselung erforderliche Schlüsselinfonnation zuführt und mit einem auf der Empfangsseite angeordneten
Entschlüsse'ungsgerät, das die empfangene
Information entschlüsselt und an das ein Schlüsselinformationsspeicher angeschlossen ist, der dem Entschlüsselungsgerät
die zur Entschlüsselung notwendige Schlüsselinfonnation abgibt, wobei sowohl im sendeseitigen
als auch im empfangsseitigen Schlüsselinformationsspeicher mindesten« zwei verschiedene Schlüsselinfonnationen
eingespeichert sind, von denen wahlweise jeweils eine Schlüsselinformation dem Verschlüsselungs-
bzw. Entschlüsselungsgerät zugeführt wird.
In der Fernmeldetechnik wird die iiifuiiiiiiiiun häufig
in dual codierter Form als Impulszüge übertragen. Ein klassisches Beispiel für eine solche Informationsübertragung
stellt der in der Fernsciireibteciinik verwendete
CCITT-Code Nr. 2 dar. Bei diesem Code wird jedes Zeichen durch eine Kombination von 5 Dualimpulsen
dargestellt. Beim Start-Stop-Verfahren werden vor und nach jeder ein Zeichen darstellenden Impulsgruppe ein
Start- und ein Stopschritt hinzugefügt, um ein Gleichlaufen der Sende- und Empfangsapparatur zu gewährleisten.
Die heute gültigen Regeln verlangen, daß vom sendeseitigen Apparat ein Stopschritt ausgesendet wird, der
mindestens die l,4fache Länge eines Informationsschrittes hat und daß der empfangsseitige Apparat noch
Schritte von 0,8facher Länge als Stopschritt erkennen unu verarbeiten kann.
Unter Berücksichtigung dieser Gegebenheiten ist es heute möglich, Übertragungssysteme zu schaffen, welche
auf zuverlässige Weise synchron arbeiten. Ein derartiges Übertragungssystem ist beispielsweise in der
CH-PS 4 95 096 beschrieben.
Bei synchron laufendem Übertragungssystem dieser Art werden nicht mehr alle Start-Stopschritte zur
Gewährleistung des Gleichlaufes benötigt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die Tatsache, daß auf der Übertragungsstrecke zwischen Sender
und Empfänger nicht alle Trennsignale zwingend ausgewertet werden müssen, auszunützen.
Dieser Zweck wird bei einer Einrichtung der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß sendeseitig eine ansteuerbare, mit dem Schlüsselinfor-
mationsspeicher verbundene Steuerschaltung vorhanden ist, welche bei Ansteuerung einen Wechsel der vom
Schlüsselinformationsspeicher dem Verschlüsselungsgerät zugeführten Schlüsselinformation bewirkt und welche
die zwischen den Informationssignalgruppen vorhandenen Trennsignale durch Steuersignale ersetzt die
diesen Wechsel der Schlüsselinformation anzeigen, und daß auf der Empfangsseite eine mit dem Schlüsselinformationsspeicher
verbundene Steuerschaltung vorhanden ist. welche beim Feststellen der einen Wechsel der
Schlüsselinformation anzeigenden Steuersignale einen entsprechenden Wechsel der vom Schlüsselinformationsspeicher
an das Entschlüsselungsgerät abgegebenen Schlüsselinformation bewirkt und welche diese
Steuersignale wieder durch die auf der Sendeseite ursprünglich eingegebenen Trennsignale ersetzt, so daß
die auf der Ausgangsseite des Entschlüsselungsgerätes erscheinende Signalfolge wieder der dem Verschlüsselungsgerät
eingegebenen SignalfoJge entspricht.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 verschiedene Impuls-Zeit-Diagramme und
Fig. 2 ein Blockschema einer Einrichtung mit einer
Sende- und Empfangsstation zum Verschlüsseln und Entschlüsseln von Information.
In Fig. la) sind einige gemäß dem CCITT-Code
Nr. 2 durch duale Signale dargestellte Zeichen, I, II, III gezeigt. Jedes Zeichen I. II, III besteht aus den eigentlichen
Informationssignalen 1-5, welche durch ein Startsignal A und ein Stopsignal Z begrenzt sind. Die durch
die Informationssignale 1-5 gebildeten Informationssignalgruppen 1 sind durch Trennsignale 2, welche durch
die Start- und Stopsignale A und Z gebildet werden, voneinander getrennt.
Beobachtet man nun die zwischen Sender und Empfänger
liegende Uberiragungsstretke, su erscheinen in
regelmäßigen Abständen die Trennsignale 2 d. h. die Start- und Stopsignale A und Z (Fig. Ib).
Diese Stop-Startsignale Z und A sind, wie erwähnt, in
einem synchron laufenden System nicht zwingend notwendig, da ja der Gleichlauf von Sender und Empfänger
durch andere Mittel, z. B. mittels Schwungradsynchronisation, sichergestellt wird. Die vorliegende Erfindung
geht nun davon aus, daß anstelle der nicht zwingend benöti.oten Start-Stopsignale A, Z Steuersignale 3
mit einem gewissen Informationsgehalt übertragen werden können. In Fig. Ic) sind drei mögliche Signalkombinationen
a, b und c für diese Steuersignale 3 dargestellt. Anstelle der Stop-Startsignale »1«, »0« können
Steuersignalpaare »1«, »1« (Kombination α), »0<·, »0«
(Kombination b) und »0«, »1« (Kombination c) zwischen die Informationssignalgruppen 1 eingesetzt werden.
Falls die Stop-Startsignale Z, A doch noch nötig sein sollten, so kann z. B. nach jeder 4. oder 10. Informationsimpulsgruppe
1 jeweils ein Stop-Startsignal Z, A übertragen werden, während dazwischen die erwähnten
Steuersignale 3 übertragen werden.
Es ist nun denkbar, nicht jede einzelne aus zwei Signalen 3 bestehende Signalgruppe auf ihren Informationsgehalt
auszuwerten, sondern beispielsweise zwei jeweils aufeinanderfolgende Signalkombinationen a, b,
c gemäß Fig. Ic). Auf diese Weise ergeben sich anstatt der 3 verschiedenen Kombinationen gemäß Fig. Ic) 9
verschiedene Kombinationen, nämlich die folgenden Kombinationen der Signalgruppen a, b, c:
aa; ab, ac, ba, bb, bc, ca, cb und cc
Anhand der Fig. 2 wird nun eine Einrichtung zum Verschlüsseln und Entschlüsseln beschrieben.
Die Sendestation 4 weist ein Verschlüsselungsgerät 5 auf, dem von einer Nachrichtenquelle über die Eingangsleitung
6 die zu verschlüsselnde Information zugeführt wird. Diese Information wird in der Form von
Informationssignalgruppen 1, die durch Trennsignale 2 getrennt sind, wie das z. B. anhand der Fig. la) erläutert
worden ist, dem Verschlüsselungsgerät 5 eingegeben. An dieses Verschlüsselungsgerät 5 ist ein Schlüsselinformationsspeicher
7 angeschlossen, der dem Schlüsselgerät 5 die zur Verschlüsselung erforderliche Schlüsselinformation
zuführt. Die verschlüsselte Information wird auf die Übertragungsleitung 8 gegeben und an eine
Empfangsstation 9 übermittelt. Die Übermittlung kann auch drahtlos erfolgen.
In der Empfangsstation 9 wird die empfangene verschlüsselte Information in einem Entschlusselungsgerät
10 entschlüsselt. Die zur Entschlüsselung erforderliche Schlüsselin.'ormation wird von einem Schlüsselinformationsspeicher
11 geliefert, der an da„ Entschlüsselungsgerät 10 angeschlossen ist. Die entschlüsselte Information
wird über die Ausgangsleitung 12 einer Nachrichtensenke zugeführt.
Der Schlüsselinformationsspeicher 7, 11 der Sende- und Empfangsstation 4, 9 wird in der Regel aus einem
Grundschlüsselspeicher und einem Schlüsselzeichenerzeuger bestehen, wie das an sich bekannt ist.
Aufbau und Wirkungsweise des Verschlüsselungsge-
rätes 5. des Entschlüsselungsgerätes 10 und der Schlüsselinfonnationsspeicher
7 und 11 ist an sich bekannt. Es wird daher anstelle einer ausführlichen Beschreibung
z. B. auf die CH-PS 3 74 717. 4 29 253. 4 43 744 oder
4 64 287 verwiesen.
Die Synchronisation zwischen sendeseitiger Verschlüsselung und empfangsseitiger Entschlüsselung
kann beispielsweise auf die in der CH-PS 5 15 57b oder
5 81 930 beschriebene Weise erfolgen.
Sowohl im Schlüsselinformation'-speicher 7 der Sendestation
4 wie auch im Schlüsseiinformationsspeicher
11 der Empfangsstation 9 sind mindestens zwei gleichwertige, wahlweise verwendbare, verschiedene Schlüsselinformationen
eingespeichert. Dem zugeordneten Verschlüsselungs- bzw. Entschlüsselungsger it 5, 10
wird jedoch jeweils nur eine der Schlüsse'informaiionen
zugeführt. Die anstelle der Trennsignale 2 in den Impulszug eingefügten Steuersignale 3 werden nun zum
Wechseln dieser Schlüsselinformation verwendet.
Zu diesem Zweck ist auf der Sendeseite dem Verschlüsselungsgerät
5 eine Signalauswerteschaltung 13 vorgeschaltet, welch;· mit einer Steuerstufe 14 verbunden
ist. Diese Steuerstufe 14 ist mit dem Verschlüsselungsgerät 5 und dem Schlüsselinformationsspeicher 7
ve-burden und steuert den Ablauf der Verschlüsselung.
Die Steuerstufe 14 weist einen Eingang 14o zum Empfangen
eines Auslösebefehles auf. Beim Empfang eines solchen Auslösebefehles wirkt die Steuersiufe 14 auf
den Schlüsselinformationsspeicher 7 ein und veranlaßt einen Wechsel der dem Verschlüsselungsgerät 5 zugeführten
Schlüssehnformation. Gleichzeitig werden gewisse Trennsignale 2, welche gemäß Fig. la in der
über die Leitung 6 ankommenden Impulsfolge vorhanden sind und durch die Signalauswerteschaltung 13 festgestellt
werden, durch die Steuerstufe 14 am Ausgang 5a des Verschlüsselur.jsgerätes 5 durch Steuersignale 3
gemäß Fig. Ic) ersetzt. Diese Steuersignale 3 enthalten die Information, welche auf der Empfangsseite einen
Wechsel der Schlüsselinformation bewirkt.
Auf der Empfangsseite ist eine Signalauswerteschaltung
15 vorhanden, die feststellt, wenn anstelle der üblichen Trennsignale 2 Steuersignale 3 auftreten. An
diese Signalauswerteschaltung 15 ist eine Steuerstufe 16 angeschlossen, die mit dem Schlüsselinformationsspei- s
eher 11 und dem Entschlüsselungsgerät 10 verbunden ist. Die Steuerstufe 16 steuert den Ablauf auf der Empfangsseite.
Aufgrund der in den Steuersignalen 3 enthaltenen Information wirkt die Signalauswerteschaltung 15
auf die Steuerstufe 16 ein, welche den Schliisselinformationsspeicher
11 zu Änderungen der an das Entschlüsselungsgerät 10 abgegebenen Schlüsselinformation veranlaßt,
so daß auf der Empfangsseite wieder dieselbe Schlüsselinformation verwendet wird wie auf der Sendeseite.
Die Signalauswerteschaltung 15 ersetzt zudem die festgestellten Steuersignale 3 wieder durch die
ursprünglich auf der Leitung 6 der Sendestation 4 vorhan/ίρηρη
TrAnneinnalA "Ϊ cn rlafl Ηργ Δ ncninnclAitiinn
12 wieder die richtige Impulsfolge erscheint, welche der sendeseitig über die Leitung 6 zugeführten Impulsfolge
gleicht.
Die Steuerstufen 14 und 16 bewirken durch entsprechende Steuerbefehle, daß der Wechsel der Schlüsselinformation
auf der Sende- und Empfangsseite derart abgestimmt ist, daß am Ausgang der Signalauswerteschaltung
die richtige unverschlüsselte Information erscheint.
Zur Erläuterung des vorstehend beschriebenen Vorganges wird nun angenommen, daß mit der der Steuersignalkornbination
»a« (Fig. Ic) zugeordneten Schlüsselinformation
gearbeitet wird. Zu einem gegebenen Zeitpunkt kann mittels eines an den Eingang 14a der
Steuerstufe 14 angelegten Auslösebefehls der Befehl »Schlüssel c« (Schlüsselinformation, die der Steuersignalkombination
c der Fig. Ic zugeordnet) eingegeben werden. Das hat zur Folge, daß die Steuerstufe 14 am
Ausgang des Verschlüsselungsgerätes 5 die nächstfolgenden Trennsignale 2, d. h. die Signale »1«, »0«,
unterdrückt und dafür die Signalkombination c (Fig. Ic), d. h. die Signale »0«, »1«, einschiebt. Gleichzeitig
veranlaßt die Steuerstufe 14 den Schlüsselinformationsspeicher 7, einen Wechsel der Schlüsselinformation
vorzunehmen und ab übernächster Informationssignalgruppe 1 (Fig. la) die der Steuersignalkombination
c zugeordnete Schlüsselinfonnation zu liefern.
Auf der Empfangsseite stellt die Signalauswerteschaltung 15 die anstelle der Trennsignale »1«, »0« auftretenden
Steuersignale »0«, »1« fest und bewirkt über die Steuerstufe 16, daß der Schlüsselinformationsspeicher
11 ab übernächst·..«· Informationssignalgruppe 1 dem Entschlüsselungsgerät 10 die neue Schlüsselinfonnation
zufuhrt, die der Steuersignalkombination c zugeordnet
ist. Gleichzeitig unterdrückt die Signalauswerteschaltung
15 die eingeführten Steuersignale »0«, »1« und ersetzt diese wieder durch die ursprünglichen Trennsignale
»1«, »0«.
Wie bereits erwähnt, können zwei Signalkombinationen a, b, c gemäß Fig. Ic zusammen ausgewertet werden.
Auf diese Weise kann die Anzahl der möglichen verschiedenen Schlüsselwechselbefehle von 3 auf 9
erhöht werden. Es ist jedoch auch möglich, anstelle einer Erhöhung der Be.fp.h1san7.ahl durch Auswerten
von mehreren Signalkombinationen a, b, c die Übertragungssicherheit zu gewährleisten, z. B. auf die in der
CH-PS 5 15 576 beschriebene Weise. Dadurch können auftretende Übertragungsstörungen festgestellt und
korrigiert werden.
Die einen Wechsel der Schlüsselinformation darstellenden Steuersignale können auch so ausgebildet sein,
daß sie sich in der übertragenen Signalfolge nicht von den eigentlichen Informationssignalen unterscheiden,
wie das beispielsweise in der CK-PS 5 81 930 erwähnt
ist.
Es ist auch möglich, Geräte der beschriebenen Art für Duplexbetrieb auszubilden, wobei jedes Gerät in
der einen Richtung als Sender und in der anderen Richtung gleichzeitig als Empfänger arbeitet. Die
Schlüsselinformationsspeicher 14 und 16 sind dann in jedem Gerät nur einfach vorhanden. Wird nun vom
Sendeteil des Gerätes A her ein Wechsel der Schlüsselinformation befohlen, so ist am Gerät B der entsprechende
Schlüsselwechselbefehl vom empfangenden Teil an den sendenden Teil durchzuschalten, falls auch in
der Gegenrichtung automatisch ein Wechsel der Schlüsselinformation erfolgen soll.
Γ^ίΆ /τ ****** si Ia ««Ar* rl .A T?*>r»lsT*/%r»0*srA*OA «4 a·· CI»-»»-i<-«V»*n»>f*
wurde vorstehend für Signalfolgen beschrieben, welche gemäß Fig. la aufgebaut sind. Dasselbe Prinzip kann
jedoch auch auf andere Signalfolgen, bei denen Informationssignalgruppen durch Trennsignale getrennt
sind, angewendet werden. Dabei ist es unwichtig, ob jede !nformationssignalgruppe aus derselben Anzahl
von Signalen gebildet ist oder nicht.
Auf die beschriebene Weise kann nun mitten in einer laufend; ö Übertragung ein Wechsel der Schlüsselinformation
vorgenommen werden, ohne daß die Übertragung unterbrochen werden muß.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Einrichtung zum sendeseitigen Verschlüsseln
und Zi. m empfangsseitigen Entschlüsseln von Information
mit einem auf der Sendeseite angeordneten Verschlüsselungsgerät, das den Klartext in Form von
Informationssignalgruppen, die durch Trennsignale voneinander getrennt sind, empfängt und an das
ein Schlüsselinformationsspeicher angeschlossen ist, welcher dem Verschlüsselungsgerät die zur Verschlüsselung
erforderliche Schlüsselinformation zuführt und mit einem auf der Empfangsseite angeordneten
Entschlüsselungsgerät, das die empfangene Information entschlüsselt und an das ein Schlüsselinformationsspeicher
angeschlossen ist, der dem Entschlüsselungsgerät die zur Entschlüsselung notwendige
Schlüsselinfonnation abgibt, wobei sowohl im sendeseitigen als auch im empfangsseitigen
Schlüsselinformationsspeicher mindestens zwei verschiedene Schlüsselinformationen eingespeichert
sind, von denen wahlweise jeweils eine Schiüsseiinformation dem Verschlüsselungs- bzw. Entschlüsselungsgerät
zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß sendeseitig eine ansteuerbare, mit dem Schlüsselinformationsspeicher (7) verbundene
Steuerschaltung (13, 14) vorharden ist, welche bei Ansteuerung einen Wechsel der vom Schlüsselinformationsspeicher
(7) dem Verschlüsselungsgerät (S) zugeführten Schlüsselinformation bewirkt und welehe
die zwischen den Informationssignalgruppen (1) vorhandenen .'rennsignale (2) durch Steuersignale
(3) ersetzt, die diesen Wechsel d-r Schlüsselinformation
anzeigen, und daß apf der Empfangsseite eine mit dem Schlüsselinformationsspf ;~her (11) verbun- .Λ5
dene Steuerschaltung (15,16) vornanden ist, welche beim Feststellen der einen Wechsel der Schlüsseünformation
anzeigenden Steuersignale (3) einen entsprechenden Wechsel der vom Schlüsselinformationsspeicher
(11) an das Entschlüsselungsgerät (10) abgegebenen Schlüsselinformation bewirkt und welche
diese Steuersignale (3) wieder durch die auf der Sendeseite ursprünglich eingegebenen Trennsignale
ersetzt, so daß die auf der Ausgangsseite des Entschlüsselungsgerätes (10) erscheinende Signalfolge
wieder der dem Verschlüsselungsgerät eingegebenen Signalfolge entspricht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sendescitige Steuerschaltung
eine Signalauswerteschaltung (13), die dem Ver-Schlüsselungsgerät (5) vorgeschaltet ist, und eine
Steuerstufe (14) aufweist, welche an die Signalauswerteschaltung (13), das Verschlüsselungsgerät (5)
und den Schlüsselinformationsspeicher (7) angeschlossen ist, wobei bei Ansteuerung diese Steuerstufe
(14) aufgrund der von der Signalauswerteschaltung (13) festgestellten Trennsignale (2) einen Wechsel
der vom Schlüsselinformationsspeicher (7) abgegebenen Schlüsselinfonnation und ein Ersetzen der
Trennsignale (2) durch den Schlüsselinformationswechsel kennzeichnende Steuersignale (3) bewirkt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch pekennzeichnet, daß die Steuerstufe (14) einen eingang
(14a) zum Empfangen von einen Wechsel der Schlüsselinformation bewirkenden Auslösebefehlen aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangsseitige Steuerschaltung
eine dem Entschlüsselungsgerät (10) nachgeschaltete Signalauswerteschaltung (15) und eine Steuerstufe
(16) aufweist, die an die Signalauswerteschaltung (15), das Entächlüsselungsgerät (10) und den Schlüsselinformationsspeicher
(11) angeschlossen ist, wobei die Signalauswerteschaltung (15) beim Feststellen von Steuersignalen (3) über die Steuerstufe
(16) einen entsprechenden Wechsel der vom Schiüsselinformationsspeicher
(11) abgegebenen ScMüsselinformation bewirkt und die Steuersignale (3) durch
die ursprünglichen Trennsignale (2) ersetzt.
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