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Verfahren zur Erzeugung von Codeworten für ein mit
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erhöhter Sicherheit zu betreibendes Meldesystem Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Erzeugung von Codeworten für ein mit erhöhter Sicherheit zu betreibendes
Meldesystem, wobei über eine Meldeleitung ständig si-ch fortlaufend ändernde digitale
Codeworte ausgetauscht werden, dabei jedes einzelne empfangene Codewort mit einem
an der jeweils empfangenden Stelle gebildeten Codewort verglichen wird und bei Übereinstimmung
der Austausch von weiteren jeweils geänderten Codeworten fortgesetzt wird, während
bei Nichtübereinstimmung eine Alarmgabe erfolgt.
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Um zu verhindern, daß Leitungen, die zwischen einet lestelle und einer
Empfangsstelle verlaufen und über die Alarme oder sonstige wichtigb;-Signale übertragen
werden, durch Unbefugte außer Betrieb gesetzt werden können, werden solche Leitungen
mit erhöhter Sicherheit betrieben. Diese erhöhte Sicherheit besteht darin, daß die
auf den Zeitungen auch im Ruhezustand herrschenden Kriterien nicht mit einfachen
Mitteln nachzubilden sind.
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Im einfachsten Fall wird eine Meldeleitung durch einen Ruhestrom überwacht,
dessen Stärke und Polarität genau eingestellt ist. Eine solche Meldeleitung läßt
sich aber durch Ermitteln der betreffenden Strom- und Spannungswerte relativ leicht
außer Betrieb setzen, indem auch
bei abgeschalteten Meldern diese
Ruhestrombedingungen nachgebildet werden. Aber auch die Anwendung schwer nachzubildender
Frequenzgemische bietet keine ausreichende Sicherheit, denn durch laufende Beobachtung
einer Leitung über längerer Zeitspannen hinweg, wobei diese Frequenzgemische auf
einen Torträger aufgenommen werden können, läßt sich ermitteln, welche Kriterien
an einer Meldeleitung vorliegen und wie oft sich diese Kriterien wiederholen. Die
unzulässige Erkennung des Leitungszustands für einen Unbefugten läßt sich u.U. auch
mit Hilfe eines Computers bewerkstelligen. Deshalb sollte bei einem mit erhöhter
Sicherheit zu betreibenden Meldesystem der Beitungszustand zu jedem beliebigen Zeitpunkt
so kompliziert sein, daß er sich nicht einfach ermitteln läßt, und die Wiederholung
der Zustandsfolgen sollte sich erst nach einem sehr großen Zeitraum wieder einstellen.
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Aus der DE-AS 23 35 430 ist es bekannt, daß zwischen der Meldeempfangsstelle
und der Meldestelle über die zu überwachende Bettung ein laufender Austausch eine
von einer Meldeempfangsstelle ausgehenden binär codierten Wortfolge mit einer von
der Meldestelle ausgehenden ebenfalls binär codierten Wortfolge stattfindet. Der
weitere Austausch von jeweils geänderten binär codierten Wortfolgen wird fortgesetzt,
so lange wie Ubereinstimmung festgestellt wird zwischen einer empfangenen Wortfolge
und einer in der Empfangsstelle zum gleichen Zeitpunkt gebildeten Wortfolge. Bei
der Feststellung einer Nicht übereinstimmung wird eine Alarmmeldung erzeugt.
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Zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist es notwendig, daß sehr
viele aus jeweils n-bit bestehenden Wortfolgen erzeugt werden können. Bei dem in
der DE-AS 23 35 430 beschriebenen Verfahren wird dies mit Hilfe von Zählern, Verknüpfungen
und Schieberegister vorgenommen. Außerdem ist eine Codiereinrichtung erforderlich,
wo mit Hilfe von Codiersteckern ein Ausgangszustand festgelegt wird.
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Mit diesem Verfahren ist zwar schon eine sehr hohe Sicherheit gegeben,
jedoch könnte durch das Bekanntwerden der Schaltungsanordnung und das Bekanntwerden
der jeweils vorherrschenden Codierung, zwar mit einigem Aufwand jedoch durchaus
vorstellbar1 das Nachbilden der Beitungszustände möglich sein. Eine noch größere
Variationsbreite könnte nur dadurch erreicht werden, daß die Zähler und die Schieberegister,
möglicherweise auch die Ver knüpfungen sehr viel aufwendiger werden, und die gesamte
Schaltungsanordnung entsprechend '-nmpliziert-und umfangreich wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, auf einfache Weise die Anzahl
der Codierungsmöglichkeiten und die Zeitspanne für die Wiederhol-Sequenz der Beitungszustände
so drastisch zu erhöhen, daß eine Nachbildung der Kriterien so gut wie ausgeschlossen
ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an einer Meldestelle und an
der zugehörigen Empfangsstelle programmierbare Festwertspeicher vorgesehen sind,
die einen aus zufälligen Bitmusterfolge bestehenden gleichartigen Inhalt aufweisen,
der zur Bildung der Codeworte herangezogen wird, indem die Stellung eines Schieberegisters
mit dem Inhalt von Speicherzellen des Festwertspeichers verknüpft wird.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorteilhafter Weise erreicht,
daß die Anzahl und die Anordnung der logischen Verknüpfungen sowie Zähler und Schieberegister
auch dann nicht größer wird, wenn die Anzahl der Eombinationsmöglichkeiten um ein
Vielfaches erhöht wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß selbst bei Bekanntsein
der Schaltungsanordnung für die Codeworterzeugung es nicht möglich ist, die Beitungszustände
nachzubilden, weil der Inhalt der programmierbaren Festwertspeicher nicht bekannt
ist und auch nicht ergründet werden kann.
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Weiterbildungen der Erfindung sehen u.a. vor, daß die
programmierbaren
Festwertpei6iier mit aus einem Rauschgenerator stammenden, durch Abtastung und Digitalisierung
gewonnenen binären Worten geladen werden, so daß selbst dem Benutzer die Inhalte
der programmierbaren Festwertspeicher nicht bekannt sind. Da zudem die Festwertspeicher
noch in mehrere Bereiche aufgeteilt sind, und die Bereichsauswahl dem Zufall überlassen
bleibt, ergibt sich eine unvorstellbar große Anzahl von Kombinationsmöglichkeiten.
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Ein Aus führungs beispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von
Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 das Blockschaltbild eines Codegenerators für das erfindungsgemäße
Verfahren Fig. 2 das Blockschaltbild für das Einprogrammieren von digitalen Worten
in die programmierbaren Festwertspeicher.
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Zunächst wird anhand der Fig. 2 beschrieben, wie die zufälligen Bitmusterfolgen
in die programmierbaren Festwertspeicher PROM einprogrammiert werden. In schematischer
Darstellung ist ein Rauschgenerator RG angedeutet, der definitionsgemäß ein über
den ganzen Frequenzbereich reichendes Frequenzgemisch abgibt, wobei zu keiner Zeit
bekannt ist, welches Frequenzgemisch zu einem bestimmten Zeitpunkt gerade vorliegt.
Der Ausgang des Rauschgenerators RG ist mit einem Abtastschalter AS verbunden, der
in vorgegebenen gleichen Zeitabständen in bekannter Weise Amplitudenproben von dem
am Ausgang des Rauschgenerators RG erscheinenden Signal nimmt. Diese Amplitudenproben
werden bis zur nächsten Abtastung gespeichert und gelangen an den Eingang eines
Analog-Digital-Wandlers ADW, wo sie in ebenfalls bekannter Weise digitalisiert werden.
Als Analog-Digital-Wandler ADW kann ein integrierter Baustein verwendet werden,
wie er für das sogenannte Puls-Code-Modulationsverfahren (PCM) existiert. Die aus
zufälligen Bitmusterfolgen bestehenden digitalen Worte gelangen vom Ausgang des
Lnalog-Digital-Wandlers ADW an die Dateneingänge DE der programmierbaren Festwertspeicher
PROM. Ein Eins chreibzähl er EZ wird nach der Bildung eines jeden digitalen Wortes
weitergeschaltet und bildet die Adresse der Speicherzelle, in die das
nächste
digitale Wort eingeschrieben wird. Mit dieser relativ einfachen Schaltungsanordnung
ist es in kurzer Zeit möglich, den gesamten gleichartigen Inhalt in die programmierbaren
Festwertspeicher PROM einzuschreiben.
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Die Art der Zusammensetzung der einzelnen Codeworte ist dabei völlig
willkürlich und könnte nur dann ermittelt werden, wenn der betreffende programmierbare
Festwertspeicher PROM zur Verfügung stünde. Wichtig bei dieser Prozedur ist lediglich,
daß in den jeweils korrespondierenden Speicherzellen die einzelnen Codeworte übereinstimmen.
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Anhand der Fig. 1 wird nun die innere Organisation eines programmierbaren
Festwertspeichers PROM und die gesamte Funktion näher beschrieben. Der programmierbare
Festwertspeicher PROM besteht aus drei Bereichen, wovon der erste Bereich N beispielsweise
sieben Schlüsselnummern enthält, von denen wie später noch beschrieben wird, zur
Bildung der digitalen Codeworte einer ausgewählt wird.
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Die Schlüssel selbst sind indem mit SO bis 57 bezeichneten Bereich
abgelegt. Daneben gibt es noch einen Informationsbereich I aus dem während des Betriebes
Einzelbits ausgelesen werden.
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Die Inbetriebnahme des mit erhöhter Sicherheit zu betreibenden Meldesystems
geschieht zunächst dadurch, daß der mit einem Adressentakt AT angesteuerte Schlüsseladressenzähler
AZS entsprechend seiner zufällig vorhandenen Binäreinstellung eines von sieben im
Schlüsselnummernbereich N eingespeicherten Codeworte adressiert, das demzufolge
ausgelesen wird, und auf nicht dargestellte Weise zu der Empfangsstelle gelangt.
Dort wird das empfangene Codewort zunächst zwischengespeichert, und es wird mit
Hilfe des in der Empfangsstelle befindlichen Schlüsseladressenzählers AZS im Schlüsselnummernbereich
N des dortigen programmierbaren Festwertspeichers PROM so lange gesucht, bis der
Vergleicher VG Gleichheit feststellt zwischen dem über den Eingang E empfangenen
Wort und einem im programmierbaren Festwertspeicher PROM, und zwar in dessen Schlüsselbereich
gefundenen Codewort. Die beim
Feststellen der Übereinstimmung vorhandene
Einstellung des Schlüsseladressenzählers gibt an, aus welchem der Schlüsselbereiche
SO bis S7 der sogenannte Schlüssel entnommen wird. Wenn man annimmt, daß zufällig
der Schlüsselbereich SO für das weitere Verfahren herangezogen wird, so wird aus
dessen Unterbereich SU1 eine größere Anzahl von binären Codeworten, beispielsweise
aus insgesamt zweiundsiebenzig Bits bestehend, als Schlüssel in das dem jeweiligen
programmierbaren Festwertspeicher POM zugeordnete Schieberegister SR parallel eingeladen.
Wenn dies sowohl bei der Meldestelle als auch bei der Empfangsstelle geschehen ist,
kann mit dem eigentlichen Austausch der digitalen Codeworte begonnen werden.
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Das Aussenden der binären Codeworte geschieht in serieller Form dadurch,
daß durch einen Steuertakt ST der Inhalt des Schieberegisters SR weitergeschoben
wird, wodurch ein Bit mit dem Wert 0 oder 1 am Ausgang des Schiebregisters SR erscheint,.
das mit dem aus dem Informationsbereich I des programmierbaren Festwertspeichers
PROM gleichzeitig ausgelesenen Bit in einem Gatter G verknüpft wird und an den Ausgang
A gelangt.
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Mit den in dem ausgewählten Schlüsselbereich SO' und zwar in dessen
Unterbereich SU2Xabgelegten Daten für die Verknüpfungslogik VL wird der Inhalt des
Schieberegisters vor dem Weiterschieben verknüpft, so daß auf der Rückkopplungsleitung
RK ein Bit entsteht, wodurch mit dem nächsten Steuertakt ST der Inhalt des Schieberegisters
SR verändert wird. Je nach Inhalt des Unterbereiches SU2 des ausgewählten Schlüsselbereiches
S und je nach Inhalt des Schieberegisters gibt die Verknüpfungslogik VL ein Binärsignal
ab, das an den Seriell-Eingang des Schieberegisters SR angelegt wird. Da die Anzahl
der Bits im Schieberegister, z.B. 72, nicht übereinstimmt mit der Anzahl der im
Unterbereich SU2 vorhandenen Bits, z.B. 90, ergibt sich eine laufende Verschiebung
des Schieberegister-Inhaltes, so daß die Wiederholung einer Codeworte-Seauenz erst
nach einem sehr langen Zeitraum erfolgt.
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Das bereits erwähnte, aus dem Informationsbereich I ausgelesene Bit
wird dadurch gewonnen, daß ein Informations-Adressenzähler AZI mit einer im Unterbereich
SU3 vorhandenen Zufallsadresse geladen wird, womit an einer zufälligen Stelle ein
beliebiges Wort im Informationsbereich I adressiert wird. Dieses angesteuerte Informations-Wort
wird mit Hilfe eines Informations-Bitzählers BZI, der von einem Zähltakt ZT gesteuert
wirdXbitweise ausgelesen. Es gelangt somit jeweils das aus dem Informationsspeicherbereich
I ausgelesene Bit zusammen mit dem höchstwertigen Bit des Schieberegisters SR an
die Eingänge des Gatters G, wo diese beiden Bits so miteinander verknüpft werden,
daß am Ausgang A ein Binärsignal entsteht.
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Auf diese Weise werden binäre Codeworte gebildet, die jeweils aus
beispielsweise zwölf Bit bestehen und jeweils seriell über die Meldeleitung gesendet
werden können.
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