DE3325349A1 - Method and circuit arrangement for monitoring and restoring the synchronous running of data encoding devices - Google Patents

Method and circuit arrangement for monitoring and restoring the synchronous running of data encoding devices

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DE3325349A1 DE19833325349 DE3325349A DE3325349A1 DE 3325349 A1 DE3325349 A1 DE 3325349A1 DE 19833325349 DE19833325349 DE 19833325349 DE 3325349 A DE3325349 A DE 3325349A DE 3325349 A1 DE3325349 A1 DE 3325349A1
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Abstract

To detect the various causes of transmission errors, the method according to the invention utilises the equal statistical distribution of the binary character combinations in encrypted texts and monitors the encrypted texts to be sent out and the encrypted texts received for their intra-structural composition or statistical distribution of the binary character sequences. <IMAGE>

Description

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Überwachung und Wieder-Method and circuit arrangement for monitoring and re-

herstellung des Synchronlaufs von Datenverschlüsselgeräten Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Überwachung und Wiederherstellung des Synchronlaufs von Verschlüsselungseinrichtungen in Datenfernübertragungssystemen. Die in solchen Systemen verwendeten Datenverschlüsselgeräte enthalten Einrichtungen zur Synchronisierung der Geräte vor der eigentlichen Nachrichtenübertragung. Auch sind Einrichtungen zur Aufrechterhaltung des Gleichlaufs der Geräte während der Nachrichtenübertragung vorgesehen. Jedoch ist jedes Glied in der Kette einer Nachrichtenübertragung Störungen aus der Umwelt ausgesetzt. Das Spektrum der Betriebsstörungen reicht von einer kurzzeitigen Netzspannungsunterbrechung bis zu elektromagnetischen Beeinflussungen, und die Wahrscheinlichkeit bzw. Häufigkeit von Betriebsstörungen wächst mit der Anzahl der Glieder in der Kette der Datenfernübertragung.production of synchronous operation of data encryption devices The procedure is used to monitor and restore the synchronization of encryption facilities in remote data transmission systems. The data encryption devices used in such systems contain facilities for synchronizing the devices prior to the actual transmission of messages. There are also facilities to maintain the synchronization of the devices during the message transmission provided. However, every link in the chain is one Message transmission exposed to environmental disturbances. The spectrum of operational disruptions ranges from a brief mains voltage interruption to electromagnetic ones Influences, and the probability or frequency of malfunctions grows with the number of links in the remote data transmission chain.

Vorbekannte Lösungen In Datenübertragungsgeräten (Modems) ist es üblich, den Emfangssignalspegel zu überwachen und über eine vereinbarte Schnittstelle den angeschlossenen Geräten über ein Meldesignal mitzuteilen, daß der Empfangssignalpegel unter einen Grenzwert abgesunken ist und eine Demodulation des Empfangssignals nicht mehr möglich ist.Previously known solutions In data transmission devices (modems) it is common to to monitor the received signal level and to use an agreed interface to notify connected devices via a message signal that the received signal level has fallen below a limit value and no demodulation of the received signal more is possible.

Beispiel: CCITT-Empfehlung V.24 Leitung 109-Empfangssignalpegel. Der Ein-Zustand dieser Leitung zeigt an, daß das empfangene Signal innerhalb vereinbarter Grenzen liegt. Der Aus-Zustand dieser Leitung zeigt an, daß das empfangene Signal nicht innerhalb der vereinbarten Grenzen liegt.Example: CCITT recommendation V.24 line 109 received signal level. Of the On-state of this line indicates that the received signal is within the agreed upon Limits. The off state of this line indicates that the received signal is not within the agreed limits.

Eine weitere Meldung von Datenübertragungsgeräten sagt etwas über die Empfangsgüte aus.Another message from data transmission devices says something about the reception quality.

Beispiel. CCITT V.24 Leitung 110-Empfangsgüte. Der Aus-Zustand dieser Leitung zeigt an, daß die empfangenen Daten aller Wahrscheinlichkeit nach Fehler enthalten.Example. CCITT V.24 line 110 reception quality. The off state of this Line indicates that the received data is likely to have errors contain.

Diese beiden Meldeleitungen können, wenn vorhanden, dem Datenverschlüsselgerät über die Schnittstelle V.24 zugeführt und ausgewertet werden.These two message lines, if available, can be connected to the data encryption device can be supplied and evaluated via the V.24 interface.

Nachteil: Diese Meldungen erfassen nur einen Teil der mölichen Betriebsstörungen. Außerdem kann das Datenverschlüseelgerät nicht voraussetzen, daß jedes Datenübertragungsgerät diese überwachung durchführt und über eine genormte Schnittstelle übergibt.Disadvantage: These messages only cover a part of the possible malfunctions. In addition, the data encryption device cannot assume that every data transmission device carries out this monitoring and transfers it via a standardized interface.

Eine weitere bekannte Lösung in Datenverschlüsselgeräten ist das sendeseitige Einfügen von Prüfzeichen bzw. Prüfworten in den zu übertragenden Kryptotext und das empfangsseitige Überwachen des Empfangstextes auf die vereinbarten Prüfzeichen.Another known solution in data encryption devices is that at the sending end Insertion of test characters or test words in the crypto text to be transmitted and the receiving-side monitoring of the received text for the agreed test characters.

Die Nachteile dieser Lösung sind: 1. Während der übertragung von Prüfzeichen kann keine Infor-Station übertrgen werden.The disadvantages of this solution are: 1. During the transfer No information station can be transmitted from test marks.

2. Die Prüfzeichen und der Zeitpunkt einer Übertragung müssen zwischen Sender und Empfänger vereinbart werden. Damit"lgeht die Codetransparenz auf dem Übertragungsweg zwischen den Datenschlüsselgeräten verloren.2. The test characters and the time of transmission must be between Sender and recipient are agreed. This way, the code transparency on the Transmission path between the data encryption devices lost.

3. Die Prüfzeichen können vom Kryptotext vorgetäuscht werden und es müssen Maßnahmen getroffen werden, welche die Wahrscheinlichkeit der Vortäuschung berücksichtigen.3. The test characters can be faked by the crypto text and it Measures must be taken that reduce the likelihood of pretending consider.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Datenverschlüsselgeräte eine unabhängige, sichere und einfache überwachungseinrichtung zu schaffen, die Betriebsstörungen erkennt und aus jeder denkbaren Betriebsstörung heraus eine Wiederherstellung des Synchronlaufs anregt.The invention is based on the object for data encryption devices to create an independent, safe and simple monitoring facility that Detects operational disruptions and restores every conceivable operational disruption of synchronous operation.

Die Lösung der Aufgabe ist im Patentanspruch 1 beschrieben.The solution to the problem is described in claim 1.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen an.The subclaims indicate advantageous developments.

Die Erfindung löst die Aufgabe der Überwachung und Wieder herstellung des Synchronlaufs unabhängig von den Überwachunbseinrichtungen in den anderen an der Datenübertragung beteiligten Geräten auf sehr einfache wirtschaftliche Weise und vermeidet die Nachteile der oben genannten Übertragung von Prüfzeichen während der Nachrichtenübertragung.The invention solves the task of monitoring and recovery of synchronous operation independently of the monitoring devices in the others the devices involved in data transmission in a very simple, economical way and avoids the disadvantages of the above mentioned transfer of check marks during of messaging.

Im folgenden sei die Erfindung beispielhaft mit Hilfe von Figuren näher erläutert.In the following the invention is exemplified with the help of figures explained in more detail.

Fig. 1 zeigt das Prinzipblockschaltbild einer verschlüs$el,tenxDatenübertragung.Fig. 1 shows the principle block diagram of an encrypted, tenx data transmission.

Dabei bedeutet: DTE Datenterminal DQ Datenquelle DS Datensenke DSG Datenverschlüsselgerät DUE Datenübertragungsgerät STR übertragungsstrecke K/G Klartext-/Geheimtext-Wandler Sync Synchronisiereinrichtung D1 Sendedaten D2 Empfangsdaten üD1 Überwachung der Sendedaten D2 Überwachung der Empfangsdaten Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild eines Datenverschlüsselungssystems mit Überwachung. The following means: DTE data terminal DQ data source DS Data sink DSG data encryption device DUE data transmission device STR transmission path K / G plain text / ciphertext converter sync synchronization device D1 transmit data D2 Receive data üD1 Monitoring of the send data D2 Monitoring of the receive data Fig. 2 shows the block diagram of a data encryption system with monitoring.

Fig. 3 zeigt die Schaltungsanordnung einer Überwachungsschaltung der Variante a).Fig. 3 shows the circuit arrangement of a monitoring circuit of the Option A).

Fig. 4 zeigt die Schaltungsanordnung einer Überwachungsschaltung der Variante b).Fig. 4 shows the circuit arrangement of a monitoring circuit of the Variant b).

Fig. 5 zeigt die Schaltungsanordnung einer Überwachungsschaltung der Variante c).Fig. 5 shows the circuit arrangement of a monitoring circuit of the Variant c).

Fig. 6 zeigt die symbolische Dsrstellung der Autokorrelationsfunktion (AKF).6 shows the symbolic representation of the autocorrelation function (AKF).

Nach Fig. 1 werden von einer Datenstation 1 über eine über tragungsstrecke STR Daten zu einer Datenstation 2 und umgekehrt übertragen. Das Datenübertragungssystem kann halbduplex oder duplex betrieben werden. Die Übertragungsstrecke kann eine Drahtverbindung, eine Funkstrecke, ein Vermittlungssystem oder ein weltweites Kommunikationssystem sein.According to Fig. 1, from a data station 1 via a transmission link STR transfer data to a data station 2 and vice versa. The data transmission system can be operated half duplex or duplex. The transmission path can be a Wire connection, a radio link, a switching system or a global communication system be.

.Man kann sich also in der Übertragungsstrecke eine Vielzahl weiterer Systemkomponenten denken, welche die Daten weiterreichen-. Man kann sich weiterhin eine Vielzahl von möglichen Betriebsstörungen denken, denen ein solches System ausgesetzt ist. Viele der möglichen Störungen treten nur vorübergehend auf, wie z.B. atmosphärisch bedingte Störungen, lokale Netzspannungsunterbrechungen, elektrische oder elektromagnetische Störimpulse usw. und wirken sich als vorübergehende Unterbrechungen des Datenflusses aus.. So there are a number of other Think of system components that pass on the data. One can continue Think of a multitude of possible malfunctions faced by such a system exposed is. Many of the possible disturbances are only temporary, such as atmospheric Conditional disturbances, local mains voltage interruptions, electrical or electromagnetic Glitches etc. and act as temporary interruptions in the flow of data the end.

Solche Störungen, die Auswirkungen auf den übertragenen Kryptotext haben, muß das Datenverschlüsselgerät erkennen und nach Abklingen der Störung automatisch den Synchronlauf zwischen den Schlüsselgeräten wieder herstellen.Such disturbances that affect the transmitted cryptotext the data encryption device must recognize and automatically after the disturbance has subsided restore synchronism between the key devices.

Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich die statistische Gleichverteilung der binären Zeichenkombination in Kryptotexten zunutze und überwacht die auszusendenden sowie die empfangenen Kryptotexte auf ihre innerstrukturelle Zusammensetzung bzw. statistische Verteilung der binären Zeichenfolgen. Es werden alternativ drei Überwachungsverfahren angewandt: a) Die überwachung auf Dauersignale in der Datenfolge.The method according to the invention makes the statistical uniform distribution uses the binary character combination in crypto texts and monitors the ones to be sent as well as the received crypto texts for their internal structural composition or statistical distribution of binary strings. There are three alternative monitoring methods applied: a) Monitoring for continuous signals in the data sequence.

b) Die Überwachung der Gleichverteilung von '>0" und "1" in der Datenfolge.b) The monitoring of the equal distribution of '> 0 "and" 1 "in the Data sequence.

c) Die Überwachung der Datenfolge durch Autokorrelationsanalyse nach definierten Grenzwerten.c) The monitoring of the data sequence by autocorrelation analysis according to defined limit values.

zu a) In einer zu überwachenden Kryptotextfolge mit statistisch guten Eigenschaften treten bestimmte Datenworte der Länge n Bit mit einer Wahrscheinlichkeit pev 0,5 . 2 n 2-n auf. Man kann n als Grenzwert so groß wählen, daß bei ungestörten Betriebsbedingungen die Wahrscheinlichkeit, daß ein definiertes Überwachungswort mit n Bit auftritt, sehr sehr klein ist. Außerdem kann man das überwachungswort so wählen, daß sein Erscheinen typisch ist für bestimmte Fehlersymptome, wie Leitungsunterbrechung oder Netzspannungsunterbrechung.to a) In a cryptotext sequence to be monitored with statistically good Properties, certain data words of length n bits occur with a probability pev 0.5. 2 n 2-n on. One can choose n as a limit value so large that with undisturbed Operating conditions the probability that a defined watchword occurs with n bits is very very small. You can also use the watchdog choose so that its appearance is typical of certain error symptoms, such as an open circuit or power failure.

zu b) In einer Kryptotextfolge mit statistisch guten Eigenschaften ist in jeder Stichprobe aus der Datenfolge die Summe der "Einsen" gleich der Summe der "Nullen", wenn man die mathematisch definierbare Toleranz, die von der Länge der Stichprobe und den Eigenschaften des Kryptogenerators abhängig ist, berücksichtigt.to b) In a crypto text sequence with statistically good properties the sum of the "ones" is equal to the sum in each sample from the data sequence the "zeros" when you consider the mathematically definable tolerance on the length depends on the sample and the properties of the crypto generator.

Die zulässige Abweichung von der Gleichverteilung ist also als Grenzwert anzugeben. Wird dieser Grenzwert überschritten, spricht man von einer "Schiefe" in einer Folge. Wird in einer Kryptotextfolge eine "Schiefe" gefunden, so deutet das immer auf einen Fehler hin und wird deshalb als Kriterium der überwachungsvariante b) verwendet. The permissible deviation from the uniform distribution is therefore a limit value to specify. If this limit value is exceeded, one speaks of a "skewness" in one episode. If a "skew" is found in a crypto-text sequence, it indicates this always indicates an error and is therefore used as a criterion for the monitoring variant b) used.

zu c) Die Autokorrelationsfunktion AKF ist definiert: Für die Bewertung der Autokorrelationsfunktion AKF gilt: AKF = 1,0: periodische Folge f1(t) AKF = O für alle * 0: Ideale Zufallsfolge mit statistischer Gleichverteilung AKF fi 0: Unterperioden der Folge f1(t) AKF = 1 und AKF = 0,5 ... 1,0: werden deshalb bei der Überwachung von Kryptotexten als Fehler gewertet.to c) The autocorrelation function AKF is defined: The following applies to the evaluation of the autocorrelation function AKF: AKF = 1.0: periodic sequence f1 (t) AKF = O for all * 0: ideal random sequence with statistical equal distribution AKF fi 0: sub-periods of the sequence f1 (t) AKF = 1 and AKF = 0.5 ... 1.0: are therefore rated as errors when monitoring crypto texts.

Nach Fig. 2 werden in jedem Datenverschlüsselgerät zwei Überwachungsschaltungen Ü Dl und üD2 eingesetzt. Mit üD1 werden sendeseitig die zu übertragenden Kryptodaten D1 überwacht.According to Fig. 2, there are two monitoring circuits in each data encryption device Ü Dl and üD2 used. With üD1, the crypto data to be transmitted are sent on the transmission side D1 monitors.

Findet die Überwachungsschaltung ÜDl die erwartete Fehlerstruktur, die in diesem Fall nur von der lokalen Datenstation verursacht worden sein kann, wird das weitere Aussenden von Daten blockiert und eine Alarmmeldung abgegeben.If the monitoring circuit ÜDl finds the expected error structure, which in this case can only have been caused by the local data station, the further transmission of data is blocked and an alarm message is issued.

Mit ÜD2 werden empfangsseitig die empfangenen Kryptodaten D2 überwacht. Findet die Überwachungsschaltung Ü D2 die erwartete Fehlerstruktur, so kann die Ursache des Fehlers sowohl in der lokalen Station, als auch in der Übertragungsstrecke, als auch in der fernen sendenden Datenstation liegen.With ÜD2, the received crypto data D2 is monitored on the receiving side. If the monitoring circuit Ü D2 finds the expected error structure, then the Cause of the error both in the local station and in the transmission path, as well as in the remote transmitting data station.

Eine erkannte fehlerhafte Struktur in den empfangenen Kryptodaten führt in Ü D2 zu einer Fehlermeldung und diese wird als Normiersignal für das betreffende Datenschlüsselgerät verwendet, d.h. es wird eine Grundstellung für das Schlüsselgerät hergestellt und eine Neusynchronisierung zwischen den Datenstationen initialisiert.A recognized faulty structure in the received crypto data leads to an error message in Ü D2 and this is used as a standardization signal for the relevant Data encryption device is used, i.e. a basic position for the encryption device is used established and a resynchronization between the workstations initiated.

Fig. 3 zeigt eine beispielhafte Überwachungsschaltung der Variante a), welche als ÜD1 und/oder ÜD2 eingesetzt werden kann. Ein Binärzähler mit einer Grenzadresse 2 wird von einem übertragungstakt Tü bei jedem zu übertragenden Kryptotextbit solange um eine Stelle hochgezählt, bis am Reset-Eingang des Zählers ein Rücksetzimpuls angelegt wird und den Zählerstand auf Null zurücksetzt.3 shows an exemplary monitoring circuit of the variant a), which can be used as ÜD1 and / or ÜD2. A binary counter with a Limit address 2 is set by a transmission clock Tü for each cryptotext bit to be transmitted counted up by one digit until a reset pulse is received at the reset input of the counter and resets the counter to zero.

Der Rücksetzimpuls wird aus den Polaritätswechseln "0"/"1" der zu überwachenden Kryptodaten gewonnen. Dazu werden die Daten einmal direkt an den Eingang 1 einer Exklusiv-Oder-Schaltung angelegt, zum anderen um die Zeit = R.C verzögert an den Eingang 2. Am Ausgang 3 des EX-OR-Gatters wird immer dann ein Rückstellimpuls der Breite T erzeugt, wenn das Datensignal seine Polarität "O" - "1" oder "1" -. "0" wechselt. Denn das EX-OR-Gatter entspricht folgender Wahrheitstabelle: e1 e2 a O o O = O 1 0 1 = 0 O 1 = 1 1 O 0=1 Eine Fehlermeldung f wird immer dann ausgegeben, wenn der Zähler die eingestellte Grenzadresse mer dann, wenn 2n Übertragungstakte lang kein Rücksetzimpuls aus Kryptodatenwechseln abgeleitet werden konnte. Damit werden Kryptodatenwerte mit n . "O" und n . "1" als fehlerhaft erkannt. Dieses Fehlermuster ist z.B. symptomatisch für Spannungsunterbrechungen, Leitungsunterbrechungen, Rauschsperre usw.The reset pulse is made up of the polarity changes "0" / "1" to monitored crypto data. To do this, the data is sent once directly to the input 1 of an exclusive-OR circuit, on the other hand delayed by the time = R.C. to input 2. A reset pulse is then always sent to output 3 of the EX-OR gate of width T when the data signal has its polarity "O" - "1" or "1" -. "0" changes. Because the EX-OR gate corresponds to the following truth table: e1 e2 a O o O = O 1 0 1 = 0 O 1 = 1 1 O 0 = 1 An error message f appears always output when the counter merges the set limit address when No reset pulse derived from crypto data changes for 2n transmission cycles could be. This means that crypto data values with n. "O" and n. "1" as faulty recognized. This error pattern is, for example, symptomatic of voltage interruptions, Line breaks, squelch, etc.

Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Überwachungsschaltung der Variante b), welche als üD1 und/oder ÜD2 eingesetzt werden kann. Die zu überwachenden Kryptodaten steuern einen Aufwärts-Abwärtszähler ZR in der Weise, daß eine "1" den Zähler mit dem Takt T1 aufwärtszählen läßt, eine "O" dagegen abwärtszählen läßt. Definiert man einen mittleren Zählerwert als Ausgangsadresse, so lassen sich auch Grenzwerte p für ein Übergewicht an "Einsen" und q für ein Übergewicht an "Nullen" festlegen. Ein Stichprobenzähler SZ mit der Grenzadresse 2n legt den Umfang der Stichprobe fest. Nach 2 -Bits einer Probe aus der Kryptodatenfolge wird die Fehl er erkennungslogik abgefragt, ob die gemessene "Schiefe" innerhalb der Grenzwerte p und q liegt. Dann wird nach einer Verzögerung T der Zähler ZR auf den Ausgangswert zurückgestellt und eine neue Stichprobe wird gemessen. 4 shows an exemplary monitoring circuit of the variant b), which can be used as üD1 and / or ÜD2. The crypto data to be monitored control an up-down counter ZR in such a way that a "1" also controls the counter the clock T1 can count up, an "O" can count down on the other hand. Are defined if an average counter value is used as the output address, limit values can also be set Set p for an excess of "ones" and q for an excess of "zeros". A sample counter SZ with the limit address 2n defines the scope of the sample fixed. After 2 bits of a sample from the crypto data sequence, the error detection logic is activated inquires whether the measured "skewness" lies within the limit values p and q. then the counter ZR is reset to the initial value after a delay T. and a new sample is measured.

Mit der Überwachungsvariante b) werden alle "schiefen" Fehlerstrukturen erkannt. With the monitoring variant b) all "crooked" error structures are eliminated recognized.

Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Überwachungsschaltung der Variante c), welche als ÜDl und/oder ÜD2 eingesetzt werden kann. 5 shows an exemplary monitoring circuit of the variant c), which can be used as ÜDl and / or ÜD2.

Die zu überwachenden Kryptodaten werden bitweise mit dem Takt T1 gleichzeitig in die Speicher stufe S1 und die Speicherstelle 1 eines Verzögerungsregisters VR eingeschrieben. The crypto data to be monitored is sent bit by bit with the clock T1 at the same time in the memory stage S1 and the memory location 1 of a delay register Registered at VR.

Nach dem Einschreiben wird der Umschalter u so umgeschaltet, daß aus dem Verzögerungsregister VR ein Ringschieberegister wird. Mit dem Takt T2 aus dem Taktvervielfacher TV = n . l1 wird nun das Ringschiebergister n -mal geschoben. In den n Speicherstellen des Ringschieberegisters sind bereits die letzten n Bits aus der Vorgeschichte des Kryptotextes enthalten, fortlaufend in der Reihenfolge ihres zeitlichen Auftretens. Der Modulo-2-Addierer M vergleicht nun das aktuelle Kryptodatenbit in S1 mit den n vorangegangener Kryptodatenbits aus dem Schieberegister nach der Regel: 00 = O 11 = 0 O t 1 = 1 1 0 = 1 So entsteht eine Serie von n binären Additionen nach der Beziehung f1(t1) p f1 (t1-n.t2). After the writing, the changeover switch u is switched so that a ring shift register from the delay register VR will. With the clock T2 from the clock multiplier TV = n. l1 is now the ring gatekeeper pushed n times. There are already Contain the last n bits from the history of the crypto text, consecutively in the order of their temporal occurrence. The modulo-2 adder M compares now the current crypto data bit in S1 with the n previous crypto data bits from the shift register according to the rule: 00 = O 11 = 0 O t 1 = 1 1 0 = 1 This is how a series of n binary additions according to the relationship f1 (t1) p f1 (t1-n.t2).

Das Ergebnis dieser Addition wird in einem Zählregister Zp, welches als Aufwärts-Abwärtszähler mit angeschlossenem Ergebnisspeicher SR organisiert ist, aufsummiert.The result of this addition is in a counting register Zp, which is organized as an up-down counter with a connected result memory SR, summed up.

Es gilt m = 0 abwärtszählen mit T2 m = 1 aufwärtszählen mit T2.The following applies: m = 0 counting down with T2 m = 1 counting up with T2.

Mit m = 0 wird die Anzahl der übereinstimmungen, mit m = 1 wird die Anzahl der Nichtübereinstimmungen gezählt. Die Speicherregister SR mit n Speicherstellen für jede der y-Zählerstellen dienen zur Abspeicherung der Meßergebnisse für jede der n-Verschiebungen des Verzögerungsregisters VR.With m = 0 the number of matches becomes, with m = 1 it becomes the Number of non-conformities counted. The storage registers SR with n storage locations for each of the y-counter digits are used to store the measurement results for each the n-shifts of the delay register VR.

Definiert man eine mittlere Ausgangsdadresse des Zählers ZR als den Autokorrelationswert AKF = O, so kann man einen positiven Grenzwert p und einen negativen Grenzwert q für die AKF definieren. Wird einer dieser Grenzwerte überschritten, so liegt ein Fehler in der überwachten Datenfolge vor.Define a mean output address of the counter ZR as the Autocorrelation value AKF = O, one can have a positive limit value p and a Define negative limit value q for the AKF. If one of these limit values is exceeded, there is an error in the monitored data sequence.

Ein Verzögerungsglied T in der Fehlererkennungslogik sorgt bei der Betriebsaufnahme dafür, daß eine Mindestanzahl von Meßwerten ausgewertet werden muß, bevor eine Fehlererkennung möglich ist. Mit dieser überwachungsvariante c) werden auch periodische Fehler strukturen in den Kryptotextfolgen erkannt.A delay element T in the error detection logic takes care of the Start of operations to ensure that a minimum of Evaluated measured values must be before an error detection is possible. With this monitoring variant c) periodic error structures are also recognized in the cryptotext sequences.

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Claims (7)

Patentansprüche Öi Verfahren zur Überwachung und Synchronisierung von Datenverschlüsselungseinrichtungen, wobei Daten von einer ersten Station zu einer zweiten Station und umgekehrt übertragen werden und die Stationen durch eine vereinbarte Einphasprozedur miteinander synchronisiert werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) daß auf der Sende seite die zu übertragenden Kryptodaten (Di) von einer ersten Überwachungsschaltung (und1) auf ihre innerstrukturelle Zusammensetzung kontrolliert werden, daß Abweichungen von der erwarteten Struktur als Kriterien verwendet werden, um eine weitere Aussendung von Kryptodaten zu blockieren und Alarm zu veranlassen, b) daß auf der Empfangsseite die empfangenen Kryptodaten i (D2) von einer zweiten Überwachungsschaltung (ÜD2) auf ihre strukturelle Zusammensetzung kontrolliert werden und daß Abweichungen von dieser erwarteten Struktur als Kriterien dazu verwendet werden, die Empfangsdatenstation in eine GrundstcLlung ztl setzen und eine Neusynchronisierung zwischen der Sende- und Empfangsdatenstation zu veranlassen.Claims Öi method for monitoring and synchronization of data encryption devices, with data from a first station to a second station and vice versa and the stations by a agreed single-phase procedure are synchronized with each other, characterized by the following process steps: a) that the crypto data to be transmitted is on the transmitting side (Di) by a first monitoring circuit (and1) for their internal structural composition controlled that deviations from the expected structure are used as criteria can be used to block any further transmission of crypto data and to generate an alarm to cause b) that the received crypto data i (D2) by a second monitoring circuit (ÜD2) for their structural composition are controlled and that deviations from this expected structure are used as criteria can be used to set the receiving data station in a basic position and a resynchronization between the sending and receiving data stations to cause. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Uberwachungsschaltungen (und) Dauersignalfolgen über dem Grenzwert von n Zeichen erkennen und anzeigen bzw.2. The method according to claim 1, characterized in that both monitoring circuits (and) Recognize and display or display continuous signal sequences above the limit value of n characters. melden. Report. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Uberwachungsschaltungen (UD) die Gleichverteilung der "O" und "1" innerhalb definierter Grenzwerte kontrollieren und deren überschreitung melden.3. The method according to claim 1, characterized in that both monitoring circuits (UD) check the equal distribution of "O" and "1" within defined limit values and report if they are exceeded. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide überwachungsschaltungen (und) die Autokorrelationsfunktion (AKF) bilden und einen AKF-Grenzwert kontrollieren, bei dessen Überschreitung eine Meldung abgegeben wird.4. The method according to claim 1, characterized in that both monitoring circuits (and) form the autocorrelation function (ACF) and control an ACF limit value, if this is exceeded, a message is issued. 5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachungsschaltungen mit einem "Exklusiv-OR-Gatter" und einem Zähler aufgebaut sind, daß am ersten Eingang des "Exklusiv-OR-Gatters" direkt die zu überwachenden Kryptodaten angelegt sind, daß am zweiten Eingang des "Exklusiv-OR-Gatters" die um die Verzögerung Tü verzögerten Kryptodaten angelegt sind, daß der Ausgang des "Exklusiv-OR-Gatters" mit dem Reset-Eingang des Zählers verbunden ist, daß am Takteingang des Zählers der Übertragungstakt TU angeschlossen ist und daß der Zähler eine Grenzadresse 2 besitzt, bei dessen Erreichung eine Fehlermeldung f abgebbar ist (Figur 3).5. Arrangement for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the monitoring circuits with an "exclusive OR gate" and a counter are built that at the first input of the "exclusive OR gate" directly the crypto data to be monitored is created so that at the second input of the "exclusive OR gate" the delayed by the delay Tü crypto data is applied that the output of the "exclusive OR gate" is connected to the reset input of the counter that on Clock input of the counter is connected to the transfer clock TU and that the counter has a limit address 2, upon reaching which an error message f can be emitted is (Figure 3). 6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachungsschaltungen (ÜD) mit einem Aufwärts-Abwärtszähler (ZR), einem Stichprobenzähler (SZ) und einer Fehlererkennungslogik aufgebaut ist, daß die zu überwachenden Kryptodaten am Eingang des Aufwärts-Abwärtszählers angelegt sind, daß der übertragungstakt (T1) am Takteingang des Aufwärts-Abwärtszählers und am Eingang des Stichprobenzählers (SZ) angelegt ist, daß die Grenzadresse 2n des Stichprobenzählers einerseits über ein Verzögerungsglied (T) mit dem Reset-Eingang des Aufwärts-Abwärtszählers und andererseits mit dem ersten Eingang eines ersten UND-Gatters (U1) verbunden ist, daß die beiden letzten Adressen des Aufwärts-Abwärtszählers (ZR) in positiver Weise betrachtet mit den beiden Eingängen eines zweiten UND-Gatters und in negativer Zählweise betrachtet über jeweils ein Invertierglied mit den beiden Eingängen eines dritten UND-Gatters verbunden sind, daß die Ausgänge des zweiten und dritten UND-Gatters (U2, U3) mit den Eingängen eines ODER-Gatters verbunden sind, daß der Ausgang des ODER-Gatters mit dem zweiten Eingang des ersten UND-Gatters (U1) verbunden ist und daß am Ausgang des ersten UND-Gatters die Fehlermeldung (f) abgebbar ist (Figur 4).6. Arrangement for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the monitoring circuits (ÜD) with an up-down counter (ZR), one Sample counter (SZ) and an error detection logic is set up that the crypto data to be monitored at the input of the up-down counter are applied that the transmission clock (T1) at the clock input of the up-down counter and at the input of the sample counter (SZ) it is applied that the limit address 2n of the sample counter on the one hand via a delay element (T) with the reset input of the up-down counter and on the other hand to the first input of a first AND gate (U1) is connected that the last two addresses of the up-down counter (ZR) viewed in a positive way with the two inputs of a second AND gate and viewed in negative counting via an inverting element with the two The inputs of a third AND gate are connected to the outputs of the second and third AND gate (U2, U3) connected to the inputs of an OR gate are that the output of the OR gate with the second input of the first AND gate (U1) is connected and that the error message (f) at the output of the first AND gate can be delivered (Figure 4). 7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachungsschaltungen ÜD mit einem Schieberegister (VR), Modulo-2-Addierer (M), einem Aufwärts-Abwärtszähler (ZR) mit Speicherregistern (SR) und einer Fehlererkennungslogik aufgebaut ist, daß die zu überwachenden Kryptodaten einerseits einer Speicherstufe (S1) und andererseits einem Schieberegister (VR) zugeführt sind, daß das Schieberegister (VR) durch einen Umschalter (u) zu einen Rftng schieberigster umschaltbar ist, daßder Ausgang des Schieberegisters (VR) und der Ausgang der Speicherstufe (S1) jeweils mit einem Eingang eines Modulo-2-Addierers verbunden ist, daß der Ausgang des Modulo-2-Addierers mit dem Eingang des Aufwärts-Abwärtszählers (ort) verbunden ist, daß der Übertragungstakt (T1) einerseits mit einem Taktvervielfacher (TV), an dessen Ausgang der Takt T2 = n . T1 anliegt, und andererseits mit dem Takteingang der Speicherstufe (S1) verbunden ist, daß der Ausgang des Taktvervielfachers (TV) mit den Takteingängen des Aufwärts-Abwärtszählers (ZR), der Speicherregister (SR), sowie des Schieberegisters (VR) verbunden sind, daß die Adressenausgänge des Aufwärts-Abwärtszählers (ZR) jeweils mit den Eingängen der Speicherregister (SR) und die Ausgänge der Speicherregister (SR) jeweils mit den Eingängen der Adressen des Aufwärts-Abwärtszählers (ZR) verbunden sind, daß die beiden letzten Adressen des Aufwärts-Abwärtszählers (ZR) einerseits in positiver Zählweise betrachtet mit den beiden Eingängen eines ersten UND-Gatters und andererseits in negativer Zählweise betrachtet über jeweils ein Invertierglied mit den beiden Eingängen eines zweiten UND-Gatters verbunden sind, daß die Ausgänge des ersten und zweiten UND-Gatters jeweils mit den Eingängen eines ODER-Gatters verbunden sind, daß der Ausgang des ODER-Gatters mit einem Eingang eines dritten UND-Gatters und der andere Eingang des dritten UND-Gatters mit einem Verzögerungsglied verbunden ist und daß am Ausgang des dritten UND-Gatters die Fehlermeldung f abgebbar ist (Figur 5).7. Arrangement for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the monitoring circuits ÜD with a shift register (VR), Modulo-2 adder (M), an up-down counter (ZR) with storage registers (SR) and an error detection logic is set up that the crypto data to be monitored on the one hand a storage stage (S1) and on the other hand a shift register (VR) are fed that the shift register (VR) through a switch (u) to a Rftng the most shiftable switchable is that the output of the shift register (VR) and the output of the storage stage (S1) each with an input of a modulo-2 adder that the output of the modulo-2 adder is connected to the input of the up-down counter (place) connected is that the transmission clock (T1) on the one hand with a clock multiplier (TV), at whose output the clock T2 = n. T1 is present, and on the other hand connected to the clock input of the storage stage (S1) that the output the clock multiplier (TV) with the clock inputs of the up-down counter (ZR), the storage register (SR), as well as the shift register (VR) are connected that the Address outputs of the up-down counter (ZR) each with the inputs of the Storage register (SR) and the outputs of the storage register (SR) each with the Inputs of the addresses of the up-down counter (ZR) are connected that the the last two addresses of the up-down counter (ZR) on the one hand in positive Considered counting with the two inputs of a first AND gate and on the other hand viewed in negative counting via an inverting element with the two Inputs of a second AND gate are connected to the outputs of the first and the second AND gate are each connected to the inputs of an OR gate, that the output of the OR gate with an input of a third AND gate and the other input of the third AND gate is connected to a delay element and that the error message f can be output at the output of the third AND gate (Figure 5).
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