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Chiffrier- und Dechiffriermaschine Die Erfindung betrifft eine Chiffriermaschine,
die aus einem Satz von Einstellscheiben und einem mit diesem durch Übersetzungen
verbundenen Satz von Ergebnisscheiben besteht und eine mehrstellige Folge von _Zahlen-
oder Zeichensätze einer bestimmten Gesetzmäßigkeit in eine wenigerstellige Folge
von Zeichen umzuwandeln vermag. Sie besteht darin, daß die die Zeichen oder Zahlen
tragenden Flächen der Einstellscheiben gemäß einem geringerwertigien,, z. B. dekadischen,
und die der Ergebnisscheiben gemäß einem höherwertigen, z. B. 26 Einheiten in kleinster
Ordnung umfassenden Zahlensystem unterteilt und beide Scheibengruppen derart miteinander
übersetzt sind, daß die durch Drehen der Einstellscheiben im geringerwertigen System
eingestellte Zahl mechanisch in eine gemäß dem höherwertigen System geringerstellige
Zahlen- oder Zeichenreihe auf den Ergebnisscheiben umge"vandelt wird, welche letzteren
somit in entsprechend geringerer Zahl als die Einstellscheiben vorhanden sind.
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Wenn man dieses der Chiffriermaschine zugrunde liegende mathematische
Umwandlungsgesetz mechanisch auf umgekehrte Weise verwirklicht, entsteht eine Dechiffriermaschine,
mittels welcher man eine gegebene Folge von Zahlen oder Zeichen in eine mehrstellige
Folge umwandeln kann. Bei einer derartigen Dechiffriermaschine sind also die die
Zeichen oder Zahlen tragenden Flächen der Einstellscheiben gemäß einem höherwertigen,
z. B. 26 Einheiten in kleinster Ordnung umfassenden, und die Ergebnisscheibe. gemäß
einem geringerwertigen Zahlensystem, z. B. dem dekadischen, unterteilt und beide
Scheiben derart miteinander übersetzt, daß die durch Drehen der Einstellscheiben
im höherwertigen System eingestellte Zahl mechanisch in eine gemäß dem geringerwertigen
System mehrstellige Zahlen- oder Zeichenreihe auf den Ergebnisscheiben umgewandelt
wird, welche letzteren somit in entsprechend größerer Zahl als die -Einstellscheiben
vorhanden sind.
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Gegenstand der Erfindung bildet endlich eine kombinierte Chiffrier-
und Dechiffriermaschine, welche aus einer Chiffrier- und Dechiffriereinheit der
obenerwähnten Art besteht. Diese Einheiten sind über ein gemeinsames Zwischenorgan
und durch Vermittlung ein- und ausschaltbarer Kupplungen derart miteinander verbunden,
daß die Scheiben beider Einheiten sich als Einstell- bzw. Ergebnisscheiben benutzen
und die zur Zahlensystemumwandlung erforderlichen Übersetzungsverhältnisse zwischen
beiden sich dadurch herstellen lassen, daß das gemeinsame Zwischenorgan als Antrieb
von der Chiffriernach der Dechiffrierseite bzw. umgelcehrt dient.
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Wenn man in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die geringer-
und höherwertigen Zahlen- oder Zeichenscheiben nach dem dekadischen bzw. dem 26er-Zahlensy
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unterteilt, ist man in der Lage, mit rein mechanischen Mitteln und unter Verzicht
auf jede gedankliche Rechenoperation vielstellige Zahlgrigebild"e;-z. B. Code-Zahlen
von mehr als fünf Stellen, in Zeichengebilde von weniger, z. B. höchstens fünf Stellen,
zu verdichten bzw. aus Verdichtungsgebilden die Ausgangsziffern wieder herzustellen.
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Hierbei ist erwogen worden, daß ein einfacher Austausch der Zahlen
des Dezimalsystems gegen Buchstaben des Alphabets zwar insoweit ohne weiteres möglich.
ist, als z«-ischen Zahl und Wort Gleichheit der Stellen besteht, und daß hierbei,
aber nur entsprechend der Zehnerzahl der Einheiten des dezimalen Zahlensystems,
von den 26 Buchstaben des Alphabets immer nur je zehn für einen derartigen Austausch
zur Verfügung stehen würden. Die sämtlichen Buchstaben des Alphabets werden aber
eindeutig verfügbar, wenn man nicht Zahlen des Dezimalsystems, sondern Zahlen eines
Systems von der Grundzahl 26
zugrunde legt, für deren Aussprache im Sinne
des dekadischen Zahlensystems zwar keine eigentlichen Sprachmittel zur Verfügung
stehen, deren rechnerisch-mathematische Bedeutung aber feststeht und darin besteht,
daß die in einer Zahl des höherbasigen Systems stehenden Einheiten oder Einzelzahlen,
die im Falle des 26er-Systems von o bis 25 gehen, auf dem Wert der Einheiten entsprechende
Vielfache von nach Maßgabe der Stelle arithmetisch fortschreitenden Potenzen der
Grundzahl 26 darstellen, wobei diesePotenzen genau wie beim Dezimalsystem progressiv
von rechts nach links ansteigen und etwa in dem Zahlengebilde fehlende Einheiten
von Basispotenzen durch die Zahl o ausgedrückt werden.
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Während also beispielsweise eine Zahl 243i im dezimalen Zahlensystem
die. Summe i Xio°+3Xio'+4Xio2+2Xio3 andeutet, würde sie im 26er-System die Summe
i X 26° + 3 X 261 + 4 X 262 -(- 2 X 263 bedeuten und etwa die Zahl 3.--1.14.25 in
dem 26er-Zahlensystem der Summe 25 X 2611 + 14 X 261 -1- 21 X 262 + 3 X 263 entsprechen.
Innerhalb dieses 26er-Zahlensystem würde für jede der entsprechenden Ziffern o bis
25 ein bestimmter Buchstabe des Alphabets zur Verfügung stehen.
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Da die an einer gegebenen Stelle eines Zahlengebildes stehenden Ziffern
inhaltlich das dem Zahlenwert entsprechende Vielfache der der Stellung dieser Ziffer
innerhalb des Zahlengebildes entsprechenden Potenz der Grundzahlen (z. B. io bzw.
26) des in Frage kommenden Zahlensystems bedeuten, bestehen mithin zwischen jeder
an einer bestimmten Stelle stehenden Zahlengröße eines Zahlengebildes und einem
anderen Zahlensystem genau festliegende zahlenmäßige Beziehungen, welche erfindungsgemäß
durch entsprechende übersetzungen zwischen den Einstell- und Ergebnisscheiben zum
selbsttätig-mechanischenAusdruck gebracht werden.
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In den Zeichnungen bedeutet: Abb. i das Schema einer Chiffriermaschine,
welche beispielsweise Zahlen des dekadischen Zahlensystems in fünfstellige Buchstabengebilde
umwandelt, Abb.2 das Schema einer Dechiffriermaschine, welche aus einer gegebenen
Buchstabenfolge die entsprechende Zahl des dezimalen Systems errechnet, Abb.3 das
Schema einer kombinierten Chriffrier- und Dechiffriermaschine, Abb.4 und 5 Einzelheiten
zum besseren Verständnis der Abb. 3.
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Die in Abb. i schematisch dargestellte Chiffriermaschine beruht auf
der rechnungsmäßigen Wechselbeziehung zwischen dem dekadischen und dem 26er-Zahlensystem.
Sie besteht aus einem Satz von beispielsweise auf einer gemeinsamen Welle i angeordneten
Zahlenscheiben 2, die sich auf der Welle i drehen können und am Umfang die dem dekadischen
Zahlensystem entsprechenden Ziffern o bis 9 tragen. Die Scheiben sind so gestellt,
daß sie in der Ausgangsstellung die Zahl o durch den. in der Zeichnung nicht näher
angedeuteten Sichtschlitz o. dgl. dem Auge des Gebrauchers darbieten. Die Anzahl
dieser Zahlenscheiben entspricht der für den jeweiligen Zweck in Frage kommenden
Stellenzahl des Dezimalsystems, die einzelnen Scheiben selbst entsprechen hinsichtlich
ihrer Querstellung längs der gemeinsamen Tragwelle i den darüber in Klammern eingetragenen
Potenzen der Grundzahl io des dekadischen Zahlensystems. In Abb. i sind nur sieben
Zehnerscheiben 2 dargestellt, obwohl gemäß der Umwandlungstabelle S. 5 auch einige
achtstellige Zahlen des Dizimalsystems in die dieser Beschreibung zugrunde gelegte
rechnerische Anwendungsgrenze fallen. Wegen dieser wenigen Ziffern würde sich indessen
die Anordnung einer weiteren Zehnerscheibe2 an achter Stelle nicht verlohnen; man
wird sich in der Praxis damit behelfen, daß man beim Gebrauch erforderlichenfalls
die an siebenter Stelle stehende Zehnerscheibe bis um elf Einheiten dreht bzw. am
Umfang unter entsprechender Gestaltung der Einstell-und Übertragungsorgane mit Ziffern
bis zu elf versieht.
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Die Maschine besitzt ferner eine Reihe von Scheiben3, die auf einer
gemeinsamen Welle4 drehbar gelagert sind, am Umfang die den Einheitszahlen o bis
2,5 des _ 26er-Zahlen.-systems entsprechenden Buchstaben a bis z
des
Alphabets tragen und bezüglich ihrer Querstellung auf der Welle 4 den eingeklammerten
Potenzen der Grundzahl 26 entsprechen. Zwischen den einzelnen Scheiben 3
besteht unabhängige Drehmöglichkeit, doch sind zwischen den einzelnen Scheiben aufeinanderfolgender
Rangordnung sogenannteVorschalt-und Nullstellvorrichtungen 5 vorgesehen, die in
der Zeichnung nur schematisch angedeutet sind und der sogenannten Zehnerschaltung
und Nullstellvorrichtung bei auf das dekadische System abgestellten Rechenmaschinen
insofern entsprechen, als sie bei einem Übergang von 25 nach 26 entsprechenden Übergang
von z nach a eine Vorschaltung des nächst links befindlichen Buchstabenrades 3 um
eine Teilung oder einen Buchstaben bewirken.
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Die Zehnerpotenzenscheiben 2 sind nun mit den 26er-Potenzen- oder
Buchstabenscheiben 3 durch geeignete Kettentriebe gekuppelt, die jeweils aus Wellen
6, Kettenrädern 7, Ketten 8 und Antriebskurbeln 9 bestehen und so beschaffen sind,
daß die einzelnen Kettentriebe, die an der gleichen Buchstabenscheibe angreifen,
insoweit von einander unabhängig sind, als sie diese Scheibe schalten können, ohne
die zu anderen Zehnerpotenzen gehörigen Kettentriebe in Mitleidenschaft zu ziehen
und die zugehörigen Zehnerpotenzenscheiben in eine nicht gewünschte Drehung zu versetzen.
Es bestehen mit anderen Worten zwischen den einzelnen Zehnerpotenzenscheiben z der
`Felle i und den 26er-Potenzenscheiben 3 der Welle 4 die obenerwähnten Zahlen- oder
Übersetzungsbeziehungen, die neben den die Ketten oder sonstigen Übertragungsorgane
andeutenden Linien 8 in Klammern eingetragen sind. Es besteht also beispielsweise
von der io°- oder Millionenscheibe links auf Abb. i und den Scheiben 3 eine vierfache
Übersetzungsbeziehung, indem die einzelnen 2 6er-Scheiben, von links nach rechts
betrachtet. bei einer Umdrehung der iol;-Scheibe durch den zugehörigen Kettentrieb
6 bis 9 zweimal bzw. viermal bzw. dreiundzwanzigmal bzw. siebenmal bzw. vierzehnmal
umgedreht werden, entsprechend der rein zahlenmäßigen Beziehung: 1 000 000
- 10° = 2 X 264 -f- 4 X 263 -I- 23 X 262 -f- 7 X 261-I- 14 X 260.
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Dreht man also die io°-Kurbel entsprechend der an der ersten Stelle
links der siebenstelligen dekadischen Zahl stehenden Einheitszahl, so erfolgt eine
entsprechende Drehung der Buchstabenscheiben 3, jeweils mit den angegebenenübersetzungen
und unter jeweiliger Vorschaltung benachbarter Scheiben durch die Vorschaltmechanismen
5. Man hat deshalb die io°-ioE-Kurbel 9 nur so oft zu drehen, als es dem Zahlenwert
der an den entsprechenden Stellen der dekadischen Ausgangszahl stehenden Einheitszahlen
entspricht, worauf man in den Blickfenstern der Scheiben 3 die sich ergebende Buchstabenfolge
ablesen kann.
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Die Mittel, durch welche die bei den einzelnen Übertragungen erforderlichen
Übersetzungen von den Zehnerpotenzenscheiben 2 auf die 26er-Potenzenscheiben 3 erzeugt
werden, können von jeder geeigneten Art und Beschaffenheit sein; die Größenverhältnisse
der in der Zeichnung vorhandenen Kettenscheiben ? sind also unbeachtlich, weil unmaßstäblich,
und es ist bei Betrachtung dieser Figur, ebenso wie der übrigen Figuren, lediglich
zu unterstellen, daß zwischen den beiden Scheibensätzen die in der Zeichnung zwischen
Klammern stehenden übersetzungsverhältnisse bestehen.
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Wenn die Zehnerscheiben durchweg auf Null stehen, gemäß der linken
Vertikalkolonne also noch keine Drehung der Zehnerpotenzenkurbeln erfolgt ist, erscheinen
in den Fenstern der -Zehnerscheiben durchweg die Ziffer o und in den Fenstern der
26er-Scheiben 3 durchweg die entsprechenden Buchstaben a. Bei Drehung der io°-Scheibe
durch die io°-Kurbe19 und das zugehörige Übersetzungsgetriebe 6 bis 8 wird die 26°-Scheibe
im Verhältnis r : i vorgeschaltet. .Dreht man die ioer-Scheiben für die Potenzen
iol bis -io°, so schalten sie auf die verschiedenen 26er-Scheiben 3 mit den Übersetzungsverhältnissen,
die in der Zeichnung neben den Trieben 8 eingeklammert und in derHorizontalkolonne
i vermerkt sind. Würde man also beispielsweise die ios-Scheibe einmal drehen, so
würde, wenn sie am Umfang nicht mit den Buchstaben a bis z, sondern mit den Ziffern
o bis 25 beschriftet wäre, bei dieser einmaligen Drehung auf den einzelnen Scheiben
die Zahlenfolge o, 5, 17, 24, 4 sichtbar werden, entsprechend dem Umstand, daß sich
io"- ioo ooo ausdrücken läßt als die Summe 0264+5X263+17X262+24X261 4 X 26 = o +
8788o -I- 11492+624+ 4. Da entsprechend der Absicht, die dekadische Zahl unmittelbar.
in die entsprechende Buchstabenfolge umzuwandeln, die Scheiben 3 nicht erst mit
den z6er-Ziffern, sondern mit den diesen entsprechenden Buchstaben des Alphabets
beschriftet sind, zeigen die Scheiben 3 bei einer einmaligen Drehung der ioE-Kurbel
in Wirklichkeit die Buchstabenfolge afrye auf, welche demzufolge die zu telegraphierende,
der Zahl io5 oder ioo ooo entsprechende Buchstabengruppe darstellt. Bei den 2- bis
eifachen Umdrehungen der einzelnen Zehnerscheiben werden auf dem Umfang der 26er-Scheiben
im einzelnen die in den Horizontalkolonnen der Tabelle angegebenen Folgen von «
Ziffern des 26er-Zahlensystems bzw. der entsprechenden Buchstaben
des
Alphabets zur Erscheinung gebracht werden.
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Die Dechiffriermaschine gemäß Abb. 2 ist nach Bau- und Wirkungsweise
sowie mathematischer Grundlage nunmehr ohne weiteres verständlich. Hier handelt
es sich darum, Buchstabenfolgen, die telegraphiert worden sind, mechanisch in die
Ausgangszahl des dekadischen Zahlensystems. umzuwandeln. Es werden also hier zunächst
die Zahlen oder 26er-Scheiben 3 gestellt, die der Rangordnung der 26er-Potenzen
entsprechend nebeneinander auf der Welle 4 drehbar gelagert sind und am Umfang mit
den Zahlen a bis z beschriftet sind, die man nach der vorangegangenen Erläuterung
ohne weiteres als den Einheitszahlen o bis 25 des 26er-Zahlensystems gleichbedeutend
ansehen kann.
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Hier handelt es sich nun darum, eine in dem 26er-Zahlensystem ausgedrückte
Zahlenfolge, entsprechend der in Wirklichkeit eingestellten Buchstabenfolge, in
die entsprechende, nach progressiver Folge der Zehnerpotenzen üblicher Weise gruppierte
dekadische Zahl mechanisch umzuwandeln. Entsprechend der mathematischen Grundlage
der Chiffriermaschine gemäß Abb. i beruht die Dechiffriermaschine darauf, daß sich
jede Potenz der Grundzahl 26 auch ausdrücken läßt als die mathematische Summe von
in arithtnetischer Progression ansteigenden Potenzen der Grundzahl io des dekadischen
Zahlensystems.
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Demzufolge besitzt die Dechiffriermaschine neben den 26er-Scheiben
3 einen Satz von Zehnerscheiben 2, die wiederum auf einer gemeinsamen Welle i nebeneinander
drehbar gelagert sind und bezüglich ihrer Querstellung von rechts nach links in
arithmetischer Progression ansteigenden Potenzen von io gleichwertig sind. Diese
Scheiben 2, von denen beispielsweise sieben vorgesehen sind, sind am äußeren Umfang
mit den Ziffern o bis 9 beschriftet, und zwischen benachbarten Scheiben ist je eine
Zehnerschaltung und Nullstellvorrichtung io vorgesehen, welche, wenn eine Scheibe
von 9 auf o übergeht, die benachbarte Scheibe nächsthöherer Ordnung um eine Zahleneinheit
vorschaltet. Der Potenzenwert der .einzelnen Scheiben 2 und 3 ist oberhalb und unterhalb
derselben zwischen Klammern angegeben. Auch hier sind zwischen den einzelnen Scheibensätzen
Zwischenübersetzungen vorgesehen, deren genaue Größe neben den Zwischenketten 8
zwischen Klammern angegeben sind, so wie sie sich bei eine rUmrechnung der verschiedenen
26er-Potenzen in Summen von Zehnerpotenzen rechnungsmäßig ergeben.
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Beim Gebrauch der Dechiffriermaschine sind die 26er-Scheiben lediglich
so zu stellen, daß im Fenster des Apparates das telegräphierte, in die dekadische
Zahl umzuwandelnde Wort erscheint. Die entsprechende Zahl erscheint dann automatisch
im Fenster der Zehnerscheiben 2, kann hier abgelesen und entsprechend ihrer irgendwie
festgelegten Bedeutung verwertet werden.
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Die Abb.3 veranschaulicht schematisch eine Maschine, die nach Wahl
sowohl zum Chiffrieren als auch zum Dechiffrieren verwendet werden kann, indem sie
ermöglicht, zwischen den ioer- und 26er-Scheiben durch geeignete Schaltvorrichtungen
die erforderlichen Übersetzungsverhältnisse herzustellen. Entsprechend Abb. i und
2 besitzt die Maschine auf einer Welle i Zehnerscheiben 2, die mit o bis 9 beschriftet
sind, und die unter sich durch Zehnerschaltungen io gekuppelt sind, ferner auf einer
Welle4 26er-Scheiben3, die von a bis z am Umfang beschriftet sind und denen. Vorschaltvorrichtungen
5 zugeordnet sind. Zwischen den Scheibensätzen verläuft eine Welle i i, die vermittels
einer Kurbel 12 gedreht werden kann und einzelne lose Kettenscheiben 13 trägt, über
die Triebe 14 von den zwischen Klammern stehenden Übersetzungen zu den Scheiben
:2 und 3 verlaufen. Toller- bis ioGer-Kupplungen 15 können durch Fingertasten 16
und die 26°er- bis 264er-Kupplungen 16 können durch Fingertasten 17 eingerückt werden,
um die zugehörigen Scheiben 13 mit der Welle i i zu kuppeln und dadurch diejenigen
Übersetzungsverhältnisse herzustellen, die zum Chiffrieren bzw. Dechiffrieren erforderlich
sind. Die Größe dieser Übersetzungsverhältnisse ist wiederum zwischen Klammern eingetragen
und entspricht in jeder Beziehung bezüglich des Chiffrier-und Dechiffrierteils den
Abb. i und 2.