DE846562C

DE846562C - Verfahren zur Verschleierung von Nachrichten mit Hilfe von Steuersignalen

Info

Publication number: DE846562C
Application number: DEP1320D
Authority: DE
Inventors: Gustav Dipl-Ing Guanella
Original assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Current assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Priority date: 1942-01-29
Filing date: 1942-02-03
Publication date: 1952-08-14
Also published as: US2405500A; FR891775A; CH227464A

Description

Verfahren zur Verschleierung von Nachrichten mit Hilfe von Steuersignalen

soll eine Geheim-

1,#t1 t1111#, bt-i (I(q- SpracIiiihertragung erzielt \verden

durch \on vor der über-

tra-iiii- und iiociiiii.ili"u Zuführung der gleichen

Signalu mit unig(#I,#Ihrtt-ii \-oi-zeiclieii auf der Emp-

t . 1)ie '#tOrsIgnale \verden (Iabei beispiels-

N\(,ise ati,# Schwingungen geNvon-

neii. die geinciiisain mit den Sprachfrequenzen über-

tra-cii 1)lo praktische Durchführung ist

aller(Iiii-s \\e"uii (leii unvermeidlichen frequenzab-

mid Amplitudeii:inderungen der

iliclit

.Nacli #ver-

dun div (Ivi- züi verschleIernden Nach-

richt \or (Ici- ' i, um vereinbarte Beträge

(ICI- N-Ur#CI1Oben und auf der Einpfangs-

seit(# iiiii (#titspr(#cliciide \\ie(ler rückver-

schoben. Die Durchführung dieser Frequenzsubstitution erfolgt durch Modulation mit bestimmten ,-#teuersi(#iialen auf der Senderseite und auf der Empfangsseite. NachanderenbekanntenVerfahren wird beispielsweise die Amplitude einzelner Nachrichterifrequenzbänder entsprechend den Steuersignalen beeinflußt. Alle Verfahren, bei denen die zu verschleiernde Nachricht mit solchen Steuersignalen moduliert wird, gewährleisten aber nur dann eine genügende Geheimhaltung, wenn die Steuersignale veränderlich sind, weil sonst ein unbefugter Nlithörer, der durch Entzifferung eines kurzen Nachrichtenausschnitts in den Besitz des gleichbleibenden Steuersig>nals gelangen könnte, leicht in der Lage ist, die ganze Nachricht zu entziffern.

Man benutzt deshalb oft zur Verschleierung wie zur Entzitierung Steuersignale, die nach einem z,xischen Geber und Empfänger vereinbarten Progranun \ "er, iiii(lerlicli sind. Diese Steuersignale werden sowohl ini Sender wie im Empfänger mit Ein-Z, richtungun erzeugt. die auf genauem Synchronisinus gehalten %\-erden müssen, damit in jedern Augenblick das sendeseitige und das empfangsseitige Steuersignal einander entspricht, so daß wieder eine verständliche Nachricht entsteht.
1, - in Nachteil dieser bekannten Einrichtungen bew;tellt darin, daß der erwähnte Svnclironismus in vielen Fällen nicht leicht aufrechtzuerhalten ist. Zur ständigen Kontrolle des Synchronlaufs können zwar Synchronisierungsimpulse mit der verschleierteil Nachricht übertragen werden. Die praktischL Durchführung der automatischen Synchronisierung bereitet aber Schzwierigkeiten und erfordert einen betr'ichtlichen Aufwand.
,i "ese Nachteile bekannter Versclileiertiii-s\-cr- Z, tahren. bei denen ein veränderliches Signal (Variationssignal ) vom Sender zum Empfänger übertragen Wird, aus dein sowohl im Sender als auch im Empfän-er durch Umformung nach einstellbarem Schlüssel mindestens ein Steuersignal gewonnen wird, sollen nach der Erfindung dadurch vermieden \\-erden, (laß mit den Steuersignalen durch Fre-(Iiienzbandverschiebung unter Anwendung von Modulationsinitteln eine Verschleierung der Nachricht auf der ",eiiderseite und eine Rückführung dieser \'ersclileiertiii- auf der Empfangsseite bewirkt wird.
Auf diese Weise wird eine besondere Synchronisierung von Sende- und Empfangseinrichtung überflüssig und eine zuverlässige Geheimhaltung wird iiiit verhältnismäßig einfachen Mitteln erzielt.
All Hand der Fig. I bis 7 werden Ausführungsheispi-Je der Erfindung näher erläutert.
In l#Ig. i ist eine Sendeeinrichtung S und eine Ernpfangseinrichtung E zur geheimen Nachrichtenill)"i-tra"uii" im Prinzipscherna dargestellt. Die zu verschleiernden Signale x. z. B. Sprachschwingunz#IIell, \\,erden in der Modulationseinrichtung -11 mit Steuersignalen v moduliert, wodurch das unverständliche Signal z entstellt, welches zum Empübertragen wird. Die Chertragung kann in )ekannter Weise direkt oder in Form von modtilierteil IlochfrequenzschNvingungen erfolgen. Durch nochmalige Modulation mit den Steuersignalen w im Finpfän-er E entsteht wieder das ursprüngliche Signal x. Die Steuersignale z, und w Nverden aus dein Variationssignal ii, welches ebenfalls vorn Sender zum EImpfänger übertragen wird, durch Umforinung in V bzw. IV gewonnen. Zur E'rzeugung desveränderlichenVariationssignalsit ist hiersendeseitig ein Generator G vorgesehen. Als kennzeichnendes Merkmal für dieses Signal wird mit Vorteil seine Frequenz benutzt, welche nach einem be-1 ichigen Pro,-ramm verändert werden kann und voll den 1---11"eii#zcliafteii des Übertragungskanals nicht beelilflußt wird. Die Übertragung des Variationssignal-; und des verschleierten Signals kann über die gleiche Leitung in einem besonderen Kanal erfolgen, weiiii für die beiden Signale verschiedene Frequetizhereiche vor.Igesehen sind. Es ist auch eine Unikehr der Gespr.-ichsrichtung möglich, wobei der erwähnte Sender zum Empfänger Nvird, Gemäß Fig. 2 kann der Generator G auch durch einen Umformer U ersetzt Nverden, Nvelcher zur Gewinnung des Variationssignals aus dein unverschleierten Signal x dient.
Gemäß Fig. 3 kann das Varlationssignal u aber auch auf der Sende- und Empfangsseite aus dein verschleierten Signal z mit Hilfe der Übertragungskreise (17 geNvonnen werden, so (laß für die Übertragung nur ein Kanal benötigt wird. Es kann mit dem Signal z oder aber auch einem bestimmten Frequenzausschnitt desselben übereinstimmen.
In allen Fällen stellt u ein Signal dar, dessen Amplitude und/oder Frequenz unregelmäßig veranderlich ist. Da dieses Variationssignal auch dem unbefugten Empfänger zuginglich ist, muß die Umformung in V bzw. It` in einer nicht leicht zu übersehenden Weise erfolgen. so (laß die Erzeugung de#; zür 1--titzifferunt, erforderlichen richtigen Steuersignals w beim unbefugten E-ilipfänger nicht ohne weiteres möglich ist.
Die senderseitige Nerschleierung und die ernpfan-sseitige E'ntschleierung durch die Steuersignale v bz#. 7" erfolgt durch Modulation in 11 bzw. N. Es kann sich nun dabei uni eine Amplitudensteuerun.g, eine Frequenzverschiebung oder auch um eine Steuerung des zeitlichen Ablaufs der Nachricht handeln. Die Nachrichtenverschleierung durch die Steuersignale erfolgt dann beispielsweise durch Frequenzverschiebung nach Maßgabe der momentanen Steuersignalfrequen7en oder durch Amplitudensteuerun,- der Nachricht oder von Nachrichtenfrequelizbändern. Es kann etwa die Nachricht über ein Netzwerk mit frequenzabhängiger Übertragung geleitet werden, dessen Abstimmung durch das Steuersignal beeinflußt wird. Zur 1--Irzielung einer besseren Geheimhaltung kann die Nachricht zunächst in mindestens zwei Frequenzbänder geteilt werden, welche je für sich einer .,'#,mplituden-und/oder Frequenz-Modulation durch Steuersignale unterworfen werden. Damit lassen #,ich dieeinzelnen Frequenzen. aus denen beispielsweise eine gesprochene Nachricht aufgebaut ist, weitgehend durcheinanderwürfeln. Die \'erschleierung kann aber auch durch Beeinflussung der Spelcherungszeit einer Nachrichteiiverzögerungsvorrichtung erfolgen. Diese letztere Methode )äßt sich z. B. derart durchführen, daß die Nachricht auf einem endlosen Magnettonträger gespeichert wird, dessen Ablaufgesch-#vindigkeit sich entsprechend den Steuersignalen ändert.
In Fig. 4 ist eine Einrichtung dargestellt, bei der das zu verschleiernde Signal x durch die Bandfilter Fi I I « F4 in die Frequenzbänder xi * * I X4 zerlegt wird, deren Aniplitude beispielsweise in den Ringmodulatoren II JI t-, 1 1 - -, entsprechend den Steuerspannungen verändert wird, so daß die Sprachverständlichkeit verlorengeht.

Zur Gewinnung der Steuersignale kann die veränderliche Amplitude undioder Frequenz des Variationssignals ausgewertet \\-erden. Zur Erzielung einer nicht leicht zu kontrollierenden Beziehung

zwischen \',trizitioii#- und Steuersignal empfiehlt

sich die Verwen(hin- von Verzilgerungsmitteln mit

einstellbaren #'erz('*)gertitigszeiteii oder von Filtern

init einstellbarer #\hstiminulitg und Dämpfung. Die

Uniforintin- der karin durch Fre-

oder -teilung, durch Bildung

von Modulationsprodukten ()der auch durch Beein-

flussung N#mi besonderen Steuerspannungsgenera-

toren durch (lie VariatIonssIgnale erfolgen. Zur Ge-

wintimig der Steuerspannungen litt .-#,usführungsl)ei-

spiel nach V],--4 \\-erden aus (lern Varlationssignal 11

\-iei- Frequenzb:inder ausgesiebt. Dazu

wird diese-, Signal Über die vier elektrischen Netz-

werke [11 114 init ungleichen und veränderbaren

Abstillinitiligs- und DanIpfullgseilistellungen geleitet

und hierauf in DI ' I I I)-, gleichgerichtet. In einer

einfachen Ausführungsforin ki#nnten die Netz-

werke [I einfache liaii(Ifilter darstellen, womit die

verschiedenen nur abhängig von der

iiitttlei-(#ti Aniplitude der \-oii den betreffenden Fil-

tern

"nals würden. l-'benso re es natürlich möglich,

mindestens ein Stetiersiglial durch Frequenzdemo-

dulation allein nur von der Frequenz bzw. bei kom-

plizierterun #-,ii-i.itioti#;si;,tialeil von den verschie-

(leiten Frequenzen dieses Signals abhängig zu

machen. I',ille gleiche Chertra; ung, ssteuerung, durch

welche die senderseitigen Amplitudenänderungen

der einzelnen Sigiialfrequenz1)#inder rückgängig ge-

inacht \\-erden, Ist auf der Empfangsseite vorge-

sehen. Der Uinforinungskreis besteht wieder'aus

den Nctz\\-erlzcii fl"...114' und Gleichrichtern

l)" . . . J)4'- Die Steuerung der Fi-npfaii-sniodula-

toreil X nitt13 jedoch glegensinnig zur sender-

selti",cii '#tetierung in -l[ 1 114 erfolgen, dain i t

wieder die verständlichen ursprünglichen Nachrich-

teil entstehen.

andere Durchführung des Verfahrens ist-in

Fig. 5 gezeigt. 1)urch Modulation der Nachricht a

rilit den lillfsfl-c(Itlellzcll si und s., in den Modula-

toren Ki und K, und Aussiebung je des einen

Seitenbands in den lIandfiltern Pi und B, erhält matt

die ver>chohenen Sprachfrequenzbänder c, und c-

l',#iese Zwischenfrequenzen werden im Verschleie-

rungsmodulator II init der veränderlichen Steuer-

frequenz v. welche zwischen den Werten v' und z,"

variiert \\-erden kann, nochmal> moduliert, so daß

und 1)Ifferellzfrequenzen der

Signale cl, bzw. c, und v entstehen. Das Frequenz-

band t', (1,-.,seli l#relte derjeniglen des ursprünglichen

Bands a ist. wird ans diesem Modulations-

produkt init dein [3#iii(Ifilter B:i herausgegriffen und

durch nochmalige Modulation in K3 in den ur-

sprünglichcli zurückver-

schoben.

1 );t.# so ",(-bildete Signal z enthält ge-

in;iß Vig. (i s;"tititliclie ursprünglichen Nachrichten-

kollipollvilten Tilit Frequenz. Die fre-

Lage der einzelnen Bänder wird hier

durch ,chratilerte Rechtecke, Oszillatorschwingun-

#len VOll bestimmter Frequenz durch Pfeile alig#-

geben. Die ursprüngliche Nachricht r istdann durch

das, Rechteck a dargestellt. Durch 'Modulation in

Ki und K, erhält man die verschobenen Summen-

und Ditterenzbänder b" ci bzw. b., c, von denen

die Bänder c" c, durch die Band#Iter B, und B,

heralls-esiebt werden. Nach der Modulation mitder

ver:inderlicheii Steuerfrequenz v vom -Momentan-

wert Oooo fiz entstehen die mit di und (I., bezeich-

iieten Sumnienfrequenzbänder. Das vom fiandfilter

B 3 durchgelassene Band e wird nun schließlich zur

Bildun- des \-ersclileierteti Signals -- mit der ver-

änderlichen Urequenz Tt, in K3 nochmals moduliert

und da., Stlintnenfrequenzband des -Modulations-

produktcs durch (las Filter B4 unterdrückt. Die ver-

bleibenden Ditierenzfrequenzen ergeben das ver-

schleierte Signal z. -,velches sämtliche Komponenten

der ursprünglichen Nachricht x mit einer durch die

Frequenz des 'Steuersignals z, gegebenen Frequenz-

verschiehung enthält. Die ursprünglich tiefste Nach-

richtenfrequenz von 2oo Hz erscheint dabei um

wechselnde 1#eträge verschollen und ist der ur-

sprüti-lich hilchsten Nachrichtenfrequenz von

2#00 ilz unmittelbar benachbart. Durch den All-

stand der in die Rechtecke eingezeichneten Diago-

naleii voll den Jeweiligen Abszissen wird die Höhe

der Nachrlchtetifrequenz dargestellt und damit ver-

anschatilIcht, all welchen Punkt der Frequenzskala

sie bei der Modulation jeweils verschoben wor-

(teil ist.

Zur Gewinnung des Steuersignals v können ge-

in:iß Abh. , beispielsweise die einstellbaren Ver-

zogertlii,g,seinrichtungen Cil C, C3 verwendet wer-

(leil. die aus rotierenden Nlagnettonträgern bestehen,

all denen die verstellbaren Schreibköpfe A, bis A3,

diÜ AblIahIlleki#J)fe A-1 bis -'16 und die Löschköpfe

A-, bis # lq -Ill"e0r(Inet sind. Aus dem um ungleiche

Zeltbetr:ige \-erziigerteii Variationssignal ii, u', 11:1

erhält nian durch Bildung der Modulationsprodukte

diesur Z\\ ischensignale bzw. ihrer Produkte in K#;

bis Ks und Aussiebung je des einen Seltenbands in

R6 bis M, (las gewünschte Stetiersignal v, welches in

einem nur schwer zu rekonstruierenden Zusammen-

han- mit dein Variationssignal u steht.

Aii Stelle eitler gegenseitigen -.Modulation kann

aber auch eilte Überlagerung etwa durch Addition

der um ungleiche Beträge verzögerten Signale er-

folgen, ans welcher die Steuersignale gewonnen

werden.

Futsprechende Einrichtungen sind auch auf der

11-,iiil)t,#tii,i,.,suite zur \VIedergewirmung der verständ-

lichen Nachrichten züi verwenden.

E> lassen sich natürlich noch zahlreiche weitere

Methoden zur Gewinnung der Steuersignale aus den

\-orn Sender zum Empfänger übertragenen Varia-

tionssignalen angeben. .-*Äticli die Verschleierung der

Nachricht durch die erwähnten Steuersignale läßt

sich nach zalilreichen weiteren Nletliod"ii durch-

führen.

Claims

PATENTANSPRÜCHF: i. \'erfahren zur Verschleierung von Nachrichten mit Hilfe von Steuersignalen, welche sowohl im Sender wie im Empfänger durch Umformung nach einstellbarem Schlüssel aus einem vorn Sender zum Empfänger übertragenen veränderlichen Signal (Variationssignal) gewonnen Nverden, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Steuersignalen durch Frequenzbandverschiebung unter Anwendung von Modulationsmitteln eine Verschleierung der Nachricht auf der Senderseite und eine Rückführung dieser Verschleierung auf der Empfangsseite bewirkt wird. .2. \'erfahren nach Anspruch t. dadurch gekennzuichm,#t, (laß durch das Steuersignal die Nachrichtenfrequenzen moduliert und damit in aiideue Frequenzbereiche verschoben werden. 3. %'erfahren nach Anspruch i, dadurch "e-(laß die Nachricht in mindestvits zwei Frequenzbänder unterteilt wird, deren Frequenzen durch die Steuersil-nale nioduliert \\-erden. -1. \'erfahren nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Nachricht durch das Steuersignal moduliert wird. ,3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekuntizeichnet, daß die Nachricht in mindestens zwei Frequenzbinder unterteilt wird. deren Amplitude durch die Steuersignale modullert wird. 6. \-erfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, (laß die Nachricht über mindestens ein mit frequenzabhängiger Übertra-Z, ,'Ung geleitet wird, dessen Abstimmung durch II II Z, (las #teuer#;ignal beeinflußt wird. i. \,erfahren nach Anspruch i. dadurch gekenn/eichnet, daß die Nachricht einer Speicherung unterzogen wird, wobei die Speicherzeitt voni Stetiersignal beeinflußt wird. 8. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. (laß das Variationssignal über einen besonderen Kanal vom Sender zum Empiang(#i- Übertragen wird. o. \'erfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Variationssi, na] durch die Frequenz eines Generators bestimmt wird, welche nach einem beliebigen Programm verändert werden kann. io. 'Verfahren nach Anspruch i, dadurch g#-,-kennzeichnet, daß zurErzeugung desVariationssignals mindestens ein Teil der unverschleierten achricht verwendet wird. i i. Verfahren nach Xii,1)i-ii(71i i, dadurch ge- kennzeichnet, daß zur Erzeugung desVariations- signals mindestens ein Teil (lei- züi übertragen- den verschleierten Nachricht vurwendet wird. 1-2. \"(,rfztlii-eil nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet. daß zur Vi-zeugung mindestens Steuersignals ein beliebig w:ihlbarer Teil des Variationssignals verwendet wird. z# 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge- 1,elinzeichnet, daß zur Erzeugung eines Steuer- si-nals mindestens ein Teil des Varlations- signals gleichgerichtet und der entstehende Gleichstrom geglättet wird. 14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge- kennzeichnet. (laß ein Stetiersl-iial durch Fre- (Iiienzdeniodulation iiiiiid(#stens eines Teils des Variationssignals erzeugt wird. i,#. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gel#enii7elclitiet, daß ein Steuersignal durch Vbertragung mindestens eines Teils des Varia- iiber mindestens ein '\vtzx\-erk mit einstellbarem, frequenzabhängigern Übertra- stiiall und nachfolgende Düniodulation er- zeugt wird. io. Verfahren nach Anspruch j, dadurch ge- kennzeichnet, daß durchVerzi#gerunIg desVaria.- tionssignals um ungleiche, Zeitbeträge mindestens zwei ZN-,-isclieiisignale gebildet wer- (leii, au# welchen durch .-egunseitige -Modulation das Steuersiglial erzeugt -,vird. 17. Verfahren nach Anspruch i, cladurch ge- kennzeichnet, (laß durch desVaria- tionssignals um ungleiche, wählbare Zeltbeträge mindestens zwei Zwischensignale gebildet wer- den, aus welchen durch gegenseitige Vberlage- rung das Steuersignal erzeugt wird. iS. \"erfahren nach Anspruch i. dadurch ge- kennzeichnet, daß durch Frequenzwandlung aus dein Variationssignal inindesten-s ein Zwischen- signal gebildet wird, aus welchem (las Steuer- signal erzeugt wird. ig. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß (las Stetiersignal durch die Frequenz eines ()#,zillatoi-s bestimmt ist, welche in Abhängigkeit ztim Variationssignal ver- ändert wird.