DE881060C - Geheimhaltungsgeraet fuer Telegraphiebetrieb - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 25. JUNI 1953

G 3729 VIII a12i ai

Der Inhalt einer telegraphisch übertragenen Nachricht kann dadurch geheimgehalten werden, d. h. für Unbefugte unleserlich gemacht werden, daß sende- und empfangsseitig Geheimhaltungsgeräte, sogenannte Kryptogeräte, vorgesehen werden, die auf der Sendeseite eine Umwandlung der den Schriftzeichen entsprechenden Stromschrittkombination vornehmen und empfangsseitig durch den umgekehrten Prozeß die ursprünglichen Schriftzeichen wieder herstellen. Besonderes Interesse für eine solche Chiffriermethode besteht beim Fernschreibbetrieb, z. B. nach dem international festgelegten Fünferalphabet, bei dem jedes Schriftzeichen bekanntlich durch eine Kombination aus fünf Stromschritten, der sogenannten Zeichenkombination, charakterisiert wird und innerhalb einer Kombination jeder Stromschritt wahlweise das Vorzeichen ( + ) oder (—) annehmen kann. Dieses Vorzeichen möge, z. B. beim Doppelstromverfahren, positive oder negative Stromrichtung bedeuten oder beim Einfachstromverfahren Zeichenschritt oder Trennschritt. Im folgenden soll demgemäß der Ausdruck Vorzeichen der einzelnen Stromschritte der Stromschrittkombinationen stets in diesem Sinn verstanden werden.

Ein ähnliches Interesse für Geheimhaltungsgeräte besteht aber auch für andere bekannte Fernschreiber, z. B. Kombinationsfernschreiber, bei denen bekanntlich die einzelnen Schriftzeichen des Alphabets am Empfangsort durch Zusammensetzen einer entsprechenden Anzahl von Elementarzeichen gebildet werden, die für jeden Buchstaben aus der Gesamtzahl der vorhandenen Elementarzeichen, beispielsweise vierzehn, ausgewählt werden. Die Vorteile

solcher Fernschreibsysteme bestehen bekanntermaßen in einer Verringerung des apparativen Aufwands und einer verringerten Anfälligkeit gegen Übertragungsstörungen. Die Übertragung erfolgt ebenfalls durch Stromschrittkombinationen, wobei die Anzahl der jeweils für einen einzelnen Buchstaben übertragenen Stromschritte der Gesamtzahl der verwendeten Elementarzeichen entspricht. Bei einem System mit 14 Elementarzeichen beispielsweise ist also für jedes Schriftzeichen die Übertragung einer aus vierzehn Stromschritten bestehenden Stromschrittkombination notwendig.

Die Umformung der auszusendenden Zeichenkombinationen kommt bei einer bekannten Chiffriermethode dadurch zustande, daß das Gerät je Schriftzeichen eine Chiffrierkombination von gleicher Art wie die Zeichenkombination erzeugt. Mit der Zeichenkombination und der Chiffrierkombination wird, wie nachstehend ausgeführt, eine Vorzeichenmultiplikation vorgenommen, derart, daß die resultierende Kombination als Produkt der beiden Kombinationen angesprochen werden kann. Dieser Vorgang kann zwar als bekannt vorausgesetzt werden, sei aber der Vollständigkeit halber an Hand der Fig. ι näher erläutert. Die oberste Zeile veranschaulicht die Stromschrittkombination des auszusendenden Zeichens Y im Fünferalphabet. Die fünf Stromschritte sind mit 1 bis 5 bezeichnet. Die zügehörige Chiffrierkombination ist in der mittleren Zeile dargestellt und habe beispielsweise die Anordnung des Buchstabens L. Die Stromschritte sind hierbei mit (+) und die Stromlücken mit (—) bezeichnet. Die Umwandlung, d. h. die Bildung der resultierenden Kombination erfolgt nach der Regel

— · — = + (minus mal minus = plus)

Dementsprechend stellt die unterste Zeile von Fig. ι das durch Vorzeichenmultiplikation entstandene Produkt aus den beiden oberen Zeilen dar. Die entstandene Kombination entspricht, wie ersichtlich, dem Schriftzeichen O.

Fig. 2 veranschaulicht, wie eine solche Vorzeichenmultipl'ikation beispielsweise durch Anwendung von zwei Wechselkontakten praktisch durchgeführt werden kann. 10 ist hierbei eine Stromquelle. Der Wechselkontakt 11, beispielsweise der Sendekontakt einer Fernschreibmaschine, erzeuge für sich allein die in Fig. 1 dargestellte 5er-Kombination des Schriftzeichens Y, der Kontakt 12 (Geheimhalte- oder Chiffrier kontakt) die in Fig. 1 dargestellte Chiffrierkombination L. Für die Kontakte 11 und 12 soll die Kontaktstellung nach links mit ( + ) und nach rechts mit (—) bezeichnet werden. Die dargestellte Lage der Kontakte entspricht, wie ersichtlich, dem ersten oder dritten Stromschritt, in Fig. i. Als Resultat der gezeigten Kontaktstellung ist der Widerstand 13 stromlos (—). Eine einfache Kontrolle ergibt, daß die Schaltung tatsächlich das Resultat der weiter oben angeführten Regel liefert, denn bei gleicher Stellung der beiden Kontakte, d. h. 11 und 12 links: + · -f oder 11 und 12 rechts: —·—, fließt im Widerstand 13 Strom ( + ). Bei entgegengesetzter Stellung dagegen, d. h. 11 rechts und 12 links: + oder 11

links und 12 rechts: +, ist der Stromkreis geöffnet und der Widerstand 13 stromlos (—).

Die Aufgabe des Geheimhaltungsgerätes besteht nun darin, für jedes auszusendende Schriftzeichen eine Chiffrierkombination zu bilden und den Kontakt 12 entsprechend zu bewegen.

Die vom Geheimhaltungsgerät gesetzmäßig erzeugte Aneinanderreihung von Chiffrierkombinationen kann man als den Schlüssel eines solchen Gerätes bezeichnen. Das Dechiffrieren der verschlüsselten Nachricht durch Unbefugte bereitet um so größere Schwierigkeiten, je regelloser der Schlüssel ist, d. h. je regelloser die Chiffrierkombinationen aufeinanderfolgen, wobei im Idealfall die Reihenfolge der Chiffrierzeichen lediglich dem Gesetze der Wahrscheinlichkeit entspricht. Bei der maschinellen Erzeugung der aufeinanderfolgenden Chiffrierzeichen ist eine gewisse Gesetzmäßigkeit der Natur der Sache nach unvermeidlich. Es ist aber die Sicherheit gegen unbefugtes Dechiffrieren um so größer, je weniger erkennbar diese Gesetzmäßigkeit ist und je mehr sich der Schlüssel dem Idealfall der regellosen Verteilung nähert. Da man bei der Sicherung gegen unbefugtes Chiffrieren immer eine Kenntnis der verwendeten Chiffriermaschine beim Gegner voraussetzen muß, muß es möglich sein, den Schlüssel zu wechseln, d.h. die beim Sender und Empfänger erzeugte Reihenfolge der Chiffrierkombinationen in gleicher Weise zu verändern. Es soll dabei durch eine möglichst geringfügige Veränderung der Chiffriermaschine der Schlüssel in möglichst weitreichender Weise verändert werden, wobei für den Nichteingeweihten keinerlei Gesetzmäßigkeit dieses Wechsels erkennbar sein darf.

Bekannte Geheimhaltungsgeräte verwenden zur Erzeugung und Aussendung der Stromschrittkombinationen ähnliche Elemente, wie sie aus der Technik der Fernschreibmaschinen bekannt sind, d. h. es werden beispielsweise die Vorzeichen der auszusendenden Stromschritte innerhalb eines eirsten Zeitintervalls gebildet und diese Stromschritte innerhalb eines zweiten Zeitintervalls ausgesendet. Dazu kann beispielsweise eine mit Segmenten versehene Verteilerscheibe dienen, welche beim Sender und Empfänger synchron umläuft. Eine solche Verteilerscheibe kann das den Geheimhaltungskontakt 12 der Fig. 2 betätigende Chiffrierrelais im Takt der Stromschritte des verwendeten Alphabets steuern. Die Zahl der Segmente eines solchen Verteilers im Geheimhaltungsgerät ist dabei gleich der Zahl der Stromschritte der in der Fernschreibmaschine verwendeten Alphabets. Die Polarität der einzelnen Segmente, die für das Vorzeichen des zugeordneten Stromschrittes, d. h. also für die augenblickliche Lage des Relaisankers maßgebend ist, wird dabei abhängig gemacht von der Stellung einer entsprechenden Anzahl jeweils den einzelnen Segmenten zugeordneter Wechselkontakte.

Während der Aussendung des Zeichens überstreicht eine Schleifbürste die Segmente des Chiffrierverteilers, und zwar phasengleich mit den z. B. beim Fünferalphabet fünf Zeichenimpulsen des Fernschreibers. Die Mittel zur Erzeugung einer solchen Phasengleichheit sind aus der Fernschreibtechnik allgemein bekannt. Während nun die Schleifbürste die Segmente des Chiffrierverteilers überstreicht, zieht das Geheimhaltungsrelais je nach

ίο der Stellung des zum momentan überstrichenen Segment gehörigen Wechselkontaktes jeweils an oder nicht. Der Geheimhaltungs- oder Chiffrierkontakt 12 arbeitet im Rhythmus des Relaisankers des Fernschreibers und bewirkt eine Vorzeichenmultiplikation.

Die Steuerung, d. h. das Umlegen der Wechselkontakte erfolgt z. B. durch Nocken- oder Stifträder, wobei jedem Wechselkontakt ein besonderes Nockenrad zugeordnet ist. Diese Nocken- oder Stifträder werden von Schriftzeichen zu Schriftzeichen in beliebiger Weise, aber immer nur eine ganze Nockenteilung, fortgeschaltet, so daß sich die Stellung der Wechselkontakte von Schriftzeichen zu Schriftzeichen ändert.

Die jeweils verwendete Chiffrierkombination ergibt sich also aus der momentanen Stellung der die Wechselkontakte steuernden Nockenräder.

Bei einer solchen einfachen Ausführungsform eines Geheimhaltungsgerätes hängt die Polarität jedes Segments des Chiffrierverteilers nur von einem einzigen Kontakt ab. Für den praktischen Gebrauch ist der damit erzielbare Grad der Geheimhaltung im allgemeinen völlig unzureichend, da sich im Schlüssel die sehr einfache Gesetzmäßigkeit des Schaltmechanismus widerspiegelt, wodurch sich verhältnismäßig einfach eine Ableitung des Chiffriergesetzes auch für Unbefugte an Hand eines verschlüsselten Textes ergibt.

Eine Steigerung der Geheimhaltung kann z. B.

dadurch erreicht werden, daß eine größere Anzahl von Kontakten und zugehörigen Nockenscheiben verwendet wird, so daß die Polarität jedes einzelnen Segments des Chiffrierverteilers von der Stellung mehrerer Kontakte abhängig ist. Die als Resultat der Stellung der zugeordneten Kontakte erhaltene Polarität jedes einzelnen Verteilersegments, welche für das Vorzeichen des zugehörigen Stromschrittes maßgebend ist, soll als Endkriterium, die wechselnde Stellung der einzelnen Kontakte, die diese Polarität beeinflußt, soll als Teilkriterium bezeichnet werden. Die Zahl der Endkriterien muß bei dem oben geschilderten Chiffriersystem mit Vorzeichenmultiplikation der Zahl der für. jedes Schriftzeichen benötigten Stromschritte entsprechen, während die Zahl der für jedes Endkriterium maßgebenden Teilkriterien mit Rücksicht auf die Erschwerung des unbefugten Dechiffrierens so groß als möglich gemacht werden soll.

Eine beliebige Steigerung der Teilkriterien ist aber durch den zulässigen apparativen Aufwand des Geheimhaltungsgerätes und durch die Forderung leichter Bedienbarkeit, geringer Störanfälligkeit und des leichten Schlüsselwechsel begrenzt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb eine Vorrichtung zur Bildung von Strom-Schrittkombinationen, vorzugsweise von Chiffrierkombinationen für Chiffrierzwecke, bei welcher das Vorzeichen der einzelnen Stromschritte jeder erzeugten Kombination von der Stellung eines möglichst großen Teils einer begrenzten Gesamtzahl von Kontakten abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Stromschritt ein eigener Wechselkontakt zugeordnet ist, wobei dessen äußere Kontaktfedern jeweils einem der beiden Klemmenpaare eines diesem Wechselkontakt zugeordneten zweipoligen Umpolers parallel liegen und wobei aus der Gesamtzahl der Umpoler mindestens eine Kaskade gebildet wird, die an beliebiger Stelle mit einer Stromquelle verbunden ist, und wobei Umpoler und Wechselkontakte unabhängig voneinander einzeln programmgemäß betätigt werden, so daß das Vorzeichen jedes Stromschrittes von der augenblicklichen Stellung des zugeordneten Wechselkontaktes und der Stellung der Umpoler abhängt, die im Stromkreis zwischen der Stromquelle und diesem Wechselkontakt liegen.

Eine solche Anordnung hat ferner den Vorteil·, wie an Hand von Beispielen erläutert werden wird, daß das Geheimhaltungsgerät in besonders vorteilhafter Art wahlweise für verschiedene Alphabete, g₀ z. B. für das Fünfer- und Vierzehneralphabet verwendet werden kann, wobei die vorhandenen Umpoler in jedem Fall, wenn nicht vollständig, so doch in größerem Umfang als bei anderen Anordnungen, zur Bildung des Chiffrierschlüssels ausgenutzt werden.

Die Erfindung soll nun an Hand von Ausführungsbeispielen und der Fig. 3 bis 6 näher erläutert werden.

Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in halbschematischer Darstellungsweise;

Fig. 4 und 6 stellen schaltungsmäßige Details und

Fig. 5 a und 5 b ein konstruktives Detail von weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung dar.

Fig. 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, worin 20 schematisch einen Fernschreiber darstellt, dessen Sendekontaktanker 21 entsprechend den auszusendenden Stromschrittkombinationen entweder am Kontakt 22 oder am Kontakt 23 anliegt. Die beiden Kontakte 22 und 23 sind zum Zwecke der Vorzeichenmultiplikation, wie dies bereits an Hand der Fig. 2 erläutert wurde, mit den beiden Kontakten des Chiffrierkontaktes 24 des Geheimhaltungsgerätes 25 verbunden. Der Chiffrierkontakt 24 bildet aus der vom Fernschreiber ausgesendeten Zeichenkombination durch Vorzeichenmultiplikation die verschlüsselte Zeichenkombination. Diese wird durch die Leitung 26 zum Empfangsort übertragen, wo sich ein zweites Geheimhaltungsgerät 27 und ein Fernschreiber 28 befinden. Letzterer gibt nach Dechiffrierung der ankommenden Zeichenkombinationen durch das Geheimhaltungsgerät 2.7 den vom Fernschreiber 20 gesendeten Text in Klarschrift wieder.

In vorliegendem Fall dient das Geheimhaltungsgerät 25 zum Chiffrieren und das Geheimhaltungs-

gerät 27 zum Dechiffrieren. Beim Betrieb in umgekehrter Richtung werden die Funktionen der beiden Geheimhaltungsgeräte vertauscht, was ohne weiteres möglich ist, da die Geräte beim Chiffrieren und Dechiffrieren in der gleichen Weise arbeiten. Es wird deshalb in folgendem lediglich das zum Chiffrieren verwendete Gerät 25 beschrieben.

Das Geheimhaltungsgerät 25 enthält ein Chiffrierrelais 40 mit dem Chiffrierkontakt 24, vierzehn Umpolern 79. bis 92 in Kaskadenschaltung, vierzehn Wechselkontakten 44 bis 57, zwei Sätzen von je vierzehn Nockenrädern 58 bis 71 und 93 zur Betätigung von Umpolern und Wechselkontakten sowie die für Verteiler und Nockenscheiben notwendige Antriebsvorrichtung.

Der Kontaktarm 32 des Chiffrierverteilers 31 wird synchron mit 'dem Verteiler des Fernschreibers 20 durch einen Motor 33 angetrieben. Der Verteiler besitzt zwei Segmentringe 34 und 35, welche in vorliegendem Beispiel vierzehn bzw. fünf Arbeitssegmente aufweisen, um eine Verwendung des Gerätes für Fernschreiber mit dem Fünfer- als auch mit dem Vierzehneralphabet zu ermöglichen. Der Kontaktarm 32 des Chiffrierverteilers 31 kann durch wahlweises Auflegen der Schleifbürsten 37 oder 38 entweder den I4er-Segmentring 34 oder den 5er-Segmentring35 abgreifen. Die Schl'eifbürsten verbinden dann den Kontaktring 39 .entweder mit dem I4er-Segmentring 34 oder mit dem ser-Segmentring 35. Der Kontaktring 39 ist mit dem einen Ende der Wicklung des Chiffrierrelais 40 verbunden, während deren anderes Ende zum positiven Pol der Stromquelle 41 führt. Zusätzliche Segmente 42 und 43 auf den Segmentringen 34 und 35 können z. B. zur Aufrechterhaltung des Synchronismus mit Sender bzw. Empfänger unter Verwendung der in der Fernschreibtechnik üblichen Mittel dienen. Da diese nicht den Gegenstand der Erfindung bilden, sind sie in der Zeichnung zur Erhöhung der Übersichtlichkeit weggelassen. Außerdem kann das Intervall, in welchem sich der Kontaktarm 32 auf diesen Segmenten befindet, zur Vorbereitung der in der folgenden Periode auszusendenden Zeichenkombination, d. h. zum Umlegen der Kontakte, ausgenutzt werden.

Die einzelnen Arbeitssegmente des I4er-Ringes 34 sind jeweils mit dem Mittelkontakt eines der vierzehn Wechselkontakte 44 bis 57 verbunden, welche jeder von einem zugehörigen Nockenrad 58 bis 71 betätigt werden. Gleichzeitig ist das erste, dritte, fünfte, achte, elf te ,Segment 'des I4er-Riiiges 34 mit dem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Segment des 5er-Ringes verbunden. Die beiden äußeren Kontaktfedern der Wechselkontakte 44 bis 57 sind über die noch näher zu beschreibende Kaskadenschaltung von Umpolern 79 bis 92 mit den beiden Polen der Stromquelle 41 verbunden.

Der Antrieb der Nockenräder 58 bis 71 (bzw. 93) erfolgt ebenfalls durch den Motor 33 über ein Schrittschaltgetriebe 75, z. B-. ein Malteserkreuz. Da das Triebrad des Schrittschaltgetriebes nur einen Stift aufweist, wird das den Kontakt 57 betätigende Nockenrad 71 jeweils nach einer vollen Umdrehung des Kontaktarms 32, d. h. also nach der Aussendung einer vollständigen Zeichenkombination, um einen Schritt weitergedreht, welcher vorteilhafterweise gleichzeitig einer Nockenteilung des Rades 71 entspricht. Die übrigen Nockenräder 70 bis 58 werden unter Zwischenschaltung weiterer Untersetzungen 76 ebenfalls vom Motor 33 angetrieben. In der Zeichnung wurde aus Gründen der Platzersparnis ein Teil der Wechselkontakte, Umpoler und zugehörigen Nockenräder und Getriebe weggelassen, wie dies durch die Linien yy und 78 versinnbildlicht ist. Desgleichen sind der Einfachheit halber die Untersetzungen 76 als Zahnradgetriebe dargestellt. Sie werden jedoch vorteilhafterweise, wie bereits oben erwähnt, als Schrittschaltgetriebe ausgeführt, wodurch die Nockenräder stets um eine oder mehrere volle Nockenteilungen verstellt werden oder natürlich ihre frühere Stellung unverändert beibehalten. Durch geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Nockenrädern und der Zahl der Nocken kann erreicht werden, daß das Gerät seinen Ausgangszustand erst wieder nach Durchlaufen aller möglichen Kombinationen der gegenseitigen Stellung der vierzehn Nockenräder erreicht, d. h. daß die Periode des Chiffrierscftrussels so lang wie möglich wird.

Würde man die äußeren Kontaktfedern der vierzehn Wechselkontakte 44 bis 57 unmittelbar mit den beiden Polen der Stromquelle 41 verbinden, so hängt die Polarität jedes der beispielsweise vierzehn Segmente des ChifErierverteilers 31, welche den bei einem Vierzehneralphabet erforderlichen vierzehn Endkriterien entspricht, jeweils nur von der Stellung eines einzigen Weehselkontaktes bzw. eines einzigen Nockenrades, also nur von je einem Teilkriterium, ab. Beim Betrieb des Gerätes für das Fünf er aiphabet werden von diesen Endkriterien nur fünf verwendet, welche nur von je fünf Teilkriterien abhängen wurden, wodurch die Schlüssellänge und der erreichbare Geheimhaltungsgrad sich noch weiter verringern würde.

Aus diesem Grund sind die Außenkontaktfedern der vierzehn Wechselkontakte 44 bis 57 nicht unmittelbar mit der Stromquelle 40 verbunden. Vielmehr wird aus vierzehn Umpolern 79 bis 92 eine Kaskade gebildet, wobei immer die Außenkontakte eines Wechselkonktaktes mit dem Ausgang eines Umpolers paralell liegen. Dadurchdst jeder Wechselkontakt im Mittel über eine größere Zahl von Umpolern mit der Stromquelle 41 verbunden, z. B. der Kontakt 44 über den Umpoler 79, der Kontakt 45 über die Umpoler 79 und 80, der Kontakt 46 über die Umpoler 79, 80 und 81 usf. In der Zeichnung sind nur die Umpoler 79 und 80 ausführlich gezeichnet. Für die restlichen Umpoler wurde eine symbolische Darstellung gewählt, die versinnbildlichen soll, daß je nach der Stellung des Umpolers dessen Eingang und Ausgang direkt oder gekreuzt miteinander verbunden sind.

Die Umpoler 79 bis 92 werden über vierzehn weitere Nockenräder 93 betätigt, welche ebenfalls über die Untersetzungsgetriebe 76 vom Motor 33 angetrieben werden. Für die Wahl' der Übersetzung

zwischen den Nockenrädern im Hinblick auf eine möglichst regellose Aufeinanderfolge der Chiffrierkombinationen gilt ebenfalls das bereits weiter oben Gesagte.

In der dargestellten Lage des Umpolers 79 ist die rechte äußere Kontaktfeder des Wechselkontaktes 44 mit dem negativen Pol, die linke äußere Kontaktfeder mit dem positiven Pol der Stromquelle 41 verbunden. Da die mittlere Kontaktfeder des Wechselkontaktes 44 an der linken Kontaktfeder anliegt, hat das erste Segment des Chiffrierverteilers also die Polarität (+). Für das zweite Segment ergibt sich folgende leitende Verbindung: Mittelfeder 45, rechte Außenfeder 45, oberer Kontakt Umpoler 80, unterer Kontakt Umpoler 79, ( + )-Pol Stromquelle 41, d.h. ebenfalls die Polarität (+). Die Polarität des dritten Segments hängt ab von den Umpolern 81,80,79 und vom Wechselkontakt 46, die des vierten Segments von den Umpolern 82, 81, 80, 79 und vom Wechselkontakt 47, usf.

Das Geheimhaltungsgerät arbeitet wie folgt: Am Fernschreiber 20, der z. B. nach dem Start-Stopp-Prinzip arbeiten möge, werde eine beliebige Taste gedrückt. Der Startschritt des Fernschreibers setzt über die allgemein bekannten und deshalb in der Figur nicht gezeigten Mittel den Motor 33 des Geheimhaltungsgerätes in Betrieb. Der Kontaktarm 32 wird in Drehung gesetzt und verbindet nacheinander im Takt der vom Fernschreiber ausgesandten Zeichenkombinationen die einzelnen Segmente des Chiffrierverteilers mit dem Chiffrierrelais 40. Da dessen Wicklung mit dem positiven Pol der Stromquelle verbunden ist, wird das Relais anziehen, wenn das jeweilig überstrichene Segment die Polarität (—) hat, und es wird abfallen, wenn dieses die Polarität (+) hat. Hat der Kontaktarm nacheinander alle vierzehn Segmente abgetastet, wobei er, wie bereits erläutert, eine Vorzeichenmultiplikation der zugehörigen, vom Fernschreiber 20 erzeugten Stromschrittkombinationen bewirkt, so wird der Motor 33 nach Erreichung des Segments 42 wieder stillgesetzt. Gleichzeitig wird über das Schrittschaltgetriebe 75 das Nockenrad 71 des Wechselkontaktes 57 um eine Nockenteilung weitergedreht. Je nach der augenblicklichen Lage der anderen Untersetzungen 76 wird noch eine stets wechselnde Anzahl weiterer Nockenräder um je eine Nockenteilüng verdreht und das Gerät ist für die Verschlüsselung einer neuen Zeichenkombination bereit. Wird jetzt beim Fernschreiber 20 wiederum eine Taste gedrückt, so wiederholt sich der Chiffriervorgang wie oben beschrieben. Infolge der in der Pause zwischen beiden Zeichen erfolgten Drehung eines oder mehrerer Nockenräder ist jedoch die Stellung der Wechselkontakte und Umpoler und damit die Polarität der vierzehn Segmente gegenüber dem vorhergehenden Zeichen verändert, und die vom Fernschreiber gebildete Stromschrittkombination wird nun mit einer gänzlich anderen Chiffrierkombination multipliziert. Bei der Verwendung des Geheimhaltungsgerätes mit einem Fünferalphabet hängt die Stellung des Chiffrierkontaktes 24 von der Polarität der fünf von der Schleifbürste 38 überstrichenen Segmente des Ringes 35 ab, welche wiederum im Synchronismus mit den fünf Stromschritten des Fernschreibers abgesetzt werden.

Im Geheimhaltungsgerät 26 auf der Empfangsseite läuft der gleiche Vorgang ab, wobei das Chiffrierrelais 193 nur so geschaltet ist, daß durch Vorzeichenmultiplikation der über die Leitung 26 von Relais 94 empfangenen Stromschrittkombinationen mit der Chiffrierkombination des Gerätes 27 wiederum die ursprüngliche Zeichenkombination hergestellt wird, so daß der Fernschreiber 28 Klartext liefert.

Die in vorliegender Anordnung verwendete Kaskadenschaltung der Umpoler und Wechselkontakte weist im wesentlichen folgende Vorteile auf: Wie bereits erwähnt, sind vierzehn Umpoler 79 bis 92 in Kaskade geschaltet und an die Stromquelle 41 angeschlossen. Der Anschluß der Wechselkontakte 44 bis 57 erfolgt in den einzelnen Stufen der Kaskade jeweils an den Ausgängen der Umpoler. Bezeichnet man die Gesamtzahl der vorhandenen Umpoler mit η und die Gesamtzahl der vorhandenen Wechselkontakte mit v, so sind bei der vorliegenden Anordnung gemäß der weiter oben gegebenen Definition insgesamt t — η + ν Teilkriterien, bei der Verwendung von vierzehn Umpolern und vierzehn Wechselkontakten also insgesamt achtundzwanzig Teilkriterien vorhanden. Hierbei wird jeder Umpoler und Wechselkontakt unabhängig von allen anderen durch ein zugehöriges Nocken- oder Stiftrad gesteuert. Jedes Endkriterium, d. h. in diesem Fall die Polarität der vierzehn Segmente, hängt im Mittel von einer großen Zahl von Teilkriterien ab, und zwar hier im Mittel von 7,5 + 1 = 8,5 Teilkriterien. Ändert man jetzt die Stellung beispielsweise nur einer Nockenscheibe im Verhältnis zur unveränderten Stellung aller anderen, so ändert sich doch die Reihenfolge der Chiffrierkombinationen in sehr erheblicher Weise, da dieser zu dieser Nockenscheibe gehörige Umpoler infolge der Kaskadenschaltung das Vorzeichen im Mittel einer größeren Anzahl von Segmenten bestimmt. Würde man für jedes Segment nur jeweils einen Umpoler und einen Wechselkontakt in Reihenschaltung verwenden, so stünden für jedes Segment nur je zwei Nockenscheiben zur Verfugung, d. h. jedes Endkriterium hinge nur von zwei Teilkriterien ab.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß ein solches Gerät wahlweise umschaltbar für Fernschreibmaschinen mit verschiedenen Alphabeten verwendet werden kann, und wobei doch in jedem Fall eine sehr große Zahl von Teilkriterien für die einzelnen Stromschritte des verwendeten Systems wirksam ist. Ist in vorliegendem Beispiel der Betrieb des Geheimhaltungsgerätes sowohl mit einem Fünfer- als auch mit einem Vierzehneralphabet vorgesehen, so muß das Geheimhaltungsgerät in der Lage sein, vierzehn Endkriterien zu liefern. Die in der beispielsweise gezeigten Anordnung zur Erzeugung von vierzehn Endkriterien verwendeten achtundzwanzig Teilkriterien können in sehr weitgehendem Umfang durch Verwendung der Segment-

scheibe mit fünf Segmenten für das Fünferalphabet verwendet werden. Obwohl in diesem Fall nur fünf der vierzehn Endkriterien benutzt werden, hängen die fünf Endkrkerien doch von insgesamt fünf Wechselkontakte'n und vierzehn Umpolern ab, im Mittel also von 8 + ι Teilkriterium, während sich bei der bereits obenerwähnten einfachen Serienschaltung von einem Umpoler und einem Wechselkontakt für jedes Segment nur zwei Teilkriterien ίο je Endkriterium ergeben.

Fig. 4 stellt eine ringförmige Anordnung der vierzehn die Kaskade bildenden Umpoler dar. In Fig. 4 wurden für gleiche Elemente die gleichen Bezeichnungszahlen verwendet wie in Fig. 3. Zwischen je zwei Umpolern sind besondere zweipolige Trennkontakte 94 angeordnet, die es erlauben, den geschlossenen Ring der Kaskadenschaltung an einer beliebigen Stelle, z. B. zwischen den Umpolern 89 und 90 aufzutrennen. Die Auftrennstelle kann wähao rend des Betriebes, z. B. nach der Beendigung einer jeden Chiffrierkombination, wandern. Das Auftrennen erfolgt darstellungsgemäß mit Hilfe einer an der gewünschten Stelle zwischen die Trennkontakte eingeschobenen Isolierplatte 95. Die Entnähme der Endkriterien erfolgt genau wie in Fig. 3 unter Zwischenschaltung der Wechselkontakte 44 bis 57 an den Segmenten I bis XIV des Verteilers, welche in Fig. 4 angedeutet sind. Die zur Betätigung der Umpoler und Wechselkontakte verwendeten Nockenräder sind weggelassen, da sich die Veränderung 'der Fig. 4 gegenüber der Fig. 3 nur auf die elektrische Schaltung der Umpoler und Wechselkontakte bezieht. Die Stromzuführung zu der Kreisschaltung kann ebenfalls an einer beliebigen Steife erfolgen. In der in Fig. 4 gezeigten zufälligen Stellung werden durch die Stellung von Trennplatte 95 zwei Kaskaden von Umformern in folgender Reihenfolge gebildet, und zwar 82, 81, 80, 79, 92·, 91, 90 und 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89. Die Polarität des Segments V hängt in dem dargestellten Zustand ab von der Stellung der Umpoler 83, 84, .85, 86, 87, 88 und des Wechselkontaktes 53. Wird jetzt der Trennkontakt z. B. um eine Teilung im Uhrzeigersinn weiterbewegt, so daß er zwischen den Umpolern 87 und 88 liegt, so hängt das gleiche Segment V jetzt von der Stellung der Umpoler 89, 90, 91, 92, 79, 80, Si, 82 und wie vordem des Wechselkontaktes 53 ab. Es ist leicht einzusehen, daß diese geringfügige und an beiden Chiffriergeräten ohne Schwierigkeiten vorzunehmende Veränderung den Chiffrierschlüssel ganz erheblich verändern muß.

Fig. 5a und 5b zeigen in Schnitt und Seitenansicht halbschematisch, wie diese Trennkontakte praktisch ausgeführt werden können. Die Anordnung ist der bekannten Konstruktion eines Drehwählers der automatischen Telephonie ähnlich. Je vier zu einer Trennstelle gehörige Kontaktfedern 96, 97, 98 und 99 sind auf Isolierringen 100 montiert. Ihre inneren Enden 101 tragen die eigentlichen Kontakte 102, während die äußeren Enden 103 als Lötösen zum Anschluß der Umpoler ausgebildet sind- Die Schaltung der Lötösen zur BiI-

dung einer ringförmigen Kaskade ist in Fig. 5 a angedeutet. Die Welle 104 trägt auf dem Flansch 105 zwei Isolierplatten 106, welche darstellungsgemäß die beiden Kontaktpaare 96, 97 und 98, 99 auftrennen.

Fig. 6 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel, welches es ermöglicht, zwei Kaskaden von Umpolern zu bilden, wobei für j ede Teilkaskade die Umpoler beliebig ausgewählt und in beliebiger Reihenfolge zusammengeschaltet werden können. Zu diesem Zweck ist die Eingangsseite der beispielsweise sieben Umpoler 121 bis 127 mit den zweipoligen Steckern 131 bis 137 verbunden. Die Ausgangsseiten der Umpoler, zu welchen jeweils die beiden Außenkontaktfedern der Wechselkontakte 141 bis 147 parallel liegen, sind auf die Steckbuchsen 151 bis 157 geführt. Die Stromquelle 41 besitzt zwei Steckbuchsenpaare 158 und 159. Durch Stecken der Stecker 131 bis 137 in die Buchsen 151 bis 157 und die Buchsenpaare der Stromquelle kann eine beliebige Gruppierung der Umpoler innerhalb der Kaskaden geschaltet werden, wobei jeweils die Buchsenpaare des am Ende der Kaskade liegenden Umpolers frei bleiben.

Zum besseren Verständnis sei das gezeigte Beispiel erläutert.

r.Kaskade: Buchse 158, Stecker 133, Umpoler 123,

Buchse 153, Stecker 135, Umpoler 125,

Buchse 155, Stecker 137, Umpoler 177,

Buchse 157 frei

2.Kaskade: Buchse 159, Stecker 136, Umpoler 126, Buchse 156, Stecker 131, Umpoler I2>i, Buchse 151, Stecker 134, Umpoler 124, Buchse 154, Stecker 132, Umpoler 122,

Buchse 152 frei

Die erste Kaskade besteht also im vorliegenden Fall aus den Umpolern 123, 125, 127, die in dieser Reihenfolge zusammengeschaltet sind, wobei der Anschluß an die Stromquelle bei Umpoler 123 erfolgt. Die zweite Kaskade besteht aus den vier Umpolern 126, 121,124, 122 mit Zusammenschaltung in der angegebenen Reihenfolge und Anschluß bei 126 an die Spannungsquelle.

In den Fig. 5 a und 5 b sind die Segmente des Verteilers zur Entnahme der Endkriterien der Einfachheit halber weggelassen.

Die Möglichkeiten beschränken sich natürlich nicht auf die Bildung von zwei Kaskaden. Die beschriebene Anordnung stellt lediglich ein beliebiges Ausführungsbeispiel dar und es ist ohne weiteres ersichtlich, daß mit den angegebenen Mitteln grundsätzlich ganz beliebige Kombinationen gebildet werden können.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Vorrichtung zur Bildung von Stromschrittkombinationen, vorzugsweise von Chiffrierkombinationen für Chiffrierzwecke, bei welcher das Vorzeichen der einzelnen Stromschritte jeder erzeugten Kombination von der Stellung eines möglichst großen Teiles einer begrenzten Ge-

   samtzahl von Kontakten abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Stromschritt ein einziger Wechselkontakt zugeordnet ist, dessen äußere Kontaktfedern jeweils einem der beiden Klemmenpaare eines diesem Wechselkontakt zugeordneten zweipoligen Umpolers parallel liegen, und daß aus der Gesamtzahl der Umpoler mindestens eine Kaskade gebildet wird, die an beliebiger Stelle mit einer Stromquelle verbunden ist, und Umpoler und Wechselkontakte derart unabhängig voneinander in vorher bestimmter Weise betätigt werden, daß das Vorzeichen eines jeden Stromschrittes von der augenblicklichen Stellung des zugeordneten Wechselkontaktes und der Stellung der Umpoler abhängt, die im Stromkreis zwischen der Stromquelle und diesem Wechselkontakt liegen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtzahl der Umpoler in mindestens zwei Gruppen unterteilt ist, aus denen mindestens zwei Kaskaden gebildet werden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Umpoler in Serie hintereinander zu einer Kaskade geschaltet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinandergeschalteten Umpoler einen geschlossenen Ring bilden, und daß besondere Schaltmittel vorgesehen sind, die ein Auftrennen des Ringes an beliebiger Stelle zwischen zwei Umpolern gestatten, wobei die Auftrennstelle während des Betriebes wandert.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß besondere Schaltmittel vorgesehen sind, mittels derer die Zugehörigkeit und Reihenfolge der Umpoler in den Kaskaden beliebig geändert werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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