DE978044C - Generator zur Erzeugung einer Impulsfolge grosser Periodenlaenge - Google Patents

Description

Um die Geheimhaltung einer Nachricht während ihrer Übermittlung vom Absender zum Empfänger zu gewährleisten, ist es üblich, anstelle des Klartextes einen Geheimtext zu übermitteln. Dieser Geheimtext wird durch den Vorgang der

indem aus dem Klartext unter Anwendung eines Schlüsseltextes der Geheimtext abgeleitet wird. Der eigentliche Verschlüsselungsvorgang kann sehr verschiedener Art sein; bei einem Überlagerungsverfahren, z. B., werden Klartext und Schlüsseltext zum Geheimtext gemischt, und bei einem Tauschalphabet-Verfahren, z. B., bestimmt der Schlüsseltext laufend, welches der sehr vielen an sich möglichen Tauschalphabete augenblicklich jeweils anzuwenden ist. Immer aber bestimmt bei vorgegebenem Verfahren und vorgegebenem Gerät der Schlüsseltext den Zusammenhang zwischen Klartext und Geheimtext. Unabhängig von dem verwendeten speziellen Verschlüsselungsverfahren kann der Schlüsseltext entweder der Verschlüsselungsanlage in gespeicherter Form, z. B. in Form eines Lochstreifens, zugeführt werden, oder aber er wird in einem zusätzlichen oder in die Anlage eingebauten Schlüsseltextgenerator erzeugt. Die Verwendung eines besonderen Schlüsseltextgenerators in oder im Zusammenhang mit einer Verschlüsselungsanlage hat den besonderen Vorteil, daß nicht der gesamte Schlüsseltextbedarf in gespeicherter Form vorrätig gehalten werden muß.

Unabhängig von dem verwendeten speziellen Verschlüsselungsverfahren muß der Schlüsseltext als Folge diskreter Werte ganz bestimmte Eigenschaften in seiner statistischen Struktur aufweisen, wenn die Geheimhaltung der Nachricht wirklich gewährleistet sein soll. So soll der Schlüsseltext möglichst keine Gesetzmäßigkeigen kürzerer Periodenlängen zeigt die Erfindung eine technisch einfache und schlüsseltechnisch sichere Lösung der zuvorgenannten Aufgabe auf.

Bei einem Generator zur Erzeugung einer zur Verwendung als Schlüsseltext bei der Geheimübermittlung von Nachrichten bestimmten Impulsfolge sehr großer Periodenlänge durch gesetzmäßige Ableitung aus zwei oder mehreren ursprünglichen Impulsfolgen kürzerer Periodenlängen löst die Erfindung die

Verschlüsselung gewonnen, 40 Aufgabe, daß die Eigenheiten dieses Bildungsgesetzes

oder die ursprünglichen Impulsfolgen der als Schlüsseltext abgegebenen Impulsfolge nicht ohne weiteres oder überhaupt nicht entnehmbar sind. Nach der Erfindung wird das jeweilig erzeugte Schlüsseltextelement durch Abfragen einer Stufe eines 2"-stufigen Speichers gewonnen, der vor Inbetriebnahme des Generators mit einer vorbestimmten Information beschickt ist, und die Abfrageadresse, das ist die Nummer der jeweils abgefragten Stufe des Speichers, durch die Summe der Augenblickswerte der ursprünglichen Impulsfolgen gegeben ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeigt einen Weg auf, wie das der Schlüsseltextbildung inneliegende Gesetz und die ursprünglichen Wertefolgen noch weiter verschleiert werden können. Danach ist der Speicher, dem die Werte der abgegebenen Impulsfolgen entnommen werden, ein im Ring geschaltetes Schieberegister, das immer dann einen Schiebebefehl erhält, wenn die Summe der Augenblickswerte der ursprünglichen Impulsfolgen eine vorbestimmte einfache Bedingung erfüllt Als solche Bedingung kommt insbesondere in Frage, daß die Quersumme der als /i-stellige Zahl gelesenen Gesamtheit der Augenblickswerte der ursprünglichen Impulsfolgen einen bestimmten Wert hat.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird ein Ausführungsbeispiel unter Heranziehung der Abbildung beschrieben, das auch von der Weiterbildung der

eigentlichen Erfindung Gebrauch macht. In dem Register 1 steht eine Impulsgruppenfolge verhältnismäßig großer Periodenlänge zur Verfugung. Diese Impulsgruppe besteht aus 5 Impulsen und kann also als 5stellige Binärzahl gelesen werden. Jeder dieser möglichen 5stelligen Binärzahlen ist eine Stufe des 32stufigen im Ring geschalteten Schieberegisters 2 zugeordnet. Vor Inbetriebsetzung des Generators ist dieses Schieberegister »aufgeladen« worden, indem über den Eingang a eine vorher festgelegte Gruppe von 32 Impulsen eingespeichert worden ist. Die am Ausgang des Registers 1 zur Verfügung stehenden Gruppen von jeweils 5 Impulsen dienen als Abfrageadressen für das Schieberegister 2, dem sie über den Abfrageeingang b zugeführt werden. Das Ergebnis einer solchen Abfrage steht unter Erhaltung der Information im Schieberegister 2 an dessen Ausgang c zur Verfügung. Die hier anfallende Impulsfolge stellt bereits den erzeugten Schlüsseltext dar. Das im Ring geschaltete Schieberegister 2 wird nicht nur laufend abgefragt, sondern es erhält auch über den Eingang d Schiebebefehle. Über eine logische Schaltung 3 ist das Zustandekommen eines solchen Schiebebefehls aber abhängig von der Gesamtheit der 5 Augenblickswerte im Register 1. Die logische Schaltung 3 mag beispielsweise eine derartige sein, daß an ihrem Ausgang dann und nur dann ein Impuls auftritt, wenn die als 5stellige Binärzahl bedeutete Impulsgruppe im Register 1 die Quersumme 3 hat. Nur in diesem Falle wird dann das Tor 12 geöffnet und der vom Taktgeber 10 herrührende Impuls als Schiebebefehl zum Eingang d des Schieberegisters 2 durchgelassen. Die im Register 1 stehenden Impulsgruppen werden ganz einfach als Gesamtheit der Augenblickswerte von 5 einzelnen Impulsreihen gebildet. Es sind 5 Impulsfolgen-Generatoren 5,6,7,8,9 vorhanden, die sämtlich verhältnismäßig kurze Periodendauern haben. In bekannter Weise werden diese einzelnen kurzen Periodendauern teilerfremd gewählt, so daß sich für die als ihr kleinstes gemeinsames Vielfaches bestimmte Periodendauer der Impulsgruppenfolge im Register 1 eine möglichst große Zahl ergibt. Die einzelnen Impulsgeneratoren 5, 6, 7, 8 und 9 für die Erzeugung der ursprünglichen Impulsfolgen sind, abgesehen von ihrer unterschiedlichen Periodenlänge, an sich gleichartig aufgebaut. Sie erzeugen die Impulsfolgen durch Abtasten bestimmter Felder einer Lochkarte. Die Abtastungen erfolgen synchron unter Steuerung von dem Taktgeber 10. Dem Schlüsseltextausgang W ist noch ein ebenfalls vom Taktgeber 10 gesteuertes Tor 11 vorgeschaltet, das in bekannter Weise der Formung dieser Impulse und deren Fixierung im Zeitraster dient. Da die Schiebebefehle im Schieberegister 2 jeweils zwischen zwei Abfragevorgängen liegen müssen, ist zwischen Taktgeber 10 und dem die Schiebebefehle bestimmenden Tor 12 ein Verzögerungsglied 13 eingeschaltet. Aus fünf ganz bestimmten ursprünglichen Wertefolgen läßt sich mit einem solchen Generator aber nicht nur ein einziger Schlüsseltext erzeugen. Jede Permutation der ursprüngliehen Impulsfolgen führt zu einem anderen Schlüsseltext. Es wäre also denkbar, die einzelnen ursprünglichen Impulsfolgen auf getrennten Lochkarten zu speichern, um durch das Vertauschen dieser Lochkarten unter sich eine größere Vielfalt der erzeugten Schlüsseltexte zu ermöglichen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird dieselbe Wirkung sehr einfach durch eine Steckvorrichtung oder einen Schalter 4 erreicht, womit die fünf Stellen der Binärzahl im Register 1 untereinander verwürfelt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Generator zur Erzeugung einer zur Verwendung als Schlüsseltext bei der Geheimübermittlung von Nachrichten bestimmten Impulsfolge sehr großer Periodenlänge durch gesetzmäßige Ableitung aus zwei oder mehreren ursprünglichen Impulsfolgen kürzerer Periodenlängen, wobei die ursprünglichen Impulsfolgen durch Abfragen auswechselbarer Speicher gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilig erzeugte Schlüsseltextelement durch Abfragen einer Stufe eines 2ⁿ-stufigen Speichers, der vor Inbetriebnahme des Generators mit einer vorbestimmten Information beschickt ist, zu gewinnen ist und daß die Abfrageadresse, das ist die Nummer der jeweils abgefragten Stufe des Speichers, durch die Summe der Augenblickswerte der ursprünglichen Impulsfolgen, gegeben ist.

2. Generator für die Erzeugung eines Schlüsseltextes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher, dem die Werte der abgegebenen Impulsfolgen zu entnehmen sind, ein im Ring geschaltetes Schieberegister ist, das immer dann einen Schiebebefehl erhält, wenn die Summe der Augenblickswerte der ursprünglichen Impulsfolgen eine vorbestimmte einfache Bedingung erfüllt, vorzugsweise wenn die Quersumme der als n-stellige ten erkennen lassen, die seine Rekonstruktion ermöglichen könnten. Dazu gehört auch, daß die den Schlüsseltext darstellende Wertefolge eine sehr große Periodenlänge haben muß, so daß diese Periode in praxi nie ausgenutzt zu werden braucht Da der Klartext in der Regel als Folge von Impulsen oder Impulsgruppen vorliegt oder aber in diese Form gebracht werden kann, muß ein Schlüsseltextgenerator in der Regel ein Generator zur Erzeugung einer Impulsfolge sehr großer

to Periodenlänge sein. Es ist an sich bekannt, daß man eine solche zum Schlüsseltext bestimmte Impulsfolge sehr großer Periodenlänge durch Kombination aus mehreren Impulsfolgen verhältnismäßig sehr kurzer Periodenlänge bilden kann. Die Summe der Periodenlängen dieser ursprünglichen kürzeren Impulsfolgen ist dabei um Größenordnungen kleiner als die sehr große Periodenlänge im Schlüsseltext. Für diese ursprünglichen Impulsfolgen besteht also ein verhältnismäßig sehr geringer Bedarf an Speicherkapazität im Rahmen eines Schlüsseltextgenerators, der von diesem an sich bekannten grundsätzlichen Verfahren Gebrauch macht Die Kombination der ursprünglichen Wertefolgen kurzer Periodendauer zu der einen Impulsfolge sehr langer Periodendauer muß nach einer solchen Gesetzmäßigkeit geschehen, daß dem Schlüsseltext dieses Bildungsgesetz und die ursprünglichen Impulsfolgen nur sehr schwer oder möglichst überhaupt nicht entnehmbar sind. Aufbauend auf dem bekannten grundsätzlichen Prinzip der Ableitung einer Impulsfolge sehr großer

Zahl gelesenen Gesamtheit dieser Augenblickswerte 30 Periodenlänge aus mehreren ursprünglichen Impulsfol-

einen bestimmten Wert hat.