SE435979B - Anordning for kryptering/dekryptering av digitala meddelanden - Google Patents

Description

15 20 25 83101380-5 i FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i anslutning till bifogade ritning påivilken fig. l visar den allmänna uppbyggnaden av ett flertal i och för sig kända kryptosystem, fig. 2-4 illustrerar olika utföringsformer av anordningar enligt uppfinningen, fig. 5 visar ett tidsdiagram för att förklara funktionen hos en anordning enligt uppfinningen och fig.6 visar en utföringsform av en omkopplingsanordning i anslutning till tidsdiagrammet enligt fig. 5.

UTFÜRINGSFORMER Fig.l visar den generella uppbyggnaden av ett antal i och för sig kända e kryptosystem. Med l-8 betecknas omloppsregister varav tre stycken är visade i figuren. Dessa kan exempelvis vara utförda i form av skiftregister. Registren stegas med hjälp av en stegpulsgenerator 9. Registrens utgångar är anslutna till en logikenhet 10. Dennas uppgift är att genom diverse logiska opertioner, olika i olika typer av kryptosystem, sammansätta registrens utsignaler till en pseudo- slumpserie vid logikenhetens utgång ll. Denna pseudoslumpserie används sedan antingen för kryptering av en klartextsignal eller för dekryptering av en kryterad signal t ex genom överlagring (addition modulo-2 bit för bit), per- mutering eller substitution.

Innehållet i registren 1-8 bestäms av en s_ k inre nyckel som byts relativt sällan.

Denna bestämmer pseudoslumpserien. För att sändare och mottagare skall starta på samma ställe i pseudoslumpserien överförs information om en startposition (yttre nyckel) för omloppsregistren från sändaren till mottagaren.

Den överförda startinformationen anger vanligtvis hur manga steg vart och ett av omloppsregistren ska stega från det läge som bestäms av inre nyckeln till det läge de skall ha vid krypteringens/dekrypteringens början. Startinformationen slumpas t ex vid varje nytt meddelande för att den skall vara olika för varje meddelande. 10 15 20 25 30 83Û1380*5 Fig. 2 visar en anordning enligt uppfinningen. Stegpulsgeneratorn 9 stegar via och-kretsar 21-28 motsvarande omloppsregister 1-8. Dessa visas i figuren som direkt aterkopplade skiftregister, men kan givetvis lika gärna utgöras av maximum-längdaterkopplade skiftregister. För varje utsignal vid 11 antas att stegpulsgeneratorn9 avger tva stycken stegpulser. Vid en ledning 13 fran logikenheten 10 kan den senare av de bada stegpulserna stoppas eller släppas fram genom och-kretsarna 21-28. Ledningen 13 matas med pseudoslumpmässiga styrpulser fran logikenheten 10. Anordningen innefattar dessutom ett minne 12 som består av exempelvis icke visade minnesvippor, en för varje omlopps- register. Via andra ledningar 31-38 fran logikenheten 10 styr motsvarande antal pseudoslumpmässiga styrpulser minnesvipporna i minnet 12. Detta betyder att antalet stegningar av varje skiftregister 1-8 blir per klartextbit en eller tva i beroende av de pseudoslumpmässiga styrpulsserierna. Härigenom erhålles en oregelbunden stegning av omloppsregistren 1-8, vilket gör att kryptosystemet blir mer svàrforcerbart.

F ig. 3 visar en annan utföringsform av anordningen enligt uppfinningen. Här är omloppsregistren l-8 visade som maximum-längd-aterkopplade skiftregister, men de kan i princip i stället utgöras av direkt aterkopplade skiftregister sasom i fig. 2. Maximum-längd-aterkopplingen astadkommes genom att pa känt sätt tva av varje registers steg är anslutna till en motsvarande exklusiv-eller- krets 41-48. Medelst efterföljande exklusiv-eller-kretsar 51-58 kan den åter- matade bitens polaritet växlas eller ej i beroende av polariteten av signaler pa ledare 61-68 fran logikenheten 10. De sistnämnda signalerna utgöres av pse- udoslumpmässiga styrpulser alstrade i logikenheten 10.

F ig.4 visar ytterligare en annan utföringsform av anordningen enligt upp- finningen. Omloppsregistren 1-8 är i figuren visade som maximum-längd-ater- kopplade skiftregister men kan givetvis i stället utgöras av direkt aterkopplade skiftregister. Dmloppsregistren 1-8 stegas även här av stegpulsgeneratorn 9.

Till varje omloppsregister l-8 hör ett extra register 71-78 på i figuren visat sätt. Omloppsregistrens 1-8 ingångar är försedda med omkopplare 81-88. Dessa är för enkelhets skull ritade som mekaniska omkopplare men utgöres i praktiken av elektroniska omkopplare. azo13ao-s 10 15 20 25 30 Via omkopplaren kan motsvarande omloppsregister hämta sin ingångssignal antingen från den från utgången återkopplade signalen eller från utgången av motsvarande extra register. Omkopplarna styrs av signaler från logikenheten 10 på sätt som förklaras närmare nedan.

Logikenheten 10 innefattar räknare 91-98. Dessa räknare räknar t ex ettor i pseudoslumpserier internt alstrade i logikenheten 10. När en räknare, t ex 91, - uppnått ett visst värde öppnas en motsvarande och-krets 101, som släpper fram en stegpuls via en eller-krets lll till motsvarande minnesregister 71. Härvid matas den då aktuella utsignalen från motsvarande omloppsregister 1 med t ex i en inverterare 121 vänd polaritet till minnesregistrets 71 första steg. Samtidigt matas den på och-kretsens 101 utgång erhållna stegpulsen till en andra räk- nare 131. När denna räknare uppnår ett visst värde har minnesregistret 71 matats med motsvarande antal bitar med pseudoslumpmässiga mellanrum från omloppsregistrets 1 utgång. Härvid påverkas motsvarande omkopplare 81 så att återmatningen från omloppsregistrets 1 utgång avbryts och i stället inmatas minnesregistrets 71 innehåll till omloppsregistretl genom att minnesregist- ret 71 matas med stegpulser från stegpulsgeneratorn 9' via en och-krets 141 och eller-kretsen 111. När minnesregistret 71 är tömt återgår omkopplaren 81 till sitt förutvarande läge så att omloppsregistret 1 återigen blir återkopplat. Ovan beskrivna förlopp upprepas när räknaren 131 nästa gång uppnår sitt nämnda värde.

Genom det beskrivna förfarandet kommer de olika omloppsregistren 1-8 att vid olika tidpunkter byta sina innehåll så att den vid logíkenhetens 10 utgång ll erhållna pseudoslumpserien modifieras vid pseudoslumpmässiga tidpunkter. Des- sa tidpunkter är väl dolda för en utomstående eftersom information om dessa tidpunkter ej behöver överföras från sändare till mottagare.

Fig. 5 visar ett tidsschema för att åskådliggöra hur uppfinningen kan användas för att även minsta ändring av den yttre nyckeln skall ge inte bara en ny startpunkt i en och samma pseudoslumpserie utan även en helt ny pseudo- slumpserie. Härigenom undvikas risken för parallella meddelanden. Dessutom får man en dold användning av den yttre nyckeln. Vidare kommer tidpunkten för start av kryptering/dekryptering att inträffa på ett pseudoslumpmässigt tids- avstånd från den överförda yttre nyckeln. 10 15 20 25 8301380-5 I fig. 5 överföres under tiden mellan to och tl en signal som talar om att bitarna under tiden mellan tl och tz avser en yttre nyckel. Vid tidpunkten tz är den yttre nyckeln slut och omloppsregistren på såväl sändar- som mottagarsidan har ställt in sig på en första startposition. I kända kryptosystem skulle kryptering/dekryptering starta vid tidpunkten tz. Enligt uppfinningen väntar 'man emellertid med start av kryptering/dekryptering tills en slutgiltig start- position uppnåtts vid tidpunkten t3. Under tiden mellan tz och t; låter man omloppsregistren 1-8 stega, varvid logikenheten l0 ger pseudoslumpmässiga styrpulser som modifierar omloppsregistrens innehåll och/eller stegning på sätt som tidigare beskrivits. Detta ger en mycket kraftig ändring av omlopps- registrens innehåll, så att även minsta ändring i yttre nyckeln medför en kraftigt förändrad pseudoslumpserie vid logikenhetens 10 utgang ll.

Det är ur kryptologisk synpunkt fördelaktigt att låta den algoritm enligt vilken anordningen arbetar vara olika före och efter tidpunkten t3.

Detta kan ske genom att omloppsregistren omkopplas vid tidpunkten t3 från en första arbetsmod till en andra arbetsmod.

Detta illustreras i fig. 6. Under tiden mellan t2 och tj arbetar omlopps- registren l-8 som direkt återkopplade skiftregister. En i fig.6 visad om- kopplare 150, som givetvis är en elektronisk omkopplare, ansluter då ingången av exempelvis exklusiv-eller-kretsen 41 till jord. Detta betyder att i detta fall skiftregistrets l utpulser kopplas tillbaka till skiftregistrets ingång utan pol- vändning. Vid tidpunkten t3 kopplas den förut jordade ingången av exklusiv- eller-kretsen 41 till en sådan vippa i skiftregistret att detta bringas att generera en maximum-lângd-serie. En dylik omkoppling mellan olika arbets- moder sker företrädesvis vid samtliga omloppsregister. Den vid logiken- hetens 10 utgång ll erhållna pseudoslumpserien kommer härvid att bli mycket lång.

Claims (10)

83013-80-5 PATENTKRAV

1. Anordning för kryptering/dekryptering av digitala meddelanden och inne- fattande dels ett antal omloppsregister (1-8), vilkas ursprungsinnehåll av ettor och nollor är förutbestämt av en inre nyckel, dels organ (9) för stegning av omloppsregistren för erhållande av utpulser från dessa och dels en logik- enhet (10) för-alstring av en pseudoslumpserie på basis av utpulserna från omloppsregistren för kryptering/dekryptering av meddelandena kä nne- t e c k n a d av att logikenheten (10) är anordnad att avge pseudoslumpmässiga styrpulser för modifiering av omloppsregistrens (l-8) normala stegning och/ eller innehåll.

2. Anordning enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda styrpulser är avsedda att påverka minst ett av nämnda omloppsregisters (LB) steg- hastighet.

3. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda styrpulser är avsedda att vid pseudoslumpmässiga tidpunkter byta polaritet på minst en av bitarna i minst ett av nämnda omloppsregister (l-8).

4. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att ett förutbestâmt antal av nämnda omloppsregister(1-8) är tilldelade var sitt minnesregis- ter (71-78), att mämnda styrpulser är avsedda att vid pseudoslumpmässiga tidpunkter styra ínmatningen av minst en bit från minst ett av omloppsregistren till tillhörande minnesregister samt att vid likaledes pseudoslumpmässiga tid- punkter innehållet i minst ett av minnesregístren (71-78) är anordnat att inmatas till tillhörande omloppsregister för att ersätta dettas innehåll.

5. Anordning enligt kravet 4, kännetecknad av att en inverte- rare (l2l-l28) är anordnad att invertera från nämnda omloppsregister till tillhörande minnesregister inmatade bitar.

6. Anordning enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att mämnda pseudoslumpmässiga styrpulser är avsedda att utnyttjas under den tid kryptering/dekryptering pågår. 8301380-5

7. i Anordning enligt nagot av de föregående kraven, varvid en yttre nyckel överföras från sändar- till mottagarsidan för att pà bada sidorna modifiera omloppsregistrens (l-B) ursprungsinnehäll till en första startposition, k ä n n e - tecknad av att nämnda pseudoslurnpmässiga styrpulser är avsedda att utnyttjas under tiden från det omloppsregistrens första startposition inta- gits (tz) tills en slutgiltig startposition intagits (tz).

8. Anordning enligt kravet 7, k ä n n e t e c k n a d av att en räknare är anordnad att nollställas vid tidpunkten för omloppsregistrens första start- position och att stegas vid pseudoslumpmässiga tidpunkter samt att vid upp- nående av ett visst förutbestämt värde starta krypteringen/dekrypteringen.

9. Anordning enligt kravet 8, l< ä n ne t e c k n a d av att omloppsregist- ren (l-B) är anordnade att vid tidpunkten (t3) för den slutgiltiga startpositionen omkopplas från en första arbetsmod till en andra arbetsrnod.

10. Anordning enligt kravet 9, k ä n n e t e c k n a d av att omloppsregistren (l-B) är anordnade att i den första arbetsmoden arbeta som direkt återkopplade skiftregister och att i den andra arbetsmoden arbeta som maximum-längd- àterkopplade skiftregister (fig. 6).