DE1207426B - Verfahren zum Ver- und Entschluesseln von impulsfoermigen Nachrichten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H04k

Deutsche Kl.: 21 al - 21

G 41319 VIII a/21 al
12. August 1964
23. Dezember 1965

Zur Verschlüsselung von Nachrichten, die heute im allgemeinen z. B. bei der Telegraphic oder bei impulsmodulierter Telefonie in Form von Impulsen erfolgt, werden die einzelnen Elemente der Nachricht, wie z. B. Buchstaben oder Zahlen, oder bei in Form von Impulsen übertragenen Nachrichten die entsprechenden Impulse und Impulskombinationen zunächst beim Sender mit einer möglichst regellosen Folge entsprechender Elemente, der sogenannten Schlüsselelemente (vornehmlich additiv), gemischt und in dieser gemischten Form übertragen. Empfangsseitig erfolgt eine Wiederherstellung der ursprünglichen Nachricht mit Hilfe einer zweiten identischen Folge von Schlüsselelementen. Diese Schlüsselelementfolgen — bei der Übertragung der verschlüsselten Nachricht in Form von Impulsen oder Impulskombinationen also Schlüsselimpulsfolgen oder Schlüsselimpulskombinationsfolgen — müssen beim Sender und Empfänger in identischer Form vorliegen. Um eine genügende Sicherheit gegen unbefugte Entschlüsselung zu gewährleisten, müssen die Schlüsselelementfolgen eine genügend große Periode aufweisen, ehe eine Wiederholung auftritt, außerdem sollen die verschiedenartigen Schlüsselelemente eine möglichst angenäherte, eine statistische (zufallsmäßige) Verteilung aufweisen. Verschlüsselungsverfahren dieser Art sind bekannt. Grundsätzlich lassen sich zwei Gruppen von Verfahren zur Erzeugung der Schlüsselimpulsfolgen unterscheiden.

Bei der ersten Art werden als Schlüsselimpulsgeneratoren sogenannte Lochstreifen verwendet, bei welchen eine Folge der Schlüsselimpulse von einem sogenannten Zufallslochstreifen abgenommen wird. Das sind Lochstreifen der aus der Telegraphic bekannten Art, deren Löcher bzw. Lochkombinationen rein zufällig (statistisch) verteilt sind und die Schlüsselimpulsfolge bilden. Zur Erzeugung einer solchen regellosen Folge benutzt man im allgemeinen sogenannte Zufallsgeneratoren.

Zur Verschlüsselung von Nachrichten müssen auf der Sender- und Empfangsseite identisch miteinander übereinstimmende Zufallslochstreifen vorhanden sein, welche zu Beginn einer Nachrichtenübermittlung beim Sender und Empfänger in die gleiche Ausgangsstellung gebracht werden und von dieser ausgehend synchron ablaufen. Aus Geheimhaltungsgründen darf ein Zufallslochstreifen nur einmal verwendet werden. Es wird also für jedes Element, z. B. Buchstaben, der Nachricht eine Lochkombination des Zufallsstreifens auf ;ebracht.

I er Vorteil dieser ersten Art von Verschlüsselungsvenahren liegt darin, daß mit Rücksicht auf die rein

Verfahren zum Ver- und Entschlüsseln
von impulsförmigen Nachrichten

Anmelder:

Gretag Aktiengesellschaft, Regensdorf (Schweiz)

Vertreter:

Dr. M. Eule, Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. W. J. Berg und Dipl.-Ing. O. F. Stapf, Patentanwälte,

München 2, Hilblestr. 20

Als Erfinder benannt:

Kurt Ehrat, Zürich (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 18. Oktober 1963 (12 787)

zufällige Verteilung der einzelnen Elemente der Schlüsselfolge ohne den Besitz des Zufallslochstreifens eine unbefugte Entzifferung der Nachricht unmöglich ist. Ein Nachteil des Verfahrens ist der große Verbrauch von Zufallslochstreifen, welche darüber hinaus noch so hergestellt, befördert und verwahrt werden müssen, daß ein Verlust oder Diebstahl ausgeschlossen ist. Weiterhin eignet sich dieses Verfahren nicht für den sogenannten Vermittlungsverkehr, bei welchem eine Station mit einer beliebigen anderen Station eines größeren Netzes in Verbindung treten kann.

Bei einer zweiten Art von Verschlüsselungsverfahren werden maschinelle oder elektrische (elektronische) Gerätebzw. Schaltungen als Schlüsselimpulsgeneratoren verwendet. Das von diesen erzeugte Schlüsselimpulsprogramm ist bedingt durch die laufend veränderte Stellung einer großen Anzahl von Schlüsselbildungselementen, wie z. B. Nockenscheiben, Permutierschaltern oder elektronischen Schaltungen usw. und deren gegebenenfalls veränderliche gegenseitige Zu-Ordnung, Verkabelung usw. Dieses Schlüsselimpulsprogramm ist demgemäß abhängig vom Aufbau und dem Zusammenspiel der einzelnen Elemente und ferner von der Stellung aller dieser Elemente bei Beginn der Nachrichtenübermittlung. Dieser so-

genannte Anfangszustand muß vor Beginn der Übermittlung beim Sender und Empfänger eingestellt werden, worauf dann bei synchronem Start und

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synchronem Ablauf die Schlüsselimpulsgeneratoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ver- und

von Empfänger und Sender die erwünschte identische Entschlüsseln von impulsförmig übertragenen Nach-

Schlüsselelementfolge liefern. richten, bei welchem sendeseitig die Nachrichten-

Zur Gewährleistung des synchronen Startes sowie klarimpulse mit Schlüsselimpulsen gemischt und des Synchronlaufs der Schlüsselimpulsgeneratoren 5 empfangsseitig durch Mischung mit identischen während der Nachrichtenübermittlung sind spezielle Schlüsselimpulsen wiedergewonnen werden und bei Synchronisiereinrichtungen erforderlich. Da der Auf- welchem diese Schlüsselimpulsfolgen sende- und bau des Schlüsselimpulsgenerators als bekannt voraus- empfangsseitig nach identischen Regeln in übergesetzt werden muß, liegt das Geheimnis der Ver- einstimmend aufgebauten Schlüsselimpulsgeneratoren schlüsselung also nur noch im Anfangszustand des io erzeugt werden, deren Programm durch ihren An-Schlüsselimpulsgenerators. Dieser Anfangszustand fangszustand festgelegt ist, der seinerseits durch einen wird durch den geheimen Grundschlüssel festgelegt, geheimen Grundschlüssel und mindestens einen Zuder z. B. mittels Kurier zu den in Verbindung stehenden satzschlüssel bestimmt wird. Die Erfindung ist dadurch Stationen gebracht wird. Zur Erzielung der nötigen gekennzeichnet, daß mindestens ein Zusatzschlüssel Chiffrierfestigkeit ist es unbedingt erforderlich, die 15 sende- und empfangsseitig nach identischen Regeln Verschlüsselung immer wieder von neuen Anfangs- von Datum und Uhrzeit abgeleitet wird.
Stellungen der Chiffriereinrichtungen bzw. Schlüssel- Vorzugsweise wird das Verfahren so durchgeführt, impulsgeneratoren aus zu beginnen. Dies ist weiterhin daß Datum und Uhrzeit binär umgesetzt werden und erforderlich beispielsweise, wenn im Vermittlungs- diese Binärzeichenfolge als Zusatzschlüsselimpulsfolge verkehr die Verbindung mit einer neuen Station 20 verwendet wird. Insbesondere werden hierbei Datum aufzunehmen ist, oder im Fall einer Fehlschaltung und Uhrzeit in Minutenintervallen umgesetzt.
oder fehlerhaften Bedienung des Schlüsselimpuls- Mit dem Datum-Uhrzeitschlüssel wird ein absolut generators. periodenfreier Zusatzschlüssel ins Verfahren gebracht,

Die Forderung, bei jeder Verbindungsaufnahme von der beim Sender und Empfänger jederzeit selbständig

einer neuen Anfangsstellung der Schlüsselimpuls- 25 erzeugt werden kann.

generatoren auszugehen, wird bei den bekannten Der Datum-Uhrzeitschlüssel kann auch während Verfahren dadurch berücksichtigt, daß jedesmal ein der verschlüsselten Nachrichtenübermittlung spoanderer Grundschlüssel verwendet wird. Hierbei radisch als Steuergröße den sende- und empfangswerden die verschiedenen Grundschlüssel in Tabellen seitigen Schlüsselimpulsgeneratoren eingegeben werden, zusammengefaßt und auf die einzelnen Stationen des 3° wodurch deren Schlüsselimpulsprogramme absolut Netzes verteilt. Im Vermittlungsverkehr hat dies große periodenfrei werden. Wie bereits erwähnt, ist dies ein Nachteile, da jeder Grundschlüssel nur einmal ver- weiterer Zweck der Erfindung,
wendet werden darf und die Möglichkeit besteht, daß Zur Produktion des Datum-Uhrzeitschlüssels sind zwei Stationen, welche neu zusammenarbeiten sollen, sowohl Sender als auch Empfänger mit einer vorzugsnicht mehr die gleichen unbenutzten Grundschlüssel 35 weise quarzgesteuerten Uhr ausgerüstet. Eine Zeitaufweisen. Weitere Nachteile dieser Grundschlüssel- genauigkeit von 1 sec/Tag ist ohne weiteres erreichbar, tabellen sind der große Umfang der Geheimdokumente Es ist auch möglich, die Uhr des Empfängers perio- und ihre umständliche Handhabung. disch, beispielsweise einmal pro Tag vom Sender aus

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist der Anfangs- zu korrigieren.

zustand jedesmal durch denselben geheimen Grund- 40 Der Grundschlüssel und der Datum-Uhrzeitschlüssel schlüssel und ein jedesmal zufallsmäßig bestimmtes sowie der Anfangszustand können beispielsweise Zusatzprogramm—den sogenanntenZufallsschlüssel— dargestellt sein als eine Folge von Buchstaben oder festzulegen. Hierbei liegt der Grundschlüssel bei jeder Zahlen. Dabei weisen diese Folgen von Buchstaben Station in gespeicherter Form vor, wogegen der Zu- oder Zahlen vorteilhafterweise gleiche Stellenzahlen satzschlüssel bei jeder Verbindungsaufnahme bei einer +5 auf. Die einzelnen Elemente des Anfangszustandes der Stationen zufallsmäßig bestimmt und zu den und des Grundschlüssels, beispielsweise also die einanderen Stationen übertragen wird. Die Erzeugung zelnen Buchstaben oder Zahlen, sind dabei in möglichst des Zusatzschlüssels kann beispielsweise mittels eines regelloser Folge verteilt. Ein besoners günstiger Fall Rauschgenerators od. dgl. erfolgen. Natürlich wird ergibt sich für den Aufbau der Apparate, wenn auch der geheime Grundschlüssel von Zeit zu Zeit 50 Anfangszustand, Grundschlüssel und Datum-Uhrzeitgeändert. schlüssel die Form von Binärzahlen aufweisen, also

Nachrichtensysteme, die nach dem zuletzt be- Zahlen, welche lediglich aus den beiden Elementen

schriebenen Verfahren arbeiten, können natürlich nur »0« und »1« aufgebaut sind.

dann funktionieren, wenn die Übermittlung des Vorzugsweise ist die Anzahl der möglichen Anfangs-Zusatzschlüssels zu den einzelnen Stationen, die in 55 zustände des Schlüsselgenerators groß gegenüber 10¹⁰. der Regel unverschlüsselt erfolgt, fehlerlos ist. Andern- Auf diese Weise ist die mögliche Anzahl der Anfangsfalls ist nämlich ein gleicher Anfangszustand bei den zustände so groß, daß sie durch Absuchprozesse auch einzelnen Stationen nicht einstellbar. Eine fehlerfreie unter Anwendung der schnellsten elektronischen Übertragung ist jedoch, insbesondere bei störanfälligen Mittel und Schaltungen nicht zugänglich sind.
Ubertragungswegen (Funkverkehr), oft nur durch 60 Wie bereits erwähnt, liegt der Grundschlüssel in relativ aufwendige Fehlerkontrolleinrichtungen zu gespeicherter Form vor. Diese Speicherung kann erreichen. beispielsweise erfolgen durch Registrierung in Form

Die Erfindung hat die Aufgabe, das mit Grund- und eines Lochstreifens oder durch mechanische, elektro-Zusatzschlüssel arbeitende Verfahren so zu ver- mechanische, magnetische oder photographische Speibessern, daß einerseits eine Übertragung des Zusatz- 65 cherung.

schlüsseis überflüssig wird und daß anderseits die Die Darstellung des Anfangszustandes bzw. des

Schlüsselimpulsprogramme absolut periodenfrei wer- Grundschlüssels und Datum-Uhrzeitschlüssels in bi-

den. närer Form erleichtert weiterhin die Anwendung des

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Verfahrens bei der Übertragung von Nachrichten in Im folgenden wird die Erfindung an Hand der

Form von Impulsen, bei welchen im allgemeinen nur Zeichnungen näher erläutert.

zwei Impulszustände möglich sind, beispielsweise F i g. 1 und 2 zeigen schematisch im Blockschalt-

die Zustände »0« und »1« oder Zustände »+«und »—«. bild zwei verschiedene Varianten einer Einrichtung Zur Gewinnung des Anfangszustandes werden.im 5 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Prinzip der Grundschlüssel und der Datum-Uhrzeit- F i g. 3 zeigt in Symbolen der logischen Technik

schlüssel miteinander gemischt. Bestehen beide In- eine Schaltung zur Mischung von Impulsfolgen;
formationen beispielsweise aus einer Zahlenfolge, so F i g. 4 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise

kann die Mischung beispielsweise durch Addition der der in F i g. 3 gezeigten Schaltung,
einzelnen Elemente paarweise ohne Übertragung io Fig. 5 zeigt einen Datum-Uhrzeitschlüsselgenerator; erfolgen, beispielsweise wie folgt: Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung

zur Gewinnung des Anfangszustandes durch Mischung

Grundschlüssel 1754392865 des Grundschlüssels und des Datum-Uhrzeitschlüssels.

Datum-Uhrzeitschlüssel ..2703631948 Gemäß F i g. 1 befindet sich bei beiden Stationen

Mischung 3 4 5 7 9 2 3 7 0 3 ¹S je ein Klartext-Klarimpuls-Wandler 1 bzw. 2, welche

Wandler den Nachrichtentext in Nachrichtenklar-Liegen die Zustandsinformationen in der Form von impulse umwandeln (Sender), oder umgekehrt (Emp-Binärzahlen vor, so kann die Mischung durch An- fänger). Diese Wandler können beispielsweise Fernwendung der bekannten Methode der sogenannten schreiber sein. Der Ausgang des sendeseitigen Fern- »Modulo-2-Addition« erfolgen: 20 Schreibers 1 speist die Nachrichtenklarimpulse in ein

η ι η _ η Mischgerät 3, dessen Ausgang mit der durch den

⁺ ~" Pfeil 4 symbolisch dargestellten Übertragungsleitung

0 + 1=1 verbunden ist, welche beispielsweise eine Kabel-,

1 + 0 = 1 Draht- oder Funkverbindung sein kann. Der Uber-1 + 1=0 ²5 tragungsweg mündet auf der Empfängerseite in das

dort befindliche Mischgerät 5, dessen Ausgang den

Der Grundschlüssel kann direkt in binärer Form Empfängerfernschreiber 2 speist. Zum Zwecke der erzeugt und gespeichert werden. Der Datum-Uhrzeit- Verschlüsselung werden an die Mischgeräte 3 und 5 schlüssel, welcher in Form von Dezimalzahlen vorliegt, durch die Schlüsselimpulsgeneratoren 6 und 7 Schlüsselkann durch die bekannte Umwandlung von Dezimal- 30 Impulsfolgen geliefert, welche in dem sendeseitigen zahlen in Binärzahlen in Binärform übergeführt werden. Mischgerät 3 mit den vom Fernschreiber 1 erzeugten So wird beispielsweise mit dem nachfolgenden Code Nachrichtenklarimpulsfolgen gemischt werden. Nach 0=0000 ^^er Übertragung der so verschlüsselten Impulsfolgen _ π ^u^^er *^^e Leitung 4 werden durch Mischung mit den

1 — U ₃₅ identischen, vom Schlüsselgenerator 7 erzeugten

2 = 0010 Schlüsselimpulsen wieder die Nachrichtenklarimpulse 3=0011 hergestellt, welche nunmehr den Empfängerfern-

4 = 0100 schreiber 2 steuern.

5 = 0101 Um die Erzeugung identischer Schlüsselimpulsfolgen

₆ _ Q -. -j Q 40 bei Sender und Empfänger zu erreichen, müssen die ί ~ η ι ι Anfangszustände der beiden Schlüsselimpulsgenera-'=0111 toren 6 und 7 übereinstimmen. Gemäß der Erfindung 8=1000 erfolgt die Bestimmung des Anfangszustandes bei 9=1001 Sender und Empfänger unter Verwendung des ge-

„ . ,, 45 heimen Grundschlüssels und eines Zusatzschlüssels,

der obenerwähnte Datum-Uhrzeitschlussel _{der sende}. _und empfangsseitig nach identischen

2703631948 Regeln von Datum und Uhrzeit abgeleitet wird. Eine

Übertragung dieses Datum-Uhrzeitschlüssels vom m Binärform z. B. wie folgt aussehen: _{Sender zum Emp}f_äng_er j_st daher nicht notwendig.

0010 Olli 0000 0011 0110 0011 0001 1001 0100 1000 5° Zur Speicherung und Abgabe des Grundschlüssels ~~2 7 (j 3 (j 3 T 9 4 g~ dienen die beiden Speichergeräte 8 bzw. 9, die beispielsweise aus Lochstreifenabtasteinrichtungen bestehen,

Der Schlüsselimpulsgenerator hat nun die Aufgabe, in welchen der in Form eines Lochstreifens geeine Schlüsselimpulsfolge herzustellen, welche einzig speicherte Grundschlüssel abgetastet wird. Zur Er- und allein von seinem Anfangszustand abhängt. 55 Zeugung des Zusatzschlüssels dient je ein sende- und Bringt man identische Schlüsselgeneratoren auf den empfangsseitiger Datum-Uhrzeitwandler 10 bzw. 11, gleichen Anfangszustand, so erzeugen sie immer wieder welche Wandler jeweils bei Bedarf zur Herstellung des die gleichen, d. h. also reproduzierbaren Schlüssel- Zusatzschlüssels aus Datum und Uhrzeit dienen. Impulsfolgen. Wie bereits erwähnt, müssen diese Durch Mischung des geheimen Grundschlüssels und Schlüsselimpulsfolgen einerseits eine möglichst lange 6° des Datum-Uhrzeitschlüssels in den Mischgeräten 12 Periode aufweisen, andererseits soll die Variation bzw. 13 wird nun der Anfangszustand gebildet, auf zwischen aufeinanderfolgenden Elementen bzw. EIe- welchen die Schlüsselgeneratoren 6 bzw. 7 eingestellt mentengruppe möglichst regellos (zufallsmäßig) sein. werden.

Weiterhin soll der Aufbau der Schlüsselimpuls- Der Datum-Uhrzeitschlüssel kann jedoch außer

generatoren möglichst so beschaffen sein, daß ein 65 zur Bildung des Anfangszustandes auch zur sporaeinfacher Rückschluß von dem am Ausgang des dischen Beimischung in die sende- und empfangs-Schlüsselgenerators erzeugten Schlüsselimpulsgene- seitigen Schlüsselimpulsgeneratoren während der verrator auf den Anfangszustand nicht möglich ist. schlüsselten Nachrichtenübermittlung verwendet wer-

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den, wodurch eine periodenfreie Schlüsselimpulsfolge mittlung in die Schlüsselimpulsgeber eingemischte erzielt wird. Hierzu ist nur erfoderlich, daß die Ver- Datum-Uhrzeitschlüssel. Der Kopplungsteil 16 wiederbindung zwischen den Datum-Uhrzeitwandlern 10 um sichert die erforderliche Regellosigkeit des Schlüs- bzw. 11 und den Mischern 12 bzw. 13 auch während selimpulsprogramms, welches dadurch praktisch ander Nachrichtenübermittlung bestehenbleibt. 5 genähert zufallsmäßig verteilt ist. Der Kopplungsteil Die Verwendung des Datum-Uhrzeitschlüssels in als ein Bestandteil des Schlüsselimpulsgenerators wird Kombination mit dem geheimen Grundschlüssel zur durch die Momentanzustände verschiedener Stellen Bildung der Anfangszustände der Schlüsselimpuls- des Schlüsselimpulsgenerators gesteuert und wirkt generatoren hat den Vorteil, daß ohne Übermittlung seinerseits auf den Ablauf des Schlüsselimpulsgenestets wechselnde neue geheime Anfangsstellungen io rators ein.

erhalten werden können. Zur Erhöhung der Geheim- Bei Verwendung derart aufgebauter Schlüsselhaltungssicherheit kann jedoch außer dem Datum- impulsgeneratoren ist es möglich, die zum Verschlüsseln Uhrzeitschlüssel ein weiterer Zusatzschlüssel zufälligen der Nachrichtenklarimpulse verwendeten Mischer Charakters, also ein Zufalls-Zusatzschlüssel, dem auch zur Bildung des Anfangszustandes der Schlüsselgeheimen Grundschlüssel beigemischt werden. Dieser 15 impulsgeneratoren heranzuziehen. Hierzu ist gemäß Zufalls-Zusatzschlüssel muß natürlich übermittelt F i g. 2 die Anordnung so getroffen, daß sende- und werden. Vorteilhafterweise wird dabei so verfahren, empfangsseitig die Grundschlüsselgeneratoren 8 bzw. 9 daß mit Datum-Uhrzeitschlüssel und Grundschlüssel und Datum-Uhrzeitschlüsselgeneratoren 10 bzw. 11 ein vorläufiger Anfangszustand der Schlüsselimpuls- mit den Mischern 3 bzw. 5 verbunden sind und daß generatoren gebildet wird und diese letzteren sende- 20 diese Mischer anderseits mit dem Speicher 15 des und empfangsseitig synchron gestartet und in Synchro- Schlüsselimpulsgebers 6 bzw. 7 und dem Fernnismus gehalten werden. Alsdann wird, noch vor schreiber 1 bzw. 2 verbunden sind,
der eigentlichen Nachrichtenübermittlung, jedoch bei Diese Anordnung wird nun mittels einer nicht synchron laufenden Geräten der Zufalls-Zusatz- dargestellten Kommandoeinheit zur Bildung des schlüssel mittels eines Zufallsgenerators bekannter 25 Chiffrieranfangszustandes der Schlüsselimpulsgene-Art auf der Sendeseite erzeugt und auf die Empfangs- ratoren so gesteuert, daß von der Ausgangsstellung seite übermittelt und sende- und empfangsseitig Null der zählwerkartigen Schaltung 14 ausgehend ein synchron in die Schlüsselimpulsgeneratoren ein- erster Teil des Grundschlüssels in das Schiebergemischt, register 15 gesetzt wird, wonach im Mischer 3 bzw. 4 Der Datum-Uhrzeitschlüssel in Kombination mit 30 der Inhalt dieses Schieberegisters mit dem äugendem geheimen Grundschlüssel wird in diesem Fall blicklichen Datum-Uhrzeitschlüssel gemischt und das in erster Linie dazu benutzt, für Sender und Empfänger Ergebnis dieser Mischung wieder im Schieberegister 15 einen vorläufigen geheimen Anfangszustand für den gespeichert wird. Anschließend wird der nunmehrige synchronen Start zu erhalten (welcher von Unbefugten Inhalt des Schieberegisters 15 in die zählwerkartige nicht ausgelöst werden kann), um anschließend im 35 Schaltung 14 übergeführt. Die sich hierdurch erSynchronismus den Zufalls-Zusatzschlüssel übermitteln gebende Stellung der zählwerkartigen Schaltung 14 zu können, mit welchem der endgültige Anfangs- könnte nun bereits als Chiffrierausgangsstellung der zustand der Schlüsselimpulsgeneratoren für die an- Schlüsselimpulsgeneratoren verwendet werden. Vorschließende Nachrichtenübermittlung gebildet wird. zugsweise wird jedoch eine zweite Phase angeschlossen, Die Übermittlung des Zufalls-Zusatzschlüssels im 40 in welcher zusätzlich der Zustand des Schiebe-Synchronismus ist, besonders bei stärkeren Störungen registers 15 in Abhängigkeit vom Grundschlüssel und auf dem Übermittlungsweg, wesentlich sicherer als in Datum-Uhrzeitschlüssel eingestellt wird. Hierzu wird einem nicht synchronisierten System. ein zweiter Teil des Grundschlüssels in das Schiebein F i g. 1 ist die Anwendung des Zufalls-Zusatz- register 15 gesetzt und dieser Inhalt im Mischer 3 schlüsseis schematisiert punktiert eingezeichnet. Im 45 bzw. 4 mit dem augenblicklichen Datum-Uhrzeit-Zufallsgenerator 46 wird eine Zufallsimpulsfolge er- schlüssel — der sich gegenüber der ersten Phase zeugt, welche im sendeseitigen Speicher 44 gespeichert geändert haben kann — gemischt und das Ergebnis und nach erstelltem Synchronismus der Verbindung dieser Mischung im Schieberegister 15 gespeichert,
mittels des Datum-Uhrzeitschlüssels über die Ver- Die vorstehend beschriebenen Vorgänge laufen bindung 47, die Leitung 4 und die Verbindung 48 50 sende- und empfangsseitig gleichzeitig, jedoch vonauf den empfangsseitigen Speicher 45 übertragen wird. einander unabhängig ab. Am Ende der beiden Phasen Die nun in den Speichern 44 und 45 befindliche ist der Anfangszustand der Schlüsselimpulsgeneratoren Zuf alls-Zusatzschlüsselinf ormation wird synchron über 6,7 durch die ,Stellung der zählwerkartigen Schaltung Mischer 12 bzw. 13 den Schlüsselimpulsgeneratoren 14 und den Zustand der Schieberegister 15 festgelegt, beigemischt. 55 Mit diesem Anfangszustand könnte nun die ver-Gemäß F i g. 2 können zur Durchführung des schlüsselte Übermittlung direkt begonnen werden, erfindungsgemäßen Verfahrens Schlüsselimpulsgene- Vorzugsweise läßt man jedoch die sende- und empratoren eingesetzt werden, die mindestens eine zähl- fangsseitigen Schlüsselimpulsgeneratoren von diesem werkartige Schaltung 14, einen vorzugsweise als Anfangszustand aus für sich und ohne Übermittlung Schieberegister ausgebildeten Speicher 15 und einen 60 eine Anzahl Schritte laufen und beginnt die Über-Kopplungsteil 16 zwischen zählwerkartiger Schaltung mittlung erst mit dem so gewonnenen neuen Anfangsund Speicher aufweisen. Die zählwerkartige Schaltung zustand. Diese Maßnahme soll die Beziehung der 14 hat die Aufgabe, eine Mindestlänge der Schlüssel- Schlüsselimpulsfolge zum Grundschlüssel verwischen, periode festzustellen, innerhalb derer keine Wieder- Wie bereits erwähnt, verwendet man bei einem holung der Schlüsselimpulsfolge auftritt. Die zähl- 65 Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilwerkartige Schaltung 14 sichert also die erforderliche hafterweise Schlüsselimpulsfolgen, welche die Form Mindestperiodenlänge und erfüllt somit eine ähnliche von Binärzahlen aufweisen. In diesem Fall erfolgt die Aufgabe wie der während der Nachrichtenüber- Mischung von Impulsreihen durch Vorzeichenmulti-

Iikation bzw. »Modulo-2-Mischung«. Die F i g. 3 igt mit Symbolen der Schaltungslogik eine solche löscheinrichtung. Die beiden miteinander zu mischenen Impulsreihen werden den Eingängen 17 und 18 ugeleitet und speisen parallel die beiden Eingänge ines »Oder«-Tores 19 sowie invertiert diejenigen ines »Oder«-Tores 21. Die beiden Tore 19 und 21 dederum speisen die Eingänge des »Und«-Tores 20, η dessen Ausgang das Mischresultat erscheint, i g. 4 erläutert an Hand eines Beispiels die dadurch rreichte Mischung von Impulsfolgen. In der ersten ieile22 ist eine Impulsfolge dargestellt, welche von nks nach rechts der Binärzahl

0100110001011

Qtspricht. Die Zeile 23 zeigt die mit der ersten Zahl u mischende zweite Binärzahl

1101101000110.
)as in der Zeile 24 dargestellte Mischresultat lautet also ao 100101100110 1.

Zur Erzeugung des von Datum und Uhrzeit abängigen Zusatzschlüssels kann beispielsweise die ι F i g. 5 schematisch dargestellte Anordnung ver-'endet werden. Der Ausgang eines quarzgesteuerten iszillators 25 speist einen Untersetzer 26, der das szillatorsignal in Datum (Tag, Monat, Jahr) und hrzeit (Stunde, Minute) in Dezimalzahlen umsetzt. )as Ergebnis dieser Umsetzung gelangt in einen inärumsetzer 27. Dieser wandelt Datum, Stunde und iinute in die binäre Form, die in ein Schieberegister 28 bergeführt und dort gespeichert wird. Diese Injrmation wird bei Bedarf, beispielsweise zur Bildung er Anfangsstellung des zugehörigen Schlüsselimpulsenerators, aus dem Schieberegister ausgetastet und ber eine Leitung 29 beispielsweise den Mischern 12 zw. 13 der F i g. 1 oder den Mischern 3 bzw. 5 der ⁷ i g. 2 zugeführt. Die zur Austastung dienende chiebetaktimpulsfolge wird dem Schieberegister 28 ber eine Leitung 30 und ein »Und«-Tor 31 zugeführt. )as Schieberegister 28 wird vorzugsweise bei jedem Üinutenwechsel neu gesetzt. Damit der Zusatzidilüssel immer vollständig ausgetastet wird, muß urzzeitig vor und während des Setzvorganges die Austastung gesperrt werden. Die Länge dieser Sperreit ist gleich der Summe aus der Austastzeit, der für inen Setzvorgang benötigten Zeit und einer Sichereitszeit. Hierzu wird über eine Leitung 32 der nicht argestellten Kommandoeinheit vor jedem Minuten-'echsel ein Impuls zugeleitet, dessen Zeitdauer mit er vorstehend erwähnten Sperrzeit übereinstimmt. Während dieser Sperrzeit kann dann in der Komiandoeinheit kein Steuerimpuls für die Austastung es Zusatzschlüssels erzeugt werden. Der Steuerimpuls ar Austastung der Datum-Uhrzeitschlüsselimpuls-)lge wird dem »Und«-Tor31 über eine Leitung 33 ugeführt.

Die Speicherung und Mischung von Grund- ;hlüssel und Datum-Uhrzeitschlüssel kann rein lektronisch erfolgen. So dient beispielsweise in der jiordnung gemäß F i g. 6 zur Speicherung des Grundschlüssels ein Schieberegister 34, wobei die Stellenzahl des Registers der Stellenzahl des zu speichernden Grundschlüssels entspricht. Die zu speichernde Impulsreihe wird am Eingang 35 impulsmäßig eingespeist, so daß nach vollständiger Einspeisung des Grundschlüssels die Speicher des Schieberegisters 34 von rechts nach links gelesen den in Form einer Binärzahl vorliegenden Grundschlüssel zeigen. Wie schematisch darunter angedeutet, lautet dieser Grundschlüssel beispielsweise 0011...0110 1. Ein identisch aufgebautes Schieberegister 36 dient zur Speicherung des Datum-Uhrzeitschlüssels (Schlüsselverschiebungsinformation), welcher über den Eingang 37 eingespeist wird und darstellungsgemäß 0101. ..10110 lautet. Die Ausgänge 38 und 39 der beiden Schieberegister 34 und 36 speisen ein Modulo-2-Mischer, welcher der Anordnung der F i g. 3 entspricht und deshalb mit identischen Bezugszeichen versehen ist. Der Ausgang dieses Modulo-2-Mischers speist ein drittes Schieberegister 40, welches zur Speicherung des durch die Mischung gewonnenen Anfangszustandes dient. Zur Übertragung dieses Anfangszustandes in den Schlüsselimpulsgenerator dienen die parallelliegenden Ausgänge 41 des Schieberegisters 40.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ver- und Entschlüsseln von impulsförmig übertragenen Nachrichten, bei welchem sendeseitig die Nachrichtenklarimpulse mit Schlüsselimpulsen gemischt und empfangsseitig durch Mischung mit identischen Schlüsselimpulsen wiedergewonnen werden und bei welchem diese Schlüsselimpulsfolgen sende- und empfangsseitig nach identischen Regeln in übereinstimmend aufgebauten Schlüsselimpulsgeneratoren erzeugt werden, deren Programm durch ihren Anfangszustand festgelegt ist, der seinerseits durch einen geheimen Grundschlüssel und mindestens einen Zusatzschlüssel bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Zusatzschlüssel sende- und empfangsseitig nach identischen Regeln von Datum und Uhrzeit abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Datum und Uhrzeit binär umgesetzt werden und diese Binärzeichenfolge als Zusatzschlüsselimpulsfolge verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Datum und Uhrzeit in Minutenintervallen umgesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zusatzschlüssel verwendet werden, wovon der eine aus einer Zufallsreihe (Zufalls-Zusatzschlüssel) besteht und der andere von Datum und Uhrzeit abgeleitet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von Datum und Uhrzeit abgeleitete Zusatzschlüssel während der Ver- und Entschlüsselung der Nachrichten den sende- und empfangsseitigen Schlüsselimpulsgeneratoren beigemischt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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