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DE2004296C3 - Sende- und Empfangseinrichtung mit Ver- und Entschlüsselung für Binärzeichen - Google Patents

Sende- und Empfangseinrichtung mit Ver- und Entschlüsselung für Binärzeichen

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Publication number
DE2004296C3
DE2004296C3 DE2004296A DE2004296A DE2004296C3 DE 2004296 C3 DE2004296 C3 DE 2004296C3 DE 2004296 A DE2004296 A DE 2004296A DE 2004296 A DE2004296 A DE 2004296A DE 2004296 C3 DE2004296 C3 DE 2004296C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flip
flop
character
encryption
counter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2004296A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2004296A1 (de
DE2004296B2 (de
Inventor
Bernard M. Dix Hills Rosenheck
Donald F. Stony Brook Wolper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northrop Grumman Systems Corp
Original Assignee
Litton Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Litton Industries Inc filed Critical Litton Industries Inc
Publication of DE2004296A1 publication Critical patent/DE2004296A1/de
Publication of DE2004296B2 publication Critical patent/DE2004296B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2004296C3 publication Critical patent/DE2004296C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/06Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
    • H04L9/065Encryption by serially and continuously modifying data stream elements, e.g. stream cipher systems, RC4, SEAL or A5/3
    • H04L9/0656Pseudorandom key sequence combined element-for-element with data sequence, e.g. one-time-pad [OTP] or Vernam's cipher
    • H04L9/0662Pseudorandom key sequence combined element-for-element with data sequence, e.g. one-time-pad [OTP] or Vernam's cipher with particular pseudorandom sequence generator
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/12Transmitting and receiving encryption devices synchronised or initially set up in a particular manner
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L2209/00Additional information or applications relating to cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communication H04L9/00
    • H04L2209/12Details relating to cryptographic hardware or logic circuitry

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  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
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  • Facsimile Transmission Control (AREA)

Description

Gemäß vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung stellt ein Regenerations-Flip-Flop in Verbindung mit dem Bitzähler die Impulsform der empfangenen oder gesendeten Zeichen-Bits wieder her, während das Sende-Flip-Flop beim Senden und das Empfangs-Flip-Flop beim Empfang jeweils während der Dauer eines Zeichens den· Sende- und Empfangsbetrieb bestimmen und ein Inverter und ein NAND-Glied einen Wechsel der Betriebsart während der Dauer eines Zeichens verhindern.
Zweckinäßigerweise ist die Ver- und Entschlüsse-Iungseinrichtung ein selbstsynchronisierender Digitalcode-Generator, und ein nut dem Steuer-Flip-Flop und weiteren NAND-Gliedern verbundener Schalter ermöglicht eine Wahl zwischen Verschlüsselung der Zeichen und Klartext.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung stellen der Bitzähler, der Zeichenzähler und das Verknüpfungsglied die die Betriebsart bestimmenden Sende- und Enipiangs-Flip-Flops jeweils bei Beendi- ao gung eines Zeichens in· einen Warte- oder Lereitschaftszustand zurück.
Mittels der Erfindung wird somit ohne Verwendung mechanischer Steuermittel und mit wesentlich verringertem Schaltungsaufwand ein schnellerer und sicherer Betrieb der Ver- und Entschlüsselungseinrichtung von Telegrafen-Sende- und Empfangsanlagen erzielt, wobei insbesondere der automatische Betrieb einer derartigen Anlage wesentlich vereinfacht wird.
Eins Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen· Sende- und Empfangseinrichtung in Verbindung mit einem üblichen Fernschreiber,
F i g. 2 und 3 detailliertere Blockschaltbilder der Sende- und Empfangseinrichtungen nach F i g. 1 und
F i g. 4 einer. Impulsplan, der den Zusammenhang zwischen dem Auftreten der Eingangssignale sowie der regenerierten Zeichen des Telegrafentextes und verschiedenen Takt- und Steuersignalen veranschaulicht.
Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Sende- und iiinpfangseinrichtung für binär dargestellte Zeichen eines Telegrafentextes weist einen Fernschreiber und ein zugehöriges Signalregenerations- und Verschlüsselungs-ZEntschlüsselungs-Gerät zum Nachrichtenverkehr mit einer entfernten Station auf, die entsprechende Einheiten enthält und an eine Leitung 10 angeschlossen ist. Der übliche Fernschreiber 11 wird im Halb-Duplex-Betrieb über die Standard-Leitungssteuereinheiten 12 und 13 betrieben, wobei die üblichen Relais verwendet werden, um Signale über die Leitung 10 mittels des Druckers bzw. des Tastenfeldes des Fernschreibers 11 zu empfangen bzw. zu senden. Das Signalregenerations- und Verschlüsselungs-ZEntschlüsselungs-Gerät wird durch logische Schaltungen mit üblichen Verknüpfungsgliedern, Flip-Flops usWi gesteuert.
Wenn nicht anders bezeichnet, sind die bei dem Ausfübningsbeispiel der Erfindung Verwendeten Flip-Flops » /-^«-Flip-Flops. Bei den Schaltungsanordnungen nach den Fig. 2 und 3 entsprechen die Flip-Flop-Eingangsanschlüsse »J«- und »G«-Eingangsan-Schlüssen, die in der Literüfär manchmal als »/« und *K<t bezeichnet werden; die Ausgangsanschlüsse »1« und »Ö« in den Figuren entsprechen Aüsgangsanschlüssen1, die in der Literatur manchmal als »ß« und 9Q* bezeichnet werden. Darüber hinaus sind einige der Flip-FIop-Schaltungen vom »taktgesteuerten J-K-Typ«, bei dem Eingangssignale nur während des An-Iieeens eines Verknüpfungs- oder Taktsignals am Takteingangsanschluß wirksam sind (der zuletzt erwähnte Anschluß ist in den Figuren mit »T« bezeichnet). Taktgesteuerte Flip-Flop-Schaltungen sind an sich bekannt und können z. B. durch Verarbeitung der den Eingangsanschlüssen »5« und »C« zugefüürten Eingangssignale mittels separater UND-Glieder und einem Takt- oder Steuersignal als eines der Eingangssignale zu den UND-Gliedern betrieben werden. Ferner wird bei den Flip-Flops zur Bildung von Zählerschaltungen ein Rückstellanschluß »Ä« verwendet. Eine derartige Eingangsschaltung kann betrieben werden, indem das am Anschluß »i?« anliegende Rückstellsignal direkt am Eingangsanschluß »C« des Flip-Flops (unter Überbrückung der Eingar "^-UND-Glieder^ zu°cfiihrt wird.
Im folgenden ist das Signal am Ausgangsanschluß »1« eines bestimmten Flip-Flops »XX& mit »FFXX« bezeichnet. Das Signal am Ausgangsanschluß »0« ist mit S)FFXXm bezeichnet. So werden· beispielsweise das Signal am Ausgangsanschluß »1« des Flip-Flops 17 als Signal »FF 17« und das Signal am Ausgangsanschluß »0« als »FFT7« bezeichnet.
Weiterhin sei erwähnt, daß die logifche Zuordnung, z. B. ein positives Potential für den Signalzustand »1« und Massepotential für den Signalzustand »0« beliebig ist. Jede beliebige logische Verknüpfung kann in Übereinstimmung mit der Lehre der ErRn-dung benutzt werden. Ferner können verschiedene Schaltungsanordnungen zur Ausführung der später beschriebenen logischen Funktionen Anwendung finden, die Auswahl von positiv, negativ oder »mit negativ verlaufender Flanke« schaltenden logischen· Schaltungsanordnungen ist unkritisch für die Erfindung.
Ein torgesteuerter Oszillator 15 mit einer stabilen Frequf iz bezogen auf die Bit-Frequenz der Telegrafenzeichen dient als Taktgeber zur Erzeugung von Steuersignalen. Ein Schalter 16 dient zur Handsteuerung der Einrichtung. Befindet sich der Schalter 16 in der Stellung »Regeneration«, so werden die den Telegrafenzeichen entsprechenden Eingangssignale abgetastet und in bezug auf zeitliche Folge und Form regeneriert. In der Stellung »Verschlüsseln« werden die Daten-Bits der Telegrafenzeichen zusätzlich zur Regeneration verschlüsselt.
Eine Nachricht wird durch Eintippen, in die Tastatur des örtlichen Fernschreibers 11 gesendet. Wird z. B. ein übliches, fünf Daten-Bits aufweisendes Zeichen· verwendet, so besteht jedes Zeichen des Telegrafentextes aus einen Startimpuls (Pause), fünf Zeichen- oder Pausenimpulsen und einem Stopimpuls (Zeichen) (vgl. Fig. 4).
Der erste oder Rtartimpuls setzt das Sende-Flip-Flop 17 (Signal FF17) auf den Wert »1«, und da sich das Empfangs-Flip-Flop 18 (Signal FF18) noch im Zustand »0« befindet, werden der Oszillator 15, der Bitzähler 20 und der Zeichenzähler 21 durch ein Signal am NAND-Glied 19 freigegeben. Wie im folgenden erläutert wird, nimmt die Sende- und Empfangseinrichtung am Ende eines jedea Zeichenzyklus automatisch einen· Warte- oder Bereitschaftszustand ein. Im Wartezustand sind das Sende-Flip-Flop 17 und das Empfangs-Flip-Flop 18 beide in den Zustand »0<s gesetzt, d. h., die Signale FFYJ und FF18 liegen
beide auf »0«- oder Masse-Potential, Das Komplement dieser beiden Signale FF17 und FFTg wird dem NAND-Glied 19 zugeführt, und im Wartezustand dient das Aüsgangssignal des NAND-Gliedes 19 zur »Austastung« des Oszillators 15 und Rückstellung der Zähler 20 und 21,
Der torgesteuerte Oszillator 15 ist im wesentlichen ein Sägezahngenerator dessen Ausgangsfrequenz beispielsweise gleich der sechzehnfachen Telegrafiergeschwindigkeit des Fernschreibers ist. Die Oszillator-Ausgangsimpulsc werden dem Kipp- oder Takteingangsanschluß (Γ) der ersten Stufe des Bitzählers 20 zugeführt, der ein Standardzähler mit vier »/K«- Flip-Flops ist, die zur Teilung der Oszillatorfrequenz durch den Faktor Sechzehn dienen, um ein Taktsignal iS auf den Leiter 22 zu geben, das gleich der Telegrafiergeschwindigkeit bzw. Bit-Frequenz des Fernschreibers ist. Dieses Signai wird dem Regenerations-Fiip-Flop 23 zugeführt und außerdem zum Treiben der ersten Stufe des Zeichenzählers 21 verwendet. Außer- ao dem werden Steuersignale T1 und T 2 durch Kombination der verschiedenen Ausgangssignale der Flip-Flop-Schaltungen des Bitzählers 20 erhalten. Das Steuersignal Tl wird zum Takten- des Empfangs-Ausgangs-FIip-Flops 25 und des Sende-Ausgangs- as Flip-Flops 26 verwendet. Das Steuersignal Tl wird in Verbindung mit dem Zeichenzähler 21 benutzt, was im einzelnen bei der Beschreibung der Schaltungsanordnungen nach den F i g. 2 und 3 erläutert wird. Der Zeichenzähler 21 enthält drei »/K«-Flip-Flops in Verbindung mit zwei Verknüpfungsgliedern und bildet einen üblichen Binärzähler, der für jedes Baud oder Zeichen-Bit einmal weitergezählt wird.
Das Zeichensignal des Fernschreibers 11 wird vom Flip-Flop 23 immer dann abgetastet, wenn das Bit-Taktsignal (FF46, Fig. 2) vom Zustand »1« in den Zustand »0« übergeht, was in der mittleren Baud-Position der Zeichenimpulse (Zählungen 8, 24, 40, 56, 72, 88 und 104) eintritt. Der Zeichenzähler 21 wird ebenfalls bei diesen Zählungen weitergezählt.
Befindet sich der Schalter 16 in der Stellung »Regeneration«, so gestattet das Steuer-Flip-Flop 27 eine Signalregeneration durch den Bitzähler 20 und das Regenerations-Flip-Flop 23 ohne Verschlüsselung des Signals. Während des Sendebetriebes wird das regenerierte Signal über das ODER-Glied 30, das Sende-Ausgangs-Flip-Flop 26 und die Leitungseinheit 13 auf die Leitung 10 gegeben, während das Empfangs-Ausgangs-Flip-Flop 25 durch ein Signal FF17 gesperrt wird, damit die Ausgangssignale nicht zum örtlichen Fernschreiber 11 gelangen. Befindet sich der Schalter 16 in der Stellung »Verschlüsseln«, so wird die Ver- und Entschlüsselungseinrichtung 33 über den· Leiter 34 und ein NAND-Glied 35 in die Lage versetzt, ein verschlüsseltes Ausgangssignal auf den Leiter 36 zu geben, welcher über das ODER-Glied 30 mit dem· Ausgangs-Flip-Flop 26 verbunden ist
Es ist wichtig, daß die Start- und Stop-Bits nicht codiert werden. Um ein Verschlüsseln der.Start- und Stop-B'ts der Zeichen zu verhindern, ist ein Verknüpfungsglied 38 (F i g. 1) vorgesehen. Beim Verschlüsseln wird das Verknüpfungsglied 38 über einen Leiter 39 bei der Zählung 24 betätigt, so daß das Start-Bit abgetastet und vor Freigabe der Ver- und Entschlüsselungseinrichtung 33 übertragen wird. Bei der Zählung 24 setzt das Verknüpfungsglied 38 das Flip-Flop 27, welches wiederum zuläßt, daß das Schieberegister der Ver- und Entschlüsselungseinrichtung 33 über das NAND-Glied 35 taktgesteuert wird und dadurch die Daten-Bits der Zeichen verschlüsselt werden. Bei der Zählung 104 wird das Flip-Flop 27 während des Stop-Bits von dem Verknüpfungsglied 38 zurückgestellt und das Stop-Bit bei gesperrter Ver- und Entschlüsselungseiürichtung 33 übertragen. Bei eier Zählung 107 wird das Flip-Flop 17 von einem Signal zurückgestellt {FF 17 bei Potential »0«, welches von einem NAND-Glied 87 über einen Inverter 88 zugeführt wird (F i g. 3). Die Rückstellung des Flip-Flops 17 tastet den Oszillator 15 aus und stei't die Zähler 20 und 21 zurück. Die Sende- und Empfangseinrichtung wird in den Warte- oder Bereitschaftszustand zurückgestellt, in dem sie bereitsteht, das nächste Zeichensignal zu ->enden oder zu empfangen.
Während des Empfangs einer Nachricht über den Fernschreiber 11 ist die Betriebsweise gleich der bisher beschriebenen, mit der Ausnahme, daß die Steuerfunktion von dem Regenerations-Flip-Flop 25 gestpuert werden und das Sende-Flip-Flop 26 gesperrt ist. Wenn der Schalter 16 im Empfangsbetrieb die Stellung »Verschlüsseln« einnimmt, werden die v«">n der entfernten Station empfangenen verschlüsselten Daten zur Decodierung in die Ver- und Entschlüsselungseinrichtung 33 geschoben. Da die Ver- bzw. Entschlüsselungseinrichtungen beider Stationen synchronisiert sind, kann jeder Fermhreiber ohne Betätigung vom Sende-Empfangs-Schalter oder anderen Steuerungen Nachrichten bzw. Telegrafentexte senden oder empfangen.
In den F i g. 2 und 3 ist die Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 1 detaillierter veranschaulicht. Die Figuren zeigen eine typische Anordnung der Elemente des Bitzählers 20 und Zeichenzählers 21 zusammen mit zugehörigen Verknüpfungselementen und Invertern der Steuerschaltungen für die Leitungssteuereinheiten 12 und 13 und die Ver- und Entschlüsselungseinrichtung 33. Es sei angenommen, daß die logische Zuordnung für eine logische »1« ein positives Gleichpotential von +5V und für eine logische »0« Massepotential ist. Darüber hinaus sind die logischen Verknüpfungselemente in üblicher Weise angeordnet, so daß beim Einschalten das Sende-Flip-Flop 17.gelöscht, die Freigabeschaltung für den Oszillator 15 gesperrt und die logischen Verknüpfungselemente des Bitzählers 20 und des Zeichenzählers 21 sämtlich auf den Wert »Eins« gesetzt sind. Dies entspricht dem Warte- oder Bereitschaftszustand, in dem das Empfangs-Flip-Flop 18 und das Sende-Flip-Flop 17 gelöscht sind, um zum Empfangen oder Senden einer Nachricht bereitzustehen. Zur Realisierung der logischen Funktionen können verschiedene Schaltungen verwendet werden. Die Auswahl des Potentials, bei dem die Schaltungen auf negativ verlaufende Impulsflanken ansprechen, ist beliebig. Die Elemente können auch zur Verwendung anderer Werte konstruiert sein.
Eine Nachricht wird zum Fernschreiber der entfernten Station über die Leitung 10 durch Eintippen in die Tastatur des örtlichen Fernschreibers 11 gesendet Das Öffnen, und Schließen von Relaiskontakten 40 erzeugt die Zeichen- oder Pausensignale des Telegrafenzeichens. Das erste vom Fernschreiber gesendete Bit ist das Start-Bit bzw. der Startimpuls, der dem Eingang der Leitungssteuereinheit 12 zugeführt
wird. Das Ausgangssignal des Fernschreibers ist normalerweise ein· Zeichensignal, das den Ausgang der Lcitungssteuereinheit auf Massepotential hält. Das erste Pausen-Bit setzt nach Inversion durch den Inverter 41 das Sende-Flip-Flop 17 auf den Wert »1«. Da sich das Empfangs-Flip-Flop 18 noch im Zustand »0« feiifindetj führt das Setzen des Flip-Flops 17 zur »Antastung« des Oszillators 15 und Freigabe des Bitzählers 20 und Zeichenzählers 21.
Wird angenommen, daß die Frequenz des Öszillators 15 gleich der sechzehnfachen Telegrafiergeschwindigkeit des Fernschreibers ist, so dividieren die vier /K-Hip-Flop-Slufen des Bitzählers 20 den Ausgang des torgesteuerten Oszillators 15 durch sechzehn, was zu einem Taktsignal über den Leiter 22 führt, welches gleich der Telegrafiergeschwindigkeit ist (vgl. F i g 4). Die Flip-Flops 43, 44, 45 und 46 des Zähiers 20 sind untereinander verbunden und bilden einen üblichen Zähler. Die Ausgangssignale dieser Flip-Flops werden über die NAND-Glieder 47 und ao 48 und zugehörige Inverter 49 und 50 geführt, um die Steuerimpulse Tl und Γ 2 mit einer vorgegebenen zeitlichen· Beziehung zu den Bit-Impulsen am Leiter 22 zu bilden (vgl. F i g. 4). Wegen der Verknüpfung des Oszillators 15 und der Flip-Flops 43 bis 46 treten die Steuerimpulse am Leiter 22 bei der mittleren Baud-Position der Eingangsdaten vom Fernschreiber 11 auf. Diese letztgenannten Steuerimpulse werden dem Regenerations-Flip-Flop 23 zugeführt, während die invertierten Werte der Steuersignale über einen Leistungsinverter 51 geführt werden und den Zeichenzähler 21 treiben.
Der Steuerimpuls T1 (Ausgangssignal des NAND-Gliedes 48, gezeigt in Fig.4) wird benutzt, um das Empfangs-Ausgangs-Flip-Flop 25 und das Sende-Ausgangs-Flip-Flop 26 zu takten. Das Steuersignal ■ T 2 wird dem NAND-Glied 53 zugeführt.
Der Zeichenzähler 21 kann ein üblicher synchroner Binärzähler sein, wie gezeigt, der bei jedem Baud um den Wert Eins weiterzählt. Er enthält drei »/K«- Flip-Flops 54, 55 und 56 in Verbindung mit einem NAND-Glied 57 und einem Inverter 58.
In Fig. 4 stellt die Linie 3 die aufeinanderfolgenden Zyklen des Oszillators 15 dar. Der erste Oszillatorimpuls tritt zu Beginn des Startimpulses jedes ge- 45· sendeten Zeichens auf. Die mit 8, 24, 40, 56, 72, 88 und 104 bezeichneten Impulse treten am Mittelpunkt eines jeden Bauds auf, wie in F i g. 4 gezeigt ist. Bei jeder dieser Zählungen zählt der Zeichenzähler 20 um den Wert Eins weiter. Die Steuerimpulse T1 tretren bei Zählungen 8, 24 ... usw auf, um die Telegrafenzeichen bei der mittleren Baudposition jedes Bits abzutasten. Die regenerierten Signale sind durch Linie 7 in Fig. 4 dargestellt. Wenn das Bit-Taktsignal Massepotential annimmt, wird das Datensignal abgetastet, um ein regeneriertes Datensignal zu erzeugen, das um ein halbes Baud gegenüber dem Eingangssignal verzögert ist, und zwar folgendermaßen: Befindet sich das Sende-Flip-Flop 17 (Signal FF17) im Zustand »1«, wird das Verknüpfungselement 60 und das Datensignal vom Sende-Flip-Flop 17 über das Verknüpfungselement 60 weitergeleitet Ein weiteres Verknüpfungselement 61 ist auf Grund des über den; Ausgang des Empfänger-Flip-FIops 18 (Signal FF18) anliegenden Massepotentiai gesperrt. Die S5 Ausgangssignale der Verknüpfungselemente 60 und 61 werden dem ODER-Glied 62 zugeführt Das Ausgangssignal des Verkmipfungselementes 60 wird von einem Inverter 63 invertiert, um ein Datensignal zu erzeugen, das dem Setzeingang (S) des Regenerations-Flip-Flops 23 zugeführt Wird. Das invertierte Datensignal wird dem Löscheingang des Flip-Flops 23 zugeführt. Daher wird das Eingangssignal immer dann abgetastet, wenn das Bit-Taktsignal vom Zustand »1« in den Zustand »0« übergeht oder bei den Zählungen 8, 24, 40 ,.. usw, Der Zeichenzähler 21 wird ebenfalls bei diesen Zählungen weitergestellt, um das Ende jeder Zeichensignalfolge zu bestimmen.
Es können entweder verschlüsselte oder unverschlüsselte Zeichen gesendet werden. Befindet sich der Schalter 16 in der Position »Regeneration.«, so wird das Steuer-Flip-Flop 27 im· Zustand »0« gehalten. Hierdurch fällt das Ausgangssignal »1« ab (FF 27), und das Ausgangssignal »0« steigt an (FF 27), wobei das letztere Signal die NAND-Glieder uj, «7 und 65 üiiii 66 Hcigiui. Die Ausguiigssiguuie des Wertes »i« der NAND-Glieder 69 werden dem ODER-Glied 31 zugeführt. Das Signal FF17 des Sende-Flip-Flops 17 wird dem Eingang des NAND-Gliedes 69 zugeführt und treibt bei hohem Potential das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 69 auf den niedrigen Wert, um zu verhindern, daß die Daten zum Fernschreiberanschluß weitergeleitet werden. Die NAND-Glieder 66, 68 und 70 sind mit dem ODER-Glied 30 verbunden und werden vom Empfangs-Flip-Flop 18 in einer Weise freigegeben, die der für das ODER-Glied 31 und das Flip-Flop 17 beschriebenen Weise ähnlich ist.
Befindet sich der Schalter 16 in der Stellung »Regeneration«, so wird das regenerierte Datensignal (FF 23) vom NAND-Glied 66 invertiert und dem Löscheingang des Sende-Ausgangs-Flip-Flops 26 zugeführt, das vom Steuersignal T1 getaktet wird. Die Ausgangssignale des Flip-Flops 26 treiben die Eingänge des Sendeabschnitts der Leitungssteuereinheit 13, was ein öffnen oder Schließen der Kontakte 92 der Leitungssteuereinheit bewirkt, wodurch Zeichen- und Pausensignale auf die Leitung 10 gegeben werden. Wird das Steuersignal T1 negativ, so wird das im Flip-Flop 26 gespeicherte Signal abgetastet und als regeneriertes Datensignal gesendet.
Ist eine Geheimhaltung beim Senden durch Verschlüsselung der Fernschreiberausgangssignale erwünscht, wird der Schalter 16 in die Position »Verschlüsseln« gelegt. Bei der Oszillator-Impulszählung 24 fällt das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 89 auf Massepotential ab, um das Steuer-Flip-Flop 27 zu setzen. Die NAND-Glieder 65 und 66 werden gesperrt und die NAND-Glieder 67, 68 und 35 freigegeben. Durch die Freigabe des NAND-Gliedes 35 werden die Taktimpulse des Zählers 20 dem Schieberegister 75 der Ver- und Entschlüsselungseinrichtung 33 zugeführt Die Ver- und Entschlüsselungseinrichtung bewirkt eine willkürliche Umkehr bestimmter Zeichen- und Pausensignale. Sie ist vorzugsweise ein selbstsynchromsierender Digitalcode-Generator und weist ein mehrstufiges Schieberegister, wie z. B. das Schieberegister 75 mit achtzehn Stufen auf, was in F i g. 3 schematisch dargestellt ist Die Datensignale werden der Ver- und Entschlüsselungseinrichtung über die ODER-Glieder 71,72 und 73 zugeführt. Das Schieberegister kann aus einer Reihe bistabiler Schaltungen· aufgebaut sein, die jeweils mit der nächsten über ein Zwischenstufen-Verknüpfungselement verbunden sind, wobei der Binärzustand jeder gegebenen Stufe gleich dem Binärzustand der ihr vorangehenden
Stufe während des vorhergehenden Zeitintervalls ist. Das Register wird weitergestuft, wenn ein Vorrückimpuls den Zwischenstufen-Verknüpfüngselementen zugeführt wird. Beispielsweise können· die elfte und achtzehnte Stufe des Schieberegisters mit einem Modulo-2-Addierer 76 verbunden werden; der Ausgang des Addierers 76 ivird dann in dem Modulo-2-Addierer 77 in Form einer Modulo-2-Addition· zu dem regenerierten· Signal hinzuaddiert. Modulo-2-Addierer sind bekannt. Ein Antivalenzglied kann für diese Funktion verwendet werden.
Die Start- Und Stop-Bits des Sendecodes sind nicht verschlüsselt, um sicherzustellen, daß der Telegrafentext eine mit Standard-'Telegrafentexten kompatible Form aufweist. Dies wird durch Setzen der Steuer-Flip-Flops 27 bei der Zählung 24 und Rückstellung dieses Flip-Flops bei der Zählung 104 mittels Signalert erreicht, die jeweils von den NAND-Gliedern. 89 bzw. 83 zugeführt werden. Wie bereits erwähnt, gestattet das Steuer-Flip-Flop 27 im gesetzten Zustand die Verschlüsselung von Daten und gibt gleichzeitig das NAND-Glied 35 frei, so daß das NAND-Glied 35 Taktimpulse zum Schieberegister der Ver- und Entschlüsselungseinrichtung 33 weiterleitet.
Im Verschlüsselungsbetrieb werden· die fünf verschlüsselten Daten-Bits jedes Telegrafenzeichens in das Schieberegister getaktet und vom Sende-Ausgangs-Flip-Flop 26 wie im Regenerationsbetrieb wiederholt, wenn, der Steuerimpuls T1 abfällt. Das verschlüsselte Signal wird dann über die Leitungssteuereinheit 13 zu dem entfernten Fernschreiber gesendet. Nachdem jedes Zeichen der Nachricht gesendet ist, erzeugt das NAND-Glied 87 bei der Zählung 109 (F i g. 4) ein Löschsignalj welches den Eingangsan-S Schlüssen »C« der Flip-Flops 17 und 18 zugeführt wird. Hierdurch wird die Sende- und Empfangseinrichtung in den Wartezustand zurückgestellt und ist zum weiteren Senden oder Empfangen bereit.
Die Arbeitsweise im Empfangsbetrieb (Senden von
ίο der entfernten· Station zum Fernschreiber 11) ist identisch mit dem Sendebetrieb mit der Ausnahme, daß die Steüerfunktionen jetzt durch das Empfangs-Flip-Flop 18 gesteuert werden, das Sende-Ausgangs-Flip-Flop 26 gesperrt ist und verschlüsselte Daten-Bits in das Schieberegister 75 der Ver- und Entächlüsselurigseinrichtung 33 geschoben werden. Da die Ver- und Entschlüsselungseinrichtungen der örtlichen' und der entfernten Station Eynchrcrssiert sind, kann der Fernschreiber ohne Betätigung etwaiger Steuerungen, wie
ao üblicher Sende-Empfangs-Schalter usw., senden oder empfangen.
Obwohl bisher auf Halb-Duplex-Betrieb mit zwei Anschlüssen Bezug genommen wurde, der in der Praxis weit verbreitet ist, kann die Erfindung ohne
as Änderungen (mit Ausnahme des Fortfalls einiger nicht erforderlicher Steuerschaltungen) auch für Simplex-Betrieb und Nachrichtennetze mit mehr als zwei Endstellen oder Teilnehmern ohne Aufgabe der Einfachheit und Zuverlässigkeit der Sende- und Emp-
fangseinrichtung verwendet werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Patentansprüche: bestimmenden Sende- und Empfangs-Flip-Flops (17 und 18) jeweils bei Beendigung eines Zeichens
1. Sende- und Empfangsemrichtung mit Ver- in einen Warte-oder Bereitschaftszustand zurück- und Entschlüsselung insbesondere im Halbduplex- zustellen.
betrieb für Binärzeichen eines Fernschreibcodes, 5
die jeweils ein Start-Bit, eine Anzahl von Daten-Bits und ein Stop-Bit enthalten, von denen die
Start- und Stop-Bits nicht verschlüsselt sind, mit
einer Sende-Empfangs-Umschalteinrichtung und
sowohl in Sende- als auch in Empfangsrichtung io Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sende- und
sperrbaren Verknüpfungselementen, dadurch Empfangseinrichtung nach dem Gattungsbegriff des
gekennzeichnet, daß zur Steuerung der je- Anspruches 1.
weiligen Betriebsart ein Sende-Flip-FIop (17) und Aus der DE-AS 11 51 400 ist ein Gerät zur Verein Empfangs-Flip-Flop (18), die mittels des Start- und Entschlüsselung eines in Fernschreibersymbolen Bits gesetzt und mittels des Stop-Bits zurück- 15 niedergelegten und nur aus den 26 Buchstaben des gestellt werden, über ein NAND-Glied (19) mit Alphabets bestehenden Geheimtextes bekannt, bei einem Oszillator (15) verbunden sind, wobei mit dem die einzelnen Buchstaben einer als Codewandler dem Ausgang des NAND-Gliedes (19) und dem geschalteten Diodenmatrix zugeführt und die Fern-Oszillator (15) ein Bitzähler (20) verbunden ist, schreibersymbole gemäß der Ordnungszahl des zu-
i] dem ein ebenfalls mit dem Ausgang des NAND- 20 geordneten Buchstabens im Alphabet auf 26 Lejtun-
Gliedes (19) verbundener Zeichenzähler (21) gen eines 3 2 Leitungen aufweisenden Leitungsstranges
nachgeschaltet ist und beide Zähler (20, 21) ent- verteilt und in Form von Impulsfolgen einer Addiersprechend gesetzt bzw. zurückgestellt werden, und stufe zugeführt werden, wobei in jeder Impulsfolge daß zur Verhinderung einer Verschlüsselung der die Anzahl der Impulse der Ordnungszahl der bejeweiligen Start- und Stop-Bits ein Verknüpfungs- 35 treffenden Leitung und damit der Ordnungszahl des glied (38) dem Bitzähler (20) und dem Zeichen- zugehörigen Buchstabens entspricht,
zähler (21) nachgeschaltet und mit einem Steuer- Ferner sind aus der US-PS 30 38 028 eine Schal-Flip-Flop (27) verbunden ist, das bei Anliegen tungsanordnung zur Verschlüsselung von z.B. Zeichen eines dem Start-Bit entsprechenden Zählsignals eines Telegrafentextes mit bis zu 1010 Verschlüssevom Bitzähler '26) das Steuer-Flip-Flop (27) setzt, 30 lungsmöglichkeiten und aus der FR-PS 15 40 962 ein wodurch die Ver- und Entschlüsselungseinrich- Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen tung (33) übei ein weiteres NAi-iD-Ghed (35) für Unterdrückung redundanter Zeichen eines Telegrafendie Verarbeitung der nachfolgenden Daten-Bits textes bekannt.
freigegeben wird, und das bei Anlegen eines dem Schließlich ist aus der DE-OS 14 62 983 eine Fern-Stop-Bit entsprechenden Zählsignals vom Bit- 35 schreibanlage bekanntgeworden, die dem Halbzähler (.7.(0) das Steuer-Flip-Flop (27) zurück- duplex-Betrieb für verschlüsselte Zeichen dient und stellt, wodurch die Ver- und Entschlüsselungs- bei einem Start-Stop-Halbduplexbetrieb ein Gegeneinrichtung (33) über das NAND-Glied (35) ge- schreiben automatisch verhindert. Zu diesem Zweck sperrt wird. bildet eine Sende-Empfangs-Umschalteinrichtung für
2. Sende- und Empfangseinrichtung nach An- 40 jede Teilnehmerstelle ein zentrales Steuerorgan mit spruch 1, gekennzeichnet durch ein Regenera- Beeinflussungsmöglichkeit zweier Informationssperrtions-Flip-Flop (23), das in Verbindung mit dem gatter auf der Orts- und Leitungsseite und teilt sich in Bit-Zähler (20) die Impulsform der empfangenen zwei äquivalente Schalrungsteile in Sende- und Emp- oder gesendeten Zeichen-Bits wiederherstellt. fangseinrichtung auf, worin je ein Steuerteil ein zu-
3. Sende- und Empfangseinrichtung nach den 45 sätzliches Sperrgatter, ein Zeitglied und ein Speicher-Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, element zur Kennzeichnung des augenblicklichen Bedaß das Sende-Flip-Flop (17) beim Senden und triebszustandes blockschaltmäßig mit einem weiteren das Empfangs-Flip-Flop (18) beim Empfang je- Speicherelement zur Kennungssendung zusammenweils während der Dauer eines Zeichens den geschaltet sind. Durch diese umfangreiche Schaltungs-Sende- und Empfangsbetrieb bestimmen und daß 50 anordnung soll sichergestellt werden, daß während ein Inverter (41) und ein NAND-Glied (42) einen des Sendens vom Ortseingang her weder ein Empfang Wechsel der Betriebsart während der Dauer eines die Sendung stören kann noch eine Kennung begon-Zeichens verhindern. nen wird.
4. Sende- und Empfangseinrichtung nach den Den genannten Geräten bzw. Schaltungsanordnun-Anspriichen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß 55 gen des Standes der Technik ist gemeinsam, daß die die Ver- und Entschlüsselungseinrichtung (33) angestrebten Lösungen nur mit sehr hohem Schalein selbstsynchronisierender Digitalcode-Genera- tungsaufwand realisiert werden können und teilweise tor ist. auch mechanische Steuermittel weiterhin erforderlich
5. Sende- und Empfangseinrichtung nach den sind.
Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 60 Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, bei
ein Schalter (16) mit dem Steuer-Flip-Flop (27) einer Sende- und Empfangseinrichtung der eingangs
Und NAND-Gliedern (65, 66, 67 und 68) verbun- genannten Art ohne Verwendung mechanischer
den ist und eine Wahl zwischen Verschlüsselung Steuermittel, wie mechanischer Schalter, Lochstreifen
der Zeichen und Klartext ermöglicht. u. dgl., den zur Steuerung der Ver- und Entschlüsse-
6, Sende- und Empfangseinrichtung nach den 65 hubeinrichtung erforderlichen Schaltungsaufwand
Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß weitgehend zu verringern.
der Bitzähler (20), der Zeichenzähler (21) und Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im
das Verknüpfungsglied (38) die die Betriebsart Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung.
DE2004296A 1969-02-04 1970-01-30 Sende- und Empfangseinrichtung mit Ver- und Entschlüsselung für Binärzeichen Expired DE2004296C3 (de)

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