DE2746859A1 - Verfahren und vorrichtung zur codierungssicherung - Google Patents

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Codierungssicherung

Atalla Technovations Corporation 505, West Olive, Suite 165
Sunnyvale, Kalifornien U.S.A.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Codierungssicherung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. dem des Anspruchs 3.

Bestimmte bekannte Sicherheitssysteme bauen auf das hochentwickeltste zur Verfügung stehende Speichersystem, nämlich das menschliche Gehirn, um digitale Daten gegenüber unbefugter Verwendung oder Manipulation zu sichern. Systeme dieser Art nehmen Kontencodes und auch Geheimcodes von einer Einzelperson zur Codierung entsprechend einem Codierungsschema an, das durch solche Codeworte gesteuert wird, die

einen kompilierten bzw. umgewandelten Codewort mit fester Wortlänge trotz der Länge der angewendeten Codewörter liefern (siehe beispielsweise US-PS 3 938 091). Eine sich bei einem Sicherheitssystem dieser Art ergebende Schwierigkeit liegt darin, daß eine sehr große Anzahl von Einrichtungen, die sich gemeinsam auf solche Sicherheitssysteme beziehen, eine zusätzliche Sicherheit gegenüber möglichen Rückwirkungen solcher codierten Daten zwischen den Einrichtungen oder zwischen verschiedenen Stationen innerhalb einer Einrichtung erfordern.

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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merk male und hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 3 angegebenen Merkmale galöst.

Das erfindungsgeir.äße Codewort-Sicherheitssystem verwendet also einen ligischen Baustein, der ein Kontoncodewort (oder irgendwelche andere Daten, die personenspezifisch sind) und ein Geheimcodewort von einer Einzelperson bzw. einem Individuum zum Codieren gemäß einer logischen Kombination solcher Codeworte empfängt, die entsprechend einem auswählbaren Steuerwort geändert werden, um ein kompiliertes bzw. umgewandeltes Codewort fester Länge zu erzeugen. Solche kompilierten Codeworte können gespeichert und zum Vergleich mit einem kompilierten Codewort wieder gewonnen werden, das während des Laufes eines autorisierten Vorganges durch solch eine Einzelperson in ähnlicher Weise erzeugt wird, oder können mit der codierten Information oder anderen Daten übertragen werden, die die zur logischen Manipulation die so autorisierte Einzelperson betreffen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung wird ein zusätzliches Steuerwort der Codierungs logik zugeführt, um ein einziges Verschlüsselungsschema für eine gegebene Einrichtung oder an einem gegebenen gesicherten Ort, der eine Funktion des Steuerwortes ist, aufzubauen. Somit kann eine große Anzahl von etwa einer Billion verschiedener Verschlüsselungsschemata bei einer vergleichsweise großen Anzahl verschiedener Kombinationen der Codewörter, die möglicherweise angewendet werden können, für den Betrieb vorgesehen werden.

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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird.

Es zeigen:

Fig. 1 ein logisches Flußdiagramm zur Darstellung der Wirkungsweise eines Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung,

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Darstellung der Wirkungsweise eines anderen Ausführungsbeispieles vor

liegender Erfindung und

Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Schaltkreis gemäß einer Ausführungsform vorliegender Erfindung .

Anhand der Figuren 1 und 2 sind logische Flußdiagramme gezeigt, die die !Beziehung zwischen den verschiedenen Codeworteingängen im Betrieb der vorliegenden Erfindung darstellen. Bei m'npin Λπγ; f nhrungsbeispiel kann das Identitäts-Codewort (beispielsweise Sozialversicherungsnummer, Kontonummer, Führerscheinnummer, usw., oder Kombinationen davon) für eine Einzelperson eingegeben werden, indem eine geeignete Codewort-Eingabevorrichtung 31, wie eine Tastatur, Kartenleser oder dergleichen, verwendet. In ähnlicher Weise kann ein Geheimcodewort für die Einzelperson durch diese eingegeben werden, indem man dieselbe oder eine andere geeignete Codewort-Eingabevorrichtung 33 der oben erwähnten Art verwendet.

Diese Codeworte werden in digitale Signale umgewandelt, die in einer Vorrichtung 35 zwischengespeichert oder vorübergehend gespeichert werden können oder nicht, um dann unabhängig von der Reihenfolge, in der die Codeworte von der Einzelperson empfangen v/erden, einem Codierer in

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einer ausgewählten Reihenfolge zuzuführen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Codierung des personeneigenen Identitätscodes und seines Geheimcodes entsprechend einem Codierungsschema weiter verändert oder durch Einführen eines Steuercodewortes 39 bestimmt, das bei einer besonderen Einrichtung oder bei einem besonderen Datenanschluß in einer Einrichtung einzig bzw. einzigartig ist. Der Codiererausgang ist ein kompiliertes bzw. umgewandeltes Codewort, das eine feste Wortlänge besitzen kann (beispielsweise stets Ziffern, unabhängig von der Länge der eingegebenen Codewörter 31, 32). Dieses umgewandelte Codewort kann zum nachfolgenden Wiedergewinnen und Vergleich mit einem umgewandelten Codewort, das in derselben Weise für eine Einzelperson vorbereitet wurde aufgezeichnet werden, die einen Vorgang, der durch die vorliegende Erfindung gesichert ist, zu vervollständigen versucht. Das umgewandelte Codewort kann aber auch als die betreffenden Daten betrachtet und zur Fernverarbeitung zupnmon mit nnder^n Daten (zum Beispiel Inventarnummern, Preisinformation, usw.) übertragen v/erden.

In Figur 3 ist ein vereinfachtes Schema eines Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung dargestellt, bei dem das Identitäts-Codewort und das Geheimcodewort für eine Einzelperson bzw. ein Individuum in einer ausgewählten Reihen· folge unter Verwendung derselben Handtastatur-Eingabevorrichtung 2 eingegeben werden. Die einzelnen Tasten 11 der Tastatur 2 sind durch Drücken oder andere Betätigung mit einer geerdeten Sammelleitung 12 einzeln verbindbar. Ein Ausgang jeder der Tasten 11 ist dem entsprechenden Eingang eines NAND-Gatter 13 zum Erzeugen eines Ausgangssignales zugeführt, der einen monostabilen Multivibrator

14 triggert, um einen negativen Impuls auf einer Leitung

15 zu erzeugen. Jede der einzelnen Tasten IL ist auch mit

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einem entsprechenden Eingang eines 12-Bit-Schalter 16 verbunden, der beispielsweise durch drei integrierte Schaltkreise Modell 9322 gebildet ist. Somit liefert immer dann, wenn eine Taste 11 gedrückt ist, ein mit den Tasten verbundenen Leitungen ein O-(niedriges)Signal sowohl an den 12-Bit-Schalter 16 als auch an das NAND-Gatter 13.

Der Ausgang des NAND-Gatters 13 regt den monostabilen Multivibrator 14 an, der dann einen negativen Impuls an den parallelen Steuer- bzw. Freigabeeingang 15 eines 12-Bit-UP-Binärzählers 17 erzeugt, um die Inhalte des 12-Bit-Schalters 16 in den 12-Bit-UP-Binärzähler 17 einzugeben. Am Anfang verbleibt der 12-Bit-UP-Binärzähler 17 insgesamt in einem Eins-Zustand, d.h., der Zählausgang ist "hoch", der, wenn er durch einen Inverter 18 umgekehrt wird, einen "niedrigen" Zustand an die Zählfreigabeimpuls-Eingangsklemme des 12-Bit-Binärzählers 17 liefert, um den Binärzähler 17 abzuschalten. Der Binärzähler 17 on t hält- bcir>pi öl .weise drei integrierte Schaltkreise Modell 9316.

Sobald eine Taste 11 gedrückt wird, wird ein Satz von 12 Bits vom Schalter 16 in den Binärzähler 17 eingegeben und die Zählkleirane am Binärzähler 17 fällt auf den Zustand niedrig , der dann, wenn er durch den Inverter invertiert wird, einen hohen Zählfreigabeimpuls erzeugt, der bewirkt, daß der Binärzähler 17 vom eingegebenen bzw. geladenen Zustand aus nach oben zu einem Eins-Gesamtzustand zählt, der die Zählklemme in den Zustand hoch bringt. Dieser hoch-Zustand wird durch den Inverter 18 in einen niedrig-Zustand invertiert, der den Binärzähler L7 zur Beendigung der Zählfunktion abschaltet. Somit ist der Ausgang des Inverters 18 ein hoch-lmpuls mit einer Dauer, die derjenigen Zeit entspricht, die der ttiii.'irz.'ih ler

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17 braucht, um Taktimpulse von in den Binärzähler eingegebenen bzw. beladenen Zustand auf einen allgemeinen Eins-Endzustand zu zählen. Somit ist die Betriebszeit des Zählers 17 eine Funktion des Bit-Zustandes, der in den Binärzähler 17 eingegeben ist, v/elcher wiederum davon abhängig ist, welche der einzelnen Tasten 11 gedrückt wurde.

Der Ausgang des Inverters 18 wird auch einem Eingany eines NAND-Gatters zugeführt, mit dem auch der Ausgang eines Taktgenerators 21 verbunden ist. Somit dient das NAND-Gatter 19 dazu, die Taktimpulse zum Eingang eines 24-Bit-Schieberegisters 22 (tor) zu steuern. Die Anzahl der Taktimpulse die zum Schieberegister 22 tor gesteuert werden, ist von der Dauer der Zählung des Binarzählers 17 abhängig. Das 24-Bit-Schieberegister 22 kann beispielsweise sechs integrierte Schaltkreise Modell 93OO enthalten.

Somit dienen das NAND-Gatter 13, der monostabile Multivibrator 14, der Schalter 16, der Binärzähler 17, der Taktgenerator 21. der Inverter 18 und das Gatter 19 dazu, den oben im Hinblick auf Figur 2 beschriebenen Tnst-zu-Takt-(key-to-clock) Impulsumsetzer 5 zu bilden. Der Ausgang des Impulsumsetzers 5 ist ein Impulszug irit einer Anzahl von Impulsen in jedem Zug, die der betreffenden Taste entspricht, die auf der alphanumerischen Tastatur 2 betätigt wurde.

Eine Vielzahl von exklusiven ODER-Gatter 23 sind im 24-Bit-Schieberegister 22 in herkömmlicher Weise fest verdrahtet und bilden so eine Vielzahl von Rückkopplungswegen zum Eingang des 24-Bit-Rürkkoppiungs-Schieberegisters 22 zur PseudoUmrechnung auf eine Zufallszahl bzw. Pseudo-Streuung (pseudo-randomizing) der Zustände des Registers Das 24-Bit-Schieberegister 22 wird in einem Gesamt-Null-Anfangszustand dadurch eingeleitet, daß ein Rückstellimpuls auf einer Eingangsleitung 43 zugeführt wird. Zusätzlich

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können die 24-Bit-Z,ellen des Schieberegisters 22 auf die Anfangsbedingungen selektiv voreingestellt werden, die durch die Signale auf den Eingangsleitungen 45 zu jeder Bit-Zelle bestimmt sind. Somit wird der Endzustand des Schieberegisters 22, wie er durch die logischen Zustände auf den Ausgangsleitungen 47 von den Bit-Zellen festgelegt ist, nachdem alle Codewörter für ein Individuum über die Tastatur 2 aufeinanderfolgend eingegeben wurden, durch den den Eingängen 45 zugeführten Steuercode bestimmt. Die Ausgangsleitungen 47 können in irgendeine geeignete Anzahl K von η Bit alphanumerischen Zeichen zur übertragung als Daten oder zum Anzeigen oder zum Vergleich mit ähnlichen Ausgangssignalen in der in der eingangs genannten US-Patentschritt beschriebenen Weise oder dergleichen gruppiert werden. Der Steuercode erweitert somit sehr stark die Kombinationen der kompilierten Codewörter, die als Ergebnis von bestimmten Codewörtern, die der Code-Eingabevorrichtung zugeführt werden, erzeugt v/erden können. Zusätzlich können der Steuercode und die zugeordnete Codierung ferner gegen eine nicht-autoiisierte Verwendung dadurch gesichert werden, daß der Steuercodo entsprechend dem Geheimcodewort, das von dem Individuum empfangen wird, modifiziert wird, wie in Figur 2 dargestellt ist. Liei diesem Ausführungsbeispiel kann das Geheimcodewort mit einem Steuercode kombiniert werden (beispielsweise Strecken- und Durchgangszahl einer bestimmten Bank), um ein codiertes Steuercodewort zu liefern, das an den Eingang 45 des Schieberegisters 22 angelegt werden kann, wie in Figur 3 dargestellt ist. Diese Codierung des Steuercodewortes mit dem Geheimcodewort kann in beliebiger Weise durchgeführt werden, beispielsweise durch arithmetisches Addieren oder Subtrahieren, durch Multiplizieren oder Dividieren einer Zahl mit einer anderen oder durch Interdigitalisieren der Ziffern einer Zahl mit den Ziffern der anderen Zahl, oder dergleichen.

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Deshalb schafft das Sicherheitssystem gemäß vorliegender Erfindung durch die Auswahl ihrer eigenen Steuercodes eine erheblich höhere Sicherheit für viele Einrichtungen, die ähnliche Systeme verwenden.

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Claims (5)

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1. Verfahren zur Codierungssicherung eines Identitätscodes und eines von einer Person empfangenen Geheimcodes, dadurch gekennzeichnet, dciß ein logisches Codierschema aus dem Identitätscode.· und dem von der betreffenden Person empfangenen Geheimcode aufgebaut wird, daß für die· betreffende Person eine Ausgangsangabe des empfangenen Ideniitätscodes und Geheimcodös erzeugt wild, die entsprechend dem logischen Codierschema relativ zu einer ausgewählten logischer! Anfangsbedingung ist, und daß ein Steuercode zur Bestimmung der· logischen Anfangsbedingung, relativ zu der die Ausgangsangabe erzeugt wird, eingegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dedurch gekennzeichnet, daß das logische Codiex'schema dadurch aufgebaut wird, daß ein ausgewähltes Steuerwort mit dem Geheimcodewort, das zum Erzeugen des Steuercodes von der betreffenden Person empfangen wird, kombiniert wird.

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Datenumsetzer-Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mindestens eine Eingangsvorrichtung (31, 33) zur Aufnahme des Identitätscodes für die betreffende Person und des Geheimcodewortes von der betreffenden Person und zum Erzeugen von die zugeführten Codewörter kennzeichnenden Signale und durch eine Codiervorrichtung (37), die zum Empfangen der Signale von der Eingangsvorrichtung (31, 3 3) mit dieser verbunden ist und die einen Eingang für einen Steuercode (39) besitzt, so daß sie als logische Kombination des ihr zugeführten Steuercodes und der den Identitätscode und Geheimcode von der betreffenden Person kennzeichnenden Signale einen Ausgang erzeugt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Eingangsvorrichtung (31, 33) einen Konverter (13 bis 21) zum Erzeugen einer Anzahl von jede Eigenschaft eines von der betreffenden Person erhaltenen Codewortes kennzeichnenden Impulse, daß die Codiervorrichtung (37) ein Schieberegister (22) aufweist, das eine Vielzahl von durch verbundenen logischen Zellen besitzt, die Ein- und Ausgänge besitzen und von denen jede in einem von zwei logischen Zuständen betreibbar ist, die durch Signale verschiedener logischer Niveaus an deren Ausgänge gekennzeichnet sind, und daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die mit ausgewählten Eingängen der logischen Zellen des Schieberegisters (22) gekcppelt ist. und die an diese Eingänge als Steuercodes eine Vielzahl von Signalen zum Voreinstellen der logischen Zustände der ausgewählten logischen Zellen heranführt.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet . daß eine Hilfscodiervorrichtung mit dem Eingang der Codiervorrichtung (37) verbunden ist und den Steuercode als eine logische Kombination eines ausgewählten Steuer wortes und des von der betreffenden Person empfangenen Geheimcodewortes zuführte