DE1188123B - Elektronischer Verschluessler mit einer Anordnung, welche jeden zu verschluesselnden Klartextbuchstaben in Form einer Gruppe von binaeren Signalen liefert - Google Patents
Elektronischer Verschluessler mit einer Anordnung, welche jeden zu verschluesselnden Klartextbuchstaben in Form einer Gruppe von binaeren Signalen liefertInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
Int. CL:
H04k
Deutsche Kl.: 21 al-21
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
C 29023 VIII a/21 al
29. Januar 1963
4. März 1965
29. Januar 1963
4. März 1965
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Verschlüßler mit einer Anordnung, welche jeden zu
verschlüsselnden Klartextbuchstaben in Form einer Gruppe von binären Signalen liefert, einem elektronischen
Schlüsselgenerator zur Erzeugung von Schlüsselbuchstaben in Form von Gruppen von binären
Signalen, bestehend aus binären Hauptzählern, Verwürfelungsanordnungen mit logischen Entschlüsselungsschaltungen,
die an die Ausgänge der Hauptzähler angeschlossen sind, mit Permutatorschaltungen,
die an die Ausgänge der Entschlüsselungsschaltungen angeschlossen sind, und mit Oder-Schaltungen,
die an die Ausgänge der Permutatorschaltungen angeschlossen sind, aus binären Hilfszählern, die an
die Ausgänge der Oder-Schaltungen angeschlossen sind, und aus einem Taktgeber zur Weiterschaltung
der Hauptzähler und der Hilfszähler, und mit einer Rechenanordnung, welche aus den die Klartextbuchstaben
darstellenden Signalgruppen und aus den die Schlüsselbuchstaben darstellenden Signalgruppen die ao
verschlüsselten Buchstaben in Form von Gruppen von binären Signalen bildet.
Derartige elektronische Verschlüßler, die einem älteren Vorschlag entsprechen, eignen sich besonders
zur Verschlüsselung von Klarnachrichten, die in Form binär verschlüsselter Signalgruppen, beispielsweise
Fernschreibzeichen, vorliegen. Der Schlüsselgenerator erzeugt eine Folge von Schlüsselbuchstaben
mit so großer Wiederholungsperiode, daß sie nahezu als zufällig angesehen werden kann. Die Verschlüsselung
der Klartextbuchstaben erfolgt dadurch, daß die Rechenanordnung nach einem vorgegebenen
Gesetz den Klartextbuchstaben bestimmte Schlüsselbuchstaben zuordnet, die dann übertragen werden.
Beispielsweise wird während jedes Verschlüsselungszyklus für einen Klartextbuchstaben aus der Folge
der Schlüsselbuchstaben ein Schlüsselalphabet ausgewählt, und der Klartextbuchstabe wird durch den
Schlüsselbuchstaben verschlüsselt, der im Schlüsselalphabet die gleiche Stelle einnimmt wie der Klartextbuchstabe
in Klaralphabet. Die Entschlüsselung auf der Empfangsseite erfolgt mit einer prinzipiell
gleichartigen Anordnung, deren Schlüsselgenerator die gleiche Folge von Schlüsselbuchstaben erzeugt.
Derartige Verschlüßler ergeben eine sehr hohe Entzifferfestigkeit, weil durch den Aufbau der
Schlüsselgeneratoren erreicht wird, daß die Folge der Schlüsselbuchstaben eine außerordentlich große
Periode hat, obgleich jeder dieser Schlüsselbuchstaben nur durch eine Gruppe von binären Signalen
mit einer kleinen Stellenzahl dargestellt ist, beispielsweise fünf Stellen bei Fernschreibzeichen. Die Hilfs-Elektronischer
Verschlüßler mit einer
Anordnung, welche jeden zu verschlüsselnden
Klartextbuchstaben in Form einer Gruppe von binären Signalen liefert
Anordnung, welche jeden zu verschlüsselnden
Klartextbuchstaben in Form einer Gruppe von binären Signalen liefert
Anmelder:
CSF-Compagnie Generale de Telegraphic
sans FiI, Paris
sans FiI, Paris
Vertreter:
Dipl.-Ing. E. Prinz,
Dr. rer. nat. G. Hauser und Dipl.-Ing. G. Leiser,
Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19
Als Erfinder benannt:
Jean Pierre Vasseur, Paris
Jean Pierre Vasseur, Paris
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 31. Januar 1962 (886467)
zähler bewirken dabei, daß die Schlüsselbuchstaben praktisch mit gleicher Wahrscheinlichkeit in der erzeugten
Folge erscheinen.
Dennoch ist bei diesem älteren Verschlüßler die Folge der Schlüsselbuchstaben vollständig durch den
inneren Aufbau des Schlüsselgenerators festgelegt, was angesichts der modernen Entzifferungsmethoden
nicht günstig ist.
Das Ziel der Erfindung ist die weitere Erhöhung der Entzifferfestigkeit eines Verschlüßlers der angegebenen
Art.
Der nach der Erfindung ausgebildete elektronische Verschlüßler enthält eine logische Schaltung, welche
aus den die Klartextbuchstaben darstellenden Signalgruppen Gruppen von binären Signalen bildet, welche
in Verbindung mit den Ausgangssignalen der Verwürfelungsschaltungen und den Signalen des Taktgebers
wenigstens einen Teil der binären Hilfszähler derart steuern, daß jeder erzeugte Schlüsselbuchstabe
von einem oder mehreren der vorangehenden Klartextbuchstaben abhängt.
Bei dem nach der Erfindung ausgeführten Verschlüßler hängt die erzeugte Folge von Schlüsselbuchstaben
außer vom inneren Aufbau des Schlüsselst» 517/151
generators auch von dem zuvor übertragenen Klartext ab. Da dieser Klartext völlig willkürlich und
unvorhersehbar ist, ergibt sich eine praktisch vollständig zufällige Folge der Schlüsselbuchstaben, wodurch
die Entzifferung nahezu unmöglich gemacht wird.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert, die ein Blockschaltbild eines
nach der Erfindung ausgeführten Verschlüßlers zeigt.
Dieser Verschlüßler enthält einen Schlüsselgenerator, bestehend aus binären Hauptzählern C1 bis C5,
einer ersten Stufe von Verwürfelungsanordnungen ^1
bis A6, deren Aufbau später erläutert wird, einer
ersten Stufe von binären Hilfszählern K1 bis K6, einer
zweiten Stufe von Verwürfelungsanordnungen A1 bis A9, einer zweiten Stufe von binären Hilfszählern
K1 bis K9 und einer Anordnung A 10, deren Aufbau
ebenfalls später erläutert wird und die bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel fünfstellige binäre
Schlüsselbuchstaben zu einem Rechenwerks liefert. Ferner enthält der Verschlüßler einen Speicher M,
der dem Rechenwerk B den Klartextbuchstaben in Form von fünf Binärziffern liefert, einen Entschlüßler
D, dem diese fünf Binärziffern zugeführt werden,
einen Pennutator P, vier logische Oder-Schaltungen O1 bis O4 und einen Taktgeber H.
Die binären Hauptzähler C1 bis C5 werden unter
der Wirkung einer ersten periodischen Impulsfolge fortgeschaltet, welche von dem Taktgeber H geliefert
werden und mit Ic bezeichnet sind. Die an den einzelnen
Stufen der Zähler abgegriffenen Binärziffern werden in sechs Gruppen aufgeteilt, wie in der Zeichnung
durch einige Verbindungen angedeutet ist. Jede dieser Gruppen wird einer der Verwürfelungsanordnungen
zugeführt.
Diese Verwürfelungsanordnungen können Oder-Schaltungen enthalten (die hier nicht dargestellt
sind), welche die Aufgabe haben, die Zahl der Ausgänge der Verwürfelungsanordnungen zu verringern
(welche bei dem dargestellten Beispiel für vier Eingänge drei Ausgänge aufweisen), wodurch die Entzifferfestigkeit
vergrößert wird.
Jeder der binären Hilfszähler K1 bis K8 hat nur
einen Eingang, dem von dem Taktgeber H ein, zwei oder drei Fortschalteimpulse (IKl,IK2,IK3) zugeführt
werden, je nach dem erregten Ausgang der Verwürfelungsanordnungen A1 bis A6. Nicht dargestellte Und-Schaltungen
verteilen die Fortschalteimpulse und die Ausgangsimpulse der Verwürfelungsanordnungen auf
die Zähler, so daß ein bestimmter Zähler nur dann fortgeschaltet wird, wenn ihm gleichzeitig ein Ausgangssignal
einer Verwürfelungsanordnung und ein vom Taktgeber kommender Fortschalteimpuls zugeführt
werden.
Dadurch wird erreicht, daß die Ausgangssignale aller Hilfszähler mit gleicher Wahrscheinlichkeit auftreten.
Die zweite Stufe von Verwürfelungsanordnungen A1 bis A9 und die zweite Stufe von binären Hilfszählern
K1 bis K9 arbeiten in gleicher Weise, und
es läßt sich zeigen, daß man dadurch eine gleiche Wahrscheinlichkeit für Paare von Ausgangssignalen
dieser letzten Zähler erhält, also schließlich eine gleiche Wahrscheinlichkeit für Paare von zwei aufeinanderfolgenden
Schlüsselbuchstaben am Ausgang des Schlüsselgenerators.
Man kann in entsprechender Weise μ Stufen von binären Hilfszählern verwenden, wodurch eine gleiche
Wahrscheinlichkeit für Gruppen von η aufeinanderfolgenden Schlüsselbuchstaben am Ausgang des
Schlüsselgenerators erhalten wird. Die Anordnung A10 kann verschiedene logische Entschlüsselungsschaltungen,
Permutationsschaltungen, logische Verschlüsselungsschaltungen, Oder-Schaltungen usw. enthalten.
Da diese Anordnung keinen Teil der Erfindung bildet, wird sie hier nicht näher erläutert.
Aus dem gleichen Grund wird auch das Rechenwerk B nicht näher erläutert, dessen Aufbau dem Fachmann ersichtlich ist und das die Aufgabe hat, an den Ausgängen C1 bis C5 verschlüsselte Buchstaben auf Grund der von dem Speicher M kommenden Klartextbuchstaben und der von der Anordnung A10 kommenden Schlüsselbuchstaben zu liefern.
Aus dem gleichen Grund wird auch das Rechenwerk B nicht näher erläutert, dessen Aufbau dem Fachmann ersichtlich ist und das die Aufgabe hat, an den Ausgängen C1 bis C5 verschlüsselte Buchstaben auf Grund der von dem Speicher M kommenden Klartextbuchstaben und der von der Anordnung A10 kommenden Schlüsselbuchstaben zu liefern.
Die wesentliche Besonderheit der Erfindung beruht darin, daß das Fortschalten von einem oder von
mehreren der binären Hilfszähler von dem vorangehenden Klartextbuchstaben abhängig gemacht wird.
Bei dem dargestellten Beispiel wird dieses Prinzip nur auf den Zähler K7 angewendet. Die Ausgänge
der drei Oder-Schaltungen O1, O2 und O3 sind mit
drei Ausgängen von drei nicht dargestellten Oder-Schaltungen verbunden, die ihrerseits mit den Eingangen
der bereits erwähnten Und-Schaltungen verbunden sind. Die drei anderen Eingänge dieser Oder-Schaltungen
sind an drei Ausgänge der Verwürfelungsanordnung A7 angeschlossen.
Während des normalen Betriebs erfolgt die Fortschaltung des Zählers K1 in Abhängigkeit von den
Koinzidenzen zwischen den Fortschalteimpulsen und den Ausgangssignalen der Verwürfelungsanordnung
A7, die in den Und-Schaltungen festgestellt wird. Am
Ende des Verschlüsselungszyklus für einen Klartextbuchstaben liefert die Schaltung O1,02 oder O3 einen
Impuls, der eine zusätzliche Fortschaltung des Zählers K1 durch Koinzidenz zwischen diesem Impuls
und einer der Gruppen der Fortschalteimpulse bewirkt.
Dadurch wird erreicht, daß jedes von dem Schlüsselgenerator während eines Verschlüsselungszyklus erzeugte Schlüsselalphabet von einem oder
von mehreren der vorangehenden Klartextbuchstaben abhängt, was die Entzifferfestigkeit wesentlich erhöht.
Es ist zu erkennen, daß diese Eigenschaft der Einrichtung
auf sehr einfache Weise erhalten wird.
Beim Entschlüssler wird in gleicher Weise vor dem Entschlüsseln eines Buchstabens die Anfangsphase
von einem oder von mehreren der Hilfszähler durch den zuvor entzifferten Klartextbuchstaben verändert.
Wenn ein Übertragungsfehler auftritt, ist offensichtlich der entschlüsselte Klartextbuchstabe nicht
mehr richtig.
Beim Beginn der Entschlüsselung des folgenden Buchstabens ist dann der Anfangszustand der von
den zusätzlichen Fortschaltungen betroffenen Hilfszähler im allgemeinen nicht mehr richtig, und das
gleiche gilt auch für das von dem Schlüsselgenerator erzeugte Schlüsselalphabet. Der folgende entschlüsselte
Buchstabe ist daher gleichfalls falsch, und der so entstehende Fehler ruft weiterhin für eine bestimmte
Zeitdauer eine falsche Entschlüsselung hervor.
Da während dieser Periode, in der die Entschlüsselung falsch ist, die entschlüsselten Buchstaben und
die den Hilfszählern am Ende jedes Entschlüsselungszyklus erteilten zusätzlichen Fortschaltungen zufällig
auftreten, kommt man offensichtlich schließlich zu dem Zustand, daß beim Beginn der Entschlüsselung
eines Buchstabens die betroffenen Hilfszähler die richtige Stellung haben, d. h. die gleiche Stellung, die
sie auch hätten, wenn kein Übertragungsfehler aufgetreten wäre. Von diesem Augenblick an wird die
Entschlüsselung wieder richtig, und die von dem Übertragungsfehler hervorgerufene Störung ist verschwunden.
Die Wahrscheinlichkeitsrechnung zeigt im übrigen, daß eine Erhöhung der Entzifferfestigkeit des beschriebenen
Systems (d.h. eine Vergrößerung der Periode und der Zufälligkeit des erzeugten Schlüssels)
von einem proportionalen Anstieg der Fehlerempfindlichkeit begleitet ist. Man kann also für jeden Fall
den günstigsten Kompromiß wählen.
Die einfachste Weise zur Anwendung des zuvor erläuterten Prinzips besteht darin, daß die Klartextbuchstaben
in vier Gruppen unterteilt werden, die etwa gleiche Wahrscheinlichkeit haben und zusatzliehe
Fortschaltungen um Null, einen, zwei oder drei Schritte auf einem der Hilfszähler hervorrufen.
Hinsichtlich der Verschlüsselung ist es nicht gleichgültig, ob auf die Zähler K1 bis Ke der ersten
Stufe oder auf die Zähler K7 bis If9 der zweiten Stufe
eingewirkt wird, weil die zuletzt genannten Zähler unter dem Einfluß der zuerst genannten Zähler fortgeschaltet
werden. Die Einwirkung auf die Zähler K1 bis K6 ergibt eine größere Verwirrung des Schlüsselalphabets,
jedoch auch eine größere Fehlerempfindlichkeit.
Es wäre im Prinzip auch möglich, auf die Hauptfortschaltezähler einzuwirken, jedoch wird dann die
Ausbreitungszeit eines Fehlers außerordentlich groß.
Wenn auf zwei Hilfsz'ähler K eingewirkt werden
soll, kann man die Klartextbuchstaben auf zwei verschiedene Weisen in vier etwa gleich wahrscheinliche
Gruppen unterteilen, von denen jede eine Fortschaltung des betreffenden Zählers um Null, einen, zwei
oder drei Schritte bewirkt, und dieses Verfahren läßt sich auch auf den Fall verallgemeinern, daß man auf
eine beliebige Zahl von Zählern K einwirken will.
Es ist schließlich bei Inkaufnahme eines gewissen Aufwandes auch möglich, die beiden letzten Klartextbuchstaben
zu speichern und diese Speicherwerte zur Bestimmung der zusätzlichen Fortschaltungen von
einem oder von mehreren Zählern K zu verwenden.
Claims (4)
1. Elektronischer Verschlüßler mit einer An-Ordnung,
welche jeden zu verschlüsselnden Klartextbuchstaben in Form einer Gruppe von binären
Signalen liefert, einem elektronischen Schlüsselgenerator zur Erzeugung von Schlüsselbuchstaben
in Form von Gruppen von binären Signalen, bestehend aus binären Hauptzählern, Verwürfelungsanordnungen
mit logischen Entschlüsselungsschaltungen, die an die Ausgänge der Hauptzähler angeschlossen sind, mit Permutatorschaltungen,
die an die Ausgänge der Entschlüsselungsschaltungen angeschlossen sind, und mit Oder-Schaltungen,
die an die Ausgänge der Permutatorschaltungen angeschlossen sind, aus binären Hilfszählern, die an die Ausgänge der Oder-Schaltungen
angeschlossen sind, und aus einem Taktgeber zur Weiterschaltung der Hauptzähler und der Hilfszähler, und mit einer Rechenanordnung,
welche aus den die Klartextbuchstaben darstellenden Signalgruppen aus den die Schlüsselbuchstaben
darstellenden Signalgruppen die verschlüsselten Buchstaben in Form von Gruppen von binären Signalen bildet, gekennzeichnet
durch eine logische Schaltung (D3 P, O1
bis O4), welche aus den die Klartextbuchstaben darstellenden Signalgruppen Gruppen von binären
Signalen bildet, welche in Verbindung mit den Ausgangssignalen der Verwürfelungsschaltungen
(^1 bis A9) und den Signalen des Taktgebers
(H) wenigstens einen Teil der binären Hilfszähler (K1 bis Ka) derart steuern, daß jeder
erzeugte Schlüsselbuchstabe von einem oder mehreren der vorangehenden Klartextbuchstaben abhängt.
2. Verschlüßler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Stufe von binären
Hilfszählern (K7 bis K9) über eine zweite Stufe
von Verwürfelungsanordnungen (A7 bis A9) an
die Ausgänge der ersten Stufe von binären Hilfszählern (K1 bis K6) angeschlossen ist und daß die
von der logischen Schaltung (D, P, O1 bis O4) erzeugten
Signale auf wenigstens einen Hilfszähler (K7) der zweiten Stufe einwirken.
3. Verschlüßler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung
eine Entschlüsselungsschaltung (D) enthält, deren Eingängen die die Klartextbuchstaben darstellenden
Signalgruppen zugeführt werden, daß an die Ausgänge der Entschlüsselungsschaltung (D) eine
Permutationsschaltung (P) angeschlossen ist, daß an die Ausgänge der Permutationsschaltung (P)
Oder-Schaltungen (O1, O2, O3, O4) angeschlossen
sind, und daß die Ausgänge der Oder-Schaltungen (O1, O2, O3, O4) mit wenigstens einigen Ausgängen
von Oder-Schaltungen in den Verwürfelungsanordnungen (A1 bis A9) verbunden sind.
4. Verschlüßler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Ausgang der Oder-Schaltungen
(O1, O2, O3, O4) und ein Ausgang
der Oder-Schaltungen der Verwürfelungsanordnungen mit einem Eingang einer Und-Schaltung
verbunden ist, deren anderer Eingang an einen Ausgang des Taktgebers (H) und deren Ausgang
an den Eingang eines der Hilfszähler (K1 bis K9)
angeschlossen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 517/151 2.65 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR886467A FR81038E (fr) | 1961-06-19 | 1962-01-31 | Générateur électronique de clé à sorties équiprobables |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1188123B true DE1188123B (de) | 1965-03-04 |
Family
ID=8771614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEC29023A Pending DE1188123B (de) | 1962-01-31 | 1963-01-29 | Elektronischer Verschluessler mit einer Anordnung, welche jeden zu verschluesselnden Klartextbuchstaben in Form einer Gruppe von binaeren Signalen liefert |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1188123B (de) |
GB (1) | GB1025823A (de) |
NL (1) | NL288333A (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2715631A1 (de) * | 1976-04-26 | 1977-11-03 | Ibm | Verschluesselung und absicherung von daten |
DE2044628C1 (de) * | 1969-09-17 | 1984-05-24 | Società Italiana Telecomunicazioni Siemens S.p.A., 20149 Milano | Vorrichtung zum kontinuierlichen Verschlüsseln einer durch Binärzeichen dargestellten Nachricht |
DE1562010C1 (de) * | 1968-02-22 | 1994-07-28 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zum Bilden von Schlüsselbitfolgen |
-
0
- NL NL288333D patent/NL288333A/xx unknown
-
1963
- 1963-01-29 DE DEC29023A patent/DE1188123B/de active Pending
- 1963-01-30 GB GB392463A patent/GB1025823A/en not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1562010C1 (de) * | 1968-02-22 | 1994-07-28 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zum Bilden von Schlüsselbitfolgen |
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DE2715631A1 (de) * | 1976-04-26 | 1977-11-03 | Ibm | Verschluesselung und absicherung von daten |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL288333A (de) | |
GB1025823A (en) | 1966-04-14 |
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