DE3018945C2 - Verfahren und Einrichtung zur Überprüfung der Zulässigkeit einer Verbindung zwischen Datenübertragungsnetz-Teilnehmern - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Überprüfung der Zulässigkeit einer Verbindung zwischen Datenübertragungsnetz-Teilnehmern

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Description

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gerufene Teilnehmer einen Generator (27) für die Erzeugung von zwei als Schlüsselsignal dienende Code-Zahlen aufweist
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eice Eini ichtung zur Überprüfung der Zulässigkeit einer Verbindung zwischen Datenübertragungsnetz-Teilnehmern der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4 angegebenen Gattung.
Bei solchen, auch als »Datensicherungs-Systemen« bezeichneten Maßnahmen ist es bekannt, jedes Teilnehmer-Endgerät mit einem Chiffrierglied zu versehen, das die eingegebenen Daten chiffriert, so daß sie bei der anschließenden Übertragung zu einem anderen Endgerät und/oder zur Zentrale gegen unbefugten Empfang, Änderung oder Kopieren gesichert sind. Das Chiffrierglied wird üblicherweise über eine Kennung gesteuert, die nur einer oder zwei Vertrauenspersonen bekannt ist und außerdem noch laufend geändert wird, um auch über längere Zeiträume die gewünschte Sicherheit zu gewährleisten.
Beispielsweise erhält im Bankgewerbe, bei dem solche Datensi<"herungssysteme häufig benutzt werden, ein bestimmter Angestellter, beispielsweise ein Leiter einer Bank-Filiale, die Erlaubnis, jeden Morgen zum Arbeitsbeginn die entsprechende Kennung seines Endgerätes festzulegen. Diese Kennung muß dann auch zu einem anderen Endgerät, beispielsweise dem Zentralrechner des Banksystems, übertragen werden, um die Dechiffrierung der übertragenen und empfangenen verschlüsselten Daten sowie die Verschlüsselung der rückübertragenen Daten zu ermöglichen, die dann in dem empfangenden Endgerät mit der gleichen Kennung entziffert werden.
Bei den bisher üblichen Systemen erlangen jedoch zu viele Personen Kenntnis von der jeweiligen Kennung, so daß die Gefahr eines unerlaubten Eingriffs in eine bestimmte Verbindung noch relativ hoch ist
Weiterhin geht aus der CH-PS 5 39 989 ein Verfahren zur chiffrierten Nachrichtenübermittlung hervor, bei dem man senderseitig die Nachrichtenklarimpulse mit geheimen ersten Schlüsselimpulsfolgen mischt und aus dem so gebildeten Chiffrat empfangsseitig durch Mischung mit identischen Schlüsselimpulsfolgen die Nachrichtenklarimpulse wiedergewinnt; dabei werden die ersten Schlüsselimpulsfolgen sende- und empfangsseitig nach identischen Regeln in übereinstimmend aufgebauten ersten Schlüsselimpulsrechnern erzeugt, deren Programm durch mindestens eine Anfangsbedingung festgelegt ist, die ihrerseitv durch einen in einem ersten Geheimschlüsselspeicher gespeicherten ersten geheimen Grundschlüssel und mindestens einen ersten Zusatzschlüssel bestimmt wird.
Ein Verfahren und eine Einrichtung zur Prüfung der Zulässigkeit einer Verbindung zwischen Datenübertragungsnetz-Teilnehmern der angegebenen Gattung geht schließlich aus der DE-AS 28 01 608 hervor. Dabei wird nach dem Aufbau einer Verbindung die Kennung des rufenden Teilnehmers einerseits gespeichert und andererseits zum gerufenen Teilnehmer übertragen und ίο beim gerufenen Teilnehmer mit einer erzeugten und gespeicherten Kennung verglichen; bei gefundener Übereinstimmung wird ein die Zulässigkeit der Verbindung anzeigender Schlüsselcode zum rufenden Teilnehmer zurückübertragen.
Auch bei diesem bekannten Verfahren reicht bereits die Kenntnis des Schlüsselcodes aus, um eine zuverlässige Verbindung anzuzeigen. Dieser Schlüsselcode ist jedoch im allgemeinen so vielen Personen bekannt, daß keine ausreichende Sicherheit mehr gewährleistet ist Dies gilt insbesondere im Bankgewerbe, bei dem die Verbindung zwischen verschied««.'η Datenübertragungsnetz-Teilnehmern, beispielsweise fc-inzelnen Filialen eines Banksystems, für viele Personen zugänglich ist, so daß unbefugte Verbindungen nicht ausgeschlossen werden können.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Überprüfung der Zulässigkeit einer Verbindung zwischen Datenübertragungsnetz-Teilnehmern der angegebenen Gattung zu schaffen, die eine erhöhte Sicherheit gegenüber unbefugten Verbindungen bieten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 4 angegebenen Merkmale gelöst
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß die verwendeten chiffrierten Signale durch logische Verknüpfung von insgesamt drei Signalen gebildet werden, nämlich der Identifikationsnummer des rufenden Teilnehmers, beispielsweise einer Filiale einer Bank, der Identifikationsnummer einer zugriffsberechtigten Person, beispielsweise des Filial-Leiters, und einer Sequenznummer, bei der es sich beispielsweise um eine Zufallszahl handelt, die für jede Überprüfung geändert wird.
Diese Kombination von insgesamt drsi Signalen erhöht die Sicherheit gegen ein »Knacken« der Chiffrierung, wobei der erste Teil des chiffrierten Signals als Kennung zu dem gerufenen Teilnehmer übertragen und der zweite, als Schlüsselcode dienende Teil des chiffrierten Signals beim rufenden Teilnehmer gespeichert wird. Der gerufene Teilnehmer bildet in ähnlicher Weise ein chiffriertes Signal, von dem der erste Teil mit de? empfangenen Kennung des rufenden Teilnehmers vergiichen und der zweite Teil gespeichert wird. Erst bei Übereinstimmung zwischen den beiden so gewonnenen Kennungen, die jeweils für sich eine hohe Sicherheit gegen unbefugtes Nachstellen bieten, erzeugt der gerufene Teilnehmer den chiffrierten Schlüsselcode durch logrche Verknüpfung des gespeicherten zweiten Teils des chiffrierten Signals mit einem Schlüsselsignal, wonach dieser Schlüsselcode zum rufenden Teilnehmer zurückübertragen wird.
Durch logische Verknüpfung des gespeicherten zweiten Teils des chiffrierten Signals wird beim rufenden Teilnehmer der Schl^selcode dechiffriert und damit ein Schlüsselsignal für die Freigabe der Verbindung erzeugt Das »Knacken« der einzelnen Verfahrensschritte und
insbesondere der Bildung des Schlüsselsignals für die Freigabe der Verbindung ist extrem aufwendig und damit unwahrscheinlich, wobei die insgesamt drei zu verarbeitenden Zahlen bzw. die entsprechenden Signale eine hohe Sicherheit gegen unbefugten Zugriff zu einer solchen Verbindung gewährleisten.
Weiterhin ist wesentlich, daß die chiffrierten Signale ohne Beteiligung anderer Personen erzeugt werden, d. h, nur die zugriffsberechtigten Personen können die Bildung des chiffrierten Signals beeinflussen. Dabei besteht sogar die Möglichkeit, daß auch die Person, die die eigentliche Übertragung einleitet, die eigentliche Kennung gar nicht weiß, die aus den drei angegebenen Nummern gebildet wird.
Andere, nichtautorisierte Teilnehmer können auch keine Nachrichten empfangen, die für einen anderen Teilnehmer bestimmt sind. Und schließlich ist es auch nicht n»ö™!!ci· «iwß sich uribsfu^te Teilnehmer 2" dss Datenübertragungsnetz anschließen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Einrichtung zur Überprüfung der Zulässigkeit einer Verbindung zwischen Datenübertragungsnetz-Teilnehmern und Fig.2 ein Flußdiagramm der einzelnen Schritte, die für die Inbetriebnahme dieser Überprüfungseinrichtung erforderlich sind.
Eine allgemein durch das Bezugszeichen 9 angedeutete Eingabeeinrichtung, die beispielsweise durch eine Tastatur gebildet wird, ist Bestandteil eines Daten-Endgerätes eines rufenden Teilnehmers des Datenübertragungsnetzes. Über die Tastatur kann eine Bedienungsperson die erforderlichen Sicherungs- Daten eingeben, nämlich die Identifikationsnummer PIN (für: Persönliche Individuelle Nummer) und die Identifikationsnummer IDx des rufenden Teilnehmers; zur Eingabe der Identifikationsnummer IDx wird beispielsweise eine vorgegebene Sondertaste der Tastatur 9 gedrückt, wodurch aus einem Register die Identifikationsnummer IDx abgegeben wird.
Das Endgerät des rufenden Teilnehmers enthält außerdem ein Chiffrierglied 11, das unter Verwendung von im Handel erhältlichen Halbleiter-Chips mit einer standartisierten Verschlüsselungsschaltung hergestellt werden kann. Dem Chiffrierglied 11 werden zwei Eingangssignale INPUTNO 1, 2 zugeführt, die das aus F i g. 1 ersichtliche Format haben. Die beiden Eingangssignale werden au·: der Indentifikationsnummer IDx des rufenden Teilnehmers, der Identifikationsnummer FIN der zugriffsberechtigten Person und einer Sequenznummer SEQ NO erzeugt, bei der es sich um eine Zufallszahl handelt, beispielsweise eine zufällig aus einer Zahlfolge ausgewählte Zahl, das Datum, die Uhrzeit usw. Die Sequenznummer SEQ NO gewährleistet, daß das von dem Chiffrierglied 11 gebildete chiffrierte Signal für jede Inbetriebnahme des Endgerätes bzw. des Datenübertragungsnetzes unterschiedlich ist
Das Endgerät enthält außerdem ein Speicherregister 13 für einen Schiüsselcode, dessen Bildung noch beschrieben werden soll.
Bei Betrieb muß das Endgerät in einem ersten Arbeitszyklus A initialisiert werden, um den Schiüsselcode festzulegen: zweckmäßigerweise wird der Schiüsselcode für eine bestimmte Betriebsperiode, d. h, beispielsweise für jeden Arbeitstag, geändert Der Schiüsselcode für das jeweilige Daten-Endgerät dient zur Verschlüsselung der Daten, die gesichert, beispielsweise zu einem Zentralrechner, übertragen werden müssen. Zu diesem Zweck gibt eine autorisierte Person ihre Identifikationsnummer PIN über die Tastatür 9 in das Endgerät ein; diese Identifikationsnummer wird mit der Identifikationsnummer IDx des Daten-Endgerätes und der Sequenznummer SEQ NO verbunden, wie es aus F i g. 1 unter dem Begriff »Eingabe-Format: Λ« ersichtlich ist; dieses Eingabe-Format A besteht aus
to einer Eingabe NO 1, nämlich der Sequenznummer SEQNO und der Identifikationsnummer PINa. einerseits und der Eingabenummer NO 2 aus der Identifikationsnummer PINa und der Identifikationsnummer ID, des rufenden, zugehörigen Datenendgerätes anderer seits.
Jedes der beiden angegebenen Signale NO 1 und NO 2 besteht aus 56 bis 64 Bits.
Πα« ^hiffrisr^usci 11 sm^fän^t dis öciöcn Ε!ίϊβ2!ΐ°££!~ gnale und bildet aus ihnen durch logische Verknüpfung ein chiffriertes Ausgangssignal, das in seinen am wenigsten signifikanten Bits, beispielsweise den letzten 56 Bits, aus dem Schlüsselcode KEYi und in seinen verbleibenden, höchstwertigen Bits aus der Kennung TRAC (für TRansmission Authentication Code) besteht
Der Schlüsselcode KEYi wird in dem Speicherregister 13 abgelegt, während die Kennung TRACüber eine Datenüi-irtragungsstrecke 17 zum Zentralrechner 19 übertragen wird. Der Zentralrechner 19 weist eine Speicherdatei auf, die sämtliche Identifikationsnummern aller an das System angeschlossener Teilnehmer bzw. Datenendgeräte enthält In dieser Speicherdatei befinden sich außerdem sämtliche Identifikationsnummern aller zugriffsberechtigter Personen, also aller Personen, die ein solches Da- tenendgerät initialisieren dürfen, und zwar zweckmäßigerweise in chiffrierter Form zusammen mit einer Vorschrift für die logische Verknüpfung. Damit kann ein in dem Zentralrechner vorgesehenes Chiffrierglied 21, das zweckmäßigerweise den gleichen Aufbau wie das Chif frierglied 11 hat, im Zusammenwirken mit dem Zentral rechner 19 die Identifikationsnummer PINa der zugriffsberechtigten Person wieder aus der Kennung TRAC einerseits und den in der Speicherdatei enthaltenen Informationen andererseits regenerieren. Anschließend werden unter Verwendung der so gebildeten Identifikationsnummer PINa der zugriffsberechtigten Person, der empfangenen Sequenznummer SEQ NO und der Identifikationsnummer IDx des rufenden Teilnehmers, der in Betrieb gesetzt werden soll, zwei Ausgangssignale er zeugt, die das gleiche Format wie die beiden Eingaiigssi- gnale des Chiffriergliedes 11 haben.
Das Chiffrierglied 21 erzeugt außerdem durch logische Verknüpfung aus der gespeicherten Identifikationsnummer IDx des rufenden Teilnehmers, der gespei- cherten Identifikationsnummer PINa der zugriffsberechtigten Person und der von dem rufenden Teilnehmer ermittelten Sequenznummer SEQ NO ein chiffriertes Signal, von dem der zweite Teil KEYi in einem Register 23 gespeichert wird, während der erste Teil TRAC in einem Komparator 25 mit dem 7KAC-Signal verglichen wird, das von dem rufenden Datenendgerät erzeugt und übermittelt worden ist
Die beiden Teile 77L4Csind dann identisch, wenn die Identifikationsnummern des rufenden Datenendgerätes
es übereinstimmen, die Identifikationsnummern der zugriffsberechtigten Person übereinstimmen und das übertragene 77L4C-Signal sowie die Sequenznummer SEQ NO ohne Fehler bzw. Störung empfangen worden
/ ο
sind. --Λ
Bei positiven Ergebnis des Vergleiches der beiden TRAC-Signate in dem Komparator 25 werden zwei Code-Zahlen, beispielsweise Zufallszahlen, von einem Generator 27 einem weiteren Chiffrierglied 21' zugeführt, das den gleichen Aufbau wie die Chiffrierglieder U und 21 haben kann; diese beiden Code-Zahlen haben das bereit» beschriebene Format.
Die aus Fig. 1 ersichtlichen Chiffrierglieder 21, 2Γ, 21" und 2Γ" können durch einen einzigen Baustein realisiert werden, der von dem Zentralrechner 19 gesteuert wird und während der verschiedenen Zeitabschnitte eines Arbeitszyklus die verschiedenen Chiffrierungen bzw. Dechiffrierungen ausführt.
Das gesamte verschlüsselte Ausgangssignal des Chiffriergliedes 2Γ stellt ein Schlüsselsignal KEY5 für die jeweilige Betriebsperiode dar; dieses Schlüsselsignal KEYs wird in dem Chiffrierglied 21" durch logische Verknüpfung mit dem gespeicherten, zweiten Teil KEYi des übertragenen Signals, das im Speicherregister 23 gespeichert worden war, chiffriert und dadurch ein chiffrierter Schlüsselcode KEY', gebildet. Dieser Schlüsselcode KEY's wird über die Obertragungsstrecke 17 zu dem Datenendgerät rückübermittelt, wo der vorher in dem Register 23 abgespeicherte, als Schlüsselcode dienende Teil KEYi nun ausgeschieden und durch den Schlüsselcode KEY's ersetzt wird.
Nach der Inbetriebnahme des Datenendgerätes können nun eingegebene Daten während eines zweiten Betriebszyklus B verschlüsselt werden, indem die entsprechenden Daten über die Tastatur 9 auf das Chiffrierglied 11 und der Schlüsselcode KEY5 aus dem Register 13 als weiteres Eingangssignal auf das Chiffrierglied 11 gegeben werden. Die gebildeten verschlüsselten Daten werden über die Datenübertragungsstrecke 17 zu dem Zentralrechner 19 übermittelt. Dort werden sie als Eingar.gssignalc auf das Chiffrierglied 2V" gegeben, der außerdem von dem Register 23 den Schlüsselcode KEY5 empfängt.
Dieses Chiffrierglied 21"' arbeitet also als Dekodierer und regeneriert die in verschlüsselter Form empfangenen Signale wieder zu ihrer ursprünglichen Form.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
45
50
55
60

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Überprüfung der Zulässigkeit einer Verbindung zwischen Datenübertragungsnetz-Teilnehmern,
a) bei dem nach dem Aufbau einer Verbindung die Kennung des rufenden Teilnehmers einerseits gespeichert und andererseits zum gerufenen Teilnehmer übertragen und beim gerufenen Teilnehmer mit einer erzeugten und gespeicherten Kennung verglichen wird, und
b) bei dem bei gefundener Übereinstimmung ein die Zulässigkeit der Verbindung anzeigender Schlüsselcode zum rufenden Teilnehmer zurückübertragen wird,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
c) der rufende Teilnehmer bildet ein chiffriertes Signal (TRAC; KEYj) durch logische Verknüpfung von drei eingegebenen Signalen (in dem Chiffrierglied 11), nämlick
el) der Identifikationsnummer (IDx) des rufenden Teilnehmers,
c 2) der Identifikationsnummer (PINa) einer zugriffsberechtigten Person und
c 3) einer Sequenznummer (SEQ NO)-,
d) der erste Teil (WAC) &s chiffrierten Signals (TRAQ KEY)) wird als Kennung zu dem gerufenen Teilnehmer übertrag ΐη (auf der Leitung 15)
e) während der zweite, ais Schlüsseicode dienende Teil (KEYi) des chiffrierten Signals (TRAQ KEYi) beim rufenden Teilnehmer gespeichert wird (im Speicher 13);
f) der gerufene Teilnehmer (19) bildet durch Iogisehe Verknüpfung aus der gespeicherten Identifikationsnummer (IDx) des rufenden Teilnehmers, der gespeicherten Identifikationsnummer (PINa) der zugriffsberechtigten Person und der von dem rufenden Teilnehmer übermittelten Sequenznummer (SEQ NO) ein chiffriertes Signal (TRAC, KEYi){m dem Chiffrierglied 21),
f 1) von dem der erste Teil (TRAC) mit der empfangenen Kennung (TRAC) des rufenden Teilnehmers verglichen und
f 2) der zweite Teil (KEYi) gespeichert wird (in dem Speicher 23);
g) bei Übereinstimmung zwischen den beiden Kennungen (TRAC) erzeugt der gerufene Teilnehmer (19) einen chiffrierten Schlüsselcode durch logische Verknüpfung des gespeicherten zweiten Teils (KEYi) des chiffrierten Signals (TRAC, KEYi)m\\. einem Schlüsselsignal (in den Chiffriergliedern 21', 21") und
h) der Schlüsselcode wird &)
h 1) zum rufenden Teilnehmer zurückübertragen,
h 2) dort durch logische Verknüpfung mit dem gespeicherten zweiten Teil (KEYi) des chiffrierten Signals (TRAC, KEY,) dechiffriert (in dem Dechiffrierglied (11') und
h 3) damit ein Schlüsselsignal für die Freigabe der Verbindung erzeugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sequenznummer (SEQ NO) durch eine Zufallszahl, das Datum oder die Uhrzeit gebildet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlüsselsignal durch zwei von einem Generator erzeugte Codezahlen gebildet wird.
4. Einrichtung zur Überprüfung der Zulässigkeit einer Verbindung zwischen Datenübertragungsnetz-Teilnehmern
a) mit einem Speicher für die Kennung des rufenden Teilnehmers nach dem Aufbau einer Verbindung,
b) mit einer Anordnung zur Übertragung der Kennung zum gerufenen Teilnehmer,
c) mit einem Komparator für den Vergleich einer erzeugten und gespeicherten Kennung beim gerufenen Teilnehmer und
d) mit einer Einrichtung zur Zurückübertragung eines die Zulässigkeit der Verbindung anzeigenden Schlüsselcodes zum rufenden Teilnehmer bei gefundener Übereinstimmung,
gekennzeichnet 4urch die folgenden Merkmale:
e) beim rufenden Teilnehmer bildet ein Chiffrierglied (11) ein chiffriertes Signal (TRAQ KEYi) durch logische Verknüpfung von drei eingegebenen Signalen, nämlich
e 1) der Identifikationsnummer (IDx) des rufenden Teilnehmers,
e 2) der Identifikationsnummer (PINa) einer zugriffsberechtigten Person und
e 3) einer Sequenznummer (SEQ NO)-,
f) ein beim rufenden Teilnehmer vorgesehener Speicher (13) nimmt den zweiten, als Schlüsselcode dienenden Teil (KEYi) des chiffrierten Signals (TRAQ KEYi) auf;
g) der erste Teil (TRAC) des chiffrierten Signals (TRAC, KEYi) wird über eine Leitung (15) als Kennung zu dem gerufenen Teilnehmer übertragen;
h) ein Chiffrierglied (21) des gerufenen Teilnehmers (19) bildet durch logische Verknüpfung aus der gespeicherten Identifikationsnummer (IDx) des rufenden Teilnehmers, der gespeicherten Identifikationsnummer (PINA) der zugriffsberechtigten Person und der von dem rufenden Teilnehmer übermittelten Sequenznummer (SEQ NO) ein chiffriertes Signal (TRAQ KEYi)-,
i) ein Komparator (25) des gerufenen Teilnehmers vergleicht den ersten Teil (TRAC) des Ausgangssignals des Chiffriergliedes (21) mit der empfangenen Kennung (TRAC) des rufenden Teilnehmers;
j) ein Speicher (23) des gerufenen Teilnehmers nimmt den zweiten Teil (KEYi) des chiffrierten Signals (TRAC, KEYi)z\if;
k) eine Chiffrieranordnung (21', 21", 21'") des gerufenen Teilnehmers (19) erzeugt einen chiffrierten Schlüsselcode durch logische Verknüpfung des gespeicherten zweiten Teils (KEYi) des chiffrierten Signals (TRAC, KEYi) mit einem Schlüsseicode, wenn der Komparator (25) Übereinstimmung zwischen der empfangenden Kennung (TRAC) einerseits und dem ersten
Teil (TRAC) des chiffrierten Signals (TRAQ KEY/) des Chiffriergliedes (21) andererseits feststellt;
1) die Chiffrieranordnung (21', 21", 21'") übermittelt den chiffrierten Schlüsselcode zum rufenden Teilnehmer und
m) ein Dechiffrierglied (H') des rufenden Teilnehmers dechiffriert den chiffrierten Schlüsselcode durch logische Verknüpfung mit dem gespeicherten zweiten Teil (KEYi) des chiffrierten Signals ^TRAC KEYi) und erzeugt ein Schlüsselsignal für die Freigabe der Verbindung.
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