DE4411780A1 - Abhörsicheres Identifikationssystem - Google Patents

Description

Stand der Technik

Üblicherweise werden Zugangsberechtigungen über Code (Codeschlösser) oder über Kennkarten so benutzt, daß entweder eine mehrstellige Ziffernkombination oder ein Kennwort (Telefonbanking) den Zugang zu einem System ermöglicht. Während die Kennkarte in Verbindung mit einer Geheimzahl noch relativ gute Sabotagesicherheit bietet, ist die Kennwortmethode über das Telefon sehr unsicher und daher anfällig für unbefugten Zugriff.

Problem, Aufgabe der Erfindung

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein sicheres Identifikationssystem zu schaffen, bei dem ein Abhören einer einmal ver­ wendeten Zahlenkombination (als Schlüssel) keinen Mißbrauch ermöglicht.

Lösung, Kennzeichnung der Erfindung

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale (ein in einer definierten Zeiteinheit sich immer wieder ändernder Zahlencode) gelöst.

Erreichte Vorteile

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit dem "Codeman" ein universelles, handliches und sicheres Identifikationssystem ge­ schaffen wurde. Es ist nun möglich z. B. auch über das Telefonnetz den Zugriff auf ein geschütztes System zu erreichen, ohne daß im Falle des Abhörens der Zugriff für Unbefugte ermöglicht wird.

Durch Verwendung der gleichen Zeitbasis (Funkuhr) sowohl beim Sender als auch beim Empfänger kann die exakte Synchronisierung der Berechnungen erreicht werden.

Die Übertragung des Zahlencodes kann über alle Wege der Daten- und Signal- Übertragung erfolgen (z. B. Sprache über Telefon, digital über PC-Schnittstelle, Tonfrequenzmodulation über Telefon oder Funk usw.).

Beispielhaft seien hier einige Anwendungen aufgeführt:

• - Identifikation bei Bankanweisungen über Telefon
• - Identifikation an Geldautomaten
• - Zugangsberechtigung zu Sicherheitsbereichen
• - Zugangsberechtigung zu EDV-Datenbanken
• - Zündungen und Sicherungen in der Militärtechnik

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

In Design und Größe kommt das Gerät einem einfachen Taschenrechner nahe. Es hat eine Tastatur (10 Ziffern und Steuertasten), ein Display (z. B. 1 Zeile, 14 Stel­ len) und diverse Schnittstellen (V24, Tonfrequenz, optisch). Das Gerät enthält ein Modul zum Empfang und zur Demodulation des Senders DCF 77 mit dem Signal der Atomuhr der Physikalisch-Technischen-Bundesanstalt (PTB). Hieraus ergibt sich die Nebenfunktion des unbenutzten Codemans als DCF-Funkuhr.

Der vom Benutzer als seine Geheimzahl einzugebende Primär-Schlüssel X (z. B. 6- stellige Ziffernfolge) wird vom Codeman in einen Sekundär-Schlüssel (z. B. 6-stel­ lige Ziffernfolge) Y umgewandelt. Dieses erfolgt mit einem internen und geheimen Verschlüsselungs-Algorithmus.

Der Sekundär-Schlüssel wird mit einer Ziffernfolge aus dem Datum und der aktuel­ len Uhrzeit (z. B. Stunden zweistellig und Minuten nur 10-er Stelle, wenn alle 10 Minuten Zugriffsmöglichkeit) verknüpft (z. B. EXOR-Verknüpfung).

Die Verknüpfung definiert die Adresse für den Zugriff auf einen ROM-Speicherbau­ stein (z. B. 32 k-byte). Der Algorithmus erlaubt Mehrfachzugriff auf ein bestimmtes Byte, ohne daß reproduzierbare, voraussehbare Wiederholungen möglich sind. Auf diese Weise wird eine Codezahl (z. B. 6-stellige Ziffernfolge) gewonnen, die auf allen möglichen Wegen zu einem Empfänger übertragen werden kann.

Beim Empfänger wird der dort hinterlegte Sekundär-Schlüssel wie im Codeman mit der Uhrzeit verknüpft, um die Adresse für den Zugriff auf eine Kopie des Speicher­ inhalts des ROM′s aus dem entsprechenden Codeman zu gewinnen. Entspricht die Codezahl der vom Codeman empfangenen, so ist die Identifikation positiv und es kann z. B. Zugang gewährt werden.

Die Bildung des Transfercodes erfolgt beim Sender und Empfänger synchronisiert (z. B. durch ein Synchronisations-Signal oder auch durch ein sprachliches Startsig­ nal), da die aktuelle Uhrzeit von maßgeblicher Bedeutung ist.

Zum Algorithmus eines Ausführungsbeispiels

Jeder Codeman-Benutzer hat einen individuellen Primärcode als Geheimzahl (x₁ . . . . x₆). Dieser wird über die Tastatur eingegeben. Im Codeman wird er durch Addition einer Konstanten K1 in den Sekundärcode (y₁ . . . y₆) umgewandelt.

(y₁y₂y₃y₄y₅y₆) := (x₁x₂x₃x₄x₅x₆) + K1

Addition modulo 10
K1 : 6-stellige individuelle Konstante
Bedingung: y1 y2 y3 ungleich y4 y5 y6

Mit aktuellem Datum und Uhrzeit aus der Funkuhr wird ein Zeitcode gebildet. Hier­ zu wird jeder Tag in 6-Minuten-Intervalle eingeteilt und diese werden aufsummiert, so daß sich ein 6-stelliger Zeitterm t₀₁ . . . t₀₆ ergibt. Durch Addition einer Konstanten K2 zu diesem ergibt sich der Zeitcode t₁ . . . t₆. Die Addition einer Konstanten K2 ist notwendig, um erstens die Vorhersehbarkeit der Gleichheit von t₁ . . . t₃ und t₄ . . . . t₆ auszuschließen und zweitens zu verhindern, daß t₁ . . . t₃ bzw. t₄ . . . t₆ nur aus Nullen bestehen kann.

(t₁ t₂ t₃ t₄ t₅ t₆) := (t₀₁ t₀₂ t₀₃ t₀₄ t₀₅ t₀₆) + K2

Addition modulo 10
K2 : 6-stellige individuelle Konstante.

Durch XOR-Verknüpfung der ersten drei Ziffern des Sekundärcodes y₁ . . . y₃ mit den ersten drei Ziffern des Zeitcodes t₁ . . . t₃ wird die Zahl a₁ . . . a₃ definiert.

a₁a₂a₃ := t₁ t₂ t₃ XOR y₁y₂y₃.

Entsprechend wird durch die jeweils drei Endziffern die Zahl a₄ . . . a₆ definiert.

a₄a₅a₆ := t₄t₅t₆ XOR y₄y₅y₆.

Die XOR-Verknüpfung der Zahlen a₁ . . . a₃ mit a₄ . . . a₆ definiert die Zahl b₁ . . . b₃, welche die Adresse für den Zugriff auf ein EPROM als digitalen Speicherbaustein bildet.

b₁ b₂ b₃ := a₁ a₂ a₃ XOR a₄ a₅ a₆.

Im durch b₁ . . . b₃ angesprochenen Speicherbereich befindet sich eine 6-stellige Ziffernfolge c₁ . . . c₆. Diese dient als Transfercode zur Übermittlung an den Adres­ saten.

Transfercode = c₁ c₂ c₃ c₄ c₅ c₆
= EPROM-Inhalt bei Adresse b₁ b₂ b₃.

Der Computer des Adressaten führt ausgehend vom Sekundärcode identische Ver­ knüpfungen und Rechenschritte durch. Dadurch gelangt er zu einer 3-stelligen Adresse b₁ . . . b₃ wie der Codeman des Benutzers. Mit dieser greift er auf einen mit dem EPROM im Codeman identischen Speicherbereich zu.

Ist die so erhaltene 6-stellige Ziffernfolge identisch mit dem übermittelten Transfer­ code, so wird der Sender als Zugriffsberechtigter identifiziert.

Das EPROM im Codeman bzw. der entsprechende Speicherbereich beim Adres­ saten enthalten die Konstanten K1 und K2, sowie die Transfercodes (1000×6 Zif­ fern) als Zufallszahlen.

Claims (10)

1. Identifikationssystem in Form einer Apparatur (Bezeichnung "Codeman") dessen Abhörsicherheit auf einem sich innerhalb einer definierten Zeiteinheit immer wieder ändernden Zahlencode besteht und das aufgrund seiner Bauweise an diverse Daten- und Signalübertragungseinheiten sowie Sicherheitssysteme angeschlossen werden kann und das dadurch gekennzeichnet ist, daß es ein Modul zum Empfang des Senders DCF 77 und zur Demodulation des Zeitsignals der Atomuhr der Physikalisch-Technischen-Bundesanstalt besitzt, um das Zeitsignal (Datum und Uhrzeit) mit einer vom Benutzer einzugebenden Ge­ heimzahl (Primärcode) zu verknüpfen; durch das Ergebnis der Verknüpfung wird die Adresse für den Zugriff auf einen Speicherbaustein (z. B. EPROM) definiert, die sich unter dieser Adresse befindende Ziffernfolge ist die zu übermittelnde Code- Zahl (Transfercode), welche beim Empfänger mit einer identisch ermittelten Ziffern­ folge verglichen wird, um bei Übereinstimmung einen Zugriff zu ermöglichen (Identifikation positiv).

2. Identifikationssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu übermittelnde Transfercode sich entsprechend der geforderten Zugriffs­ möglichkeit in definierten Zeiteinheiten ändert (z. B. alle 6 Minuten); da die Appara­ tur über diverse Schnittstellen verfügen kann, kann die Übertragung des Zahlen­ codes über alle Wege der Daten- und Signalübertragung erfolgen (z. B. Sprache über Telefon, digital über PC-Schnittstelle, Tonfrequenz über Telefon und Funk).

3. Identifikationssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Senden des unkodierten Primär-Schlüssels gefolgt von einem einfachen Zusatzbefehl die Zugangsberechtigung gesperrt werden kann.

4. Identifikationssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine einfache Tastenoperation nach Eingabe des Primär-Schlüssels das ROM im Codeman gelöscht werden kann, wodurch der Codeman unbrauchbar wird.

5. Identifikationssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger den Primär-Schlüssel nicht errechnen kann, er ist beim Empfänger in einem geschützten Bereich abgelegt.

6. Identifikationssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Benutzer des Codemans sich nicht den Sekundär-Schlüssel errechnen kann, da er aus dem Primär-Schlüssel durch eine verdeckte interne Operation des Codemans berechnet wird.

7. Identifikationssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingriff in das Gerät, um Informationen aus dem ROM zu gewinnen, zum Löschen des Speichers führt.

8. Identifikationssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Codeman die Schlüssel-ROM′s für mehrere Zugangsberechtigungen ent­ halten kann, wobei alle den selben Primär-Schlüssel haben; durch Operation mit verschiedenen Ziffernfolgen werden hierbei verschiedene Sekundär-Schlüssel gebildet.

9. Identifikationssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plausibilität des Zeitsignals der Funkuhr intern geprüft werden kann mit Hilfe einer eingebauten Quarzuhr, wobei mehrere Inplausibilitäten zum Löschen des Speichers führen.

10. Identifikationssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Ziffernkombination bei Verwendung einer entsprechenden Tastatur auch ein Kennwort als Primärcode verwendet werden kann.