DE2160132A1

DE2160132A1 - Verfahren und Vorrichtung zur chiffrierten Nachrichtenübermittlung

Info

Publication number: DE2160132A1
Application number: DE19712160132
Authority: DE
Inventors: Kurt DipL-Ing. Zürich Ehrat (Schweiz)
Original assignee: Gretag AG
Current assignee: Gretag AG
Priority date: 1970-12-08
Filing date: 1971-12-03
Publication date: 1972-06-22
Also published as: US3808365A; CA956891A; SE378496B; FR2117478A5; IT943759B; GB1379740A; CH540613A

Description

GRETAG AKTIENGESELLSCHAFT , REGENSDORF (SCHWEIZ) "

Case 8 7 - 7287/GTD 36l/R 3. ΟβΖ. 1971

"üt UTSCHLAN¹D

Verfahren und Vorrichtung zur chiffrierten Nachrichtenübermittlung .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chiffrierten Nachrichtenübermittlung, bei welchem man sendeseitig die Nachrichtenklarimpulse mit Schlüsselimpulsen mischt und aus dem so gebildeten Chiffrat empfangsseitig durch Mischung mit identischen Schlüsselimpulsen die Nachrichtenklarimpulse wiedergewinnt, wobei man die Schlüsselimpulsfolgen sende- und empfangsseitig in übereinstimmend aufgebauten Schlüsselimpulsgeneratoren nach identischen Regeln aus einem geheimen Gründschlüssel und einem von Datum und Uhrzeit abgeleiteten Term erzeugt.

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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art werden die Regeln für die Bildung der Schlüsselimpulsfolgen so gewählt, dass diese vom Anfangszustand der Schlüsselimpulsgeneratoren abhängig sind, welcher Anfangszustand seinerseits durch Grund- und Zusatzschlüssel bestimmt wird. Da für jede neue Nachrichtenübermittlung ein neuer Anfangszustand der Schlüsselimpulsgeneratoren gesetzt wird, ist es unmöglich - auch für befugte Dritte - in eine bereits bestehende Verbindung einzutreten. Dies ist insbesondere in Mehr f achübennxttlungsnetz en ein Nach- * teil. ■■■■■"

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil und ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Regeln für die Bildung der Schlüsselimpulsfolgen so wählt, dass letztere nur eine begrenzte Zeitspanne lang vom Zustand ihrer Terme am Beginn dieser Zeitspanne abhängen und dass der Momentan zustand der in sämtlichen Speicherzellen des Schlüsselimpulsgenerators enthaltenen Informationen zumindest während der Nachrichtenübermittlung ständig ψ durch den von Datum und Uhrzeit abgeleiteten Term beeinflusst wird.

Beim erfindungsgemässen Verfahren setzt man somit nicht mehr den Anfangszustand der Schlüsselimpulsgeneratoren, sondern beeinflusst fortwährend mit dem von Datum und Uhrzeit abgeleiteten Term den Momentanzustand der Speicherzelleninformation des Schlüsselimpulsrechners, setzt also in gewisser Weise, den Anfangs— zustand des Schlüsselimpulsgenerators ständig neu.Ausserdem werden

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* w

die Regeln für die Bildung-der Schlüsselimpulsfolgen so gewählt, dass letztere nur eine begrenzte Zeitspanne lang vom Zustand ihrer Tenne am Beginn dieser Zeitspanne abhängen. Das bedeutet, dass die Ausgangsinformation des Schlüsselimpulsgenerators zu einem bestimmten Zeitpunkt nur von der innerhalb einer bestimmten Zeitspanne vor diesem Zeitpunkt liegenden Eingangsinformation abhängig und von allen länger zurückliegenden Eingangsinformationen unabhängig ist» Ein befugter Dritter kann ohne weiteres in eine bestehende chiffrierte Nachrichtenübermittlung eintreten j er muss hierzu jeweils nur einen derjenigen Zeitpunkte abwarten, in denen die am Ausgang des sendeseitigen Schlüsselimpulsgenerators auftretende Schlüsselimpulsfolge von den jeweils vor diesen Zeitpunkten liegenden Geheim- und Zusatzschlüsselzuständen unabhängig ist und in denen der Momentanzustand des Schlüsselimpulsgenerators durch den von Datum und Uhrzeit abgeleiteten Term beeinflusst wurde. In der Praxis geht dies einfach so vor sich, dass der Dritte seinen Empfänger zu einem beliebigen Zeitpunkt einschaltet, welcher sich dann automatisch im nächsten möglichen Zeitpunkt in die bestehende Verbindung einschaltet.

Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens, mit einer vorzugsweise elektronischen Uhr und mit einem Schlüsselimpuüsgenerator, welcher mit einer aus dem geheimen Grundschlüssel und aus dem von Datum und ührzeit abgeleiteten Term gebildeten Steuerimpulsfolge speisbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüsseiimpuls-

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generator ^so programmierbar ist, dass jeder Schlüsselimpuls am Ausgang des Schlüsselimpuls generators von demjenigen Teil der Steuerimpulsfolge unbeeinflusst ist, welcher jeweils um die sogenannte Durchlaufzeit vor dem betreffenden Schlüsselimpuls . liegt, und dass die Durchlaufzeit in vom Geheimschlüssel abhängigen Zeitabständen für jeweils eine bestimmte Zeitspanne von einem grösseren auf einen kleineren Wert umschaltet.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Uhr als Taktgeber für den Schlüsselimpuls generator geschaltet ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschema einer Chiffriereinrichtung, Fig. 2 ein Detail von Fig. 1,

Fig. 3-6 je ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Synchronisierung zweier Chiffriereinrichtungen,

Fig. 7,8 je eine Detailvariante von Fig. 1,

Fig. 9,10 je ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Synchronisierung zweier Chiffriereinrichtungen,

Fig.11,12 je eine Detailvariante von Fig. 1, Fig.13,14 je ein Diagramm zur Erläuterung der in

Fig. 12 dargestellten Synchronisierstufe und

Fig. 15

-20· je eine Detailvariante von Fig. 1.

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Gemäss den Fig. 1 und 2 befindet sich bei jeder Chiffrierstation ein Klartext-Klarimpuls-Wandler 9, welcher Wandler den Nachrichtenklartext in Nachrichtenklarimpulse umwandelt (Sender) oder umgekehrt (Empfänger). Dieser Wandler kann

beispielsweise ein Fernschreiber sein. Der Ausgang des sendeseitigen Wandlers speist die Nachrichtenklarimpulse über

eine Leitung 147 in ein Mischgerät 8, dessen Ausgang mit der Uebertragungsleitung 148 verbunden ist, welche beispielsweise eine Kabel-, Draht- oder Funkverbindung sein kann. Bei der Verwendung der dargestellten Chiffrierstation als Empfänger

mündet die Uebertragungsstrecke 148'in das Mischgerät 8,

dessen Ausgang über eine Leitung 102 den Wandler 9 speist. Zum Zweck der Verschlüsselung werden an das Mischgerät 8

durch eine Chiffriereinrichtung Schlüsselimpulsfolgen geliefert, welche im sendeseitigen Mischgerät mit den vom Klartext-Klarimpuls-Wandler 9 erzeugten Nachrichtenklarimpulsfolgen gemischt werden. Nach dem Empfang der so verschlüsselten Impulsfolgen auf der Leitung 148* werden durch Mischung mit identischen Schlüsselimpulsfolgen wieder die Nachrichtenklarimpulsfolgen hergestellt und vom empfangsseitigen Klartext-Klarimpuls-Wandler in den Nachrichtenklartext umgewandelt.

Die Chiffriereinrichtung besteht im wesentlichen aus einem Schlüsselimpulsgenerator 5 und aus einer Synchronisierstufe

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Der Schlüsselimpulsgenerator 5 hat die Aufgabe, eine möglichst langperiodige Schlüsselimpulsfolge herzustellen, welche so aufgebaut sein soll, dass die Variation zwischen aufeinanderfolgenden Elementen bzw. Elementgruppen möglichst regellos ist. Der Schlüsselimpulsgenerator besteht im wesentlichen aus einer Anzahl von Speicherplätzen, welche durch von einem geheimen Grundschlüssel beeinflussbare elektronische Schaltungen L miteinander verbindbar sind. Der geheime Grundschlüssel ist in der Regel über längere Zeit konstant. Der jeweilige Momentanzustand des Schlüsselimpulsgenerators, wobei Momentanzustand den Zustand der Informationen sämtlicher Speicherzellen bedeutet, ist durch ein variables Zusatzprogramm, den sogenannten Zusatzschlüssel bestimmt.

Der Schlüsselimpulsgenerator 5 weist zwei Eingänge und zwei Ausgänge auf: Der eine Eingang ist über eine Leitung 140 mit ψ dem Ausgang eines Modulo-2-Mischers 18, der andere Eingang ist über eine Leitung 7 mit einem Datum-Uhrzeitspeicher 1 verbunden. Die beiden Ausgänge des Sohlüsselimpulsgenerators 5

verbunden sind über eine Leitung 81 mit dem Mischer 8¹, bzw. über eine

Leitung 82 mit der Synchronisierstufe 6 verbindbar.Der Modulo-2-Mischer 18 besitzt seinerseits zwei Eingänge, von denen der eine über eine Leitung 154 mit einem Nummernspeicher 2

über eine Leitung und mit dem Datum-Uhrzeitspeicher 1 und uer andere· mit einem

Geheimschlüsselspeicher 3 verbunden ist. Der Datum-Uhrzeit-

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speicher 1 dient einerseits zur Zusatzschlüsselspeicher-Ausgabe des Zusatzschlüssels über die Leitung 154 und andererseits als Taktgeber für den Schlüsselirapulsgenerator 5 und für den Geheimschlüsselspeicher 3 - Leitung 7. Der Datum-Uhrzeitspeicher 1 ist im wesentlichen eine elektronische Uhr,

welche ihre jeweilige Information, darstellungsgemäss Tag (T), Monat, Jahr, Stunde, Minute und Sekunde (see) in bestimmten Abständen, beispielsweise jede Sekunde, an den Modulo-2-Mischer 18 abgibt. Es liegt auf der Hand, dass sich dieses Ausgangssignal des Datum-Uhrzeitspeichers 1 infolge seiner völligen Periodenfreiheit hervorragend als Zusatzschlüssel für die Vermischung mit dem Programm des Geheimschlüsselspeichers 3 eignet. Der

Nummernspeicher 2 dient zur Speicherung einer Teilnehmeroder Adressnummer, darstellungsgemäss einer dreistelligen Zahl H (Hunderter), Z (Zehner), E (Einer) und hat den Zweck, bei

Verwendung des gleichen Geheimschlüssels bei gleichem Datum

und gleicher Uhrzeit in verschiedenen Uebertragungsnetzen das Schlüsselimpulsprogramm für die verschiedenen Teilnehmer verschieden zu machen. Während sich der Zusatzschlüssel ständig

ändert, ist die Teilnehmernummer im Nummernspeicher 2 in der Regel für eine bestimmte Nachrichtenübermittlung konstant. Die Teilnehmernummer ist in den Nummernspeicher 2 über eine nicht dargestellte Leitung manuell eingebbar. Die Eingabe der Datum-Uhrzeitinformation in den Datum-Uhrzeitspeicher 1 erfolgt in der Regel automatisch. Zur Erhöhung der Variabilität der

Zusatzinformation - Datum-Uhrzeit-Zusatzschlüssel und Teil-

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nehmernummer - kann ein eigener Speicher(nicht dargestellt) für nicht geheime Zusatzinformationen vorgesehen sein, welcher so geschaltet ist, dass die Abgabe seines Ausgangssignals in

Abhängigkeit vom Datum-Uhrzeit-Zusatzschlüssel und/oder von

der Teilnehmernummer erfolgt. Ausserdem kann auch der Geheimschlüsselspeicher 3 mit dem Datum-Uhrzeitspeicher 1 und/oder mit

dem Nummernspeicher 2 so verbunden sein, dass in Abhängigkeit vom Inhalt des Datum-Uhrzeit- und/oder des Nummernspeichers t gewisse Teile des Inhalts des Geheimschlüsselspeichers selektio-

nierbar sind. Der Geheimschlüsselspeicher 3 kann beispielsweise ein elektronisch abfragbares "Random Access Memory" (RAM) sein, welches die gespeicherte Information andauernd in Sequenz an den Modulo-2-Mischer abgeben kann. Das Ausgangssignal des Mo-

dulo-2-Mischers 18 und damit die Eingangsinformation des Schlüsselimpulsgenerators 5 ist somit abhängig vom Geheimschlüssel,

vom Datum-Uhrzeit-Zusatzschlüssel, von der Teilnehmernummer und eventuell von weiten Zusatzinformationen. Da von diesen

Informationen nur der Geheimschlüssel geheim ist, und da der

jeweilige Momentanzustand des Schlüsselimpulsrechners in kurzen Zeitabständen durch den Datum-Uhrzeit-Zusatzschlüssel

jeweils neu bestimmt wird, kann ein befugter Teilnehmer, welcher einen mit dem Schlüsselimpulsgenerator des jeweiligen Senders identischen Schlüsselimpulsgenerator besitzt und welcher die nicht geheimen Zusatzinformationen kennt, in eine bestehende chiffrierte Nachrichtenübermittlung eintreten, so-

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fern nur sein Schlüsselimpulsgenerator die Eigenschaft aufweist, dass die an seinem Ausgang auftretenden Schlüsselimpulsfolgen nur für eine begrenzte Zeitspanne lang von den am Beginn dieser Zeitspanne am Eingang eingespeisten Impulsfolgen abhängen. Ein Schlüsselimpulsgenerator dieser Art ist beispielsweise in der schweizerischen Patentanmeldung No. 12592/70 (Case 87-G 342) beschrieben. Die Zeitspanne, während welcher eine bestimmte Eingangsinformation die Ausgangsinformation des Schlüsselimpulsgenerators bestimmt, kann beispielsweise in der Grössenordnung von 10 see, von Sekunden oder Minuten liegen. Ein dritter Teilnehmer kann in eine bestehende Verbindung mit der Verzögerungszeit dieser Zeitspanne eintreten. Bei dem in der genannten Patentanmeldung beschriebenen Schlüsselr impulsgenerator ist die Zeitspanne, während welcher ein Eingangsimpuls die Ausgangsimpulse beeinflusst, in vom Geheimschlüssel abhängigen Zeitpunkten für jeweils eine bestimmte Zeitspanne von einem grösseren auf einen kleineren Wert umschaltbar. In diesen Zeitspannen ist der Eintritt von Dritten in eine bestehende Verbindung möglich. Andererseits ist bei diesem Schlüsselimpulsgenerator auch die Forderung nach einer möglichst grossen Zeitdauer der Beeinflussung der Ausgangsfolgen durch die Eingangsfolgen und damit nach hoher Chiffrierfestigkeit erfüllt.

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- Te(T-

Der Datum-Uhrzeitspeicher 1 ist wie schon erwähnt eine elektronische Uhr. Als Taktquelle dieser Uhr dient ein Quarzoszillator 13, welchem ein schneller Untersetzerteil 12 und ein langsamer Untersetzerteil 11 nachgeschaltet sind. Der Quarzoszillator 13 gibt an den Eingang des schnellen Untersetzerteils 12 eine Taktfrequenz von zum Beispiel 1 MHz entsprechend einer Taktperiode T₀ von 1 ^us ab. Im schnellen Untersetzerteil, welcher im wesentlichen aus hintereinandergeschalteten Frequenzuntersetzerschaltungen 14 und 15 besteht, wird die Taktfrequenz zuerst auf die Taktfrequenz mit der Taktperiode T untersetzt. Diese Frequenz wird über die Leitung 7 den einzelnen Stufen des Datum-Uhrzeitspeichers 1, dem Schlüsselimpulsgenerator 5 und dem Geheimschlüsselspeicher 3 zugeführt und dient als Taktfrequenz für die gesamte Chiffriereinrichtung. In der Untersetzerschaltung 14, welche darstellungsgemäss 18 Binärstufen aufweist, wird die Taktfrequenz mit der Periode T entsprechend der Zahl der Untersetzerstufen auf etwa 4 Hertz untersetzt. Diese Frequenz wird über eine Leitung 149 dem langsamen Untersetzerteil 11 zugeführt und in diesem vorerst in einem zweistu- >figen Untersetzer 22 auf 1 Hz untersetzt. Das am Ausgang des Untersetzers 22 erhältliche Taktsignal T_ßG hat demnach eine Periodendauer von 1 see. Mit diesem 1-Sekunden-Taktsignal T wird die eigentliche Uhr, deren Logik den gebräuchlichen Datum-Uhrzeit-Angaben -Sekunde (see), Minute, Stunde, Tag (T), Monat, Jahr angepasst ist, angetrieben. Die . Zahlen der Datum-Uhrzeit-Ängaben sind binär codiert, wobei für jede Zahl 4 Binär,-stellen vorgesehen sind. Bei der Sekundenangabe werden 2U-sätzlich zu den ganzen Sekunden auch die Viertelsekunden angegeben, wozu zwei zusätzliche Binärstellen ausreichen. Eine nicht eingezeichnete Untersetzer-

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logik in.der für elektronische Uhren gebräuchlichen Technik sorgt dafür, dass die Ueberträge von Sekunden auf Minuten usw. erfolgen. Diese elektronische Uhr ist durch einen Speicher 26 dargestellt, welcher Speicher gleichzeitig auch den Nummernspeicher 2 bildet und neben den Speicherstellen für die Datumührzeitinformation noch 12 Speicherstellen für die Speicherung der ebenfalls binär codierten Nummerninformation H (Hunderter), Z (Zehner) und E (Einer) aufweist. Ebenso wie die beiden Speicher 1 und 2 arbeitet die gesamte Chiffriereinrichtung mit binär codierten Signalen. Aus Gründen der Einsparung von Leitungen wird die gesamte Information der Speicher 1 und 2 dem Modulo-2-Mischer 18 nicht parallel, sondern in Sequenz eingegeben. Dazu ist eine Art Parallel-Serie-Wandlung der in den Untersetzerteilen 26 und 22 vorhandenen Information erforderlich. Diese Wandlung erfolgt durch ein von einer Schiebelinie antreibbares Datum-Uhrzeit-Schieberegister 19, welches ebensoviele Stufen aufweist wie die beiden Untersetzerteile 26 und Die Information je einer Binärstufe der Untersetzerteile 26 und 22 wird auf je eine Stufe des Datum-Uhrzeit-Schieberegisters 19 geführt. Der Transfer der Information der einzelnen Binärstufen der Untersetzerteile 26 und 22 in die Binärstufen des Datum-Uhrzeit-Schieberegisters 19 erfolgt jeweils einmal nach je einem Uebertrag aus dem schnellen Untersetzerteil 12 in den langsamen Untersetzerteil 11, darstellungsgemäss also alle 1/4 Sekunden mittels einer nicht dargestellten, an den Ausgang des schnellen Untersetzerteils 12 (Taktperiode T) angeschlossenen Setzlinie. Während der Zeitspanne von 1/4 see ist die Information in den Untersetzerteilen 26 und 22 konstant und die Information im

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Datum-Uhrzeit-Schieberegister 19 wird von der an die Taktperiode T angeschlossene Schiebelinie 20 über eine Rückführleitung 25 andauernd im Kreis herumgeschoben und gleichzeitig einem Modulo-2-Mischer 21 zugeführt. Da das Verhältnis der beiden Taktperioden T : T etwa gleich 1 :250¹OOO ist, und die Länge des Datum-Uhrzeit-Schieberegisters 19 etwa 60 Stufen (10 Stufen

Angaben für die Sekundenangabe, je 8 Stufen für die Minute, Stunde, Tag, Monat, Jahr plus 12 Stufen für die Nummerninformation plus 2 Stufen für den Uebertrag aus dem Untersetzerteil 22 ) beträgt, wird während 1/4 see die Information des Datum-Uhrzeit-Schieberegisters 19 250'000 : 60, also etwa 4'000 mal unverändert, auf den Modulo-2-Mischer 21 geführt.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform werden die Binärstufen der Untersetzerteile 26 und 22 und die Stufen des Datum-Uhrζeit-Schieberegisters 19 inklusive der nötigen Zählerübertragsschaltungen als integrierte Schaltung ausgeführt, wodurch die relativ teuren Querverbindungen zwischen Untersetzer und Schieberegister wegfallen.

W Mit der Schiebelinie 20 wird ausser dem Datum-Uhrzeit-Schieberegister 19 auch ein rückgekoppeltes Schieberegister 16 angetrieben. Dieses Schieberegister ist darstellungsgemäss zwanzigstufig ausgeführt und besitzt an der dritten Stufe eine Anzapfung 152, welche auf einen Modulo-2-Mischer 17 geführt ist, welch letzterer das Mischprodukt aus der Information dieser Anzapfung 152 und dem Ausgang 151 des rückgekoppelten Schieberegisters auf dessen Eingang 153 führt. Ein solches Schieberegister mit η Schieberegisterstufen liefert eine sogenannte

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"Pseudo-Noise"-Sequenz (PN-Sequenz) mit der Periodendauer von zirka 1 Million Taktimpulsen entspricht. Die PN-Sequenz hat die charakteristische Eigenschaft, dass sie mit Ausnahme der Gesamtperiodizitat einer statistischen Impulsfolge praktisch gleichwertig ist. Die PN-Sequenz des rückgekoppelten Schieberegisters 16 gelangt über dessen Ausgang 151 ebenfalls auf den Modulo-2-Mischer 21 und wird mit dem Programm des Schieberegisters 19 gemischt. Das Ausgangssignal des Modulo-2-Mischers 21 ergibt den Zusatzschlüssel, welcher über die Leitung 154 dem Modulo-2-Mischer 18 zugeführt wird. Im dargestellen Beispiel beträgt die Periodendauer der PN-Sequenz des rückgekoppelten Schieberegisters 16 etwa 1 Sekunde, wogegen der Speicherinhalt des Datum-Uhrzeit-Schieberegisters 19 jede 1/4 Sekunde wechselt, was besagt, dass während des Periodenablaufs der PN-Sequenz der langsame Untersetzerteil 11 dreimal vorgeschaltet hat und bei Beginn der neuen Ablaufperiode der PN-Sequenz mit Sicherheit verändert ist.

Da vom Takt T sowohl der Binäruntersetzer 14 als auch das rückgekoppelte Schieberegister 16 "parallel" angetrieben werden und da ein η-stufiges Schieberegister eine Ablaufperiode von 2 -1

η Takten und ein η-stufiger Binäruntersetzer 2 Takte pro Periode

aufweist, muss zur Einhaltung des Gleichlaufs der Takt des rückgekoppelten Schieberegisters 16 pro Ablaufperiode je einmal unterdrückt werden.

Der Binäruntersetzer 14 kann neben seiner Funktion als schneller Untersetzerteil auch zur Gewinnung verschiedenperiodiger Takt-

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impulse verwendet werden. Diese Zeitimpulse werden,wie weiter unten erläutert wird, für die Synchronisierung zwischen sende- und empfangsseitiger Station verwendet» An den Anzapfungen T , T , T und T des üntersetzerteils 14 und der Anzapfung T_ am Ausgang des Untersetzerteils 22 können solche verschiedenperiodige Taktimpulse gewonnen werden. Wenn zwei Anzapfungen für die Gewinnung solcher Taktimpulse um die Anzahl Z Binärstufen auseinanderliegen, dann unterscheiden sich die entsprechenden Taktperioden um den Faktor 2 * Darstellungsgemäss ist also die Periode der Taktimpulse T _G viermal so gross wie die der Taktimpulse T , die Periode der Taktimpulse T viermal so gross wie die der Taktimpulse T , die Periode der Taktimpulse T achtmal so gross wie die der Taktimpulse T„ und die Periode der Taktimpulse T achtmal so gross wie die der Taktimpulse T . Diese verschiedenen Taktimpulse bilden einen Raster, welcher sich hervorragend zur Synchronisierung eignet.

Für alle Anwendungsfälle, bei denen auf diesen Raster verzichtet werden kann, kann auch auf den Binäruntersetzer 14 verzichtet werden und das rückgekoppelte Schieberegister 16 kann direkt als Untersetzerschaltung zwischen den Quarzoszillator 13 und dem Eingang 149 des langsamen Untersetzerteils 11 geschaltet sein, wobei das rückgekoppelte Schieberegister bei jedem seiner Periodenabläufe je einen Vorschaltimpuls an den langsamen Untersetzerteil 11 liefert.

Da, wie schon oben ausgeführt wurde, Nachrichtenimpulse, welche .bei der Sendestation mit einer bestimmten Schlüsselimpulsfolge

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chiffriert wurden, nur dann richtig empfangen werden können, wenn das entsprechende Chiffrat empfangsseitig mit derselben Schlüsselimpulsfolge dechiffriert wird, ist eine genaue Synchronisierung zwischen Sender und Empfänger erforderlich. Da die Schlüsselimpulsfolgen von Datum und Uhrzeit abhängig sind, besteht diese Synchronisierung im Prinzip darin, die sende- und empfangsseitigen Uhren unter Berücksichtigung der Uebertragungslaufzeit gleichzustellen. Die Synchronisierstufe 6 besteht aus einer Zeitvergleichereinrichtung 61, aus einem ODER-Tor 63 und aus einem Speicher 62. Ausserdem ist dem Datum-Uhrzeit-Speicher eine Zeitkorrektureinrichtung 4 vorgeschaltet, deren Eingang mit dem dem Ausgang des ODER-Tores 63 verbunden ist. In der Zeitvergleichereinrichtung 61, welche über einen Schalter 23 mit dem Schlüsselimpulsgenerator 5 oder mit dem Datum-Uhrζeit-Speicher 1 verbunden ist, wird die Zeitdifferenz zwischen dem über eine Leitung 132 in die Zeitvergleichereinrichtung eingespeisten Empfangssignal und dem Schlüsselimpulsgenerator 5 - Leitung 82 - bzw. der eigenen Uhr-Leitung 128 - festgestellt. Ersteres ist deswegen möglich, da das Schlüsselimpulsprogramm uhrzeitabhängig ist. Der Zeitvergleich kann anhand von in das Empfangssignal eingeschachtelten Zeitimpulsen erfolgen oder durch Korrelation des Empfangssignals mit dem Schlüsselimpulsprogramm usw. Die ermittelte Zeitdifferenz kann beispielsweise dazu benützt werden, die

eigene Uhr von der Zeitvergleichereinrichtung 61 über die Leitung 22 und das ODER-Tor 63, die Leitung 129 und die Zeitkorrektureinrichtung 4 nachzustellen. Die ermittelte Zeitdifferenz kann ausserdem über die Leitung 131 in den Zeitdifferenzspeicher 62 eingegeben und in diesem gespeichert werden, sodass nach einer Nachrichtenübermittlung mit diesem Speicherwert die vorangegangene Uhrverstellung wiederum über das ODER-Tor 63 ,'

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die Leitung 129 und die Zeitkorrektureinrichtung 4 rückgängig gemacht werden kann und die Uhr nach beendeter Nachrichtenübermittlung wieder in ihre ursprüngliche Ganglage zurückversetzt wird.

Fig. 3 zeigt ein.prinzipielles Beispiel für die Synchronisierung zwischen sende- und empfangsseitiger Station mit Hilfe eines Rasters von in die eigentlichen Nachrichtenimpulse eingeschachtelten Synchronisierimpulsen verschiedener Periodendauer bzw. Frequenz. In den folgenden Ausführungen wird von Wertigkeit der Impulse gesprochen, Wertigkeit ist in diesem Zusammenhang proportional der Periodendauer und wird in der Fig» durch die Strichhöhe der einzelnen Impulse markiert". Wie Zeile a, welche einen vom Empfänger empfangenen Zeitimpulsraster darstellt, zu entnehmen ist, besitzen die eigentlichen

tenimpulse N
Nachrich- J mit der Periodendauer T die niederste Wertigkeit, die nächsthöhere Wertigkeit besitzen die sogenannten Wortimpulse W₁ mit der Periodendauer T , wobei auf je vier Informationsimpulse ein Wortimpuls kommt. Die nächsthöhere Wertigkeit * weisen die sogenannten Blockimpulse BL mit der Periodendauer T auf und die höchste Wertigkeit schliesslich besitzen die sogenannten Blockgruppenimpulse BG₁ mit der Periodendauer T_G. Auf je vier Wortimpulse kommt ein Blockimpuls und auf je vier Blockimpulse je ein Blockgruppenimpuls. In Zeile b ist der vom Empfänger eigenerzeugte Zeitimpulsraster dargestellt. Die Zeitdifferenz zwischen Empfangssignal und eigenerzeugtem Signal ist At. Zur empfangsseitigen Uhrgleichstellung sind folgende

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Schritte vorzunehmen: Zuerst werden die Zeitimpulse der niedersten Wertigkeit, also die Nachrichtenimpulse N , _ZUr Deckung gebracht. Hierzu wird das eigenerzeugte Zeitsignal um Bruchteile der Periodendauer T_n verschoben und zwar um die Differenz Δτ . Damit ist die empfangsseitige Uhr auf die Stellung von Zeile c gebracht. Alsdann erfolgt die Korrektur der Wortimpulssteilung von Zeile c zu Zeile d, wobei das eigenerzeugte Signal um 3 Informationslängen verschoben wird. Damit ist Δ T= O. Als nächstes wird die Differenz Δ Τ der Block-

W JjJj

impulse durch Schieben um 3 Wortimpulslängen korrigiert. Damit gelangt man auf Zeile e und es folgt die Korrektur der Differenz

Δ T cter Blockgruppenimpulse durch Schieben um 3 Blockimpulslängen T . Damit ist Zeile f als korrigierte eigene Uhrstellung mit Zeile a als empfangenem Signal zeitlich synchronisiert. Die Nachstellung der empfangsseitigen Uhr lässt sich beispielsweise so durchführen, dass in den Binäruntersetzer 14 (Fig. 2) an den entsprechenden Stufen zusätzliche Impulse eingegeben werden. Selbstverständlich ist es möglich, die Wertigkeit der einzelnen Zeitimpulse des Synchronisierimpulsrasters anstatt durch verschiedene Amplituden durch verschiedene Zeitdauer zu charakterisieren.

Ein anderes Beispiel für die Synchronisierung zwischen sende- und empfangsseitiger Station mit Hilfe eines Synchronisierimpulsrasters ist in Fig. 4 dargestellt. Zeile a zeigt den Taktimpulsraster des Quarzoszillators 13 (Fig. 2) mit der Periode T , Zeile b zeigt den Taktimpulsraster des Schlüsselimpulsgenerators mit der Periode T. Zeile c zeigt den sogenannten Informa-

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,tionsbit-Taktimpulsraster mit der Periodenlänge T und Zeile d den Informationstaktimpulsraster mit der Periode Τ_Ώ. Diese Periode T soll der Bitlänge der eigentlichen Nachrichtenimpulse entsprechen. Zeile e zeigt eine kurze Folge von Nachrichtenimpulsen 101 . In Zeile f wird eine Zeitmassstabverkürzung vorgenommen, um eine grössere Zahl von Impulsen darstellen zu können. Das Signal dieser Zeile ist wie folgt aufgebaut: Zwischen je 2 Wortimpulsen W (aufgezeichnet in Zeile g) befinden sich je 6 Nachrichtenimpulse, zum Beispiel beim ersten Wort links die Nachrichtenimpulse 101110, beim zweiten Wort 001011, beim dritten Wort 100010, beim vierten Wort 010111 usw. Vor jedem Wortimpuls W ist eine Bitlänge frei für die Information für die Blockimpulse. Diese Blockimpulsinformation ist von Zeile f mittels Pfeillinien auf Zeile h hinuntergeführt. Vor dem ersten Wort links wird diese Information gleich 1 gewählt, vor dem zweiten Wort ebenfalls gleich 1, vor dem dritten Wort 0, vor dem vierten Wort 0. Dann wiederholt sich die Folge der Blockimpulse (Zeile h) periodisch 11001100 usw. Mit dieser periodischen Information können die Blockgrenzen ermittelt werden - Zeile i - und zwar durch den Wechsel der Blockimpulse 00 auf die Blockimpulse 11. Zeile j schliesslich zeigt die Blockgruppenimpulse BGj. Die Nachstellung der empfängsseitigen Uhr bei Zeitabweichungen erfolgt nach dem oben (Fig. 3) beschriebenen Verfahren. Bezüglich der Periodendauer der einzelnen Synchronisierimpulse ist zu bemerken, dass ganz allgemein die Periodendauer der Synchronisierimpulse der höchsten Wertigkeit in den Beispielen von Fig. 3 und Fig. 4 also T grosser sein muss als die doppelte maximal zu erwartende Uhrabweichung zwi-

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sehen Sender und Empfänger. In diesem Fall liegt bei Nichtüber-

einstimmung der sende- und empfangsseitigen Uhr jeder periodische Zeitimpuls der empfangsseitigen Uhr jeweils zwischen zwei periodischen Zeitimpulsen der sendeseitigen Uhr und zwar in jedem Fall so, dass der Abstand des empfangsseitigen Zeitimpulses zu dem einen benachbarten sendeseitigen kleiner und zu dem anderen grosser ist als die Zeitimpulsperiodendauer. Da diese Periodendauer wie oben angeführt grosser ist als die doppelte maximal zu erwartende Uhrabweichung, ist ein emfpangsseitiger Zeitimpuls stets mit demjenigen der beiden benachbarten sendeseitigen Zeitimpulse zur Deckung zu bringen, von welchem er weniger weit entfernt ist. Bei der heute erreichbaren Ganggenauigkeit quarzgesteuerter Uhren - maximale Abweichung pro Tag 0,1 see - kann man annehmen, dass die Uhrabweichungen nicht grosser als + 5 Sekunden sein werden.

Die bisher besprochenen Synchronisiermethoden haben den Nachteil, dass zum Auskorrigieren der. Uhrdifferenzen zumindest die Zeit der Uhrabweichung benötigt wird. Im folgenden werden Methoden beschrieben, mit denen Zeitdifferenzen in einer wesentlich kürzeren als der Zeitdifferenz entsprechenden Zeit auskorrigierbar sind.

Eine erste solche Methode ist in Fig. 5 dargestellt: Gemäss Zeile a sind zwischen die periodischen Wortimpulse W die eigentlichen Nachrichtenimpulse N eingeschachtelt. Vor jedem Wortimpuls W₁ ist - ähnlich wie in Zeile f von Fig. 4 - ein Blockimpuls-Bit eingeschachtelt. Im Unterschied zum Beispiel von Fig. 4 sind jedoch die Blockimpulse nicht nur so geformt und angeordnet, dass mit ihrer Hilfe die Block- und die Blockgruppengrenzen detektierbar sind, sondern enthalten gleichzeitig eine Information. In Zeile b sind die durch ihr jeweiliges Binärzeichen 0 oder 1 gekennzeichneten Blockimpulse dargestellt. Jeweils 16 Blockimpulse bilden einen Block, die Blockgrenzen sind durch die Folge von viermal 0 und viermal 1 markiert und in Zeile c durch gestrichelte Impulse BL dargestellt. Wie Zeile b zu entnehmen ist, besteht die Information innerhalb eines Blockes aus einer in jedem Block dreimal übertragenen Folge von sechs

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- -ac -

Binärzeichen. Jede dieser Folgen entspricht einer Dczimalzahl mit zv/ei Stellen nach dem Komma: Die in der linken Hälfte von Zeile b dreimal aufscheinende Folge 011001 entspricht der Zah] ()^/4_f die in der rechten Hälfte dargestellte Folge 011010 entspricht der Zahl 6 2, Diese Zahlen bedeuten jeweils die lüinerstelle plus die Viertel der Sekundenanzeige der Uhr (Datum-Uhr zeitspeicher 1, Fig. 2). Da,wie in der Beschreibung zu Fig. 2 ausgeführt ist, der Datum-Uhrzeit-Zusatzschlüssel jede Viertelsekunde über die Modulo-2-Mischer 21 und 18 dem Schlüssel impuls gener a tor 5 zugeführt wird, wird auch jede Viertelsekunde ein neuer Zeitwert, eben die in Zeile b dargestellte Folge von Blockimpulsen je dreimal übertragen. Die dreimalige Uebertragung dient zur Sicherung gegen Störungen. Die Blockzeit T - Zeile a - ist ebenfalls gleich 4 Sekunde gewählt. Dies hat seinen Grund darin, dass normalerweise eine Verzögerungszeit von 4 see gerade noch zulässig und nicht störend ist - beispielsweise bei einem Telefongespräch. Eine Verzögerungszeit von 1 see wäre hingegen bei einem Telefongespräch sicher stoll rend, 50 ms wären unnötig kurz. 4 Sekunde ist eine gerade noch zulässige "Manipulierzeit". Auf der Empfangsseite sind nur die Blockgrenzen festzustellen und dann die empfangenen Sekundenwerte mit den Sekundenwerten der eigenen Uhr zu vergleichen und die eigene Uhr zu korrigieren. Die Korrektur kann dabei in jedem Stellenwert des Uhruntersetzers praktisch ohne Zeitverzug direkt erfolgen. Das Auskorrigieren von zum Beispiel 5 Sekunden Zeitabweichung kann innerhalb ^V4 Sekunde ohne weiteres erfolgen.

- In Fig. 6 ist eine Variante zu Fig. 5 dargestellt, bei welcher

οπό- ., _/nrr_n

r 21 -,

die Blockgrenzen nicht so wie in Fig. 5 durch eine bestimmte Folge von Blockimpulsen markiert sind, sondern durch die übertragene Uhrzeitangabe selbst. Gemäss Fig. 6 werden innerhalb eines Blocks T_._T die Uhrzeit-Sekundenzahlen als Blockimpulse BL dreimal redundant übertragen. Die Blockimpulse sind so wie in den Fig. 4 und 5 jeweils vor den periodischen Wortimpulsen (nicht dargestellt) eingeschachtelt. Die Blocklänge T beträgt

wiederum 1/4 Sekunde, sodass mit der zweistelligen Binärangabe nach dem Komma auszukommen ist. Zur Markierung der Blockgrenzen wird jeweils die dritte der redundanten UhrZeitzahlen in umgekehrter Reihenfolge sowie in invertierter Form übertragen. D.h., dass beispielsweise die erste Stelle der Zeitangabe 7 1/4, also das Zeichen 0, zu 1 invertiert und an die letzte Stelle gesetzt wird usw.

Fig. 7 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Zeitvergleichereinrichtung 61 der Synchronisierstufe 6 (Fig. 1). Die in der Fig. dargestellte Einrichtung eignet sich zur Ermittlung von auf die in Fig. 6 beschriebene Weise markierten Blockgrenzen und besteht im wesentlichen aus drei Schieberegistern 30, 31 und 32, aus drei Vergleichern 27, 28 und 29, aus einem Inverter 39 und aus einem invertierten UND-Tor 38. Die Zeitimpulse des über die Leitung 132 empfangenen Signals gelangen mit einem dem Wortimpulstakt T (Fig. 3) entsprechenden Schiebetakt T - Schalter 35 und 36 und 37 in der dargestellten Position und Schalter 34 offen - in die drei Schieberegister 30, 31 und 32. Jedes Schieberegister hat zur Aufnahme einer sechsstelligen Binärz.ihl 6 Stufen. Nach jedem Taktimpuls von T werden kurzzeitig

Jj

die Schalt« r 15, 36 und 37 umgelegt, der Schalter 33 wird

2 0 9 8 2 G / (ι b 5 6

geschlossen xsxid der Schalter 34 geöffnet, und zwar für genau ■ 6 Taktimpulse eines schnellen Schiebetaktes T_c, v/elcher 'mindestens sechsmal so schnell ist wie der Schiebetakt T * Die Information in jedem Schieberegister wird anschliessend mit dem Schiebetakt T einmal vollständig am Kreis herumgeschoben und ist anschliessend wieder am ursprünglichen Ort. Dies geschieht vor dem Eintreffen des nächstfolgenden Taktimpulses T an der entsprechenden Eingangsklemme. Während des Umlaufs im Kreis herum, wird der Inhalt des Schieberegisters 30 mit demjenigen des Schieberegisters 31 im Vergleicher 27, der Inhalt des Schieberegisters und der mittels des Inverters 39 invertierte Inhalt des Schieberegisters 32 im Vergleicher 29 verglichen, ebenso der Inhalt des Schieberegisters 31 und der invertierte Inhalt des Schieberegisters 32 im Vergleicher 28. Dazu ist zu bemerken, dass für den Schiebetakt T die Schieberichtung im Schieberegister 32 umgekehrt ist. Diese Umkehr der Schieberegister korrespondiert mit der umgekehrten Reihenfolge der dritten Zahl(Fig. 6 ), wogegen der Inverter 39 mit den Invertern für die Inversion der Zeitinformätion (nicht dargestellt) korrespondiert. Wird während eines vollen Umlaufs beim Vergleich in einem der 3 Vergleicher eine Ungleichheit festgestellt, so liegt am Ausgang dieses Vergleichers das Binärzeichen 0 und am invertierten Ausgang 40 des UND-Tors 38 das Binärzeichen 1. Diese 1 bewirkt, dass die ganze Prozedur beim nächsten Taktimpuls T_ wiederholt wird, und zwar so lange, bis bei einem Kreisumlauf der Information in den Schieberegistern sämtliche Ausgänge der Vergleicher auf 1 bleiben, wodurch bei 40 eine 0 erscheint. Diese 0 ist das Zeichen für die Blockgrenze. Die Ermittlung der Blockgrenze

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ist dazu nötig, tun die einzelnen Bits der Z ah I en in format ion in ihre richtigen Stellenwerte einreihen zu können. Die zur Ermittlung der Blockgrenze erforderliche Anzahl von Schiebetaktimpulsen T , welche der Zeitdifferenz zwischen sende- und empfangsseitigen Blockgrenzen, ausgedrückt in der Anzahl von Worten (Taktperiode T) entspricht, kann beispielsweise in einem Zähler 700 ermittelt werden. Dasu dient ein Schalter 134, welcher mit dem ersten Schiebetakt T geschlossen und beim Auftreten des Binärzeichens 0 auf der Leitung 40 geöffnet wird. Die Korrektur der empfangsseitigen Uhr erfolgt mit Hilfe der gefundenen Anzahl von Schiebetaktimpulsen nach der bei Fig» 3 beschriebenen Methode.

Fig. 8 zeigt ein zweites Ausführungsbexspiel der Zeitvergleichereinrichtung 61 (Fig. 1),bei welchem die Ermittlung der Uhrzeitdifferenz zwischen Sender und Empfänger durch sogenannte Impulsschablonen erfolgt. Gemäss Fig. 8 wird zur Erzeugung dieser Impulsschablonen ein über einen Modulo-2-Miseher 41 rückgekoppeltes vierstufiges Schieberegister 400 verwendet. Mit diesem Schieberegister wird eine aus 15 Bits bestehende PN-Impulsschablone erzeugt. Die einzelnen Bits dieser Impulsschablone werden so wie in den Beispielen der Fig. 4 bis 6 je vor einem

Wortimpuls plaziert. Innerhalb eines Blocks wird die jeweilige Impulsschablone dreimal redundant übertragen. Eine Impulsschablone von 15 Bits hat bekanntlich die Eigenschaft, dass sie, korreliert mit der gleichen Impulsschablone in verschiedenen Phasenlagen, in 14 Phasenlagen den Korrelationswert - 1 und in der fünfzehnten den Korrelationswert + 15 ergibt. Sie ist also zur Feststellung der sende- und empfangsseitigen Phasenlage gut geeignet. Die Länge der Impulsschablone entspricht deshalb auch der Blocklänge T . Die im Takt der Wortimpulse anfallen-

2 Π 9 *·:?!>/ 11 (: fj β

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■den einzelnen Bits der Impulsschablonen gelangen von der Empfangs leitung 132 in ein Schieberegister 42 und werden in. dieses mit dem der Wortimpulsperiode T„ entsprechenden Schiebetakt T eingeschoben. Während des Einschiebens ist die Rückkopplung des Schieberegisters 42 über den Schalter 43 offen. Zwischen je zwei Taktimpulsen T_ wird bei geschlossenem Schalter 43 mit einer hohen Taktfrequenz T_g einmal im Kreis herumgeschoben. Mit der gleichen Taktfrequenz T„ wird das Schieberegister 400 angetrieben. Dadurch kommen taktsynchron auf einen Korrelator 44 einerseits die Impulse der Impulsschablonen und andererseits die im Kreis herumgeschobene Information des Schieberegisters 42. Dieses Schieberegister hat 15 Stufen und kann somit eine volle Impulsschablone speichern. Selbstverständlich werden bei der Sendestation die Impulsschablonen mit einem identischen Impulsschablonengenerator (Schieberegister + Modulo-2-Mischer) hergestellt. Bei Nichtübereinstimmung der Phasenlage P der im Schieberegister 42 gespeicherten Information mit derjenigen vom Impulsschablonengenerator erzeugten ermittelt der Korrelator den Korrelationswert - 1. Ist dies der Fall, so wird der Schalter 43 wieder geöffnet, und ein neuer Schiebetaktimpuls T schiebt die Information im Schieberegister 42 um eine Stufe weiter. Dann wird wiederum der Schalter 43 geschlossen und die Information mit der hohen Taktfrequenz T₀ einmal im Kreis herumgeschoben und durch den Korrelator 44 wiederum der Korrelationswert festgestellt. Die bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Korrelator 44 den maximalen Korrelationswert feststellt, erforderliche Anzahl von Taktimpulsen T_T wird auf die gleiche

— - ■»

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r. 25 τ₄

Weise wie beim Beispiel von Fig. 7 ermittelt. Mit dem Auftreten des maximalen Korrelationswertes/der Synchronisierungsvorgang beendet. Mit dieser Methode lassen sich nu*" Zeitdifferenzen korrigieren, welche kleiner sind als die Blocklänge. Selbstverständlich braucht der maximale Korrelationswert nicht seinen Höchstwert zu haben, sondern er muss nur einen bestimmten Schwellenwert (bei einem Korrelationswert 15 zum Beispiel den Schwellenwert 10) überschreiten, um das Ende der Synchronisierprozedur zu bewirken.

In Fig. 9 ist eine ähnliche Methode zur Ermittlung der Uhrzeitdifferenz zwischen Sende- und Empfangsstation schematisch darge-

der Einrichtung von Fig. 8 verwendete Methode stellt wie die bei Imit welcher sich jedoch auch Zeitdifferenzen korrigieren lassen, welche grosser sind als die Blocklänge. Fig. 9 zeigt eine Sequenz von Blockimpulsbits, welche in der bereits mehrfach beschriebenen Weise vor je einem Wortimpuls in die übertragene Nachricht eingeschachtelt sind. Im Unterschied zu Fig.8 bestehen jedoch die einzelnen Blöcke mit der Blockperiode T__ nicht nur aus einer Impulsschablone IS, sondern auch noch zusätzlich aus einer Sekundenangabe, darstellungsgemäss 6 1/4, 6 1/2, 6 3/4 usw. Die Blocklänge T_ ist hier zum Beispiel 1/4 Sekunde. Die zur Ermittlung der Uhrzeitdifferenz zwischen Sender und Empfänger erforderliche Einrichtung ist mit der in Fig.8 dargestellten identisch. Die Ermittlung der Blockgrenzen erfolgt auf die unter Fig.8 beschriebene Weise. Die Methoden zur Korrektur der Zeitangabe werden weiter unten beschrieben.

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In Fig.10 ist ebenfalls, eine ähnliche Methode zur Ermittlung der UhrZeitdifferenz zwischen Sende- und Empfangsstation

der Einrichtung von Fig. 8 verwendete Methode schematisch dargestellt wie die bei I mit welcher sich "jedoch ähnlich wie mit der unter Fig.9 beschriebenen Methode Uhrzeitdifferenzen ausgleichen lassen, welche erheblich grosser sind, als die Blocklänge T . Wie Fig. 10 zu entnehmen ist, werden drei verschiedene Impulsschablonen IS,, IS2 und IS^ in einem sich ständig wiederholenden Zyklus nacheinander ausgesendet. Die drei ImpulsschabIonen IS,, IS₂ und IS₃ bilden zusammen eine Blockgruppe Tp. In Fig. 11 ist eine Einrichtung zur Ermittlung

der in Fig. 10 dargestellten

der Uhrzeitdifferenz anhand! dieser Impuls schablo'nengruppen dargestellt, welche im wesentlichen für jede Impulsschablone die in Fig.8 dargestellte Einrichtung enthält, also je ein über einen Modulo-2-Mischer 41 rückgekoppeltes Schieberegister als ImpulsSchablonengenerator und je ein mit einem langsamen oder schnellen Schiebetakt T_T bzw. T_c antreibbares Schiebe-

J-I O

register 46, 47 und 48 und je einen Korrelator 44. Jedes der Schieberegister 46, 47 und 48 hat eine der Bitanzahl einer P Impulsschablone entsprechende Anzahl von Stufen und dient je zur Aufnahme einer der drei Impulsschablonen. Die Funktionsweise ist ähnlich wie bei der in Fig.8 dargestellten" Vorrichtung, d.h. die Speicherinhalte der Schieberegister 46, 47 und 48 werden im zugeordneten Korrelator mit der zugeordneten Impulsschablone verglichen. Beim Auftreten des ersten maximalen Korrelationswertes in einem der drei Korrelatoren wird die UhrZeitdifferenz festgestellt. Die Zeitdauer für diese Uhrzeitdifferenzermittlung beträgt also höchstens die Länge einer der drei Impulsschablonen.

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Pig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer¹ Einrichtung zur Synchronisierung zwischen Sende- und Empfangsstation. Diese Art der Synchronisierung kann als Korrelationssynchronisierung bezeichnet werden und ist im Prinzip in der schweizerischen Patentschrift Nr. 422 047 beschrieben. Zur Synchronisierung wird ein im übertragenen Nachrichtensignal enthaltenes pseudostatistisches Impulssignal verwendet, dessen Ablauf durch Datum und Uhrzeit voll determiniert ist. Das pseudostatistische Impulssignal kann sein:

- das Schlüsselimpulsprogramm selbst.

In diesem Fall erfolgt die empfangsseitige Korrelationssynchronisierung in Uebermittlungspausen, d.h., wenn das Schlüsselimpulsprogramm nicht mit Klartext "überdeckt" ist, oder aber mittels eines Klartextdetektors.

- ein durch den Schlüsselimpulsgenerator zusätzlich erzeugtes pseudostatistisches und vom Geheimschlüssel abhängiges Impulssignal. Dieses Impulssignal kann entweder in einem separaten Nachrichtenkanal übertragen oder, wie oben beschrieben, in Form von Zeitimpulsen in das Nachrichtensignal eingeschachtelt übertragen werden.

- ein nichtgeheimes, jedoch datum- und uhrzeitabhängiges, pseudo-statistisches Impulssignal.

Die erstgenannten beiden Methoden haben den Vorzug, dass das pseudostatistische Impulssignal auch noch geheimschlüsselabhängig ist und für Unbefugte der Eintritt in den Synchronismus sehr erschwert wird.

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Die in Fig. 12 dargestellte Einrichtung unterscheidet sich von den weiter oben beschriebenen Einrichtungen im wesentlichen durch ein Schieberegister 77 zur Speicherung des über die Leitung 132 " empfangenen pseudostatist!sehen Impulssignals und durch ein Schieberegister 80 zur Speicherung des vom eigenen Schlüsselimpulsgenerator 5 erzeugten pseudostatistischen Impulssignals. Beide Schieberegister sind mit einem Korrelator 76 verbunden, welcher Korrelator zum Vergleich der Speicherinhalte der beiden Schieberegister dient.

Zur Erläuterung der Funktionsweise dieser Einrichtung wird angenommen, dass das pseudostatistische Impulssignal entweder durch das Schlüsselimpulsprogramm oder durch ein zusätzlich erzeugtes Programm des Schlüsselimpulsgenerators 5 gebildet wird, Ferner wird angenommen, dass das pseudostatistische Impulsprogramm bei seinem Eintreffen auf der Leitung 132 bereits von den eigentlichen Nachrichtenimpulsen befreit sei. Zum besseren Verständnis der Funktionsweise wird nun ein numerisches Beispiel angegeben: Das auf der Leitung 132 empfangene pseudostatistische Impulssignal, welches beispielsweise eine Impulsperiodendauer von 10 ms hat, wird in das Schieberegister 77 eingespeist. Das vom eigenen Schlüsselimpulsgenerator 5 erzeugte pseudostatistische Impulssignal wird in das Schieberegister 80 eingespeist. Da die sende- und empfangsseitigen Uhren vorerst um die Uhrzeitdifferenz (z.B. einige Sekunden) voneinander abweichen können, muss durch einen möglichst raschen Absuchvorgang diese Zeitdifferenz festgestellt werden. Das Empfangssignal

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trifft mit konstanter Geschwindigkeit ein und kann ausserdem wegen, der gegebenen Uebertragungskanalkapazität nicht beschleunigt werden, dagegen kann die Erzeugung des pseudostatistischen Impulssignals der Empfangseinrichtung beschleunigt . werden. Der Prinzipvorgang zur erstmaligen Synchronisierung (bzw. Gleichstellung von sende- und emfpangsseitiger Uhr) bei einer Verbindungsaufnahme, wo die relativen Uhrstellungen noch zum Beispiel einige Sekunden voneinander abweichen können, ist der, dass die empfangsseitige Uhr um mindestens die ganze zu erwartende Uhrzeitdifferenz rückgestellt wird.Dadurch ist die empfangsseitige Uhr mit Sicherheit in einer Position, welche der sendeseitigen nachläuft. Von hier aus werden nun die empfangsseitige Uhr und der empfangsseitige Schlüsselxmpulsrechner mit erhöhter Geschwindigkeit ablaufen gelassen, wodurch nach einer bestimmten Zeit diejenige empfangsseitige Uhrstellung erreicht wird, welche der sendeseitigen entspricht. Der Vorgang dieses Absuchens ist wie folgt: Es wird angenommen, dass durch das empfangene pseudostatistische Impulssignal alle Stufen des empfangsseitigen Schieberegisters 77 belegt sind. Wenn dieses beispielsweise 64 Stufen aufweist, beträgt die Auffüllzeit bei der gewählten Periodendauer der Impulse somit 0,64 Sekunden. Diese Zeit ist im Vergleich zur wünschbaren Manipulierzeit von zirka 1/4 Sekunde zu lang, Jedoch kann hier leicht durch Reduzierung der Stufenzahl des Schieberegisters 77 auf beispielsweise 32 Stufen oder durch Erhöhung der Taktfrequenz des pseudostatistischen Impulssignals reduziert werden. Nachdem der erstmalig in die Verbindung eintretende Empfänger die eigene Uhr um die

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-30-7

zu erwartende Uhrzeitdifferenz zurückgestellt hat, wird ein zwischen Quarzoszillator 13 und Untersetzer 12 angeordneter Schalter 71 in die eingezeichnete Stellung umgelegt, wodurch die Taktimpulse des Quarzoszillators auf einer Stufe 165 des Binäruntersetzers 14 angekoppelt sind, welche um 8 Untersetzerstufen von der ursprünglichen Anschaltung des Quarzoszillators

versetzt ist. Dadurch läuft die Uhr 2 = 256 mal schneller und ebenso der Schlüsselimpulsrechner 5 (Leitung 7). Das über die Leitung 82 abgegebene Programm des Schlüsselimpulsrechners, * welches im Normallauf Impulse von ebenfalls 10 ms Periodendauer liefert, läuft ebenfalls 256 mal schneller, wodurch sich die Impulsperiode auf etwa 40 ils verkürzt. Der Schiebetakt für die beiden Schieberegister 77 und 80, welcher von der Stufe 163 des Binäruntersetzers 14 abgenommen wird, wobei sich der Schalter 72 in der eingezeichneten Lage befindet, hat ebenfalls eine Taktperiode von 40 us: Der Oszillator 13 liefert eine Taktfrequenz von 1,64 MHz. Diese führt bei der eingezeichneten Stellung des Schalters 71 direkt auf die achte Untersetzerstufe des Binäruntersetzers 14 und passiert bis zu Stufe 163 am Binäruntersetzer noch 6 Untersetzerstufen, wird also noch 2 = 64 mal untersetzt, was eine Taktfrequenz von 1,64 MHz: 64 =* 25.000 Hz ergibt und somit einer Taktperiode von ca. 40 f|s entspricht. Diese 40-us-Schiebeimpulse gelangen, wenn der Schalter 134 in der eingezeichneten Stellung ist, nur auf das Schieberegister 80 und nicht auf das Schieberegister 77. Zwischen je 2 Schiebetakten für das Schieberegister 80, also innert 40 us werden die Inhalte der Schieberegister 77 und miteinander korreliert. Dies geschieht dadurch, dass mit einem

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schnellen Takt von zirka 0,6/is Taktperiode die gesamten Schieberegisterinhalte über die nun geschlossenen Rückführkontakte 78 und 79 einmal im Kreis herumgeschoben werden. Die Schieberegister haben 64 Schieberegisterstufen, das heisst für ein volles "Im-Kreis-Herumschieben" braucht es 64 Taktschritte, und diese sollen innerhalb 40 Ais durchgeführt werden, woraus die 0,6-pjus-Taktperiode resultiert. Diese Taktperiode entspricht der Oszillatorfrequenz von 1,64 MHz. Das "Im-Kreis-Herumschieben" geschieht dadurch, dass der Schalter 72 auf die Leitung 164 und der Schalter 134 auf die Leitung 162 umgeschaltet, die Schalter 78 und 79 geschlossen und der Schalter 54 geöffnet wird. Die Korrelation geschieht also in Sequenz mit einem einzigen Korrelator 76. Der.Korrelator 76 wirkt so, dass er während der 64 Korrelationsschritte die einzelnen korrespondierenden Bits des Inhalts der Schieberegister 77 und 80 miteinander vergleicht, bei üebereinstimmen mit + 1 und bei Nichtübereinstimmen mit - 1 bewertet und diese 64 Werte arithmetisch aufzählt. Bei Nichtübereinstimmen der Uhrzeiten wird der Korrelationswert klein sein und, im Durchschnitt um Null herum schwanken. Bei genauer Phasenübereinstimmung der Information in den Schieberegistern 77 und 80 beträgt im Idealfall (keine Störungen) der Korrelationswert 64. In der Praxis wird zeitliche Üebereinstimmung bereits bei Ueberschreiben eines unter 64, beispielsweise zwischen 50 und 60, liegenden Schwellenwertes festgestellt. Die Grosse dieses Schwellenwertes wird so gewählt, dass einerseits zufällige Fehleinläufe möglichst selten sind und dass andererseits die Einrichtung auch bei üebertragungsstörungen funktioniert. Wird der gewählte Schwellenwert bei einer ersten Korrelationswertbestimmung nicht erreicht,so wird unter Rückstellen der Schalter 72,134,78 und 79 ein neuer 40-^us-Impuls des vom Schlüsselimpulsgenerator 5 abgegebenen pseudostatistischen

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Jmpulsprogramms in das Schieberegister 80 eingeschoben. Alsdann wird mit diesem neuen Wert, wie oben beschrieben, durch einmaliges ⁿIm-Kreis-Herumschieben¹¹ ein weiterer Korrelationswert bestimmt usw. Die Prozedur wird fortgesetzt, bis einmal der Schwellenkorrelationswert überschritten wird, wonach durch einen dadurch ausgelösten Impuls der Schalter 71 in seine Normallage - Verbindung zwischen Oszillator 13 und 1. Stufe des Binäruntersetzers 14 - rückversetzt und die Uhr mit Normalgeschwindigkeit angetrieben wird» Dadurch beträgt auch die Taktfrequenz, welche an der Stufe 163 des Binäruntersetzers^abgenommen wird, nur noch 1/256, die Taktperiode wird also von 40 tis der Synchronisierphase 256 mal auf zirka 10 ms des Normallaufs erhöht. Der Schalter 134 bleibt ab jetzt in der die Leitung 162 mit dem Schalter 72 verbindenden Lage, wodurch die 10-ms-Impulse auch dem Schieberegister 77 zugeführt und die Empfangsimpulse mit Normalfrequenz eingeschoben werden. Während der Synchronisierphase wird durch den Zeitdifferenzspeicher 62 die Anzahl der 40-fis-Taktimpulse aufgezählt, welche von Beginn der Uhrrückstellung an bis zur Erreichung des Korrelationswertes aufgetreten sind. Diese Anzahl Taktimpulse entspricht der sende- und empfangsseitigen Uhrabweichung in Impulslängen des pseudostatistischen Impulssignals. Dieser Speicherwert im ührzeitdifferenzspeicher 62 kann dazu verwendet werden, nach aufgehobener Uebertragung bzw. Verbindung die Uhr wieder auf den ursprünglichen Laufwert zurückzustellen. Sollte es als nötig befunden werden, so kann nach vollzogenem Einlauf die Synchronisation durch den Korrelator 76 im Normallauf bei normalem .Takt andauernd tiberprüft werden, da die Eingänge des Korrelators ständig einerseits am Empfangssignal, andererseits am

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Ausgang des Schlüsselimpulsgenerators liegen. Die Zeit für das Absuchen beispielsweise einar Uhrdifferenz von 5 Sekunden ist ausserordentlich gering. 5 Sekunden enthalten 500 der 10 ms langen Impulse der pseudostatistisehen ImpulsSequenz. Diese 500 Impulse brauchen im Schnellauf der Synchronisierphase 500 . 40 iis, was 20 ms entspricht. In 20 ms ist also der ganze Bereich der Uhrabweichung von 5 Sekunden abgesucht. Würde diese Uhrabweichung eine Minute betragen, wäre das Absuchen in etwa 1/4 Sekunden möglich? dadurch wird gezeigt, dass selbst bei einminütiger Uhrabweichung die Uhrgleichstellung innerhalb von 1/4 Sekunde erfolgen kann und sogar zufolge der sehr günstigen Korrelationsmethode mit sehr grosser Sicherheit.

Der beschriebene Synchronisiervorgang ist in Fig. 13 dargestellt: In der X-Achse ist die Zeit t aufgetragen, in der Y-Achse die Zeitstellung t* der eigenen Uhr. Zum Zeitpunkt t,. wird die eigene Uhr um die maximale Uhrabweichung, also zum Beispiel um 5 Sekunden, auf die Uhrstellung T,* rückgestellt. Alsdann läuft sie im Schnellauf die doppelte mögliche Uhrabweichung 2Δτ durch bis zum Punkt T_n*. In Fig. 11 wird angenommax δ

men, dass in diesem Durchlauf aus irgendwelchen Gründen, z.B. wegen starker Störungen, der Synchronismus nicht zustande kam. Die Uhr stellt sich im Zeitpunkt t₂ zurück um ²AT auf T*, wonach wieder im Schnellauf der Korrelationsabsuchvorgang durchgeführt wird. Im Punkt T₄* (Zeitpunkt t-) spricht der Korrelator an und schaltet die eigene Uhr auf normale Geschwindigkeit um. Die ermittelte und im Speicher -62 festgehaltene Uhrzeitdifferenz Δ T ist ebenfalls eingezeichnet. Im Punkt

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-T₅* (Zeitpunkt t.) wird die Verbindung aufgehoben und der Speicherwert ΔT des Zeitdifferenzspeichers 62 wird zur Rückstellung der eigenen Uhr auf den ursprünglichen Normallauf verwendet - Punkt T *. Grundsätzlich muss das Ausgleichen von grossen ührzeitdifferenzen nur bei der ersten Verbindungsaufnahme durchgeführt werden. Sobald der Abgleich der eigenen Uhr einmal vollzogen ist, kann diese Uhrstellung, wie weiter unten beschrieben wird, in SpezialSpeichern festgehalten werden, sodass bei einer neuen Verbindungsaufnahme mit einem Absuchbereich von zum Beispiel nur 0,1 oder 0,5 Sekunden ohne weiteres ausgekommen werden kann, da z.B. ein Quarz von

—fi
10 see. Genauigkeit erst in 5 Tagen eine Gangabweichung von 0,5 Sekunden aufweist. Bei nur 0,5 Sekunden Absuchbreite in der Synchronisierphase ist auch die Zeit für den Eintritt in den Synchronismus ausserordentlich kurz und beträgt etwa 10 bis 20 ms.

Wie aus dem Beispiel mit 10 ms Bitlänge des pseudostatisti-" sehen Impulssignals ersichtlich ist, können Uhrabweichungen von + 30 Sekunden innerhalb von etwa 1/4 Sekunde mit Leichtigkeit zum genauen Synchronismus gebracht werden. Eine solche Abweichung entspricht etwa derjenigen Abweichung, welche eine quarzgesteuerte elektronische Uhr mit einer Ganggenauigkeit von 10" see innerhalb eines ganzen Jahres nicht überschreitet. Man kann also eine solche Uhr ein Jahr lang laufenlassen, ohne sie je nachzustellen. Es ist deshalb vorteilhaft, den Uhrteil an einer Batterie laufenzulassen, und zwar auch .während der Lagerung der Chiffriereinrichtung.

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Die für die Chiffriereinrichtung verwendeten Schlüsselimpulsrechner sind, wie oben erwähnt, solche, deren Speicherzeit begrenzt ist. Diese Eigenschaft der begrenzten Speicherzeit der Schltisselimpulsrechner ist für die erfindungsgemässe Chiffriereinrichtung von besonderer Bedeutung, da erst dadurch die anhand der F ig.12 und 13 beschriebene Synchronisierart ermöglicht wird. Denn beim Rückstellen der Uhr sollte an sich auch der Schlüsselimpulsrechner rückgestellt werden, damit er von der rückgestellten Position auch das "richtige", der rÜckgestellten Uhr entsprechende Schlüsselimpulsprogramm abgibt. Eine Rückstellung des Schlüsselimpulsrechners ist aber nicht möglich. Deshalb ist es erforderlich, dass nach Rückstellung der Uhr der Schlüsselimpulsrechner in genügend kurzer Zeit die früher gespeicherte information ausgegeben hat.

Um bei der Uhr-Synchronisierung nicht auf eine extrem kurze Speicherzeit des Schlüsselimpulsrechners 5 angewiesen zu sein, kann anstelle des Rückstellens der Uhr diese auch angehalten werden. Für den Absuchvorgang ergibt sich dann das in Fig.14 dargestellte Diagramm. Im Zeitpunkt t, wird die Uhr so lange angehalten, wie es der maximal zu erwartenden Zeitabweichung Λ Τ max entspricht. Alsdann (Zeitpunkt t„) wird mit erhöhter Geschwindigkeit abgesucht, wie es anhand von Fig.13 beschrieben wurde. Falls im Absuchbereich Λ Τ* keine Synchronisierung zustande kommt, dann wird im Zeitpunkt t_ die Uhr bis zum Zeitpunkt t. um 2 Δ T max angehalten. Im Zeitpunkt t₅ kommt es darstellungsgemäss zur Synchronisierung» Bei dieser Methode kann die Speixjherzeit des Schlüsselimpulsrechners 5 auch'mehrere Minuten oder langer sein, die Synchronisierung erfolgt dennoch in Sekundenbruchteilen. 209826/0656

einrichtung Jn Fig. 15 ist eine Korrelationssynchronisierungs- ' dargestellt, welche mit der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform gewisse Aehnlichkeiten aufweist, deren Uhr jedoch nicht rückstellbar ist. Die Synchronisierungseinrichtung besteht im wesentlichen aus drei rückgekoppelten Schieberegistern 42, 620 und 610, von denen das Schieberegister .42 über einen Schalter 54 mit der Empfangsleitung 132 und die Schieberegister 620 und 610 über einen Schalter 55 mit dem Schlüsselimpulsgeneratorausgang 82 verbindbar sind. Die Schieberegister 42, 620 und 610 sind ausserdem mit einem Korrelator 59 verbunden. Das auf der Leitung 132 empfangene pseudostatistische Impulssignal (z.B. wiederum mit 10 ms Bitlänge) wird im Schieberegister 42 gespeichert und das durch den eigenen Schlüsselimpulsgenerator 5 erzeugte pseudostatistische Impulsprogramm in den Schieberegistern 620 und 610. Wiederum wird durch die oben beschriebene Art durch "Im-Kreis-Herumschieben" der Speicherinhalte der beiden Schieberegister (bei geschlossenen Schaltern 57 und 58) im Korrelator 59 auf maximale üebereinstimmung abgesucht. Im Schieberegister 620 wird der der maximal zu erwartenden sende- und empfangsseitigen Uhrzeitdifferenz entsprechende Zeitabschnitt (also z.B. 5 Sekunden) gespeichert. Die empfangsseitige Uhr wird um die halbe zu erwartende ührzeitdifferenz (also z.B. um 2,5 Sekunden) vorgestellt, am Eingang des Schieberegisters 620 kann also ein Impulssignal abgenommen werden, welches der um 2,5 Sekunden vorlaufenden Uhrzeit entspricht. In der Mitte des Schieberegisters 620, bei der Anzapfung S, könnte ein Impulsprogramm abgenommen werden, welches der "Normal¹'-Uhrzeit entspricht, und' am Ausgang des Schieberegisters 620 das Impulsprogramm, welches einer um 2,5 Sekunden der Normalzeit

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nacheilenden Uhrzeit entspricht. Das Schieberegister 620 kann als Verzögerungslinie (Delay Line) bzw. "Zeitpotentiometer" aufgefasst werden, wo vom Eingang bis zum Ausgang Impulssignale verschiedener Zeitlage abgenommen werden können, und zwar im Zeitbereich, welcher der maximal zu erwartenden Uhrzeitdifferenz entspricht. Da für die empfangsseitige Synchronisierung die eigene Uhr um 2,5 Sekunden vorgestellt ist und demgemäss mit Sicherheit dem empfangenen Signal vorläuft und da ferner der Zeitvergleich am Ausgang des Verzögerungslinien-Schieberegisters 620 liegt, ist der im Schieberegister 42 enthaltene Abschnitt des pseudostatistischen Impulssignals mit Sicherheit irgendwo im Verzögerungslinien-Schieberegister 620 enthalten. Die dargestellte Schaltung gestattet nun, dies in sehr kurzer Zeit und mit hoher Taktfrequenz festzustellen, wobei jedoch die Uhr in ihrer normalen Geschwindigkeit weiterläuft. Der Synchronisiervorgang ist wie folgt:

Es wird angenommen, dass die Impulslänge des pseudostatistischen Impulssignals auf der Leitung 132 ebenso wie diejenige des Schlüsselimpulsgenerators auf der Leitung 82 10 ms sei. Ferner wird angenommen, dass die Schieberegister 42 und 610 je 32-stufig ausgeführt seien und das Schieberegister 620 480-stufig. Der Speicherinhalt der Schieberegister 610 und 620 zusammen mit 512 Stufen entspricht somit einer Zeit von 512 * 10 ms = 5 Sekunden. Es wird nun angenommen, dass sämtliche Schieberegister mit Information des pseudostatistischen Impulssignals gefüllt seien. Für den gesamten Absuchvorgang bleiben die Schalter 54 und 55 geöffnet, wogegen die Schalter 57 und 58 zusammen jeweils

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,- 38 -.

geschlossen werden, wenn der Schalter 63 geöffnet wird und umgekehrt. Zuerst wird mit schnellem Takt T (Schalter 53 in der rechten Stellung) bei geschlossenen Schaltern 57 und 58 die Information der Schieberegister 42 und 610 einmal "im Kreis herumgeschoben" und mittels des Korrelators 59 der Gesamtkorrelationswert der Schieberegisterinhalte ermittelt. Die Taktfrequenz des Taktes T₁ sei zum Beispiel 2 MHz, was einer Taktperiode von O₁5/xs entspricht. Ist der ermittelte Korrelationswert kleiner als ein gewisser Schwellenwert, so wird der Schalter 53 kurzzeitig auf die Taktquelle T (Schalter 53 in der mittleren Stellung) umgeschaltet, deren Frequenz höchstens gleich T /32, also beispielsweise 62,5 kHz, entsprechend einer Taktperiode von 16 ns beträgt. Bei geschlossenem Schalter 63 wird nun mit diesem Takt T der Inhalt der Schieberegister 610 und 620 zusammen um eine Stufe "im Kreis herum" verschoben, alsdann schaltet der Schalter 53 wiederum um auf den hochfrequenten Takt T , wonach mit der um eine Stufe verschobenen Information im Schieberegister 610 erneut der Korrelationswert mit dem Inhalt des Schieberefc gisters 42 ermittelt wird. Diese Prozedur, nämlich abwechslungsweises ^HIm-Kreis-Herumschieben" und Ermitteln des Korrelationswertes und Verschieben der Information in den Schieberegistern ' 610 und 620 um eine Stufe wird fortgeführt, bis der Korrelationswert einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, so ist die Zeitübereinstimmung der beiden verglichenen Impulssignale gefunden und der Synchronisier-Absuchvorgang ist abgeschlossen. Vom Beginn des Synchronisiervorganges an bis zum Moment von dessen Abschluss werden die 16-^is-Verschiebertakte der.Taktquelle T„ bei geschlossenem Schalter 52 mittels eines

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Zählers.49 des Zeitdifferenzspeichers 62 aufgezählt. Im

der
Zähler 49 ist nun die'sende- und empfangsseitigen Uhrzeitdifferenz entsprechende Anzahl von Schiebeschritten gespeichert. Im Maximum sind für den gesamten Absuchvorgang 512 Schiebeschritte durchzuführen, entsprechend der Stufenzahl der Schieberegister 610 und 620 zusammen. Die Zeitdauer hierfür ist im Maximum 512 * 16yus_f also ca. 8,2 ms. In 8,2 ms ist also die ganze Synchronisierung von Uhrzeitdifferenzen bis zu 5 Sekunden durchführbar. Da diese Zeit von 8,2 ms kleiiler ist als die Impulslänge des pseudostatistischen Impulssignals von 10 ms, können die Schalter 54 und 55 während eines ganzen Absuchvorgangs offenbleiben. Das vom Schlüsselimpulsgenerator 5 abgegebene pseudostatistische Impulssignal (Leitung 82) kann entweder speziell für Synchronisierzwecke erzeugt sein und/oder es kann zusätzlich, ein separates Schlüsselimpulsprogramm mit gleicher Bitrate auf die Schieberegister ausgegeben werden oder es kann das pseudostatistische Impulssignal durch das Schlüsselimpulsprogramm gebildet sein. Da für die empfangsseitige Dechiffrierung die Schlüsselimpulsprogrammbits im richtigen, durch den Synchronisiervorgang ermittelten Zeitpunkt zur Verfügung stehen müssen, wird die im Zähler 49 des ZeitdifferenzSpeichers 62 gespeicherte Information auch nach dem Synchronisiervorgang dazu verwendet, um die zeitrichtigen Schlüsselimpulsbits aus dem Schieberegister 620 abzurufen und mit ihnen die Dechiffrierung durchzuführen. Dies geschieht dadurch, dass bei geöffnetem Schalter 55 und geschlossenem Schalter 63 und bei auf Takt T umgelegtem Schalter 53 sowie bei geschlossenem Schalter 52 die Schieberegisterinhalte des Verzögerungsschieberegisters 620 ¹¹Im Kreis herum" geschoben

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werden, wobei die im Zähler 49 ermittelte Zahl auf Null zurückläuft und bei Erreichen des Nullstandes über ein ODER-Tor 51 und ein UND-Tor 67 das dort befindliche Bit an die Speicherstelle 69 als gesuchtes Schlüsselimpulsbit abgegeben wird. Die Speicherstelle 69 ist über die Leitung 81 mit dem Mischer 8 (Fig. 1) verbunden. Dieses Bit entspricht derjenigen, mittels des Zählers 49 ermittelten, Zeitstelle, welche mit dem empfangenen Signal zeitlich korrespondiert. Während des Zurückzählens des Zählers 49 wird ein zweiter Zähler 50 aufgezählt, damit die

w ermittelte Zahl nach Zurückstellung des Zählers 49 im Zähler 50 wiederum gespeichert ist. Nach Ausgabe des gesuchten Schlüsselimpulsbits wird der Schalter 55 geschlossen, und das neue Bit der pseudostatistischen Impulsseguenz wird in die Schieberegister eingeschoben. Alsdann wird mit der im Zähler 50 gespeicherten Uhrzeitdifferenzzahl wiederum das "richtige" Bit im Takt T {Taktperiode 16yus) ausgegeben usw. Beim Senden wird das an der Stelle S in der Mitte des Verzögerungs-Schieberegisters 620 entnommene Programm ausgesendet, welches der "Normalzeit" ent—

k spricht. Diese Einrichtung hat den Vorteil, dass weder Uhr noch Schlüsselimpulsgenerator schneller als normal laufengelassen werden müssen, und dass weder eine Vor- noch eine Rückstellung stattzufinden braucht. Im allgemeinen eignet sich diese Einrichtung aber eher für Uhrzeitsynchronisierungen mit geringeren Uhrzeitdifferenzen.

In den folgenden Figuren sind Ausführungsbeispiele für die Zeitkorrektureinrichtung 4 (Fig.l) dargestellt. Die Zeitkorrektureinrichtung bildet dabei einen Bestandteil des Binär-

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Untersetzers 14 (Fig. 2) .

Gemäss Fig. 16 wird das am Punkt P₁ am Ausgang einer Untersetzerstufe U, des Binäruntersetzers 14 liegende Taktsignal T (Zeile a) in der nächstfolgenden Untersetzerstufe U„ auf die halbe Taktfrequenz herabgesetzt, wonach am Ausgang dieser Untersetzerstufe U₂ bzw. am Ausgang eines ODER-Tors 84 am Punkt P₃ das Taktraster T, der Zeile c auftritt. Ueber ein UNDER-Tor 83, an dessen erstem Eingang die Taktimpulse T und an dessen zweitem Eingang in Zeile b dargestellte Selektionierimpulse E - letztere am Punkt P₂ - eingebbar sind, kann die Uhr durch einen solchen eingestreuten Impuls um den Zeitwert T vorgeschoben werden. Das Taktraster von P-, gelangt über ein UND-Tor 85 auf die Untersetzerstufe U₃,an deren Ausgang das in Zeile e dargestellte Taktraster erscheint. Auf den Punkt P₄ des zweiten Eingangs das UND-Tors 85 kann ein Unterdrückerimpuls U (Zeile d) eingegeben werden, welcher einen Impuls des Taktrasters von Zeile c unterdrücken kann, wonach das Taktraster von Zeile c am Ausgang des Untersetzers U₃ um den Zeitwert T, rückgestellt wird. Die bei P₂ eingebbaren Ε-Impulse bewirken somit eine Vorstellung und die bei P. eingebbaren Impulse U eine Rückstellung der Uhr.

In Fig. 17 ist eine mehrstufige Zeitkorrektureinrichtung 4 dargestellt, welche ebenfalls in den Binäruntersetzer 14 eingeschaltet ist. Die dargestellte Zeitkorrektureinrichtung eignet sich jedoch nur für Vorverstellung der Uhr und entspricht der Einrichtung, wie sie anhand von Fig. 16 Zeilen a bis c aufge-

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.zeigt wurde. Bei jedem Impuls auf den Eingang η erfolgt eine Vorverstellung der Uhr um den Betrag einer Taktperiode des Ausgangs der Binäruntersetzerstufe U,. Bei jedem Impuls auf den Eingang n_R erfolgt eine Vorverstellung der Uhr um einen der Taktperiode des Ausgangs von U_ entsprechenden Zeitwert, usw. Ein Impuls bei n_, bewirkt eine· viermal so grosse Zeitvorstellung wie ein Impuls auf den Eingang η (weil die Einwirkung um 2 Binärstufen des Binäruntersetzers distanziert ist). Weiterhin bewirkt ein Impuls auf den Eingang η eine Zeitvorstellung, weife ehe 16-mal so gross ist wie ein Impuls be'im Eingang η , und ein Impuls bei n__T eine 64-mal so grosse Zeitvorstellung wie bei

kann.

η . Es lassen sich also mit Einzelimpulsen in kürzester Zeit kleine, mittlere und grosse Zeiteinheiten vorstellen, dadurch, dass die Korrektur an verschiedenen Stufen des Binäruntersetzers erfolgt. Auf diese Art sind Zeitkorrekturen auch grösseren Umfan ges in kurzer Zeit durchführbar. Die erforderliche Zeitkorrektur kann auch dem Zeitdifferenzspeicher 62 entnommen werden, welcher Binäruntersetzer-Zählstufen 88 bis 94 enthält und die gespeicherte Differenzzeit in die Uhr und den Binäruntersetzer 14 eingeben

In Fig. 18 ist eine Synchronisiervariante dargestellt, wie sie beispielsweise für Fernschreibübertragung bei relativ kleinen sende- und empfangsseitigen Uhrzeitabweichungen vorteilhaft verwendet werden kann. Das Schlüsselimpulsprogramm des Schlüsselimpulsgenerators 5 wird über die Leitung 81 auf ein Delay-Line-Schieberegister 95 ("Zeitpotentiometer") gegeben, wobei .jede Stufe einem Informationsbit entspricht und die Wortlänge

der Länge eines Fernschreibzeichens. In der Distanz der Fernschreibzeichen T„ enthält das Schieberegister 95 Anzapfungen 96, 97, 98, 99 und 100. Der Vorgang beim empfangsseitigen Synchronisieren ist der, dass zuerst die empfangsseitige Uhr und damit das empfangsseitige Schlüsselimpulsprogramm (Leitung 81) auf die Startimpulse des empfangenen Signals synchronisiert wird. Bei kleiner Uhrzeitabweichung (Grössenordnung 0,1 Sekunde) wird nun die relative Phasenlage höchstens noch ein oder zwei volle Fernschreibzeichen auseinanderliegen. Durch Absuchen mit einem Schiebeschalter 101 auf dem "Zeitpotentiometer" 95 kann durch Schieben nach links oder rechts diejenige Stellung, wo auf der Leitung 102 bei Empfang Klartext erscheint, rasch gefunden werden. Diese Synchronisierung kann durch einen Klartextdetektor vollautomatisch durchgeführt werden. Der Klartextdetektor kann zum Beispiel auf überdurchnittlich häufig vorkommende Buchstaben oder Zeichen wie "E" oder "Zwischenraum" usw. ansprechen und betätigt den Schiebeschalter 101 so lange, bis Klartext erscheint.

Wenn so wie bei den in den Fig. 5, 6 und 9 dargestellten Methoden das Synchronisiersignal Zeitinformation - beispeilsweise Sekundenangaben - enthält, dann kann die empfangsseitige Uhr durch arithmetische Addition bzw. Subtraktion im richtigen Stellenwert in kürzester Zeit nachgestellt werden.

In Fig. 19 ist ein Ausschnitt aus einer Synchronisiereinrichtung dargestellt, wie sie für Mehrfachnetze verwendet werden kann. Die mittels der Zeitvergleichereinrichtung 61 zwischen dem empfangsseitigen Datum-Uhrzeit-Speicher 1, bzw. dem von

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.ihm gesteuerten Schlüsselimpulsgenerator 5 und dem Empfangssignal 1481 ermittelte UhrZeitdifferenz kann im Zeitdifferenzspeicher 62 über die Leitung 131 gespeichert werden. Ueber die Leitung 22 das Tor 63,und die Leitung 129 kann die ermittelte Uhrabweichung mittels der Zeitkorrektureinrichtung 4 korrigiert werden. Der gespeicherte Zeitdifferenzwert kann einerseits zur Uhr-Rückstellung in die alte Ganglage nach beendeter Uebertragung (über Leitung 22, Tor 63, Leitung 129) verwendet werden und andererseits in weiteren Zeitdifferenzspeichern 10 6 oder 107 oder 108 zusätzlich gespeichert werden. Jeder dieser zusätzlichen Speicher ist je einer Teilnehmerstation zugeordnet, zum Beispiel Speicher 106 einer Station A, Speicher 107 einer Station B und Speicher 108 einer Station C. Verkehrt man nun zuerst mit der Station A, so wird der ermittelte Zeitdifferenzwert im Speicher 106 gespeichert. Beim Uebergang auf Verkehr mit Station B bleibt dieser Wert gespeichert, und man ermittelt den Zeitdifferenzwert mit der Station B usw. Sind die Zeitdifferenzwerte für sämtliche Stationen des Netzes bestimmt, so kann mit Hilfe der gespeicherten Zeitdifferenzwerte mit allen Stationen praktisch ohne Neusynchronisierung in Verbindung getreten werden, da jeweils beim Uebergang auf den Verkehr mit einer neuen Station über einen Schalter 105, ein UND-Tor 109 und eine Leitung 111 die eigene Uhr auf den ermittelten Speicherwert eingestellt wird.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass mit der Chiffriereinrichtung der beschriebenen Art auch chiffrierte Datenblöcke übermittelt werden können. Datenblöcke können z.B. je 500 Bit

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enthalten und z.B. in einer halben Sekunde übertragbar sein. Jeder Datenblock wird mit einem Blockanfangszeichen, z.B. 1111 sowie mit der Blocknummer versehen. Diese Blocknummer ist beispielsweise die Sekundenzahl, welche zu Beginn der Blockübertragung gerade auf der Uhr war. Selbstverständlich muss die Zeitangabe mindestens so detailliert sein, dass jeder neue Block eine neue Zeitnummer erhält. Bei Blocklängen von 1/2 Sekunde würde die Zeitauflösung mit 1/4 Sekunde auf der niedersten Stelle durchaus genügen. In der Datenübertragungstechnik ist es üblich, auf der Sendeseite die Blöcke kurzzeitig zu speichern, derart, dass sie bei Rückfrage neu aussendbar sind. Rückfragen werden mittels Blocknummer getätigt, wonach dann der gespeicherte Block neu ausgesendet wird, allerdings mit einer neuen Blocknummer bzw. einer neuen Blocknummernzeit .

In Fig. 20 ist dargestellt, wie aus dem Geheimschlüsselspeicher 3 Datum-Uhrzeit-abhängig verschiedene Datenpakete in den Modulo-2-Mischer 18 eingebbar sind. Die Geheimschlüsselinformation ist in 10-stufigen Schieberegistern 123 gespeichert, wobei je 4 Schieberegister ein Schieberegisterpaket bilden, in welchem die 4 in Horizontalrichtung auf gleicher Höhe stehenden Binärzahlen zusammen eine binär codierte Geheimschlüsseldezimalzahl bilden. In jedem Schieberegisterpaket sind somit 10 Geheimschlüsseldezimalzahlen enthalten. Die Schieberegister. 123 sind durch eine Rückführung "im Kreis herum" schiebbar. Der Ausgang jedes Schieberegisters führt auf eine Stufe eines Schieberegisters, in welchem über eine Schiebelinie 200

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,Information nach, rechts verschiebbar sind. Die in den Schieberegisterpaketen gespeicherten Geheimschlüssel-Dezimalzahlen, welche ursprünglich in einer bestimmten Initialstellung eingegeben wurden, können durch die Datum-Uhrzeit-Zahlen "im Kreis ■ herumgeschoben¹¹ werden, und zwar mittels der Schiebelinie 124. Damit bleiben die Geheimschlüsseldezimalzahlen erhalten, jedoch deren Stellung in den Schieberegistern entspricht der zugeordneten Uhrzeitdezimalzahl und wird durch den Datum-Uhr zeit-Untersetzerteil 26 gesteuert. Die Geheimschlüssel-™ Dezimalzahlen im Schieberegisterpaket ganz rechts ind um 7 Schritte, diejenigen des zweiten Schieberegisterpaketes um 0 Schritte, diejenigen des dritten Schieberegisterpaketes um 5 Schritte und diejenigen des Schieberegisterpaketes ganz links um 2 Schritte "im. Kreis herumgeschoben", entsprechend den betreffenden Dezimalzahlen der Datum-Uhrzeit-Angabe. Zu dieser Zeit wird also eine nur dieser Zeit entsprechende Geheimschlüsselkombination auf die Schieberegisterstufen 122 geführt und für die Chiffrierung verwendet.

Es versteht sich von selbst, dass praktisch alle besprochenen Synchronisiereinrichtungen nicht nur zum Ausgleich der sende- und empfangsseitigen Uhrzeitdifferenz, sondern auch zum automatischen Ausgleich der Uebertragungslaufzeiten verwendbar sind. Diese Uebertragungslaufzeiten liegen normalerweise in Grössenordnungen von 10 bis 100 ms, können aber unter Umständen noch etwas grosser sein. Bei der Ermittlung der sende- und empfangsseitigen Uhrzeitdifferenz ist die sende- und empfangs- ^seitige Uebertragungslaufzeit mit eingeschlossen, sie wird also automatisch mit berücksichtigt. « .

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Claims

Ansprüche

Verfahren zur chiffrierten Nachrichtenübermittlung, bei welchem man sendeseitig die Nachrichtenklarimpulse mit Schlüsselimpulsen mischt und aus dem so gebildeten Chiffrat empfangsseitig durch Mischung mit identischen Schlüsselimpulsen die Nachrichtenklarimpulse wiedergewinnt, wobei man die Schlüsselimpulsfolgen sende- und empfangsseitig in übereinstimmend aufgebauten Schlüsselimpulsgeneratoren nach identischen Regeln aus einem geheimen Grundschlüssel und einem von Datum und Uhrzeit abgeleiteten Term erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass man die Regeln für die Bildung der Schlüsselimpulsfolgen so wählt, dass letztere nur eine begrenzte Zeitspanne lang vom Zustand ihrer Terme am Beginn dieser Zeitspanne abhängen und dass der Momentanzustand der in sämtlichen Speicherzellen des Schlüsselimpulsgenerators enthaltenen Informationen zumindest während der . Nachrichtenübermittlung ständig durch den von Datum und ührzeit abgeleiteten Term beeinflusst wird.

2. "

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Datum und Uhrzeit und den davon abgeleiteten, sich ständig ändern den Term, sowohl sende- als auch empfangsseitig auch während der Uebermittlungspausen dauernd ablaufen lässt.

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3. ■

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die zur Erzeugung der Datum-Uhrzeit-Terme eingesetzten Uhren •sende- und empfangsseitig unabhängig voneinander so ganggenau hält, dass ihre Abweichungen innerhalb von zwei bestimmten Grenzen (plus, minus) liegen und dass man vor der Dechiffrierung die Uhrzeitimpulse und/oder eine durch die Uhr im zeitlichen Ablauf determinierte Impulsfolge, wie z.B. die Schlüsselimpulsfolge bzw. Teile hiervon vom Sender zum Empfänger überträgt und mit diesen Impulsfolgen die empfangsseitig erzeugte Schlüsselimpulsfolge mit der eintreffenden, insbesondere durch Korrelation synchronisiert.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die empfangsseitige Uhr synchronisiert.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die empfangsseitig festgestellte Uhrzeitdifferenz speichert und nach der Nachrichtenübermittlung bzw. -dechiffrierung die empfangsseitige Uhr um den gespeicherten Wert wiederum in ihre frühere Ganglage zurückverstellt.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man

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empfangsseitig die Differenz der Uhr bestehen lässt und nur die Schlüsselimpulsfolgen synchronisiert.

Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man empfangsseitig für verschiedene Sender die jeweils ermittelten Uhrzeitdifferenzen separat speichert und bei jeder neuen Verbindungsaufnahme mit einem dieser Sender den ihm zugeordneten Speicherwert zur neuerlichen Synchronisierung verwendet.

Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Uhrzeit in Form von Zeitimpulsen verschiedener Wertigkeiten darstellt und überträgt und dabei diese Wertigkeiten so festlegt, dass die niedrigeren Wertigkeiten ganzzahlige Vielfache der höheren sind, die Periode der höchsten Wertigkeit grosser als die Doppelte der maximal zulässigen Uhrenabweichung ist und vorzugsweise die niedrigste Wertigkeit der Periode des Chiffrats entspricht, dass man die Zeitimpulsfolgen der einzelnen Wertigkeiten durch je ein signifikantes Merkmal voneinander unterscheidbar macht, und dass man zur Synchronisierung diese Zeitimpulsfolgen des Senders und Empfängers in der Reihenfolge von der kleinsten zur grössten Wertigkeit aufeinanderfolgend zur Deckung bringt.

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I IbU f JZ

9.

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man den Zeitimpulsen der einzelnen Wertigkeiten je einen signifikanten Amplitudenwert zuordnet.

10.

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man den Zeitimpulsen der einzelnen Wertigkeiten je eine signifikante Zeitdauer (Bitlänge) zuordnet.

11. '

Verfahren nach Anspruch 8_f dadurch gekennzeichnet, dass man die Impulsfolgen der einzelnen Wertigkeiten als je ein signifikantes periodisches Impulsmuster darstellt.

12.

Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die Uhrzeit in vorzugsweise binär codierter ^ Form darstellt und innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, welche im folgenden als Blockzeit bezeichnet wird, vorzugsweise redundant überträgt, und dass man die Synchronisierung mit diesen codierten Zeitangaben durchführt.

13.

Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man in den übertragenen Uhrzeiten die periodischen Blockgrenzen durch ein signifikantes, vorzugsweise binäres Codewort markiert,

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14. ■

Verfahren nach Anspruch. 12, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Markierung der periodischen Blockgrenzen in den übertragenen ührzeiten jeder n~ten (n = 1, 2, 3, ..,) codierten Zeit angabe ein aus dieser durch immer ein- und dieselbe bestimmte logische Rechenoperation abgeleitetes Codewort folgen lässt.

Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man bei redundanter Uebertragung der codierten Zeitangaben der jeweils letzten Zeitangabe ein aus dieser abgeleitetes Codewort folgen lässt.

Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass man das die Blockgrenze markierende Codewort aus dem vorangehenden, eine Zeitangabe enthaltenden Codewort dadurch ableitet, dass man dessen einzelne Elemente in der Reihenfolge umkehrt und ausserdem jedes Element invertiert.

17. -f- ■■■-

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man sende- und empfangsseitig je eine gleiche, durch die Senderbzw. Empfängeruhr zeitlich determinierte p-stellige Impulsschablone erzeugt, welche Schablonen die Eigenschaft haben, dass sie paarweise miteinander korreliert in p-1 Stellungen 'lauter niedrige Korrelationswerte und nur in einer einzigen

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Stellung einen hohen Korrelationswert ergeben, dass man die zeitliche Lange dieser Impulsschablone grosser als das Doppelte der maximal zulässigen Uhrenabweichung wählt,, dass man die sendeseitig erzeugte Impulsschablone zum Empfänger überträgt und dort durch Korrelation mit der eigenerzeugten Impulsschablone die Synchronisierung durchführt,

18.

Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass man sende- und empfangsseitig je eine Folge von lauter gleichen Inipulsschablonen erzeugt und die Synchronisation mit diesen Impulsschablonen-Folgen durchführt,

19.

Verfahren nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass man sende- und empfangsseitig je eine gleiche Anzahl von p-stelligen Impulsschablonen erzeugt, wobei man die sendeseitig erzeugten Impulsschablonen untereinander verschieden und je eine davon P mit je einer der empfangsseitig erzeugten Impulsschablonen übereinstimmend aufbaut und wobei gleiche Schablonen die Eigenschaft haben, dass sie miteinander korreliert nur in einer einzigen Stellung einen hohen Korrelationswert ergeben und in jeder anderen einen niedrigen, dass man die empfangsseitig erzeugten Impulsschablonen durch die Senderuhr zeitlich determiniert aufeinanderfolgend zum Empfänger übermittelt, wobei man die Gesamtlänge dieser Impulsschablonen-Folge grosser als das Doppelte der maximal zulässigen Uhrenabweichung wählt,

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S3

.dass man empfangsseitig die vom Sender eintreffende Impulsschablonen-Folge parallel mit je einer der beim Empfänger erzeugten und durch dessen Uhr im Ablauf zeitlich determinierten ImpulsschabIonen korreliert, und dass man mit dem als erster auftretenden hohen Korrelationswert die Synchronisierung durchführt.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man sende- und empfangsseitig je eine gleiche durch die Senderbzw. Empfängeruhr zeitlich determinierte Folge von lauter gleichen p-stelligen Impulsschablonen erzeugt, welche Schablonen die Eigenschaft haben, dass sie miteinander korreliert nur in einer einzigen Stellung einen hohen Korrelationswert ergeben und in jeder anderen Stellung einen niedrigen, dass man sende- und empfangsseitig an jede einzelne dieser Impulsschablonen die zugehörige Uhrzeit in codierter Form anschliesst, dass man die sendeseitig erzeugte Impulsschablonen-Folge zum Empfänger überträgt und dort zuerst durch Korrelation mit der eigenerzeugten Impulsschablonen-FoIge die beiden Folgen zur Deckung bringt und anschliessend die Differenz der codierten Uhrzeit von zwei in Deckung befindlichen Impulsschablonen feststellt und den Ablauf der empfangsseitigen Uhr bzw. Schlüsselimpulsfolge um diesen Differenzwert in den Synchronismus verschiebt.

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Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man empfangsseitig die vom Sender eintreffende . und durch dessen Uhr zeitlich determinierten Impulsfolge abschnittsweise mit der empfangsseitig vom Sender eintreffenden und durch dessen Uhr zeitlich determinierten Impulsfolge abschnittsweise mit der empfangsseitig erzeugten und durch dessen Uhr determinierten Impulsfolge derart korreliert, dass man hierzu die Empfängeruhr bzw. die durch diese im zeitlichen Ablauf determinierte Impulsfolge zumindest um den maximal zulässigen Uhrzeitvorlauf anhält oder zurückstellt und von dieser Stellung ausgehend auf eine erhöhte Ablaufgeschwindigkeit schaltet, und dass man bei jeder Relativverschiebung um einen Schritt die beiden Impulsfolgen-Abschnitte einmal korreliert.

Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass man die Korrelation bitweise in Sequenz durchführt und hierzu zumindest einen der beiden Abschnitte einmal im Kreis herumschiebt, wozu man die Schrittfrequenz so hoch wählt, dass während jedem Bit der vom Sender eintreffenden Impulsfolge ein vollständiges Im-Kreis-Herumschieben stattfinden kann.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Bildung der Schlüsselimpulsfolge zusätzlich einen nichtgeheimen pseudostatistischen Schlüssel heranzieht.

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Verfahren nach. Anspruch 1 oder 23,dadurch gekennzeichnet:, dass man zur Bildung der Schlüsselimpulsfolge zusätzlich eine Mummerninformation heranzieht,.welche vorzugsweise eine Teilnehmer-, Netz- bzw. Adressinformation darstellt und for die Dauer einer Nachrichtenübertragung ungeändert bleibt.

Verfahren nach Anspruch l_f 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass man aus dem geheimen Grundschlüssel in Abhängigkeit von Datum und Uhrzeit und/oder der Nummeminformation Teile auswählt und diese Teile zur Bildung der Schlüsseliiapialsfolge heranzieht.

Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass man aus dem nichtgeheiamen Zusatzschlllssel in Abhängigkeit von Datum und Ohrzeit und/oder der Nummeriiinformation Teile ausv/ählt und diese Teile zur Bildung der Sclaliisselimpulsfolge heranzieht.

Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass man das Datum und Öhrzeit repräsentierende Signal vor seiner Benützung mit dem pseudostatistischen Schlüssel mischt.

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-28.

Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das Chiffrat und die zur Synchronisierung verwendeten Impulsfolgen ineinandergeschachtelt vom Sender zum Empfänger übermittelt.

29.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer vorzugsweise elektronischen Uhr und mit einem Schlüs— " selimpulsgenerator , - welcher mit einer aus dem geheimen Grundschlüssel und aus dem von Datum und Uhrzeit abgeleiteten Term gebildeten Steuerimpulsfolge speisbar ist, dadurch gekenn-

so zeichnet, dass der Schlüsselimpulsgenerator programmierbar ist,

dass jeder Schlüsselimpuls am Ausgang des Schlüsselimpulsgenerator von demjenigen Teil der Steuerimpulsfolge unbeeinflusst ist, welcher jeweils um die sogenannte Durchlaufzeit vor dem betreffenden Schlüsselimpuls liegt, und·dass die Durchlaufzeit in vom Geheimschlüssel abhängigen Zeitabständen für jeweils fc eine bestimmte Zeitspanne von einem grösseren auf einen kleineren Wert umschaltet.

30.

Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Uhr als Taktgeber für den Schlüsselimpulsgenerator geschaltet ist.

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Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 od.30 ., gekennzeichnet durch mindestens eine Korrelationsschaltung, bestehend aus mindestens einem im Kreis schaltbaren Schieberegister für die eine der beiden zu korrelierenden Impulsfolgen, wobei dieser Kreis an den einen Eingang einer sequentiellen Korrelationsstufe mit einstellbarem Schwellenwert angeschlossen ist, deren anderer Eingang an einen Generator oder ein zweites Schieberegister für die zweite Impulsfolge angeschlossen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das im Kreis schaltbare Schieberegister zwei verschiedene Schiebetakt-Frequenzen aufweist, von denen die erste bei offenem Kreis eingeschaltet ist und mit der Taktfrequenz der zu korrelierenden Impulsfolge übereinstimmt und der zweite bei geschlossenem Kreis eingeschaltet und grosser ist, als die erste Taktfrequenz multipliziert mit der im Kreis geschalteten Stufenanzahl des Schieberegisters.

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