DE978034C - Verfahren zur nachträglichen Einschaltung von Nachrichtenempfängern in eine laufende, verschlüsselte Nachrichten in binär kodierter Form übertragende Sendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur nachträglichen Einschaltung von Nachrichtenempfängern in eine laufende, verschlüsselte Nachrichten in binär kodierter Form übertragende Sendung.

Bei der Übertragung verschlüsselter Nachrichten besteht eine Schwierigkeit darin, daß sich befugte Nachrichtenempfänger nicht ohne weiteres nachträglich in eine laufende Übertragung einschalten können, weil kein Gleichtauf des Schlüsselablaufs bei ihnen und beim Sender besteht und auch nicht ohne besondere Maßnahmen, die Gegenstand der Erfindung sind, hergestellt werden kann.

Bei einem Übertragungsbetrieb, wie er bei einer Nachrichtenanlage besteht, bei welcher von einer zentralen Stelle aus gesendet und an vielen anderen Stellen empfangen wird (z. B. Konferenzschaltungen), besteht keinerlei Rückmeldemöglichkeit vom Empfänger zum Sender, wodurch z. B. der Empfänger einen Neustart der Schlüsselgeräte anfordern könnte. Bei einem Übertragungsbetrieb, wie er z. B. beim Wetterkartendienst mit Faksimilisendern oder beim Börsen- oder Wirtschaftsnachrichtendienst mit Fernschreibsendern besteht, ist es jedoch erwünscht, daß sich einzelne Teilnehmer, die sich nur für einzelne bestimmte Sendungen interessieren und die ihre Empfänger zu den übrigen Zeiten für andere Zwecke benötigen, nachträglich in eine !aufende Übertragung verschlüsselter Nachrichten einschalten können. Dabei ist es nicht erforderlich, daß dies zu jedem beliebigen Zeitpunkt möglich ist. Es genügt vielmehr, wenn die Einschaltung zu bestimmten Zeitpunkten, deren Zeitabstände klein gegenüber der gesamten Übertragungszeit sind, geschehen kann. Wichtig ist dabei nur, daß diesen Zeitpunkten genau definierte neue Schlüsselausgangspunkte zugeordnet sind und daß sich nicht Teile des Schlüsselablaufs wiederholen, damit sogenannte phasengleiche Sprüche vermieden werden.

Erfindungsgeinäß geschieht dies in der Weise, daß nach im Verhältnis zur gesamten Übertragungszeit kurzen, periodischen Zeitabständen vom Sender ein besonderes Signal ausgesendet wird, das bei den Empfängern nicht zur Aufzeichnung eines Nachrichtenelements bestimmt ist und welches sowohl im Sender als auch bei den Empfängern die Einstellung eines neuen, bisher noch nicht verwendeten Abschnitts des Schlüsselablaufs veranlaßt.

Die gleichen Schlüsselimpulsfolgen beim Sender und bei den vom ersten Start der Schlüsselimpulsgeneratoren ab empfangenden Empfängern laufen eine gewisse Zeit lang, z. B. einige Minuten, ab und machen dann plötzlich einen Sprung zu einer anderen Stelle des Schliisselimpulsablaufs, welche räumlich in der Schlüsselperiode nicht notwendigerweise hinter der Stelle liegen muß, von der aus der Sprung erfolgt, sondern auch vor ihr liegen kann, jedoch derart, daß sich räumlich unmittelbar hintereinander liegende Schlüsselabschnit-

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te zwischen Sprungstellen niemals überlappen. Die Einstellung neuer Startstellen im Schlüsselablauf wird entweder durch lokale Zeitlaufwerke in periodischen Zeitabständen laufend vorbereitet und d-.'rch ein besonderes Signal vom Sender ausgelöst, oder sie wird vom Sender unmittelbar vorgenommen. Der Sprung im Schlüsselablauf, der vom Sender veranlaßt wird, is,j für den neu hinzukommenden Empfänger das Auslösekriterium für c.'ii ersten Start seines Schlüsselimpulsgenerators und für die bereits am Betrieb teilnehmenden Empfänger das Kriterium für einen Neustart ihrer Schlüsselgenerato-en von den gleichen eingestellten Sprungstellen aus.

Die neue Startstelle im Schlüsselimpulsablauf des Senders und der Empfänger wird beispielsweise durch lokale Schaituhren mit nachgeschalteten Zählwerken eingestellt. Es ist aber auch möglich, die N-^ueinstellung des Schlüsselimpulsablaufs durch den Sender beispielsweise durch ein Codewort vorzunehmen. Das erstere Verfahren ist für den Faksimilebetrieb und für den Fernschreibbetrieb mit Springschreibern geeignet, während das letztere nur für den Fernschreibbetrieb in Betracht kommt, da ein Faksimileempfänger nicht für Fernschreibzeichen empfänglich ist.

Als Anwendungsbeispiel möge zunächst auf die Übertragung verschlüsselter Faksimileinformationen eingegangen werden, wobei Schriftzeichen oder Strichzeichnungen ohne Halbtöne bildelementeweise übertragen werden, die Information also in binärer Form vorliegt, da es nur die Signale »Schwarz« und »Weiß« gibt. Von einer zentralen Stelle aus werden Nachrichten, z. B. Wetterkarten, verschlüsselt gesendet. Die Sendungen laufen längere Zeit — oft mehrere Stunden —, und es werden während dieser Zeit Karten verschiedenen Inhalts übertragen. Manche Teilnehmer interessieren sich für die einen, manche für andere Karten. Die Zeiten aber, zu welchen die verschiedenen Karten übertragen werden, sind bekannt. So möge z. B. ab 8 Uhr eine Karte über die Temperatur- und Luftfeuchtigkeitslage, ab 9 Uhr eine über die Windverhältnisse in Bodennähe und ab 10 Uhr eine über die Wetterlage in größeren Höhen übertragen werden usf.

Der verschlüsselte Faksimilebetrieb geht nun in der Weise vor sich, daß vor Beginn des eigent.'ichen Übertragungsbetriebs die Schlüsselgeräte gestartet werden. Dies geschieht beispielsweise dadurch, daß der Sender zunächst ein Vorsignal aussendet, durch welches die Taktgeneratoren derjenigen Empfänger, welche bereits eine erste Übertragung empfangen wollen, mit dem Taktgenerator des Senders synchronisiert werden. Dann werden die Schlüsselgeräte durch ein charakteristisches Merkmal, z. B. durch Aufhören des Vorsignals, durch Einsetzen eines Nachsignals oder etwas ähnliches, gestartet. Durch dieses charakteristische Merkmal laufen die Schlüsselimpulsgeneratoren aller Empfänger von einer bestimmten gleichen Stelle aus an und bleiben auch im Gleichlauf, weil ihre synchron arbeitenden Taktgeber den Takt für den Schlüsselimpulsablauf liefern. Anschließend oder zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt werden die Faksimiieempfänger durch den Faksimilesender eingephast und gestartet. Vom Zeitpunkt des Starts der Schlüsselimpulsgeneratoren an befinden sich Schlüssel- oder Geheimsignale auf dem Übertragungsweg. Sie bestehen aus der Trägerfrequenz, welche durch die Schlüsseiimpulse oder durch die Geheimimpulse aufgetastet wird. Zur laufenden starren Synchronisierung der Taktgeneratoren der Empfänger mit dem Taktgenerator des Senders wird aus den empfangenen Schlüssel- oder Geheimsignalen des Senders die Trägerfrequenz heraiisgesiebt. Durch deren synchronisierenden Einfluß bleiben die Empfänger mit dem Sender in Gleichlauf, und ihre Schlüsselimpulsgeneratoren erzeugen mit dem Sender gleiche Schlüsselimpuisfolgen, welche durch Mischung mit den Geheimimpuisfolgen zum Entschlüsseln verwendet werden.

Will nun ein bisher nicht am Empfang beteiligter befugter Teilnehmer in die Verbindung eintreten, so empfängt er durch Einschaltung seines Gerätes die Schlüssel- oder Geheimsignale, ohne sie jedoch zunächst entschlüsseln zu können. Die Geheimsignale enthalten aber die Trägerfrequenz, und diese wird dazu benutzt, den Taktgenerator des Empfängers mit dem Taktgenerator des Senders zu synchronisieren. Von nun an wird der Taktgenerator des Empfängers in Synchronismus und Phasengleichheit mit dem Taktgenerator des Senders gehalten.

Da Sender und Empfänger für einen gewissen Betriebsabschnitt, z. B. für einen ganzen Tag, gleiche Schlüssel vereinbart haben, kommt es darauf an, daß der sich später einschaltende Empfänger die gerade ablaufende Stelle der Schlüsselimpulsfolge genau erwischt. Bekannt ist die Anzahl der Schlüsselimpulse pro Sekunde. Deshalb ist auch, wenn zu einer bestimmten Uhrzeit der Schlüsselablauf gestartet wurde, zu einer bestimmten späteren Uhrzeit des Betriebstages eine bestimmte Stelle der Schlüsselimpulsfolge erreicht. Es liegt der Gedanke nahe, eine später in die Übertragung eintretende Empfangsstelle durch lokale Chronometer anzuschalten. Leider ist dieser Weg nicht gangbar, weil die Schlüsselimpulsfolge ja auch an der Empfangsstelle vom Beginn des Starts des senderseitigen Schlüsselimpulsgenerators ab bis zu dem interessierenden Zeitpunkt abgelaufen sein müßte. Das aber setzte gleichzeitigen Start der Schlüsselimpulsgeneratoren beim Sender und bei den Empfängern voraus. Wenn zwischen Sender und Empfänger zum Zeitpunkt dieses gleichzeitigen Starts keine Verbindung besteht, müßte die Einschaltung durch den Chronometer mit einer Genauigkeit von ± 0,1 msec erfolgen, und diese Genauigkeit müßte auch während der gesamten Übertragungszeit beibehalten werden. Mit normalen Chronometern ist dies jedoch nicht annähernd erreichbar.

Für die Verschlüsselung von Nachrichten, die in binärer oder binär kodierter Form vorliegen, wie z. B. Faksimileinformationen, Fernschreib- und Morsezeichen oder Sprache, die nach dem Verfahreil der Puls-Code-Modulation übertragen wird, werden unregelmäßige Folgen aus gleich langen Impulsen zweier verschiedener Amplituden, deren eine meistens Null ist, verwendet. Diese SchlüssHimpulse, die taktgleich mit den Klarimpulsen angeliefert werden müssen, werden paarweise mit den gleichzeitig anliegenden Klarimpulsen gemäß den Vernamschen Vorzeichenregeln gemischt, welche besagen, daß die Mischung zweier Impulse gleicher Amplitude Impulse der einen, verschiedener Amp!^;tude Iripulse der anderen Amplitude ergibt, wofür es zwei gleichwertipe Zuordnungsmöglichkeiten gibt.

Schlüsselimpulsfolgen werden im allgemeinen mit Hilfe von Zufaiisgeneratoreii erzeugi. Solche Schlüsselimpi.'lsfolgen mit zufälliger Verteilung der Schlüsselimpulse sind aperiodisch und können grundsätzlich nicht in einer zweiten gleichen Apparatur reproduziert werden, da ihre Erzeugung eben auf Zufal) beruht und einmalig ist. Die derart erzeugten Schlüsselimpulse werden meistens, zu Fünfer-Kombinationen zusammenge-

faßt, in einen Papierstreifen in Form von entsprechenden Lochkombinationen gestanzt und damit gespeichert. Diese Lochstreifen werden kopiert und die Kopien an die Chiffrierteilnehmer verteilt. Mit Hilfe solcher Lochstreifen und eines Mischgerätes werden noch heute Fernschreibnachrichten verschlüsselt. Wenn solche Lochstreifen einige Zeit ausreichen sollen, nehmen sie unangenehm große Längen an, insbesondere, wenn mit ihrer Hilfe nicht Fernschreibzeichen, sondern Faksimilezeichen verschlüsselt werden sollen. Während der Lochstreifenverbrauch beim Fernschreibbetrieb mit 50 Impulsen pro Sekunde (50 Baud), also mit 10 impulskombinalionen pro Sekunde, noch in erträglichen Grenzen bleibt, wird er beim Faksimilebetrieb mit der 40fachen Impulsfrequenz, weil 2000 Bildpunkte pro Sekunde verschlüsselt werden müssen, unerträglich groß.

Da es aus Gründen des Versandes, der Aufbewahrung und der Geheimhaltung sehr mißlich ist, dicke Lochstreifenrollen herzustellen, hat man schon vor längerer Zeit Verlängerungsverfahren erdacht, welche von einem verhältnismäßig sehr kurzen, etwa 25 bis 100 Lochkombinationen in zufälliger Verteilung enthaltenden aperiodischen Urlochstreifen ausgehen, aus welchem Schlüsselimpulsfolgen mit sehr großen Perioden abgeleitet werden. Man kann dabei erreichen, daß diese verlängerten periodischen Folgen in ihrer Struktur, d. h. in der angenäherten Gleichverteilung der beiden Impulse, weitgehend den aperiodischen zufallsvertcilten Impulsfolgen gleichen und daß ihre Perioden so groß sind, daß sie für Unbefugte nicht zu erkennen sind. Der Vorteil dieser Verlängerungsverfahren liegt auf der Hand: An Stelle dicker Lochstreifenrollen wird ein höchstens 25 cm langer Urlochstreifen hergestellt, von dem außerdem keine Kopien verschickt zu werden brauchen, sondern dessen Inhalt chiffriert an die Chiffrierteilnehmer übertragen werden kann und aus dem durch gleiche lokale Verlängerungsapparaturen die gleichen Schlüsseiimpuisfolgen abgeleitet werden.

Der Hauptgrund aber, weshalb Lochstreifen für die Schlüssclimpulscr/cugung für den vorliegenden Zweck nicht unmittelbar verwendet werden können, besteht darin, daß es technisch unmöglich ist, einen Sprung im Schlüssclablauf durch einen plötzlichen Transport des Lochstreifens um Meter, Dekameter oder womöglich Hektometer vorzunehmen.

Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Verlängerungsverfahren, nämlich die rekurrenten, wobei die Erzeugung des folgenden Schlüsselimpulses die Kenntnis vorangegangener Schlüsselimpulse voraussetzt, und die MiCnUe¹P-UHeUiCH. Auf die letzteren möge etwas naher eingegangen werden, weil sie für das Verständnis der spätereii Darlegungen unerläßlich sind.

Man denke sich einen Lochstreifen, dessen fünf Lochreihen (parallel zur Längsausdehnung des Streifens) verschiedene Anzahlen von löchern und Nichtlö- :hern aufweisen, deren keine zwei einen gemeinschaftlichen Teiler haben, also z. B. die Anzahlen 25, 27, 67, 71, 73, so daß er an seinem einen Ende treppenförmig abgestuft erscheint.

Diesen Lochstreifen denke man sich in die fünf Lochreihen zerschnitten und diese einzeln zu Ringen zusammengeklebt. Werden nun diese fünf Lochringe, bei denen es keinen Anfang und kein Ende mehr gibt, durch irgendwelche Verdrehungen in eine relative Anfangsla-2C (Anfangskonfiguration) zueinander gebracht und durch fünf in einer Geraden quer zu den Ringen angeordnete Abtastvorrichtungen gleichzeitig, mit glei- :her Schrittgeschwindigkeit und periodisch abgetastet.

so ergeben sich an den Ausgängen der Abtastvorrichtungen dauernd wechselnde Impulskombinationen. Durch die unterschiedlichen Umfangslängen der Ringe tritt beim zyklischen Abtasten im Verlauf der Zeit eine zunehmende relative Verschiebung der Ringe zueinander ein. Wegen der Teilerfremdheit der Anzahlen von Löchern und Nichtlöchern in den einzelnen Ringen wird eine gewisse Anfangskonfiguration der Ringe, mit der die Abtastung begonnen würde, nach einer Anzahl von Schritten wieder erreicht, die gleich dem Produkt der Anzahlen der Löcher und Nichtlöcher der fünf Ringe ist, also im Beispielüfall nach

25 · 27 ■ o7 ■ 71 · 73 = 324 401 175
Schritten. Diese Zahl ist die Periode des Ringsystems,

d. h. die Periode der verlängerten Impulskombinationsfolge. Die Anzahl der möglichen relativen Anfangsstellungen (Konfigurationen) der Ringe zueinander ist ebenso groß.
Die abgetastenen Impulskombinationen werden durch einen Parallel-Smen-Umwandler jeweils in zeitliche Folgen von je fünf Impulsen ungewandelt, die zum Verschlüsseln verwendet werden. Aus jeder abgetasteten Impulükombinatiori kann aber auch durch Mischung der fünf Impulse miteinander nach den Vernamscheri Vorzeichenregeln ein einziger Impuls gewonnen werden. Die Impulserzeugung ist in diesem Falle fünfmal weniger ergiebig Es ist aber auch möglich, den abgetasteten Inipulskombinationen noch auf viele andere Weisen einzelne Schlüsselimpulse zuzuordnen, worauf aber nicht näher eingegangen werden soll. Die Ableitung eines Schlüsselinipulses aus je fünf Schlüsselimpulsen nach irgendeiner Regel verkompliziert aber die Verschlüsselung und erschwert eine unbefugte Entschlüsselung.

Bei der Fernschreibverschlüsselung kann man, wie beschrieben, vorgehen. Für die Fasimileverschlüsselung oder für die Sprachverschlüsselung hingegen sind die durch elektromechanische (Fühler) oder elektrooptische (Photozellen) Abiastvorrichtungen er/.ielbaren

Abtastgeschwindigkeiten der Lochringe bei weitem nicht ausreichend. Bei der Faksimileverschlüsselung, bei der, wie bereits erwähnt, 2000 Bildpunkte pro Sekunde verschlüsselt werden müssen, würde dies eine relative Transportgeschwindigkeit der Ringe zu den Abtastvor-

richtungen von 5 m/sec erfordern. Aber auch eine plötzliche Änderung der relativen Anfangsstellung der Ringe zueinander entsprechend den geforderten Sprüngen im Schlüsselablauf ist technisch nicht durchführbar.

Zur Umgehung dieser mechanischen Schwierigkeiten wird in bekannter Weise auf mechanisch bewegte Teile des Schlüsselimpulsgenerators völlig verzichtet und die Abtastung rein elektronisch vorgenommen.
Zu diesem Zwecke wird mit Hilfe eines kurzen, soge-

nannten Urlochstreifens, dessen eines Ende nicht mehr treppenförmig abgestuft zu sein braucht, eine Kontaktbank programmiert, deren Kontakte wie die Löcher eines voll ausgestanzten Lochstreifens angeordnet sind. Auf die Kontaktstifte der Kontaktbank wird der Urlochstreifen gelegt und auf diesen eine dünne, elektrisch leitende Metallfolie, weiche zusammen mit dem Lochstreifen durch einen Weichgurnmiklotz auf die Kontaktstifte gepreßt wird. Die Metallfolie wird dabei durch die Löcher des Urlochstreifens etwas hindurchgedruckt und gibt Kontakt mit den darunter befindlichen Kontaktstiften. Diese nehmen das Potential der Folie an, während diejenigen Kontaktstifte, die durch das Lochstreifen papier abgedeckt sind, ein anderes Po-

lenlial haben. Auf diese Weise sind die Löcher und Nichtlöcher des Urlochstreifens in Form von zwei verschiedenen Potentialen der zugeordneten Kontaktstiftc der Kontaktbank programmiert. Die fünf Kontaktreihen (parallel zur Längenausdehnung der Kontaktbank) werden nun durch fünf elektronische Ringzähler synchron und periodisch abgetastet, beginnend mit einer beliebig einstellbaren Kontaktkonfiguration quer zu den Kontaktreihen. Dabei haben die fünf Ringzähler verschiedene Zählperioden, deren keine zwei einen gemeinschaftlichen Teiler haben und deren größte nicht größer als die Anzahl der Kontaktstift einer Kontaktreihe ist, die der Länge des eingelegten Lochstreifens entspricht.

Es ist klar, daß es bei dieser reii elektronisch arbeitenden Vorrichtung leicht möglich ist, eine Änderung der abzutastenden Anfangskontaktkorifigurationen der Kontaktslifte quer zu den Kontaktreihen zum Zweck der geforderten Sprünge im Schltisselablauf in Bruchteilen einer Millisekunde durch entsprechende Kommandos an die Ringzähler herbeizuführen. Außerdem ist eine beträchtliche Steigerung der Abtastgeschwindigkeit möglich.

In der Gesamtperiode des Ring/ählcrsystems ist eine Anzahl von Unterperioden enthalten, nach deren Ablauf sich gewisse Teilkombinalionen der abgetasteten Potcntialkombinationen (von zwei Elementen zur fünften Klasse) wiederholen. Zunächst einmal sind die Zählerper.oden selbst, im Beispielsfalle die bereits erwähnten Perioden 25, 27, 67, 7i, 73, Unterperioden, und /war die kleinsten. Weiter gibt es zehn verschiedene Unterperioden, die aus dem Produkt je zweier Zählerperioden bestehen. Nach Ablauf jeder dieser Unterperioden wiederholen sich jeweils gewisse »Zweier-Teilkombinalioncn« der Ausgangs-Fünfer-Kombination der beiden Potentiale. Ferner gibt es ebenfalls zehn verschiedene Unterperioden, die aus dem Produkt je dreier Zählcrperioden bestehen. Nach Ablauf jeder die ser Unterperioden wiederholen sich jeweils gewisse »Dreier-Teilkombinationen« der gewählten Ausgangskombination. Schließlich gibt es fünf verschiedene Unterperioden, die aus dem Produkt je vierer Zählerperioden bestehen. Nach Ablauf jeder dieser Unterperioden, die die größten nach der Gesamtperiode sind, wiederholen sich jeweils gewisse »Vierer-Teilkombinationen« der gewählten Anfangskombination.

Eine Unterperiode teilt die gesamte Schlüsselperiode in eine Anzahl Schlüsselabschnitte, die gleich dem Quotienten aus Gesamtperiode und Unterperiode ist. Die Anzahlen der Potentialkombinationen, die diese Schlüsselabschnitte enthalten, sind einander gleich und gleich der Unterperiode. Aneinandergrenzende Schlüsselabschnittc überlappen sich dabei niemals. Bildet man nun eine Unterperiode aus dem Produkt dreier der fünf Zählerperioden und eine zweite Unterperiode aus dem Produkt der beiden übrigen Zählerperioden, so wird die gesamte Schlüsselperiode in so viele Schlüsselabschnitte von jeweils der Länge des Produktes der drei Zählerperioden eingeteilt, wie das Produkt der beiden übrigen Zählerperioden beträgt. Auf das erwähnte Zahlenbeispiel angewendet, bedeutet dies, daß die aus dem Produkt aller Zählerperioden gebildete Gesamtperiode, nämlich 324 401 175, durch das Produkt der beiden Zählerperioden 25 und 27 in 675 gleich lange Schlüsselabschnilte eingeteilt wird, deren jeder

67 · 71 ■ 73 = 347 261

Kombinationen enthält. Werden zum Verschlüsseln von Faksimileinformationen 2000 Kombinationen pro Sekunde benötigt, so beträgt die Laufzeit eines Unterperiodenabschnittcs 347 261:2000=173,6 see. also fast 3 Minuten.
Nimmt man an, daß die Periode einer Schlüsselbestückung für einen ganzen Betriebstag, also 24 Stunden, ausreichen soll, und nimmt man zweckmäßigerweise auch die Unterteilung einer Stunde in 24 Teile, d. h. in Zeitabschnitte zu je 2,5 Minuten, vor. so ist eine recht günstige Voreinstellmöglichkeil für den Schlüssel gefunden. Von der Zählerperiode 25 werden nur 24 Schritte verwendet, und zwar je einer für die 24 Stunden des Tages, und von der Zählerperiode 27 werden ebenfalls nur 24 Schritte benutzt, und zwar je einer für die 2,5 Minuten langen Zeilabschnitte einer Stunde. Es wurde oben eine Laufzeit von 173,6 see für einen Schlüsselabschnitt bei Verwendung der Zählerperioden 25 und 27 errechnet. Es bleibt demnach ein zeitlicher Sicherheitsüberschuß von 173,6 — 150 = 23,6 see übrig Die Weiterschaltung des Schlüsselablaufs, d. h. die Einstellung der Sprungstellen, geht nun in der folgenden Weise vorsieh:

Vor dem Start des Schlüsselimpulsgenerators werden alle Ringzähler auf Null gestellt, was irgendeiner Anfangskonfiguration von fünf Kontaktstiften aus den fünf Kontaktreihen entsprechen möge, beispielsweise jeweils der erste Kontakt aus jeder Kontaktreihe ar einem Ende der Kontaktbank. Alle fünf Zähler beginnen gleichzeitig, synchron und periodisch mit der Taktfrequenz 2000 Hz zu zählen und tasten dabei die angetroffenen Kontaktpotentiale ab. Nach Abiauf von 2,f Minuten, währenddessen sie 300 000 Potentialkombinationen — den Unterperiodenabschnitt — abgetastei haben, werden sie alle auf Null gestellt, und der Zählet mit der Periode 27 wird auf die Zählsteliung »1« gestellt. Daraufhin werden alle Zähler von dieser neuer Startstelle an von neuem gestartet, und sie laufen wieder 2,5 Minuten lang, woraufhin sie wieder alle auf NuI gestellt werden, der Zähler mit der Periode 27 jedoch auf »2« gestellt wird. Alle 2,5 Minuten wird dieser Zäh ler um eine Zählstellung weitergestellt, nachdem jede; Mal vorher alle Zähler auf Null gestellt wurden, bis ei nach Ablauf von einer Stunde die Zählstellung »24« er reicht hat. Wieder werden alle Zähler auf Null gestellt dieses Mal jedoch der Zähler mit der Periode 25 au »1«. Nach Ablauf von weiteren 2,5 Minuten werder beide Zähler mit den Perioden 27 und 25 auf »1« ge stellt, nach Ablauf von weiteren 2,5 Minuten der Zählei mit der Periode 27 auf »2« und der Zähler mit der Pe riode 25 auf »1«, usf. Der Zähler mit der Periode 2i wird also alle 2,5 Minuten und der Zähler mit der Perio de 25 jede Stunde um eine Zählsteliung weitergestellt bis nach Ablauf von 24 Stunden beide Zähler die Zähl stellung »24« erreicht haben. Jetzt ist die gesamt« Schlüsselperiode abgelaufen, wobei, wie bereits er wähnt, die Schlüsselabschnitte nicht voll ausgenutz und 675 - 576 = 99 Abschnitte überhaupt nicht ver wendet wurden. Diese auf die beschriebene Weise all« 2,5 Minuten neu eingestellten Schlüsselabschnitte fol gen nun zwar- zeitlich, aber keineswegs räumlich in dei gesamten Schlüsselperiode unmittelbar aufeinander sondern sind anscheinend regellos über die gesamte Schlüsselperiode verteilt. Markiert man sich in diesel alle Sprungstellen, so erkennt man, daß diese äquidi stant sind und daß sich räumlich aufeinanderfolgend« Schlüsselabschnitte niemals überlappen, daß mithir eine mehrfache Verwendung gleicher Schlüsselab schnitte ausgeschlossen ist.

Das alie 2,5 Minuten erfolgende »auf Null steilem

aller Zähler und das Weiterschaltcn des Zahlers mit der Periode 27 um einen Zählschritt sowie das jede Stunde erfolgende Weitersehalten des Zählers mit der Periode 25 um einen Zählschritt wird durch eine Schaltuhr, die alle 2,5 Minuten einen Impuls abgibt, veranlaßt. Diese Impulse geben den Takt Tür zwei Hilfszähler mit je der ZähJperiode 24, von denen der eine die 2,5-Minuten-A.bschnittc und der andere die vollen Stunden zähit. Bei jedem Zählschritt stell! der eine dieser beiden Hilfszähler durch Abgabe eines Impulses den einen Ablastzähler mit der Periode 27 und der andere den zweilcn Abtastzähler mit der Periode 25 jeweils auf Null und unmittelbar darauf um eine Zählstellung gegenüber der zuletzt innegehabten weiter.

Das beschriebene, etwas kompliziert und nicht systematisch erscheinende Verfahren der Weilerstellung der Abtastzähler wurde deshalb gewählt, weil es mit einem Minimum an unterscheidbaren Kommandos an das Ringzählersystem auskommt. Dies ist dann von Bedeutung, wenn die Weiterstellung der Abtastziihlcr nicht durch eine lokale Schaltuhr, sondern, wie beim Fcrnschreibbctrieb möglich, durch vom Sender übertragene kurze Codeworte veranla(3t wird, wobei keine uferlosen Möglichkeiten an Kommandokombinationen zur Verfügung stehen.

Für den Verschlüssclungsbetricb mit Fernschreibern kann das gleiche Verfahren, wie am Beispiel der Faksimileverschlüsselung beschrieben, verwendet werden. Im Gegensatz zum stetig arbeitenden Faksimilcbctrieb, wobei die Schlüsselimpulse im regelmäßigen Takt erzeugt werden müssen, werden die Schlüssclimpulsgcneratoren beim Fernschreibbetrieb gemäß dem Start-Stop-Prinzip der Springschreiber intermittierend betrieben, indem mit jedem Startschritt eines Fernschreibzeichens der Schlüsselimpulsgenerator ein-, und mit jedem Stopschritt wieder ausgeschaltet wird, und zwischen Start- und Stopschritt jeweils fünf Schlüsselimpulse erzeugt werden.

Wegen der geringen Informationsmenge (bii/scc). die vom Fernschreiber pro Sekunde übertragen wird, ist der Verbrauch an Schlüsselimpulsen pro Sekunde sehr viel geringer als beim Faksimilebetrieb. Bei der Übertragungsgeschwindigkeit von 7,14 Fernschreibzeichen pro Sekunde (50 Baud) werden 50 Schlüsselimpulse pro Sekunde benötigt, also vierzigmal weniger als beim Faksimilebetrieb. Auch beim Fernschreibbetrieb sollen die Zeitabschnitte, nach welchen jeweils das Eintreten eines Empfängers in eine laufende Übertragung möglich ist. also eine Weiterstellung des Schlüssels vorgenommen wird, 2,5 Minuten betragen, obwohl natürlich auch kürzere Zeitintervalle von beispielsweise einer Minute möglich wären, entsprechend der im Durchschnitt kürzeren Übertragungsdauer eines Fernschreibens gegenüber der einer Wetterkarte. Bei dem angenommenen Zeitintervall von 2.5 Minuten für die Schlüsselfortschaltung werden für die einzelnen Schlüsselabschnitte mindestens 150 ■ 50 = 7500 Schlüsselimpulse benötigt, für einen ganzen Tag also mindestens

7500 ■ 24 - 24 = 4 320 00 Schlüsselimpulse. Daher können die Zählerperioden der fünf Abtast- ?ähler viel kleiner als beim Faksimilebetrieb sein. Diese Tiögen beispielsweise 17,19, 24, 25. ?9 betragen. Zahlen, ieren keine zwei einen gemeinschaftlichen Teiler ha- >en. Die Gesamtperiode des Ringzählersystems beträgt lann 17 - 19 - 24 ■ 25 · 29 = 5 620 200 Schritte, ist tlso ausreichend groß.
Entsprechend dem beschriebenen Beispiel für die

f-

Faksimileverschlüsselung wird auch hier die aus den irodukt aller Zählerperioden gebildete gesamt* Senlussclperiode durch das Produkt der beiden Zähler Perioden 24 und 25 in 600 Schlüsselabschniite, die je

17 · 19 29

9367 Impulskombinationen

umfassen eingeteilt. Diese für die 2,5-Minutcn-Abschnitte ebenfalls reichlich bemessene Anzahl von Im pulskombinalioncn hat eine Laufzeit vor

,o eJ67:50_= 187,3 see. Es besteht also ein zeitliche) Sicherheitsüberschuß von 187,3 - 150 = 37,3 see.

Auch hier werden zur sprunghaften Fortschaltung des Schlusseis nur die beiden Zähler mit den Zähler-Perioden 24 und 25 periodisch um je einen Zählschritt

^Hergestellt, und zwar der erste alle 2,5 Minuten und dir zweite jede volle Stunde, von welch letzterem die ^einstellung »25« jedoch nicht benutzt wird. Die übrigen drei Zahler werden alle 2,5 Minuten immer wieder auf Null gestellt, bleiben also an der Voreinstellung des

Schlüssels unbeteiligt.

Es mag noch erwähnt werden, daß es auf dem bechricbenen bekannten Schlüsselverlängerungsverfahren beruhende Schlüsselimpulsgeneralorcn gibt, die η ch, regelmäßig mit jeder Tak.zeil einen Schlüsselim-

P s oder cmc Schlüsselimpulskombination erzeugen,

mnuko ^WA I ^ZeÜ^{lich VöMig} ""regelmäßig Schlüsselimpulse oder -kombinationen liefern, so daß sich diese ZeItWe₁Se sehr häufen oder sehr spärlich auftreten könen. In diesem Falle muß die Schlüsselimpulserzeugung mn einer vielfach höheren mittleren Er/eugungsge . betrieben werden, als sie tatsächlich bewiiu Der Schlüsselimpulsgenerator wird dann innerh IhT ^bf?^ebcn- ^N»r der erste von mehreren wird η t ν J^{aktZeit crze}"g'cn Schlüsselimpulsen eunt Γ r ^{erSChlüsseln} verwendet, nach dessen Erzeueun_B der Generator sofort wieder abgeschalte, und mit

in der n.,,h_{sten Taktzei( sogjeich wjeder cjnge}

größtenteils"s_tiir^rn^Chl^ÜSSel'^{mpUlSgenerator steh! also} faktill ι- r ^{der erSte dieser} während einer

2n nSfh W ^{len Schlüsselim}P"'se zu einem bcliebi- Tuhrl ΐ _t ^an,^{mCn Zeitpunkt innerha}>b der Tak.zei.

"ün ν'" hl""' ^{kann Cr erS! in dcr nachsten Taktzeit} Sende Ro""κ" ^V _r ^erwendet werden. Dieser intermittierende Betrieb erfordert eine Zwischenspeicherung

Che-element» η" ^{mit Hilfe zweier} WechselspeidessäS¹ _f ^eSS^ ^{eineS für die} geradzahligen, und se dien, ' ^mS^erad™M_Scn Schlüsselimpul-

der

gen wird il η
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^{g VOn S}P^rache- *<■ nach dem "^Code-^Moduiation (PMC) übertra-^{Sekunde benöti}g>^e Anzahl von

^{h erhebiih öß i bi d}

SSr _k ^{geeigneter SchlÜSS}

? ^{kann nur re}'n elektronisch arbeiten.

que ein Γ"/ ^{VOn S}P^{rache wird} das tonfresch" en ^ew^qob^eeT ,S ^^{anntlich auf 30G0 Hz be}" wird. Be d^ Puls S_ode ^SM^beHⁿr^{erStandlichkeil erzieil} Sprpchsimal ml· .^Code;^Modulat'on wird das stetige

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können ö komm; ^LaUtstarken· unterschieden werden

3OkHz Zur Versehl^V"' ?^{ne lm}P»^lsf-quenz von verschlüsselung der Codeimnnlsknmhina-

(ionen müssen daher 30 000 Schlüsselimpulsc pro Sekunde zur Verfügung s(chcn.

Wählt man als Fortsehaltepcriode für den Schlüssel das Zeitintervall von einer Minute, so müssen pro Minute mindestens

30 00 · 60 = 1,8 ■ 10^b Schliissdimpulse

erzeugt weiden, pro Stunde also

1,8 ■ IO^b · 60 = 1,08 · 10"
und pro Tag

1,08 ■ 10" ■ 24 = 2,592 · 10⁹SChIuSSeIiInPUlSe.

Wählt man für die fünf Zähler etwa die Zählcrpcriodcn 25, 61, 133. 1 37, 139, deren keine zwei einen gemeinschaftliehen Feiler haben und was einer Lirlochstreifen gleich lange von rund 35 cm entspricht, so beträgt die gesamte Schlüsselperiodc rund 3,86 · 10⁴, ist also reichlich bemessen. Durch das Produkt der beiden Zählcrperioden 25 und 61 wird die gesamte Schlüsselperiode in 1525 glcichlange Schlüsselabschniiic unterteilt, deren jeder

133 ■ 137 · 139 ~ 2,53 · 10" Kombinationen

enthält. Diese, für die 1-Minuten-Abschnitte ebenfalls ausreichend bemessene Anzahl von Impulskombinationen hat eine Laufzeit von rund

2,53 · 10^h:3 · 10" ~ 84 see.

Es bleibt also ein zeitlicher Sicherheitsüberschuß von 24 see übrig.

Für die sprunghafte Fortschaltung des Schlüssels werden nur die beiden Zähler mit den Zählerperioden 61 und 25 periodisch um je einen Zählschritt weitcrgestcllt, und zwar der erste jede Minute und der zweite jede Stunde, wobei jedoch die Zählstellungen »61« und »25« nicht verwendet werden. Die übrigen drei Zähler werden jede Minute immer wieder auf Null gestellt, bleiben also an der Fortschaltung des Schlüssels unbeteiligt.

Auf diese Weise kann sich ein später in eine Telcfonievcrbindung eintretender befugter Abhörer von Nachrichten jede Minute in die Verbindung einschalten.

Die sprunghafte Fortschaltung des Schlüssels kann sowohl durch lokale Schaltuhren als auch durch vom Sender übertragene Codeworte vorgenommen werden.

In den Zeichnungen wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine Faksimileempfangsanlage mit Schaltuhr;

F i g. 2 zeigt eine Fernschreiberempfangsanlagc mit Schaltuhr;

F i g. 3 zeigt eine Fernschreiberempfangsanlage, bei der die Schlüsselvoreinstellung mittels eines Codeworles übertragen wird.

Die Wirkungsweise einer Faksimileempfangsanlage mit Schaltuhr ist in F i g. 1 dargestellt.

Die Anlage besteht aus drei Bauteilen, nämlich dem Hauptteil I, welcher das Faksimilegerät mit den Steuerorganen enthält, den Schlüsselimpulsgenerator II, welcher die fünf Urpotentialfolgen, gespeichert in dem Urlochstreifen 26, enthält, aus denen die Schlüsselimpulsfolge mit großer Periode gewonnen wird, und schließlich das Zeitschaltwerk III, welches die Voreinstellung der Abtastzähler mit den Zählerperioden 25 und 27 bewJrkt.

Es sei zunächst unterschieden zwischen einem ersten Start der Anlage und dem der Erfindung entsprechenden Fall des nachträglichen Einschaltens eines Empfängers in eine ablaufende Faksimileübertragung. Vor deren Beginn ist die Schlüssclverbindung zwischen Sender und Empfänger herzustellen. Zu diesem Zwecke gibt der Sender zunächst ein Vorsignal über die Fernleitung 1 zum Empfänger. Dieses Vorsignal hat erstens den Zweck, den Empfänger durch Aufhebung einer aus dem Filter 2 bestehenden Sperrung, welche ihn vor Fehlstarten durch Störgeräusche schützt, empfangsbe-

to reit zu machen, und zweitens, den Taktgenerator 4, durch welchen der Funktionsablauf des Empfängers gesteuert wird, in Phase mit dem Taktgenerator des Senders zu bringen. Das Vorsignal in Leitung 1 gelangt über das Filter 2 und die Leitung 3 zum Taktgenerator

4. Das Bandfilter 2 läßt nur die Trägerfrequenz hindurch, außerdem wirkt es zeitverzögernd, so daß die Empfangsspannung etwas verspätet an die Leitung 3 gelangt. Diese Spannung gelangt auch über den Gleichrichter 5, über die Leitung 6 zum Schaller 7, welcher in Arbeitsstellung geht und über die Leitung 8 das Tor 9 öffnet. Dadurch gelangt die noch bestehende Spannung des Vorsignals von Leitung 1 über das Tor 9 zur Leitung 10 und über das Tor 1! auch zum Schalter 12, welcher in Arbeitsstellung geht. Dabei entsteht ein Impuls an Leitung 19, der zum Schalter 18 führt und ihn in die Ruhestellung bringt, falls er sich nicht bereits in dieser Stellung befindet. Eine weitere Wirkung erfolgt zunächst nicht.

Nach Aufhören des Vorsignals fällt der Schalter 12 mit etwa 20 msec Verzögerung ab. Dabei entsteht ein Impuls an Leitung 13, welcher den Schalter 14 in Arbeitsstellung bringt. Dieser sperrt über die Leitung 15 das Tor 11 und öffnet das Tor 16. Ein kurze Zeit später auftretendes Nachsignal von bestimmter Dauer (8 Taktzeiten = 4 msec) findet das Tor 9 noch geöffnet vor, da der Schalter 7 eine große Zeitverzögerung hat, und gelangt über Leitung 10 und Tor 16 zur Leitung 17 und zum Schalter 18, welcher in Arbeitsstellung geht. Über die Leitung 20 gelangt Spannung an die fünf Ringzähler 21 bis 25, welche den fünf Lochreihen des Urlochstreifens 26 zugeordnet sind, und bringt diese in ihre Null-Stellungen. Die Spannung an Leitung 20 bringt außerdem den Schalter 27 im Zeitschaltwerk Hl in Arbeitsstellung, welcher über die Leitung 28 den Impulsgenerator 29 einschaltet und damit die Voreinstellung der Ringzähler 2i bis 25 im Schlüssclimpuisgenerator Ii einleitet. Bis diese vollendet ist, muß der Beginn der Schlüsselerzeugung verzögert werden. Deshalb ist das Tor 31 noch gesperrt und verhindert zunächst, daß die Taktimpulse von Leitung 30 zum Schlüsselimpulsgenerator II gelangen. Acht Taktzeilen später, als durch die Umschaltung des Schalters 18 über Leitung 20 Einschaltespannung an den Zähler 32 gelangt ist, tritt Spannung an dessen Ausgang 33 auf, durch welche das Tor 31 geöffnet wird. Der neunte und alle weiteren Taktimpulse gelangen über Leitung 34 zum Schlüsselimpulsgenerator II, welcher dadurch mit der Erzeugung der Schlüsselimpulsfolge beginnt.

Unabhängig von allen bisher beschriebenen Vorgängen, also auch unabhängig von der Einschaltung des Hauptteiles 1 und des Schlüsselimpulsgenerators II, spielt sich während des Zeitraumes von einem Tag im Zeitschaitwerk III, welches in dauerndem Betriebszustand ist, folgender Vorgang ab:

Der Chronometer 35 gibt nach jeder halben Minute über die Leitung 36 einen Impuls an. den Zähler 37, welcher nach jedem fünften Schritt einen Impuls über die Leitung 38 an den Einstellzähler 39 gibt. Dieser

schaltet, von seiner Null-Stellung ausgehend, mit jedem Impuls um einen Schr.tt weiter, wobei er nacheinander an alle seine Ausgänge Spannung legt. Der i-instellzähler 39 hat 24 Zählstufen, und, da er nach je 2,5 Minuten um einen Schritt weiterschaltet, ist nach einer Stunde ein voller Durchlauf vollendet. Angenommen, der Anfangszeitpunkt dieses Vorganges sei die Zeit 0.00 Uhr. Dann ist der erste Durchlauf nach dem 24. Schritt zur Zeit 1.00 Uhr erreicht.

In diesem Augenblick entsteht ein Impuls an der Leitung 40, welcher zum Eingang des Einstellzählers 41 gelangt und ihn in die erste Zählsteilung schaltet. Der Einstellzähler 39 beginnt mit dem 25. Impuls an der Leitung 38 seinen zweiten Durchlauf, bis er nach insgesamt 4S Zählschritten seine Endstellung zum zweiten Mal erreicht hat. Damit geht auch zum zweiten Mal ein Impuls über die Leitung 40 an den Einstellzähler 41, welcher in die zweite Zählstellung geht. Dies geschieht zur Zeit 2.00 Uhr. Entsprechend der Uhrzeil des Tages stehen also die Einstellzähler 41 und 39 in bestimmten Zählstellungen, und zwar so, daß die Ordnungsnummer der Stellung des Zählers 41 die Tagesstunde, und die Ordnungsnummer der Stellung des Zählers 39 den 2,5-Minuten-Abschnitt dieser Stunde angibt. Die Stellung der Einstellzähler 39 und 41 ist maßgebend für die Startstellung des Schlüsselimpulsgenerators II. Während der acht Taktzeiten des Nachsignals erfolgt seine Voreinstellung entsprechend der Stellungen der Einstellzähler 39 und 41. Wie diese Voreinstellung vor sich geht, wird später erläutert. Mit dem neunten Taktimpuls nach Beginn des Nachsignals beginnt die Erzeugung der Schlüsselimpulse. Diese werden vom Schlüsselimpulsgenerator II über Leitung 80 zum zweiten Eingang des Mischgerätes 70 geliefert, dort mil den über Leitung 1 empfangenen Geheimimpulsen gemischt, und die gewonnenen Klarimpulse werden zum Faksimilegerät 72 geliefert und von diesem aufgezeichnet.

Angenommen, ein Empfänger, welcher bisher nicht an der Übertragung teilgenommen hat, will eine ab 10.30 Uhr übertragene Nachricht empfangen. Zu diesem Zwecke schaltet er gegen 10.20 Uhr sein Gerät ein. Der Teilnehmer empfängt zunächst Geheimsignale, welche aber nicht entschlüsselt werden können, da noch kein Gleichlauf des empfängerseitigen mit dem senderseitigen Schlüsselablauf besteht. Durch das Puter 2 wird der Träger ausgesiebt, und über die Leitung 3 wird der Taktgenerator 4 des Empfängers !synchronisiert. Ferner ist über den Gleichrichter 5 und die Leitung 6 der Schalter 7 eingeschaltet und dadurch das Tor 9 geöffnet, wodurch die Geheimsignale auch an Leitung 10 über das Tor 11 auch ar, den Schalter 12 gelangen. Der Schalter 12 geht in Arbeitsstellung und gibt dabei einen Impuls über Leitung 19 an den Schaller 18. der dadurch in die Ruhestellung zurückgeht. Schalter 12 bleibt zunächst in Arbeitsstellung stehen. Die Wirkung ist die gleiche wie die des Vorsignals beim ersten Start des Schlüsselablaufcs.

Der IJhiv.eil 10.20 Uhr entsprechend steht der Einslellzählcr 41 in seiner 10. und der Einstell/.ählcr 39 in seiner 8. Stellung. Da die Weiterschaltung durch die Schaltuhr alle 2,5 Minuten erfolgt, stehen die Enstellzähler 41 und 39 in diesen Stellungen von 10.20 bis 10.22.30 Uhr. Es werde angenommen, daß der Sender um 10.21.15 Uhr seinen Schlüsselimpulsgcnerator erncut startet, d. h. etwa in der Mitte der durch das Zeitschaltwerk bestimmten Zeitabschnitte. Dies ist /weckmäßig, damit nicht die Gefahr besteht, daß Zeitungenauigkeiten zwischen den Chronometern der einzelnen Stellen oder in den Neustartintervallen zu Fehlern führen.

Zum Zwecke des Neustartes unterbricht der Sender die Übertragung für etwa 50 msec. Dadurch fällt der Schalter 12, dessen Verzögerungszeit etwa 30 msec beträgt, ab und gibt über die Leitung 13 einen Impuls an den Schalter 14. Dieser geht in Arbeitsstellung, wodurch an Leitung 15 Spannung gelangt, welche das Tor 11 sperrt und das Tor 16 öffnet. Durch diesen Vorgang ist zunächst der Zustand erreicht, den alle vor diesem neu in die Verbindung eintretenden Empfänger bereits angenommen haben. Das nach einer Lücke von etwa 50 msec wieder einsetzende Nachsignal von acht Taktzeiten (= 4 msec) Dauer gelangt über die Leitung 17 zu dem Schalter 18, welcher in Arbeitsstellung geht. Der Schalter 18 legt Spannung an die Leitung 20, durch welche, wie bereits beschrieben, die Ringzähler 21 bis 25 in die Null-Stellung gebracht werden. Ferner geht der Schalter 27 in Arbeitsstellung und schaltet über die Leitung 28 den Impulsgenerator 29 ein. Schließlich wird durch die Spannung an der Leitung 20 der Verzöge rungszähler 32 eingeschaltet, welcher nach acht Tak timpulsen seine Endstellung erreicht und ül>er die Leitung 33 das Tor 31 öffnet.

Beim Sender und bei allen Empfängern, also auch bei den neu hinzugekommenen und sogar bei allen, welche die Möglichkeit haben, zu einem selbn gewählten späteren Zeitpunkt in die Verbindung einzutreten, stehen die Einstellzähler 41 und 39 in gleichen Stellungen, nämlich in der zehnten und achten. Bei allen in Betrieb befindlichen Anlagen gelangen von dem Impulsgenerator 29 Impulse der Frequenz 50 kHz zur Leitung 42 und weiter über die Tore 43 und 44 zu den Ringzählern 24 und 25. Diese schalten mit jedem Impuls um einen Schritt weiter. Gleichzeitig gelangen diese Impulse von der Leitung 42 auch zu dem Suchzähler 45. Dieser schaltet von seiner Null-Stellung aus schrittweise weiter und legt dabei nacheinander an alle seine Ausgänge Spannung. Nach acht Schritten entsieht Spannung an seinem Ausgang 46, welcher mit dem Und-Tor 47 verbunden ist. An dem zweiten Steuereingang dieses Tores, nämlich an Leitung 48, liegt Spannung, die vom Einstellzähler 39 geliefert wird. Durch das Auftreten von Spannung an seinen beiden Eingängen ist die Durchlaßbedingung für das Und-Tor 47 erfüllt, so daß Spannung an die Leitung 49 gelangt und den Schalter 50 in die Arbeitsstellung bringt. Damit wird das Tor 44 gesperrt, so daß fortan keine Impulse mehr an den Ringzähler 25 gelangen. Er bleibt in seiner achten Stellung zunächst stehen. Der Suchzähler 45 schaltet weiter und legt während seines zehnten Schrittes an seinen Ausgang, nämlich an Leitung 52, Spannung. Damit ist auch die Durchlaßbedingung für das Tor 53 erfüllt, denn der zweite Steuereingang dieses Tores, das ist der zehnte Ausgang des Einstellzählers 41, Leitung 54, führt ebenfalls Spannung. Es gelangt deshalb auch Spannung an die Leitung 55, wodurch der Schaher 56 in Arbeitsstellung geht und das Tor 43 sperrt. Dadurch gelangen keine Impulse mehr zur Leitung 57 und /.um Ringzähler 24, so daß auch dieser nach /elin Schritten stehenbleibt. Der Such/.ählcr 45 schaltet inzwischen weiter und gibt mach einem vollen Durchlauf, also nach 24 Schlitten, an die Leitung 58 Spannung, welche den Schalter 27 in die Ruhestellung zurückbringt. Damit verschwindet die Spannung an der Leitung 28, und der Impulsgenerator 29 wird angehalten.

Der Einstellvorgang der Ringzähler dauert hoch-

AO

stens 2,4 msec. Er ist also beendet, bevor der Zähler 32 seinen achten Zählschritt vollendet hat, was. nach 4 msec geschehen ist. Zu diesem Zeitpunkt stehen die Ringzähler 21, 22, 23 in der Nuii-Stellung, der Zähler 24, der Stundenzahl entsprechend, in Stellung »10« und Zähler 25, der Minutenzahl entsprechend, in Stellung »8«. Da der Beginn des Nachsignals, das ist der Beginn der Takterzeugung, der Zeitnullpunkt des Schlüsselimpulsablaufes ist, beginnt die Erzeugung der Schlüsselimpulsfolge mit dem neunten Taktimpuls. Dieser passiert als erster das Tor 31 und gelangt an die Leitung 34. Die Ausgänge 75 bis 79 der Ringzähler 21 bis 25 werden durch den Urlochstreifen 26 gesteuert und nehmen unregelmäßig wechselnd positive und negative Potentiale an. Diejenigen Ringzähler, welche zufällig positive Ausgangsspannung haben, bereiten die Schalter 59 bis 63 vor. Durch den Taktimpuls an der Leitung 34 schalten die vorbereiteten Schalter um, während die nichtvorbereiteten in der Ruhestellung bleiben. Entsprechend dieser Umschaltung gelangt Spannung an die Leitungen 64 bis 68 oder nicht. In der Mehrfach-Überlagerungsstufe 69 wird aus dieser Spannungskonfiguration durch mehrfach.: Überlagerung ein positiver ader negativer Schlüsselimpuls gewonnen, welcher dem zweiten Eingang, Leitung 80, der Mischstufe 70 zugeführt wird und as dort mit dem über die Fernleitung 1 an dem ersten Eingang der Mischstufe 70 gelangenden Geheimimpuls gemischt wird. Der entschlüsselte Klarimpuls geht über die Leitung 71 zum Faksimilegerät 72 und v/ird dort als Punkt oder Lücke aufgezeichnet.

Noch vor Abiauf der ersten Taktzeit müssen die Speicherschalter 59 bis 63 in die Ruhestellung gebracht, und alle Ringzähler 21 bis 25 um einen Schritt .weitergeschaltet werden. Zu diesem Zwecke war durch den ersten Taktimpuls an Leitung 34 auch der monostabile Schalter 73 umgeschaltet worden. Seine Schaltzeit ist so bemessen, daß er, bevor der zweite Taktimpuls an Leitung 34 auftritt, selbsttätig in die Ruhelage zurückkehrt. Dabei entsteht an Leitung 74 ein Impuls, welcher diese notwendige Rückschaltung der Speicherschalter und Weiterschaltung der Ringzähler vornimmt. Durch die Weiterschaltung der Ringzähler entstehen entsprechend den durch sie abgetasteten Potentialkonfigurationen andere Spannungskonfigurationen an den Leitungen 75 bis 79, wodurch andere der Schalter 59 bis 63 vorbereitet werden. Der nun folgende zweite Taktimpuls bringt die vorbereiteten Speicherschalter in Arbeitsstellung. Entsprechend der Konfiguration der eingeschalteten Schalter wird in der Mehrfach-Überlagerungssl ufe 69 erneut ein Schlüsselimpuls gewonnen und an die Mischstufe 70 weiiergeleilet, während gleichzeitig der Schalter 73 eingeschaltet wird. Bei seinem Rückschalten kurz vor Ende der zweiten Taktzeit bringt er die Speicherschalter in Ruhestellung, schaltet die Ringzähler um einen Schritt weiter und stellt so den dritten Schlüsselinipuls bereit. Dieser Vorgang läuft, sinngemäß weiter. Die Übertragung der verschlüsselten Nachricht geht ordnungsgemäß vor sich, und auch der neu hinzugekommene Empfänger nimmt an der Übertragung teil. Da die ihn interessierende Nachricht um 10.30 Uhr beginnt., ist er früh genug in die Verbindung eingetreten.

Der beschriebene Vorgang — Unterbrechung der Übertragung, Rück- und Neueinstellung der Ringzähler in den Schlüssclimpulsgeneraioren und neuer Start — dauert insgesamt etwa 54 msec. Dies ist eine IJnterbrechungsi!cil, die keine nennenswerte Störung in der Faksimileübertragung zur Folge hat. Bei einer normalen Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 40 cm pro Sekunde würde diese Lücke in der Übertragung einen punktierten Strich von etwa 2 cm Länge auf dem übertragenen Faksimilogramm verursachen. Dieser punktierte Strich entsteht deshalb, weil die Schlüsselsignale vom Sender ausbleiben und die Faksimilegeräte ailer Empfänger während dieser Zeit selbst erzeugte Schlüsselimpulse aufzeichnen. Diese kleine Störung tritt verhältnismäßig selten auf, und zwar in Abständen von 2,5 Minuten. Dies bedeutet, daß auf einer Bildfläche vom Format DIN A 5 einmal ein solch kleiner Störstrich auftrut. Es besteht aber die Möglichkeit, diese Störung dadurch zu beseitigen, daß der Neustart in eine Lücke der Faksimileübertragung verlegt wird.

Beim Sender ist die Bildvorlage auf eine Trommel aufgespannt, wobei die beiden gegenüberliegenden Bildkanten durch Spangen festgehalten werden. Der Abtastlichtpunkt überläuft bei jeder Trommelumdrehung diese für die Bildübertragung tote Zone einmal. Da sich die Trommel wenigstens einmal pro Sekunde dreht, besteht in jeder Sekunde wenigstens einmal die Möglichkeit, ohne Störung der Bildübertragung die Verschliisselungsgeräte neu zu starten. Dies geht so vor sich, daß der Sender in Abständen von 2,5 Minuten die Kommandosignale für die Neustarte auslöst, daß ein solches Signal aber durch eine Kupplung mit der Trommelbewegung des Faksimilesenders bis zur nächstfolgenden Übertragungslücke verzögert wird. Diese Verzögerung von maximal 1 see ist bedeutungslos gegenüber dem früher errechneten zeitlichen Sicherheitsüberschuß von 23,6 see, um den ein Schlüsselabschnitt maximal länger laufen kann, als normalerweise erforderlich ist.

Ein zweites Ausführungsbeispiel, welches eint; Fernschreiberempfangsanlage mit Schaltuhr betrifft, ist in F i g. 2 dargestellt. Die Übertragungsanlage möge, ebenso wie in der Anlage nach F i g. 1, aus einer zentralen Sendestelle und vielen empfangenden Stellen bestehen. In die vom zentralen Sender laufend übermittelte Nachrichtensendung sollen sich einzelne Empfänger nachträglich einschalten können.

Auch diese Anlage besteht aus drei Bauteilen, nämlich dem Hauptteil I, welcher die Steuerorgane für den Betrieb der Fernschreibmaschine und Einrichtungen für den Empfang der Kommandosignale enthält, ferner dem Schlüsselimpulsgenerator II und dem Zeitschaltwerk III. Die Bauteile Il und HI sind die gleichen, wie die in F i g, 1 beschriebenen. Deshalb sind auch die einzelnen Bauelemente des Bauteils Il in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszahlen numeriert, und der Bauteil III ist aus Platzgründen nur als Block gezeichnet.

Der Teilnehmer, welcher in eine ablaufende geheime Nachrichtenübertragung eintreten will, schaltet seine Empfangsanlage ein, welche sich zunächst im Betriebszusland »Klarbetrieb« befindet. Sie empfängt zwar geheime Nachrichten, ohne sie aber entschlüsseln zu können. Die Fernschreibmaschine der Anlage soll deshalb zunächst noch nicht eingeschaltet werden. Während der ersten empfangenen Geheimsignale, insbesondere, wenn diese mittels Lochstreifenbetrieb maschinell gesendet werden, ist möglicherweise der Gleichlauf der Fernschrcibmaschincn von Sender und Empfänger noch nicht vorhanden, da die empfangende Anlage nicht sofort die Starischritte der Zeichenkombinationen erkennen kann. Während der Übertragung einiger Fernschreibzeichen stellt sieh der Gleichlauf jedoch selbsttätig ein.

Die empfangenen Nachrichtensignale gelangen von

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der Fernleitung 1 zum ersten Eingang des Mischgerates 70. Der zweite Eingang, Leitung 81, ist ohn2 Spannung, da der Schlüsselimpulsgenerator II noch außer Betrieb ist. Die Signale gehen deshalb durch das Mischgerat hindurch, ohne entschlüsselt zu werden, d. h., die Signa-Ie haben an der Ausgangsleitung 99 des Mischgerates positive, Signallücken dagegen negative Spannung zur Folge. Die Signale an Leitung 1 gelangen ferner an den bistabilen Schalter 82. Durch den Startschritt eines empfangenen Fernschreibzeichens geht Schalter 82 in die Arbeitsstellung. Dadurch entsteht Spannung an Leitung 83, welche den Taktgenerator 84 in Tätigkeit setzt. Dieser liefert nadeiförmige Taktimpulse der Frequenz von 50 Hz. Das ist die gleiche Frequenz, mit welcher die einzelnen Zeichenschritte der Fernschreibzeichen gesendet werden. Die Taktimpulse geiargen über die Leitung 85 zum Zähler 86. Dieser hat sieben Zählstellungen, welche den sieben Zeichenschritten eines Fernschreibzeichens entsprechen; das sind der Startschritt, fünf Informationsschritte und der Stopschritt. Durch die Taktimpulse gesteuert, legt der Zähler 86 nacheinander an seine sieben Ausgänge Spannung. Die Zeiten, während welcher Spannung an den Ausgängen liegt, sind mit hinreichender Genauigkeit zeitgleich mit den einzelnen Schritten der empfangenen Fernschreibzeichen. Während des Startschrittes liegt Spannung am ersten Ausgang, nämlich an Leitung 87. Beim ersten Informationsschritt liegt Spannung am zweiten Ausgang 88, beim zweiten Informationsschritt an Ausgang 89, bis schließlich beim siebenten Schritt des Fernschreibzeichens, dem Stopschritt, der siebente bzw. nullte Ausgang des Zählers Spannung führt Dieser Zählerausgang ist, ebenso wie der erste Ausgang, mit Leitung 87 verbunden. Sie führt zum Steuereingang des Tores 172. Während des Start- und des Stopschrittes liegt Spannung an Leitung 87, durch welche das Tor 172 gesperrt wird, so daß keine Schlüsselimpulse zum Miscngerät gelangen. Von den sieben Schritten der Fernschreibzeichen werden nämlich nur die fünf Informationsschritte verschlüsselt, während Start- und Stopschritt als reine Betriebssignale unverschlüsselt übertragen werden. Mit Erreichen des siebenten Schrittes entsteht auch ein Impuls an Leitung 93, wodurch der Schalter 82 wieder in die Ruhestellung gebracht wird. Dadurch wird Leitung 83 stromlos, und der Taktgenerator 84 bleibt stehen. Der Impuls an Leitung 93 stellt alle während der abgelaufenen Übertragung in Arbeitsstellung befindlichen Speicherschalter 105 bis 109 in die Ruhestellung. Der siebente Schritt ist gleichzeitig Ruhestellung des Zählers 86, in welcher er verharrt, bis ein neues Fernschreibzeichen empfangen wird.

Jedes weitere empfangene Fernschreibzeichen bringt auf die gleiche Weise durch seinen Startschritt den Schalter 82 zum Wiederansprechen, wodurch der Taktgenerator 84 und der Zähler 86 erneut sieben Schritte machen und beim Erreichen des siebenten Schrittes durch die Rückschaltung des Schalters 82 sich selbsttätig wieder abschalten. Die dabei an den Leitungen 88 bis 92 nacheinander entstehenden Spannungen werden den Steuereingängen der Tore 94 bis 98 zugeführt. Die Tore werden dabei nacheinander durchlässig. Der Ausgang des Mischgerates 70 ist mit den Eingängen dieser Tore durch die Leitung 99 verbunden. Es gelangt jedesmal dann Spannung durch eines der geöffneten Tore 94 bis 98, wenn der zugeordnete Inforrnationsschritt des Fernschreibzeichens gerade positiv ist.

Solange der Schlüsselimpulsgenerator Il noch nicht η Betrieb ist, was vorläufig angenommen wird, gelangt die Spannung des ersten Informationsschrittes von der Fernleitung 1 ohne Veränderung ihres Informationswertes über das Mischgerät 70 zur Leitung % und damit an die Eingänge der Tore 94 bis 98. Der erste Informationsschritt des Fernschreibzeichens η h + -,

welches beispielsweise empfangen werden sull, ist positiv und steht auch als positive Spannung an Leitung 99 und an den Eingängen der Tore 94 bis 98 zur Verfügung. Da, wie erwähnt, während des ersten Informationsschrittes das Tor 94 geöffnet ist, gelangt die Spannung über das Tor 94 und die Leitung 100 zum Speicherschalter 105. Die Speicherschaiter sind bistabile Schalter mit zwei Eingängen, welche durch einen Spannungsimpuls an einem Eingang eine bestimmte von zwei möglichen Lagen annehmen und durch einen Spannungsimpuls an dem anderen Eingang in die inverse Lage umgeschaltet werden. Der Schalter 105 geht in die Arbeitsstellung, und dadurch wechselt die Polarität an seinen Ausgangsleitungen 110 und 115. Die Leitung ao 115, bisher positiv, wird negativ, und die Leitung UO, bisher negativ, wird positiv. Der zweite Informationsschritt, während dessen Dauer das Tor 95 geöffnet ist, ist Signallücke. Es liegt also keine Spannung an Leitung 1, und deshalb ist auch die Leitung 99 spannungslos. Es gelangt keine Spannung an die Leitung 101, so daß der Speicherschalter 106 in Ruhe bleibt. Während des dritten Informationsschrittes, währenddessen das Tor 96 geöffnet ist, liegt wieder Signal an der Leitung 1 und positive Spannung an der Leitung 99. Sie gelangt über das geöffnete Tor 96 zum Speicherschalter 107, welcher in die Arbeitsstellung geht. Die Potentiale an seinen Ausgangsleitungen 112 und 117 wechseln. Die Leitung 112 wird positiv und Leitung 117 negativ. Auf die gleiche Weise geht während des vierten Informations-Schrittes der Speicherschalter 108 in Arbeitsstellung, da der vierte Informationsschritt positiv ist. Der Speicherschalter 109 aber bleibt in Ruhe, da der fünfte Informationsschritt negativ, und die Leitung 99 spannungslos ist.

Das im Beispielsfalle gewählte Fernschreibzeichen

H 1- + — entspricht dem Schriftzeichen F Dieses

Zeichen hat für den Empfänger jedoch keine Bedeutung und bleibt ohne Wirkung, d. h., es wird weder entschlüsselt noch geschrieben. Das gleiche geschieht mit weiteren empfangenen Fernschreibzeichen. Das Tor 173 bleibt gesperrt, so daß keine Fernschreibzeichen vom Fernschreiber 163 geschrieben werden. Das Empfangsgerät steht in Wartestellung bis zu einem bestimmten Zeitpunkt, in dem vom Sender Kommandosignale zum Eintritt in die verschlüsselte Nachrichtenübertragung gegeben werden.

Damit der neu hinzukommende Teilnehmer diese Kommandosignale auswerten kann, müssen diese im Klartext übermittelt werden. Der Sender und auch alle bereits an der Sendung teilnehmenden Partner müssen deshalb zunächst auf Klarbetrieb umgeschaltet werden. Das Kommando für die Umschaltung auf Klarbetrieb wird vom sendenden Teilnehmer gegeben.

Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, daß eine Biichstabengruppc (Codewort) verschlüsselt gesendet wird, wodurch bei den Empfängern mittels einer selektiv auf diese Buchstabengruppe ansprechenden Einrichtung alle an der Verschlüsselungsübertragung teilnehmenden Empfänger in Klarbetrieb umgeschaltet werden. Die Umschaltung auf Klarbetrieb kann auch ciurch ein anderes charakteristisches Signal erfolgen. Es könnte 7.. B. dadurch geschehen, daß der Ruhebetriebszustand der Verbindungsleitung für eine oder mehrere

Fernschreibzeichenlängen unterbrochen wird. Durch das Ausbleiben des Stopschrittes eines oder mehrerer Fernschreibzeichen kann an den Empfangsstellen leicht ein Kriterium für die Umschaltung auf Klarbetrieb gewonnen werden. Welche der beiden genannten Arten im einzelnen Falle zweckmäßiger ist, ist von den Betriebsverhältnissen abhängig, vor allem von der Art des Übertragungsweges, d. h. ob Funkt oder Draht. Ir> Ausführungsbeispiel wird die Umschaltung auf Klarbetrieb durch die Aussendung einer Buchstabengruppe (Codewort) gewählt.

Nachdem alle Empfänger auf Klarbetrieb umgeschaltet worden sind, gibt der Sender im Klartext eine weitere Buchstabengruppe als Umschaltekommando, durch welche alle Empfänger, einschließlich der neu «5 hinzukommenden, auf den verschlüsselten Betrieb umgeschaltet werden. Bei jedem dieser Neustarte beginnt der Schlüsselimpulsgenerator II, wie aus dem ersten Ausführungsbeispiel bekannt ist, von einer neuen Stelle der Schlüsselimpuisfolge an zu laufen. Die Startstelle ao des Impulsgenerators, von dem aus neu gestartet werden soll, wird durch das Zeitschaltwerk III, wie aus dem ersten Ausführungsbeispiel ebenfalls bekannt ist, vorbereitet.

Die Buchstabengruppe für die Umschaltung auf as Klarbetrieb möge beispielsweise QXVK sein, und für die Umschaltung auf Schlüsselbetrieb mögen die Buchstaben QXVS vorgesehen sein. Die Buchstabengruppen für die Umschaltekommandos bestehen aus je vier Buchstaben. Diese verhältnismäßig große Buchstabenanzahl ist deshalb gewählt, damit fehlerhafte Umschaltungen vom Schlüssel- auf Klarbetrieb bzw. umgekehrt weitestgehend ausgeschaltet werden. Um eine weitere Sicherheit gegen Fehlumschaltungen zu haben, wird noch gefordert, daß die zur Umschaltung bestimmten Buchstaben einer Gruppe zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgen.

Es sei angenommen, daß eine Übertragung verschlüsselter Nachrichten abläuft. Über die Fernleitung 1 kommen die Impulse der geheimen Fernschreibzeichen an, gelangen zum Eingang des Mischgerätes 70, wo sie mit den vom Schlüsselimpulsgenerator Il über die Leitung 80, das Tor 172 und die Leitung 81 zugeleiteten Schlüsselimpulsen gemischt werden. Durch diese Mischung verschwinden die Schlüsselimpulse, und es stehen an der \usgangsleitung 99 des Mischgerätes 70 Klarimpulse zur Verfugung. Sie gelangen über das Tor 173 und die Leitung 72 zum Fernschreiber 163 und werden dort aufgezeichnet.

Will der Sender neu hinzukommenden Teilnehmern die Möglichkeit geben, in die Sendung e'nzutreten, so muß er also zunächst durch die Aussendung der Buchstaben QXVK das Umschaltekommando geben. Als ersten Buchstabe sendet er also Q, das ist das Fernschreibzeichen + + Η I-. Entsprechend der bereits

oben gegebenen Beschreibung gehen die Schalter 105, 106, 107 und 109 in Arbeitsstellung, während Schalter 108 in Ruhestellung bleibt. Dadurch erhalten die Leitungen HO, 111, 112 und 114, welche mit denjenigen Ausgängen der Speicherschaltcr verbunden sind, welehe im Ruhezustand negativ sind, positives Potential. Bis /u diesem Zeitpunkt floß Strom vom Plus-Pol einer Stromquelle über den Widerstund 120, die Leitung 121 und über die parallcllicgenden Dioden 122. 123, 124 und 126 zu den Leitungen 110, 111, 112 und 114, welche bisher negatives Potential führten. Durch den Spannungsabfall am Widerstand 120 wurde auch der Leitung 121 negatives Potential aufgedrückt. Durch das Positivwerden der Leitungen 110, 111, 112 und 114 ist der Strom über den Widerstand 120 unterbrochen, und das Potential an Leitung 121 wird ebenfalls positiv. Dadurch schaltet der Schalter 127 um und legt Spannung an die Leitung 128. Der Schalter 127 ist ein monostabiler Schalter, welcher nach einer Zeit, die nur wenig größer als die Zeit ist, welche ein Fernschreibzeichen zur Übertragung benötigt, in Arbeitsstellung bleibt, dann aber automatisch in die Ruhestellung zurückgeht.

Unmittelbar auf die Übertragung des Buchstabens Q muß die Übertragung des Buchstabens X folgen, der

durch das Fernschreibzeichen -\ 1- + + dargestellt

wird. Entsprechend dieser Zeichenelementekombination schalten die Speicherschalter 105, 107,108 und 109 um, wodurch die negative Spannung an den Kathoden der Dioden 132, 134, 135 und 136 verschwindet. Die Dioden werden damit undurchlässig. Damit wird auch die Leitung 131 positiv, weil kein Strom mehr über den Widerstand 130 fließt und kein Spannungsabfall mehr an ihm auftritt. Der Schalter 137 geht in die Arbeitsstellung und legt dabei an die Leitung 138 positive Spannung. Der Schalter 137 ist monostabil, ebenso wie Schalter 127. Auch seine Schaltzeit beträgt nur wenig mehr als die Übertragungszeit eines Fernschreibzeichens. Zu erwähnen ist noch, dr<8 die Leitung 131 nur deshalb positiv werden kann, weil und solange sich der Schalter 127 in Betriebsstellung befindet und Leitung 128 positiv ist. Sonst flosse Strom über den Widerstand 130, die Leitung 131 und die Diode 129 zur negativen Seite des Schalters 127. Durch den Spannungsabfall am Widerstand 130 könnte deshalb die Leitung 131 nicht positiv werden, und der Schalter 137 bliebe in Ruhe. Da aber, wie bereits erwähnt, die Betriebszeit des monostabilen Schalters 127 nur wenig mehr als die Übertragungszeit eines Fernschreibzeichens beträgt, kann der Schalter 137 umschalten, wenn nur der Buchstabe X unmittelbar auf den Buchstaben Q folgt.

Unmittelbar auf den Buchstaben X wiederum muß die Zeichenelementekombination —1- + + + des Buchstabens V folgen. Dadurch gehen die Schalter 106 bis 109 in Arbeitsstellung. Die Dioden 143 bis 146 werden stromlos, und die Leitung 141 wird positiv. Die Abhängigkeit vom Schalter 137 besteht über die Diode 139 in der Leitung 138. Nur so lange der Schalter 137 umgeschaltet und die Leitung 138 positiv ist, kann auch die Leitung 141 positiv werden. Dadurch geht auch der Schalter 147 in Arbeitsstellung und legt positive Spannung an die Leitung 148.

Der nach der Übertragung der Buchstabengruppe Q X V unmittelbar folgende Buchstabe K bzw. 5 bewirkt die Umschaltung auf Klar- bzw. Schlüsselbetrieb. Zunächst muß aber auf Klarbetrieb umgeschaltet werden, deshalb folgt der Buchstabe K (+ + + + —). Entsprechend den erwähnten Vorgängen wird die Spannung an der Leitung 151 positiv, und der Schalter 157 geht in Arbeitsstellung. Dadurch gelangt Spannung an die Leitung 158, die den Schalter 169, welcher durch eine frühere Umschaltung auf Verschlüsselungsbetrieb in Arbeitsstellung ist, in die Ruhestellung bringt. Damit verschwindet die Spannung an der Leitung 170, wodurch das Tor 31 gesperrt wird und damit die vom Generator 84 über die Leitung 85 gelieferten Taktimpulse vom Schlüsselimpulsgenerator 11 ferngehalten werden. Gleichzeitig wird auch das Tor 173 gesperrt, so daß keine Impulse mehr zum Fernschreiber 163 gelangen und dieser die folgenden Buchstaben nicht mitschreibt.

Die Umschaltung auf Vcrschlüsselungsbetrieb soll anschließend erfolgen. Deshalb'sendet der Sender in

Klarschrift unmittelbar hintereinander die Buchsiabengruppe Q X VS. Die BuchsUibengruppe QXV wird also sowohl für die Umschaltung auf Klar- als auch auf Verschlüssclungsbetrieb verwendet. Sie ist gleichsam das Schutzkommando, welches die eigentlichen Kornmandos K bzw. 5 wirksam macht und die Fmpfangsanlagcn vor Fehlumschaltungcn schützt. Am Empfang dieser Buchstabengruppe QXVS nehmen nun auch die neu hinzukommenden Teilnehmer teil, deren Anlagen zum Klarempfang bereit sind.

Durch die den Buchstaben QX V folgende Zeiehcnelementekombination des Buchstabens S wird die Leitung 161 stromlos, und der Schalter 167 geht in Arbeitsstellung. Damit gelangt Spannung an die Leitung 168, so daß der Schalter 169 umschaltet. Über die Leitung

170 gelangt Spannung an das Tor 173, welches die Fernschreibmaschine 163 wieder einschallet, und ferner an das Tor 31, durch welches die von nun an folgenden Taktimpulse wieder zum Schliisselimpulsgcnerator I! gelangen. Mit der Umschaltung des Schalters 169 entsteht durch Differenziation in dem Diffcrcnzicrglicd

171 ein Impuls an der Leitung 20, durch welchen alle Ringzähler 21 bis 25 des Impulsgenerator«) Il in die Null-Stellung gebracht werden und gleichzeitig das Zeitschaltwerk III in Tätigkeit gesetzt wird, wodurch die Ringzähler 24 und 25 der Tageszeit entsprechend eingestellt werden.

Diese Einstellung des Schlüssclimpulsgencrators Il geht sehr schnell vor sich und ist mit Sicherheit beendet, bevor der erste Schlüsselimpuls benötigt wird. D^:*e den ein/Inen Zcichenelementen des nun folgenden Fernschreibzeichens zugeordneten Taktimpulsc gelangen vom Taktgenerator 84 über die Leitung 85 und das Tor 31 zur Leitung 34 des Schlüsselimpulsgencrators II. Dadurch werden die Schalter 59 bis 63 entsprechend der Konstellation der Ringzähler 21 bis 25 umgeschaltet oder nicht umgeschaltet. Die Übertragung der verschlüsselten Nachricht, die nun auch von den neu hinzugekommenen Teilnehmern empfangen wird, geht, wie oben beschrieben, ordnungsgemäß weiter. Die Unterbrechung des gesamten Betriebes hat nur so lange gedauert, wie die Überiragungszeit der acht Kommandobuchstaben beträgt, das sind etwa 1,2 Sekunden. Diese kurze Unterbrechung erfolgt nach verhältnismäßig langen Zeitabständen von 2,5 Minuten und ist im Fernschreibbetrieb kaum störend.

Das dritte in F i g. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich ebenfalls auf eine Nachrichtcnübertragungsanlage mit Fernschreibern. Die neue Startstellung der Schlüsselimpulsfolgen wird im Gegensatz zu den beiden bisher gezeigten Ausführungsbeispiclen nicht durch ein Zeitschaltwerk vorangestellt, sondern durch den Sender ferncingestellt.

Wie an Hand der F i g. 2 beschrieben, gibt der Sender nach bestimmten Zeitabständen eine verschlüsselte Buchstabengruppe als Kommandosignale, durch welche alle an der geheimen Nachrichtenübertragung beteiligten Teilnehmer auf Klarbetrieb umgeschaltet werden, und sendet dann anschließend eine weitere Buchstabengruppe im Klartext, welche für alle Teilnehmer, einschließlich den neu hinzukommenden, das Kommando gibt, auf Schlüsselbetrieb umzuschalten. Dieses letztere Kommandosignal ist in der Ausführung nach F i g. 3 gegenüber der in F i g. 2 dargestellten Anlage um zwei Buchstaben erweitert worden, welche die Startstellungen der Schlüsselimpulsfolgen bestimmen.

In dem neuen Ausführungsbeispiel ist die Buchstabengruppe Q VX K für die Umschaltung auf Klarbetrieb, und die Gruppe KX VZ für die unmittelbai anschließende Umschaltung auf Schlüsselbetrieb beibe halten worden. Die zusätzlichen Buchstaben wechselr bei jedem neuen Start der Schliisselimpulsfolge, wei jeder neue Start von einer anderen Stelle der Schlüssel Periode aus erfolgt. Die Fernschreibzeichen bestehet aus Kombinationen von zwei binären Zeichenelemen ten zur fünften Klasse, so daß entsprechend dem Fun fer-Code 32 verschiedene Zeiehcnelementckombinalio

ίο nen möglich sind. Jeder von diesen wird eine natürliche Zahl zugeordnet, so daß die beiden zusätzlichen Buchstaben bestimmte Zahlen zwischen 1 und 32 darstellen Von den 32 möglichen werden je 24 als Zahlen für die Einstellung der 24 Stunden des Tages und für die 2,5-Minutcn-Abschnitte der einzelnen Stunden verwendet. Die Verschlüsselung der übertragenen Nachricht beginnt erst, nachdem die beiden Buchstaben zur Einstellung der neuen Startstelle der Schlüsselimpulsfolge gesendet worden sind.

ao In der F i g. 3 sind alle mit den Nummern 81 bis 173 bezeichneten Bauteile die gleichen wie die in Fig. 2, und auch die cnisprechenden Funktionsabläufe bei der Umschaltung auf Klarbetrieb und der anschließenden Rückschaltung auf Verschlüssclungsbetrieb sind die gleichen.

Nach Empfang der als Kommando für die Umschaltung auf Verschlüsselung gegebenen Buchstabengrup pc Q X V S gehen, wie aus der F i g. 2 bekannt ist. die Schalter 167 und 169 in die Arbeitsstellung. Dabei entsteht Spannung an Leitung 174, welche das Tor 202 öffnet. Gleichzeitig wird in dem Differenzierglied 171 ein Impuls gewonnen, der über die Leitung 20 zum Schlüsselimpulsgenerator Il geführt wird und die Rückschaltung aller Ringzähler 21 bis 25 in die Null-Stellung bewirkt. Der Schalter 169 bleibt fortan in dieser Stellung, während der monostabile Schalter 167 nach einer Zeit, welche gleich der Zeit ist, die zwei Fernschreibzeichen zu einer Übertragung benötigen, wieder in die Ruhestellung zurückkehrt. Es bleibt also zunächst noch Spannung an Leitung 175 bestehen, wodurch das Tor 176 geöffnet wird.

Der Startimpuls des folgenden ersten zur Einstellung der Ausgangsstellung des Schlüsselimpulsgenerators bestimmten Buchstabens, der nech unverschlüsselt übertragen wird, bewirkt die Umschaltung des Schalters 82. Die fünf Informationsschritte des Fernschreibzeichens dieses Buchstabens werden nacheinander in den Speicherschaltern 105 bis 109 gespeichert. Ihre Ausgangsleitungen 110 bis 114 sind an die Eingänge des

Decodieren. 177 geführt. Entsprechend der an seinem Eingang auftretenden Spannungskonfiguration entsteht an einem von 24 Ausgängen 178...179... bis 180 des Decodierers 177 Spannung. Durch den Stopimpuls des Fernschreibzeichens dieses Buchstabens schaltet der Schalter 82 in die Ruhestellung zurück. Dabei entsteht an der Leitung 181 ein Impuls, welcher über das geöffnete Tor 176 zur Leitung 182 gelangt. Dadurch gehen beide Schalter 183 und 184 in die Arbeitsstellung. Der Schalter 183 schaltet über die Leitung 185 den Impulsgenerator 186 ein. Dieser liefert mit einer Frequenz von z.B. 1OkHz Impulse über die Leitung 187 an die Tore 188 und 189. Das Tor 188 ist im Ruhezustand geöffnet und das Tor 189 gesperrt. Die Impulse von Generator 186 gehen also durch das Tor 188 hindurch, gelangen zur Leitung 57 und weiter zum Schlüsselimpulsgenerator II. Dort bewirken sie, wie aus der früheren Beschreibung bekannt, die Voreinstellung des Ringzählers 24. Die Impulse an der Leitung 187 gelangen

aber auch zum Suchzühlcr 190. Dieser Zähler legt, mit seinem ersten Ausgang 191 beginnend, nacheinander an alle seine Ausgänge 191 ... 192 ... bis 19.3 Spannung. Diese Ausgänge sind mit den Und-Toren 94...95... bis % verbunden. Die zweiten Eingänge der Tore sind mit ebenso vielen Ausgängen 178 ... 179 ... bis 180 des Decodieren 177 verbunden.

Angenommen, der empfangene Buchstabe führe zu ciiicr Spannung an dem Ausgang 179 des Dccodierers 177. Damit ist das Und-Tor 195 vorbereitet. Die lmpulse an der Leitung 187 schalten den Suchzähler 190 so lange weiter, bis an dessen Ausgang 192 Spannung entsteht, welche an den /weiten Eingang des Und-Tores 195 gelangt. Dadurch wird die Koinzidenzbcdingung erfüllt, und das Tor 195 gibt einen Impuls an die L.eitung 197. Dieser Impuls schaltet zunächst den Schalter 183 in seine Ruhestellung zurück. Damit verschwindet die Spannung an der Leitung 185, der Impulsgenerator 186 bleibt stehen und liefert keine Impulse mehr an die Leitung 187. Es gelangen deshalb auch keine weiteren ao Impulse mehr zum Suchzähler 190 und über die Leitung 57 zum Ringzähler 24. Der Impuls an der Leitung 197 schaltet ferner den Wechselschaltcr 198 in seine inverse Stellung. Dadurch tritt .an der Leitung 199 Spannung auf, durch welche das Tor 188 gesperrt, und das Tor 189 as geöffnet wird. Der Impuls an der Leitung 197 schließlieh bringt den Suchzähler 190 in die Null-Stellung zurück.

Der zweite empfangene Einstellbuchstabe bringt den Schalter 8? erneut in Arbeitsstellung, wodurch auf bckannte Weise die Speicherbehälter 105 und 109 gemäß der Zcichcnelcmcntekombination des Fernschreibzcichcns des empfangenen Buchstabens umschalten oder nicht. Entsprechend dieser Spannungskonfiguration entsteht an einem bestimmten Ausgang des Dccodierers 177 Spannung. Durch die Rückschallung des Schalters 82 beim siebenten Schritt (Stopschritt) entsteht er neut ein Impuls an Leitung 181, welcher über das Tor 176 und die Leitung 182 den Schalter 183 einschaltet. Über die Leitung 185 wird der Generator 186 erneut eingeschaltet. Er liefert Taklimpulsc der Frequenz 10 kHz über das nunmehr geöffnete Tor 189 zur Leitung 51 und über diese zum Ringzähler 25 des Schlüsselimpulsgencrators II. Durch diese Impulse wird der Ringzähler wcitergcschaltel. Die Taktimpulse gelangen aber auch über die Leitung 187 zum Suchzähler 190. Dieser schaltet schrittweise weiter, bis er nach einer An/üihl von Impulsen, welche der zu decodierenden Zeichenelcmentckombination entspricht, eines der Tore 194 bis 1% vorbereitet antrifft. Dadurch entsteht erneut ein Impuls an der Leitung 197, welcher den Schalter 183 in die Ruhestellung und den Schalter 198 in seine Ausgangslage bringt. Die Leitung 185 wird spannungslos, und der Generator 186 bleibt stehen. Es gelangen keine weiteren Impulse mehr über die Leitung 187 zum Suchzähler 190 und zum Ringzähler 25. Durch die Rückschaltung des Schalters 198 entsteht ein Impuls an der Leitung 200, welcher auch den Schalter .184 in seine Ruhestellung zurückbringt. Dadurch entsteht an der Leitung 201 ein Impuls, welcher über das Tor 202 und die Leitung 203 zum Schalter 204 gelangt und diesen einschaltet. Dadurch wiederum entsteht Spannung an der Leitung 170, durch welche die Tore 31 und 173 geöffnet werden. Mit der Umschaltung des Schalters 204 ist die Umschaltung der Anlage auf Verschliisselungsbctrieb beendet. Alle weiter empfangenen Fernschreibzeichen, welche verschlüsselt sind, werden jetzt entschlüsselt, da die an der Leitung 85 auftretenden Taktimpulse über das Tor 31 und die Leitung 34 zum Schlüsselimpulsgenerator Il gelangen.

Die Ausführungsbcispiele in den F i g. I bis 3 zeigen die grundsätzlichen Stromläufe der Empfangsanlagen. Die Sendeanlagen sind, was die Einrichtungen, welche die Verschlüsselung, die Voreinstellung des Schlüsselimpulsgenerators und die Mischung anbetreffen, die gleichen wie die der Empfangsanlagen. Nur die Übertragungsrichtung ist umgekehrt. Es tritt an die Stelle der Fernleitung die Sendeapparalur (Faksimilesender oder Fernschrcibmaschine als Geber) und an Stelle der Empfangsapparatur (Faksimileempfänger oder Fernschreibmaschinc als Empfänger) die Fernleitung. Auf eine besondere Darstellung der Schaltung der Sendestcüe wird deshalb verzichtet.

Außer den für die Funktion der Verschlüsselungsüberlragung wichtigen Bauelementen ist die Sendestelle zweckmäßigerweise noch mit Einrichtungen ausgerüstet, welche eine den Betriebsverhältnissen angemessene automalische Abwicklung vornehmen. Diese sind durch ein Zeitschaltwerk gesteuerte Geber, welche periodisch Kommandosignale für die Voreinstellung und Neustarte der Schlüsselimpulsgeneratoren der Empfänger aussenden. Auch auf die Darstellung dieser Einrichtungen, welche mit bekannten Mitteln leicht verwirklicht werden können, wird verzichtet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen «09617/343

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur nachträglichen Einschaltung von Nachrichtenempfängern in eine laufende, verschlüsselte Nachrichten in binär kodierter Form übertragende Sendung, dadurch gekennzeichnet, daß nach im Verhältnis zur gesamten Übertragungszeit kurzen, periodischen Zeitabständen vom Sender ein besonderes, nicht zur Aufzeichnung eii'ies Nachrichtenelements bestimmtes Signal ausgesendet wird, welches sowohl im Sender als auch bei den Empfängern die Einstellung eines neuen, bisher noch nicht verwei.deten Abschnitts des Schlüsselablaufs veranlaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung eines neuen Schlüsselabschnitts des Schlüsselablaufs beim Sender und bei allen Empfängern durch lokale Zeitlaufwerke in periodischen Zeitabständen laufend vorbereitet wird, daß der Sender innerhalb dieser Vorbereitungsperioden, vorzugsweise in deren Mitten, durch Aussendung (oder Unterdrückung) des besonderen Signals bei sich selbst und bei den teilnehmenden Empfängern die Einstellung des neuen Schlüsselabichnitts vollendet, die Schlüsselimpulserzeugung von dieser neuen Anfangsstellung aus neu startet und daß anschließend die Übertragung der verichlüsselten Nachricht fortgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fernschreibbetrieb der Sender die Übertragung verschlüsselter Nachrichten kurzzeitig unterbricht, daß er durch Aussendung eines besonderen Signals sich selbst und die an der Übertragung verschlüsselter Nachrichten bereits teilnehmenden Empfänger auf Klarbetrieb umschaltet, daß er sodann durch Aussendung einer bestimmten Buchstabengruppe im Klartext bei sich selbst und bei allen, auch bei den neu hinzukommenden Empfängern, die Umschaltung auf Verschlüsselungsbetrieb, die Einstellung eines neuen Schlüsselabtchnitts und den Neustart aller Schlüsselimpulsgeneratoren bewirkt und daß anschließend die Übertragung verschlüsselter Nachrichten fortgejetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das besondere Signal in der Unterdrückung eines bestimmten Betriebssignals, z. B. des Stopschrittes eines Fernschreibzeichens, besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das besondere Signal in der Aussendung einer bestimmten, verschlüsselt übertragenen Buchstabengruppe besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte, im Klartext übertragene Buchstabengruppe aus zwei Untergruppen besteht, deren erste aus gleichbleibenden Buchstaben zum Zweck der Umschaltung auf Verschlüsselungsbetrieb und deren zweite aus mit jeder Neueinstellung der Schlüsselabschnitte wechselnden Buchstaben zusammengesetzt ist.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein an sich bekanntes Zeitschaltwerk, vorzugsweise einen Chronometer, der in periodischen Zeitabständen Impulse abgibt, durch zwei vermittels des Zeitschaltwerks gesteuerte Zähler, deren erster gleiche kleinere Zeitabschnitte (Minuten) und deren zweiter gleiche Vielfache dieser Abschnitte (Stunden) zählt und speichert, durch einen vermittels eines impulsgenerator gesteuerten Suchzähler, welcher periodisch die Ordnungszahlen der gespeicherten Zeitabschnitte abfragt und den angetroffenen Ordnungszahlen gleiche Anzahlen von Impulsen auf zwei Ringzähler des Schlüsselimpulsgenerators zu dessen Neueinstellung gibt.