Brevet FR2379947A1 — publié le 19780901

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de brouillage permettant la discrétion dans la transmission d'informations, notamment de la parole par liaison filaire ou hertzienne. Un tel dispositif a essentiellement pour but de permettre le codage de signaux électriques analogiques tels que ceux issus d'un microphone. Ce codage provoque un brouillage rendant les signaux incompréhensibles, de sorte que seule la traduction avec un appareil approprié permet la restitution en clair des signaux analogiques initiaux. Il est bien clair que ce dispositif est applicable aussi bien à la téléphonie sur fil qu'à la transmission par voie radio et, en général, sur tout système de transmission dont on veut assurer la discrétion. D'une manière générale, les procédés actuellement utilisés pour résoudre le problème du secret des transmissions analogiques (par exemple la parole), se scindent essentiellement en deux types -Les procédés dits analogiques dans lesquels le signal codé est analogique, qui sont principalement basés sur le prin cipe de l'inversion de bande, et/ou de la transposition -Les procédés dits "numériques" dans lesquels le signal codé est numérisé. Ces procédés s'emploient en fonction du taux de secret voulu, les procédés numériques assurant un meilleur secret au prix d'un matériel coûteux et volumineux. Par contre les procédés analogiques permettent des réalisations plus économiques et plus réduites en volume. Toutefois, ces procédés ne rompent pas ,au cours de la transmission, le rythme de la parole et permettent l'identification de eertains mots reconnaissables à leur rythme, par exemple les nombres t de plus, ils sont facilement décodables par des procédés simples. Pour supprimer ces inconvénients, le procédé selon l'invention se propose d'assurer une meilleure discrétion par rupture des rythmes et par l'utilisation d'un signal de transmission non décodable par des procédés simples. Ainsi, le procédé selon l'invention consiste essentiellement, successivement - à effectuer en vue de 1'émission, une partition dans le temps du signal à coder d'une part ,en des tronçons unitaires successifs pouvant correspondre à la capacité de la mémoire dont il sera question ci-après, et, d'autre part,en des segments élémentaires ou partition,,de dimensions variables, fractionnant chacun desdits tronçons - à mettre en mémoire successivement chacun des tronçons unitaires dans ladite mémoire - à lire successivement chacun des tronçons unitaires en prenant chacun des segments élémentaires dans un ordre et dans un sens pseudoaléatoire - à transmettre le signal codé résultant de cette lecture - à effectuer, à la réception, sur le signal codé, une partition dans le temps d'une part en des tronçons unitaires égaux et synchronisés à ceux de l'émission, et d'autre part, en des segments de dimensions correspondantes à ceux de l'émission et dans l'ordre où ils ont été émis - à mettre en mémoire successivement chacun des tronçons unitaires - à lire chacun des tronçons unitaires en prenant chacun des segments dans l'ordre et le sens qu'il avait lors de la partition avant l'émission, le signal obtenu correspondant, en conséquence, au signal initial avant codage et transmission. Ce procédé augmente donc considérablement la difficulté dtinterception du contenu des signaux, et ce, du fait du grand nombre de combinaisons utilisées, à savoir, essentiellement - la double partition dans le temps des signaux à coder, - la modulation des segments élémentaires, - l'inversion aléatoire du sens de lecture, - le brassagepseudo-aléatoire, dans le temps, des segments élémentaires. Il est bien évident que le procédé selon l'invention peut être simplifié et ne comprendre qu'unie partie du traitement précédemment mentionnée. Il pourrait, par exemple, n'effectuer à l'émission que l'inversion du sens de lecture des tronçons unitaires, les segments élémentaires pouvant être égaux. Il pourrait également effectuer l'inversion du sens de lecture des tronçons, ainsi qu'un brassage des segments dlé- mentaires, ces derniers n'étant pas modulés en longueur. Il pourrait en outre effectuer l'inversion, le brassage et la modulation de la largeur des segments élémentaires. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-aprbs à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels Les figures 1 et 2 sont les schémas-blocs respectifs du système d'émission (figure 1) et du système de réception (figure 2) du dispositif de brouillage selon l'invention. La figure 3 est un diagramme schématique permettant de mettre en évidence la partition du signal, la mise en mémoire, le brassage et la lecture précédant la transmission du signal codé. La figure 4 est un schéma-bloc du générateur d'aléa utilisé dans les schémas représentés figures 1 et 2. La figure 5 est le schéma-bloc d'un ensemble émetteurrécepteur pour liaison en duplex au moyen d'une ligne de transmission assez longue. Avec référence à la figure 1, le système d'émission du dispositif de brouillage selon l'invention comprend tout d'abord, en entrée, un convertisseur analogique numérique 1, convertissant en valeur numérique binaire l'information analogique entrante, issue par exemple d'un microphone. Les signaux numériques fournis par le convertisseur 1 sont transmis à une mémoire 2 adressable en écriture-lecture, dont la sortie (de lecture) est transmis à un convertisseur numérique analogique de sortie 3 qui est relié à la ligne de transmission 4 par l'intermédiaire d'un filtre de lissage 5 et d'un mélangeur 6. L'adressage de la mémoire 2 effectue par un compteur d'adressage 7, piloté par un générateur d'aléa 8. Ce système comprend en outre, un circuit de synchronisation avec le système de réception, ce circuit comprenant un interrupteur 9 permettant de fournir à un organe de synchronisation 11 un top marquant le début de l'émission. Ce système de synchronisation 11 est couplé d'une part au générateur d'aléa et, d'autre part, à la ligne de transmission 4 par l'intermédiaire du mélangeur 6. Diune façon similaire au système d'émission, le système de réception représenté figure 2 comprend tout d'abord, à l'ex trémité de la ligne de transmission 4, un convertisseur analogique numérique 12 relié. à une mémoire 13 adressable écriture lecture dont la sortie de lecture est connectée à la sortie d'utilisation 14 du système de réception par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique analogique 15 suivi d'un filtre de lissage 16. L'adressage de la mémoire s'effectue au moyen d'un compteur d'adresse 17 et d'un générateur d'aléa 18. La synchronisation du générateur d'aléa sur celui de l'émetteur est réalisée à l'aide d'un organe de réception 19 branché à la sortie de la ligne 4 et qui reçoit les informations fournies par le bloc de synchronisation 11. L'organe de réception agit essentiellement sur le générateur d'aléa 18. Il convient de noter que, dans les systèmes précédemment décrits, les mémoires 2 et 13 sont chacune scindée en deux zones distinctes M1 et M2, utilisées alternativement. TABLEAU I . T1 . 2 T3 : entrée en M1 : lecture en M1 : entrée en M1 : . lecture en M2 . entrée en M2 lecture en M2 Ainsi, comme représenté dans le Tableau T, à l'instant T1 la mémoire M1 est utilisée en entrée, tandis que la mémoire M2 enregistrée à l'instant précédent est utilisée en lecture. Dans cette utilisation la mémoire M1 reçoit les signaux numériques du convertisseur analogique numérique 1 et le compteur d'adresses 7 fournit des adresses croissantes pour le rangement des différents éléments. A l'instant suivant T2, la mémoire M1 est utilisée en lecture tandis que la mémoire M2 est utilisée en entrée. Dans cette utilisation, le contenu de la mémoire M1 est lu par le compteur d'adresses, et les codes émanant de cette lecture sont convertis en signaux analogiques par le convertisseur numérique analogique. Pour effectuer la lecture des mémoires M1 et M2, le compteur d'adresses 7 explore les cellules de la mémoire 2 (M1 ou M2) dans un ordre différent de celui de l'écriture, ordre imposé en fonction du générateur d'aléa 8 . En outre, cette lecture s'effec- tue dans le sens Inverse de l'écriture. Ainsi, dans l'exemple représenté figure 3, pendant la pério de de temps allant de O à Tt, , les signaux d 'entrée sont mémo- risés dans leur ordre d'émission dans la mémoire Mi tandis que les signaux précédemment mémorisés dans la mémoire M2 sont lus. Entre l'instant T1 et T2, les signaux mémorisés dans la mémoire M1 sont lus en sens inverse de la mise en mémoire, par segments élémentaires (a), (d), (e),(b), (c) pris dans un ordre désordonné par rapport à l'ordre qu'ils avant dans la phase de mémorisation qui est (a), (b), (c), (d), (e). Pendant le même temps, la mémoire M2 reçoit les signaux d'entrée. Entre le temps T2 et le temps T3, les signaux mémorisés dans la mémoire pendant l'intervalle de temps T1 - T2 sont lus, par segments élémentaires (j), (i), (f), (g), (h), dans un ordre différent de l'ordre qu'ils occuperaient dans la phase de mise en mémoire, et également différent de l'ordre des segments élémentaires dans la lecture précédente de M1. Il est à note-r que les périodes 0 - T1 ou T1 - T2 qui constituent en fait les tronçons unitaires, peuvent être prévues en fonction de la capacité des mémoires M1 et M2 et/ou de leur temps d'enregistrement et/ou delecture. Ainsi, si la mémoire dispose de 4096 cellules écrites dans un ordre croissant, la lecture s'effectuera par exemple de la façon suivante 1er segment : de 3 loO à 2 501 2è segment : de 4 095 à 3 701 3è segment : de t Q20 à 541 4è segment : de 3 700 à 3 101 5è segment : de 540 à o 6è segment : de 2 500 à 1 021 Il est à noter que le fait que la seconde mémoire M2 est connectée sur entrée quand la mémoire M1 est connecté en ortie (lecture) et inversement, fait en sorte qu'il n'y a pas de discontinuité. Pour parvenir au fonctionnement précédemment mentionné, le générateur d'aléa a pour but de fournir au compteur d'adresses l'adresse de départ des divers segments lors de la lecture de la mémoire. Il reçoit en outre, du compteur d'adresses, sa position qutil compare avec l'adresse d'arrivée des divers segments. Par ailleurs, pour faire en sorte que les diverses adresses évoluent à chaque temps (T1, T2, etc...), et que l'aléa soit identique au codage et au décodage, ledit aléa doit être fourni par un procédé assurant sa reproductibilité. Dans ce but, le système fait appel à des générateurs de séquences pseudo-aléatoires, obtenus à partir de registres à décalages bouclés. Les générateurs de codage et de décodage devant être synchrones,le départ des générateurs s'effectue en simultanéité grâce aux circuits de synchronisation précédemment mentionnés. Avec référence à la figure 4, le générateur d'aléa comprend un registre 21, constitué d'une suite de bascules bouclées sur elles-mêmes en divers points en fonction du polynome générateur choisi. Des interrupteurs 22 permettent de définir le contenu du registre au départ (initialisation). Le signal de synchronisation émanant du circuit 17 et transmis à l'entrée 23 du registre 21 déclenche le départ du registre 21. Chaque fois que ce registre 21 fournit un état "1" sur sa sortie 24, les bouclages viennent modifier le contenu des bascules correspondantes. Le contenu du registre 21 évolue donc en fonction de la sortie 24. Celle-ci fournit une suite d'états 0 et 1. Si N est le nombre de bascules, la longueur de la séquence de sortie est 2 - 7 (si le polynome choisi est primitif). A la sortie 24 du registre 21, les bits attaquent un registre 25 qui définit l'adresse d'un groupe de cellules dans une mémoire morte 26 ; cet adressage est donc fonction de l'aléa fourni. Le groupe de cellules sélecté comporte les diverses adresses de "départ" et "d'arrivée" des différents segments de la mémoire de travail. Le système fournit un premier couple. L'adresse "départ" émanant de la mémoire morte 26, charge le compteur d'adresses, puis celui-ci évolue. Sa position est comparée dans un comparateur 27 avec l'adresse "arrivée". Lorsque ces deux adresses sont identiques, un signal fait progresser un compteur 28 relié à la mémoire 26 qui sélecte alors un second couple. Les divers couples" sont ainsi extraits de la mémoire morte 26, puis le registre R2 fournit une nouvelle adresse et le processus se répète. il est donc clair que le générateur d'aléa fournit d'une part la définition des segments de mémoire à explorer et d'autre part l'ordre dans lequel ces segments seront explorés. Cette fonction complexe peut être réalisée par microprocesseur, celuici étant d'ailleurs bien adapté à la gestion des mémoires de travail M1 et M2. Les générateurs d'aléa étant les mêmes au codage (émission) et au décodage (réception), les permutations engendrées par ces générateurs sont de même nature : En outre, du fait que les deux processus sont complémentaires,le signal de sortie du décodeur est identique au signal d'entrée du codeur. En ce qui concerne la synchronisation émission/réception, il convient de noter que, lorsque deux appareils de téléphonie discrète sont en liaison duplex par une ligne assez longue, les signaux issus de l'un des appareils arrivent avec un certain retard sur l'autre et inversement. Il est bien clair que la synchronisation doit tenir compte de ce phénomène afin que les codages et les décodages soient bien isochrones. Il est donc nécessaire que la première voie -émission- réception soit synchronisée différemment de la seconde voie de retour. L'invention a également pour objet de permettre une telle synchronisation. Avec référence à la figure 5, le système de liaison télphonique en duplex comprend à chaque extrémité de la ligne (fils 31 et 32), un ensemble émetteur-récepteur, par exemple du type de ceux représentés figures 1 et 2. Ces ensembles comprennent donc essentiellement - d'une part dans la partie émettrice, un microphone 33 relié à un codeur 34 (convertisseur analogique numérique, mémoire pilotée par un compteur d'adresses, un convertisseur numérique analogique, un filtre et un mélangeur), un générateur d'aléa 35 pour piloter le codeur 34 et un circuit de synchronisation connectée entre la ligne émettrice 31 et le générateur d'aléa 35 par un codeur de synchronisation 36 et par un mélangeur 37 recevant les signaux du codeur émetteur 34 - d'autre part, dans la partie réceptrice, un écouteur 38 relié à la sortie d'un codeur 39 recevant les. informations codées de la ligue d'émission 32;; ce codeur 39 étant sensiblement ana logue au codeur 34, un générateur d(aléa 40 et un circuit de synchronisation relié au générateur d'aléa par l'intermédiaire d1un décodeur de synchronisation 41. - La synchronisation à ltemission est obtenue par un commutateur 42 à deux positions qui relie au repos la sortie du déc - En position actionnée le commutateur 42 permet d'émettre un top de synchronisation sur le codeur 36 et sur le générateur d'aléa 35. Il est bien clair que le second ensemble émetteur-récepteur est identique à celui qui vient d'être décrit, à la différence près que pour l'un, la ligne émettrice correspond àIa ligne réceptrice de l'autre et inversement Pour cette raison, nous avons pris pour les éléments du second ensemble identique au premier, les mêmes références affectées du signe prime. Ainsi, en vue d(une communication, l'un des deux opérateurs prend l'initiative de la synchronisation. A cet effet, il appuie sur le bouton du commutateur 42. Par ce fait, le signal - synchronise la partie émission de son propre poste (générateur d'aléa 35) - est transmis et synchronise la partie réception de l'autre poste (générateur dtaléa 40), avec le même retard que les signaux codés regus par le codeur réception 39( - est ensuite transmis et synchronise la partie émission de l'autre poste (générateur d'aléa 35') - puis enfin, est réémis vers le premier poste et synchronise la partie réception de ce poste (générateur d'aléa 40). Ce circuit permet donc d'obtenir, dans chacun des cas, une synchronisation du codeur de réception au codeur d'émission, tenant compte du retard dû à la transmission. REVENDICATIONS 1.- Procédé de brouillage permettant la discrétion dans la transmission d'informations, caractérisé en ce qutil consiste essentiellement - à effectuer en vue de 11 émission, une partition dans le temps du signal à coder, dtune part endes tronçons unitaires successifs, et, d'autre part, en des segments élémentaires - à mettre en mémoire successivement chacun des tronçons unitaires dans une mémoire adressable écriture-lecture - à lire successivement chacun des tronçons unitaires - à transmettre le signal code résultant de cette lecture - à effectuer, à la réception, d'une façon analogue,sur le signal codé, une partition dans le temps, d'une part en des tronçons unitaires égaux et synchrones à ceux de l'émission, et, d'autre part, en des segments élémentaires correspondant - à mettre en mémoire successivement chacun des tronçons unitaires - à lire chacun des tronçons unitaires en prenant chacun des segments élémentaires, le signal obtenu correspondant,en eonséquence , au signal initial avant codage et transmission 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la phase d'émission, les segments élémentaires réalisés sont égaux et sont lus dans un ordre pseudo-aléatoire dans le sens inverse de l'inscription et en ce que,dans la phase de réception, par un processus analogue les segments élémentaires réalisés sont égaux à ceux de l'émission et la lecture de ces segments s'effectue dans le sens inverse de l'inscription et dans le même ordre que celui de l'inscrission 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans la phase d'émission, les segments élémentaires ne sont pas égaux et sont lus dans ordre pseudo-aléatoire et en ce que dans la phase de réception, les segments élémentaires réalisés correspondent en dimension à ceux réalisés dans la phase dtémission et sont lus dans le même ordre que celui de l'émission. 4.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sens de lecture des segments élémentaires, à l'émission et à la réception, est aléatoire. 5.- Dispositif de brouillage pour l'application du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système d'émission du dispositif de brouillage selon l'invention, comprend tout d'abord, en entrée, un convertisseur analogique numérique, convertissant en valeur numérique binaire l'information analogique entrante , une mémoire adressable en lecture-écriture dont la sortie est reliée à un convertisseur numérique analogique de sortie lui-même relié à la ligne de transmission par l'intermédiaire d'un mélangeur, un compteur d'adressage piloté par un générateur d'aléa pour effectuer l'adressage de la mémoire, et un circuit de synchronisation avec le dispositif de réception, susceptible de fournir un top de synchronisation, d'une part, un générateur d'aléa du système démission et à celui du système de réception. 6.- Dispositif de brouillage selon la revendication 5, caractérisé en ce que, à l'image du système d'émission, le système de réception comprend, à l'extrémité de la ligne de transmission un convertisseur analogique numérique relié à une mémoire adressable écriture-lecture dont la sortie de lecture est connectée à la sortie d'utilisation du système de réception, par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique analogique suivi d'un filtre de lissage, én ce que l'adressage de la mémoire s'effectue au moyen d'un compteur d'adresses et d'un générateur d'aléa, et en ce que la synchronisation dudit générateur d'aléa sur celui de l'émetteur est réalisée à l'aide d'un organe de réception branché à la sortie de la ligne de transmission et qui reçoit les informations fournies par le système d'émission. 7.- Dispositif de brouillage selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les susdites mémoires à adressage lecture-écriture sont chacune scindée en deux zones distinctes M1 et M2, utilisées alternativement. 8.- Dispositif de brouillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le générateur d'aléa comprend des moyens pour fournir au compteur d'adresses,ltadresse de départ des divers segments lors de la lecture de la mémoire, pour recevoir du compteur d'adresses, sa position, un comparateur pour comparer la position du compteur d'adresses avec l'adresse d'arrivée des divers segments. 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le générateur d'aléa comprend un premier registre constitué d'une suite de bascules bouclées sur elles-mêmes en divers points, en fonction du polynome générateur choisi, et dont le départ est déclenché par un signal de synchronisation, un deu xième registre attaqué par ledit premier registre et qui définit adresse d'un groupe de cellules dans une mémoire morte, qui comportent les diverses adresses de départ et d'arrivée des différents segments de la susdite mémoire adressable lecture-écriture, les adresses départ étant fournies au susdit compteur d'adresses, tandis que les adresses d'arrivée sont transmises à un comparateur qui reçoit également un signal représentatif de la position dudit compteur d'adresse et qui fournit, lorsque ces deux entrées sont identiques, un signal faisant progresser un compteur relié à la mémoire morte qui selecte un nouveau couple. 10.- Système de liaison téléphonique en duplex comprenant à chaque extrémité de la ligne un ensemble comprenant un émetteur et un récepteur équipés d'un dispositif de brouillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun desdits ensembles comprend - d'une part, dans la partie émettrice,-un microphone relié à un dispositif de brouillage comportant successivement, un convertisseur analogique numérique, une mémoire pilotée par un compteur d'adresses, un convertisseur numérique analogique, un filtre et un mélangeur, un générateur d'aléa pour piloter le compteur d'adresses et un circuit de synchronisation connecté entre la ligne émettrice et le générateur d'aléa, par un codeur de synchronisation et par un mélangeur recevant les signaux du dispositif de brouillage - d'autre part, dans la partie réceptive, un écouteur relié à la sortie d'un codeur de même nature que le susdit dispositif de brouillage qui reçoit les informations codées de la ligne de transmission, un générateur d'aléa et un circuit de synchronisation relié au générateur d'aléa par l'intermédiaire dcun décodeur de synchronisation - ledit circuit comprenant, en outre, un commutateur à deux positions qui relie au repos la sortie du décodeur de synchronisation aux deux générateurs d'aléa (émission/réeeption) et au codeur de synchronisation et qui permet, en position actionnée, d'émettre un top de synchronisation sur ledit codeur de synchronisation et sur le générateur d'aléa dtémission.