METHOD FOR ENCRYPTED INFORMATION TRANSMISSION

Abstract: 1. Method for the coded transmission of messages in transmission systems having permanently stationary and/or mobile subscriber units (terminals), for example in telephone, car telephone or radio networks, in which method a transmitter (4) for an individual subscriber code is arranged in the terminal of one transmission side and an analyser (8) is arranged in the other transmission side which is constructed as central station and is only accessible from the exchange side and in which method, in a first method step, the subscriber number is transmitted from the transmission side containing the transmitter (4) to the other transmission side, the subscriber code is determined in the latter and the receiver is set in accordance with the code and in which method, thereafter, in a second method step, the transmission path is switched through to the transmit section in the terminal containing the transmitter (4), for transmitting the coded useful signal, characterized by a hierarchical structure, in such a manner that several terminals are in each case connected to a centre in the networks and the code signalling from the terminal to the central unit occurs in a non system-compatible sequence, and also in that, in the first method step, the code set is transmitted from the transmission side containing the transmitter (4) to the other transmission side constructed as central station.

Description: Verfahren zur verschlüsselten Nachrichtenübertragung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur verschlüsselten Nachrichtenübertragung in Ubertragungssystemen mit fest stationierten und/oder mobilen Teilnehmergeräten (Endgeräten), beispielsweise in Telefon-, Autotelefon- oder Funknetzen. Mit der zunehmenden Ausbreitung von Mobilfunkanlagen stellt die Verschlüsselung der Nachrichtenübertragung auf dem Funkwege mit zunehmendem Masse ein besonderes Problem dar. Die verschiedenen, si.ch hierfür anbietenden Möglichkeiten, beispielsweise kryptologische Verfahren oder Verschleierung der Funkwege, sind von der technischen Realisierung meist recht aufwendig. Eine Realisierung mit Hilfe der n-Band-Vertauschung auf statischem Wege durch einen einheitlichen Schlüssel für das gesamte Funksystem oder mit verschiedenen Verschieie- rungsschlüsseln, deren Anzahl aufgrund von Pre-Emphase und De-Emphase sowie der erforderlichen Verschleierungsmöglichkeit auf wenige Konstellationen begrenzt ist, bietet neben den Vorteilen geringer Komplexität und Optimierung der Übertragungsqualitat bzw. Verschleierung der einzelnen Verbindungen mit unterschiedlichen Verschleierungs- modi den Nachteil,dass sich mit Hilfe eines normalen Funk Sende/Empfangsgerätes die Funkwege durch Einstellung auf die verschiedenen Verschleierungsmodi abhören lassen. Bei Anwendung einer.dynamischen Methode durch zeitlichen Wechsel der einzelnen Verschleierungsmodi und damit Erhöhung des Verschleierungsgrades wird zwar die Verschleierungssicherheit beträchtlich erhöht, es besteht jedoch die Möglichkeit, mit einem normalen Funk-Sende Empfänger durch entsprechende zeitliche Erfassung des Verschleierungsgrades die Funkwege zu entschleiern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verschlüsselungssystem zu schaffen, das vielseitig in Netzen der Nachrichtenübertragung einsetzbar und relativ schwer automatisch abhörbar ist. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung in der Weise gelöst, dass im Endgerät der einen Übertragungsseite ein Code-Geber und im Endgerät der anderen, als Zentralstation ausgebildeten, lediglich amtsseitig zugänglichen Ubertragungsieite ein Code-Auswerter angeordnet ist und dass in einem ersten Verfahrensschritt von der den Code-Geber enthaltenden über- tragungsseite der eingestellte Code an.die andere über tragungsseite übertragen, in dieser ausgewertet und deren Empfänger entsprechend dem Code eingestellt wird und dass danach in einem zweiten Verfahrens schritt im den Code-Geber enthaltenden Endgerät der übertragungsweg zur übertragung des verschlüsselten Nutzsignals durchgeschaltet wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemässen Verfahrens, insbesondere für ein mobiles Funksystem, bei dem der Code-Geber in der mobilen Station und der Code-Auswerter in den stationären Einrichtungen angeordnet ist, sind in den Unteransprüchen angegeben. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Figur ist ein Verschlüsselungssystem für eine Mobil-Telefonanlage im Blockschaltbild dargestellt. Hierbei sind ein Mobilgerät und ein Feststationsteil (Funkkonzentrator) vorgesehen, die über ein Funkfeli FF miteinander in Funkverbindung stehen. Das Mobilgerät enthält einen Handset 1, einen mit diesem verbundenen NF-Yerstärker und Voice-Scrambler, die im Kästchen 2 angeordnet sind, sowie einen diesem nachgeschalteten Funkteil 3, der ausgangs seitig mit einer Antenne Al verbunden ist. NF-Verstärker und Voice-Scrambler 2 sind über eine Empfangs leitung und eine Sende leitung für die Niederfrequenz miteinander verbunden. In der Sendeleitung ist ein Umschalter S eingefügt, der von einem Code-Geber 4 angesteuert wird. Der Code-Geber 4 ist ferner mit dem NF-Verstärker und Voice Scrambler 2 verbunden und bewirkt in dieser die Code-Einstellung sowie mit einer Signalisierungseinheit 5, die ausgangsseitig an den einen Umschaltkontakt des Umschalters S angeschlossen und über diesen Umschalter S an den Sendeweg des Mobilgeräts anschaltbar ist. Der Feststationsteil enthält einen mit einer Antenne A2 verbundenen Funkteil 6, der mit einem Voice-Scrambler und einer NF-Anpassung, welche in dem Kästchen 7 angeordnet sind, verbunden ist. Voice-Scrambler und NF-Anpassung sind ausgangsseitig zur Übertragung der Niederfrequenz NF zu einer in der Figur nicht dargestellten überleiteinrichtung ÜLE geführt, die eine Verbindungseinrichtung zwischen dem Feststationsteil (Funkkonzentrator) und dem Fernsprechnetz mit den Vermittlungsämtern bildet. Funkteil 6 und Voice Scrambler und NF-Anpassung 7 sind über eine Empfangsleitung und eine Sendeleitung für die Niederfrequenz miteinander verbunden, wobei von der Empfangsleitung eine Verbindung zu einem Code-Auswerter und einer Synchronisiereinrichtung, die in dem Kästchen 8 enthalten sind, geführt ist Dieses ist ausgangsseitig zur Codeeinstellung mit dem Voice-Scrambler und der NF-Anpassung 7 verbunden.. Die Funkteile 3 und 6 in den beiden Endgeräten können aus handelsüblichen Sende/Empfangsgeräten bestehen, die in der dargestellten Weise mit den jeweiligen Verschleierungseinrichtungen zusammengeschaltet werden. Bei dem vorliegenden Verschlüsselungssystem unterscheidet man in der Verschleierungsschaltung zwischen einer solchen für die beweglichen Stationen und einer solchen, die ausschliesslich für die Funkkonzentratoren, also den Feststationsteil, vorgesehen ist. Es wird hierbei ein dynami scher Verschleierungsmodus unter Benutzung der 4-Band-Vertauschung angewendet, der z.B. mit Hilfe eines Zufall- Generators von dem beweglichen Teilnehmer mit dem Geber zu der Verschleierungseinrichtung des Funkkonzentrators mit dem Empfänger übertragen wird. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, diesen Empfänger in der Oberleiteinrichtung und/oder In den Vermittlungsstellen oder auch beim B-Teilnehmer zu installieren. Die Verschlüsselung des Funkweges erfolgt in der Weise, dass zunächst von der Signalisierungseinheit 5 aus über den vom Code-Geber 4 angesteuerten Umschalter S der Feststationsteil auf das Mobilgerät synchronisiert wird. Vom Code Geber wird dann der dynamische Verschleierungsmodus vom Mobilgerät zum Feststationsteil übertragen, und über dessen Code-Auswerter und Synchronisiereinrichtung 8 erfolgt die Codeeinstellung im Voice-Scrambler und der NF-Anpassung 7, so dass das übertragene, verschleierte Signal im Empfänger des Feststationsteils richtig erkannt wird. Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf dem Prinzip, dass Endgeräte nur einen Ubertragungscode erzeugen, jedoch nicht auswerten können. Die Auswerter wiederum sind nicht in der Lage, den Code zu erzeugen und sie sind ausserdem nur in begrenzten Stückzahlen vorhanden. Es ist nämlich hierbei eine streng hierarchische Struktur vorgesehen. D.h. in den betreffenden Netzen sind immer mehrere Endgeräte mit einer Zentrale verbunden, die nur von autorisiertem Personal betreten und gewartet wird. Der vom Endgerät, hier also dem Mobilgerät, zu einem Zentralschlüsselgerät übertragene Schlüssel bildet lediglich einen Zeiger in einer Codetabelle. Hierdurch kann in gleich aufgebauten Systemen durch Ver änderung der Codetabelle eine Abhörsicherheit erreicht werden. Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass neben einer hohen Zahl an Verschleierungsmodi durch *) auf der Feststationsseite den Einsatz eines normalen, zu diesem entsprechenden Mobilfunksystem gehörenden Funk-Sende-Empfängers die Funkwege nicht abgehört werden können, da dieser Funk-Sende Empfänger nur mit einem Geber und nicht mit einem Empfänger ausgestattet ist, der Verschleierungs-Empfänger durch entsprechende Lieferbeschränkung für den öffentlichen Verkehr nicht freigegeben werden kann und dieses System, obwohl die Funkteilnehmergeräte auf dem freien Markt unbeschränkt verkauft werden können, ein hohes Mass an Verschleierungssicherheit enthält. 9 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur verschlüsselten Nachrichtenübertragung in Obertragungssystemen mit fest stationierten und/oder mobilen Teilnehmergeräten (Endgeräten), beispielsweise in Telefon-, Autotelefon- oder Funknetzen, dadurch gekennzeichnet, dass im Endgerät der einen Obertragungsseite ein Code-Geber und im Endgerät der anderen, als Zentralstation ausgebildeten, lediglich amtsseitig zugänglichen Ubertragungsseite ein Code-Auswerter angeordnet ist und dass in einem ersten Verfahrensschritt von der den Code-Geber enthaltenden Obertragungsseite der. eingestellte Code an die andere übertragungsseite übertragen, in dieser ausgewertet und der Empfänger entsprechend dem Code eingestellt wird und dass danach in einem zweiten Verfahrensschritt im den Code-Geber enthaltenden Endgerät der Ubertragungsweg zur Übertragung des verschlüsselten Nutzsignals auf den Sendeteil durchgeschaltet wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Code-Auswahl mittels eines Zufalls-Generators erfolgt 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, dass vom Code-Geber Synchronisierimpulse auf die Ubertra- gungsleitung zur empfangenden Endstelle gegeben werden. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass bei einem mobilen Funksystem der Code-Geber für den Verschleierungsmodus in der mobilen Station und der Code-Auswerter in den stationären, als Zentralstation ausgebildeten, lediglich amtsseitig zugänglichen Einrichtungen angeordnet ist. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Code-Auswerter in einem die Gegenstatlon für den Funkverkehr mit der mobilen Station bildenden Funkkonzentrator, in einer dieser nachgeschalteten Uberleiteinrich- tung als Verbindungsteil mit dem Fernsprechnetz oder in einem Vermittlungsamt angeordnet ist. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k- e n n z e i c h n e t d u r c h eine hierarchische Struktur derart, dass in den Netzen jeweils mehrere Endgerät mit einer Zentrale verbunden sind. 7. Verfahren nach Anspruch 6, d. a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass die Codesignalisierung vom Endgerät zum Zentralgerät in einem nicht systemkompatiblen Ablauf erfolgt. 8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Code-Auswerter beim B-Teilnehmer angeordnet ist. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass der übertragene Code einen Zeiger in einer Codetabelle bildet.

Inventors: HOFMANN, LUDWIG, DIPL.-ING., STADLER, KLAUS
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: H04K1
IPC codes: H04K1