CH650608A5

CH650608A5 - Verfahren und einrichtung zum verschluesseln bzw. entschluesseln und sichern von daten.

Info

Publication number: CH650608A5
Application number: CH6291/80A
Authority: CH
Inventors: Hermann Stockburger
Original assignee: Stockburger H; Winderlich Hans Georg
Priority date: 1979-08-21
Filing date: 1980-08-20
Publication date: 1985-07-31
Also published as: JPS6355712B2; GB2057172B; SE8005836L; JPS5664376A; DE2933764C2; AT382474B; GB2057172A; NL8004666A; IT1150966B; US4339820A; FR2463952B1; IT8024246A0; FR2463952A1; DE2933764A1; CA1159123A; ATA423980A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung Auf diese Weise kann bei der Auswertung des Datenträ-zum Verschlüsseln bzw. Entschlüsseln und Sichern von Da- gers festgestellt werden, ob die Umordnungsregel und die ten, die auf einen Datenträger aufgezeichnet werden, bei wel- 6s mathematische Verknüpfung den beim Verschlüsseln der Dächern mehrere Dateneinheiten, die hintereinandergereiht ei- ten angewandten Regeln entsprechen. Eine Erkennung auf nen Text bilden, umgeordnet und auf den Datenträger aufge- Echtheit und Richtigkeit erfolgt nur dann, wenn die Prüfzahl zeichnet werden. mit der Kennzahl übereinstimmt. Da bei der Auswertung der

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Datenträger die Kennzahl durch einen komplexen mathema- maschinenlesbarer Schrift enthalten sind, in gedruckter Form tischen Vorgang gewonnen wird, ist sichergestellt, dass die enthält. Zur Identifizierung der einzelnen Ziffernstellen befin-

Echtheit der aufgezeichneten Daten nur dann konstatiert det sich auf einer weiteren Spur 13 eine laufende Nume-

wird, wenn sie wirklich gegeben ist. rierung.

Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zum Si- 5 Auf der Informationsspur 11 sind zahlreiche Ziffern in ehern von auf einen Datenträger aufzuzeichnenden Daten verschachtelter Form enthalten. Eine Zifferngruppe bildet durch Verschlüsselung. Hierbei ist eine Dateneingabeeinrich- eine Individualzahl und ein Teil der Ziffern der Individual-tung für den Text vorgesehen, deren einer Ausgang mit einem zahl bilden eine Befehlszahl. Ausserdem sind eine Kompleersten Register zum Übertragen der Individualzahl und deren mentärzahl, eine Prüfzahl und eine Zusatzzahl auf der Infor-anderer Ausgang mit einer Steuereinrichtung zum Übertra- io mationsspur 11 enthalten. Die einzelnen Ziffern dieser Zahlen gen der Befehlszahl verbunden ist, und die Steuereinrichtung sind untereinander vermischt, so dass ihre Zugehörigkeit zu ist ausgangsseitig mit einem Codierer verbunden, der zwi- einer bestimmten Zahl nicht ohne weiteres erkannt werden sehen das erste Register und ein zweites Register zum Über- kann. In Figur 1 sind unter dem Datenträger 10 die Zugehö-tragen des Inhalts des ersten Registers in das zweite Register rigkeiten der einzelnen Ziffern zu den entsprechenden Zahlen in einer durch die Befehlszahl bestimmten umgeordneten Rei- 15 auf unterschiedlichen Niveaus dargestellt. Ausserdem ist zu henfolge geschaltet ist. jeder Ziffer die entsprechende Zehnerpotenz angegeben. Die Besonders vorteilhaft ist, dass die Befehlszahl einen Teil Individualzahl (laufende Nummer des Datenträgers) lautet der Individualzahl darstellt. Bei der Individualzahl kann es beispielsweise 86 18 117. Wenn die Kennzahl (z.B. Bestell-sich beispielsweise um eine laufende Numerierung der Daten- nummer eines Gegenstandes bzw. Charakterisierung eines träger handeln. In diesem Fall hat jeder Datenträger eine ei- 2o Kundentyps) 89 18 222 lautet, ergibt sich durch Subtraktion gene Nummer, die ggf. zentral registriert sein kann, so dass der Individualzahl von der Kennzahl eine Komplementärzahl der Datenträger anhand der Nummer identifizierbar ist. Von von 0 300 105.

der Nummer hängt die Umordnungsvorschrift ab, nach der Die letzten drei Ziffern 117 der Individualzahl bilden die die Daten verschlüsselt werden. Befehlszahl. Diese drei Ziffern befinden sich auf dem Daten-

Eine Einrichtung zum Entschlüsseln von Daten eines Da- 25 träger 11 an fest vorgegebenen Stellen, beispielsweise an den tenträgers mit einer Lese vorrichtung für die auf dem Daten- Stellen 14,8 und 3.

träger aufgezeichneten Daten und ein mit der Lesevorrich- Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Betung verbundenes erstes Register zur Aufnahme der gelesenen schriftung des Datenträgers 10.

Daten ist erfmdungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass Einer Dateneingabeeinrichtung 15 werden die Individual-eine Steuereinrichtung eingangsseitig mit ausgewählten Stel- 30 zahl IZ, die Kennzahl KEZ und die Zusatzzahl ZZ zugeführt, len des ersten Registers und ausgangsseitig mit einem Vertei- Die Eingabeeinrichtung trennt aus der Individualzahl IZ die 1er verbunden ist, der zwischen das erste Register und ein die Befehlszahl BZ bildenden drei letzten Ziffern ab und führt zweites Register zum Übertragen der Daten aus dem ersten diese einer Steuereinrichtung 16 für einen Kodierer 17 zu. Die Register in das zweite Register und einer entsprechend den Steuereinrichtung wird also nach dem «Programm 117» proDaten aus den ausgewählten Stellen des ersten Registers um- 35 grammiert. Dieses Programm besteht darin, die Ziffern der geordneten Reihenfolge geschaltet ist. Individualzahl IZ (mit Ausnahme der letzten drei Ziffern) der Das erste Register nimmt also die nach der Umordnungs- Kennzahl KEZ und der Zusatzzahl ZZ nach einem bestimm-vorschrift verschachtelten Daten auf, während das zweite Re- ten Schema miteinander zu vermischen, so dass die Ziffern gister die Daten in ihrer geordneten Form aufnimmt. der einzelnen Zahlen beispielsweise die in Figur 1 dargestellte

Der Begriff «Komplementärzahl» ist generell weit zu ver- 40 Reihenfolge erhalten.

stehen. Es handelt sich um diejenige Zahl, mit der bei der Ent- Die Eingabeeinrichtung 15 subtrahiert von der Kennzahl

Schlüsselung die Individualzahl verarbeitet werden muss, um KEZ die Individualzahl IZ, um die Komplementärzahl KOZ

die Kennzahl wiederzugewinnen. zu bilden. Ausserdem werden von der Kennzahl KEZ die letz-

Vorzugsweise ist in der Entschlüsselungseinrichtung das ten vier Ziffern abgetrennt und als Prüfzahl PZ weitergeleitet,

zweite Register an eine Rechenschaltung angeschlossen, die 45 Die ersten drei Ziffern der siebenstelligen Kennzahl werden die Individualzahl und die Komplementärzahl miteinander nicht auf den Datenträger aufgezeichnet. Die Zusatzzahl ZZ

verknüpft und daraus die Kennzahl ermittelt. In einem Kom- bleibt dagegen unverändert.

parator können ausgewählte Stellen der Kennzahl mit der in In ein erstes Register 18, das entsprechend dem Speicher-dem Register stehenden Prüfzahl verglichen werden. Nur bei umfang des Datenträgers 11 20 Stellen aufweist, werden von Koinzidenz zwischen Kennzahl und Prüfzahl wird die Rieh- so der Dateneingabeeinrichtung 15 die Individualzahl IZ, die tigkeit der ermittelten Individualzahl und der Kennzahl an- Komplementärzahl KOZ, die Prüfzahl PZ und die Zusatzerkannt. zahl ZZ eingegeben. In dem Register 18 haben die einzelnen Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein Stellen bzw. Ziffern der jeweiligen Zahlen noch ihre feste ge-Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. genseitige Zuordnung.

Es zeigen: 55 Der Kodierer 17 weist insgesamt 20 Eingänge 19 auf, die

Fig. 1 eine Darstellung eines Datenträgers, dessen Infor- mit den Ausgängen der einzelnen Stellen des ersten Registers mationsspur mit einem Strichkode beschriftet ist; 18 verbunden sind. Die Ausgänge 21 des Kodierers 17 sind

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Verschlüsselungsvorrich- mit den Eingängen eines zweiten Registers 22 verbunden. Die tung zur Beschriftung des Datenträgers; und Steuereinrichtung 16 steuert den Kodierer 17 so, dass jede in

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Entschlüsselungseinrich- 60 dem ersten Register 18 an einer bestimmten Stelle enthaltene tung zum Lesen des Datenträgers und zur Wiedergewinnung Ziffer nach einem bestimmten Programm an eine festgelegte der aufgezeichneten Informationen. Stelle des zweiten Registers 22 gelangt. Auf diese Weise erhal-

Der dargestellte Datenträger 10 weist eine Informations- ten die einzelnen Ziffern die aus Figur 1 ersichtliche Reihenspur 11 auf, auf der Daten in Form von Dezimalziffern aufge- folge. Der Inhalt des Registers 22 wird an einen Schreibkopf zeichnet werden. Zur Aufzeichnung wird ein bekannter 6s zur Beschriftung des Datenträgers 10 ausgegeben. Strichdickenkode benutzt. Auf einer Klartextspur 12 ist jeder Eine Entschlüsselungseinrichtung ist in Figur 3 darge-Ziffernstelle der Informationsspur 11 ein Feld zugeordnet, stellt. Die Informationsspur 11 des Datenträgers 10 wird mit das die jeweiligen Ziffern, die auf der Informationsspur 11 in einem Lesestift 25 abgetastet und die einzelnen Ziffern werden

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in der gelesenen Reihenfolge in ein erstes Register 26 eingegeben. Die 14., 8. und 2. Stelle des Registers 26 werden von einer Steuereinrichtung 27 abgefragt, um die Befehlszahl (117) zu ermitteln. Die Steuereinrichtung 27 steuert entsprechend der Befehlszahl einen Verteiler 28, der den Inhalt des ersten Registers 26 unter entsprechender Umordnung in die Stellen eines zweiten Registers 29 überträgt. Der Verteiler 28 arbeitet also in umgekehrter Weise wie der Kodierer 17 aus Figur 2.

In dem zweiten Register 29 sind die Individualzahl IZ, die Komplementärzahl KOZ, die Prüfzahl PZ und die Zusatzzahl ZZ wieder in zusammenhängender Form enthalten. Diejenigen Stellen des Registers 29, in denen sich die Individualzahl IZ befindet, werden in einen Addierer 30 ausgelesen, dem ausserdem die Komplementärzahl KOZ zugeführt wird. Der Addierer 30 addiert beide Zahlen miteinander und liefert an seinem Ausgang wieder die Kennzahl KEZ. Die vier letzten

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Ziffern der Kennzahl KEZ werden abgespalten und dem einen Eingang eines Komparators 31 zugeführt. Dem anderen Eingang des Komparators 31 wird die im Register 29 enthaltene Prüfzahl PZ zugeführt. Wenn der Komparator 31 Koin-5 zidenz an seinen beiden Eingängen feststellt, wird an dem Ausgang 32 ein Signal erzeugt, durch das ein Tor 33 zur Ausgabe der Kennzahl KEZ und ein Tor 34 zur Ausgabe der Zusatzzahl ZZ geöffnet werden. Nur in diesem Fall ist der Datenträger 10 als echt erkannt worden.

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Die Individualzahl IZ kann auch einen Geldeswert oder eine Teilnehmernummer, eine Uhrzeit, ein Datum, einen Warenbestand bzw. eine sonstige Organisationszahl darstellen.

Weitere Anwendungsgebiete für die Erfindung ergeben 15 sich bei der Kennzeichnung von Wertkarten, bei der Datenübertragung geheimzuhaltender Bildschirmtexte usw.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE Zur Sicherung und Verschlüsselung von Daten, die auf

1. Verfahren zum Sichern von auf einen Datenträger auf- Datenträger aufgezeichnet werden, sind zahlreiche Verfahren zuzeichnenden Daten durch Verschlüsselung, bei welchem bekannt, wozu auch die Umordnung bzw. Verschachtelung beim Aufzeichnen mehrere Dateneinheiten, die hintereinan- von Daten gehört, die in der Weise erfolgt, dass die Reihen-dergereiht einen Text bilden, umgeordnet und auf den Daten- 5 folge der Daten verändert wird, so dass der Text in seiner Geträger aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass samtheit ohne Kenntnis des Umordnungsschlüssels nicht zu der Text eine Individualzahl für den Datenträger enthält, von entziffern ist. Dieses Verfahren ist jedoch nur soweit sicher, der mindestens eine Ziffer eine Befehlszahl darstellt und diese als der Schlüssel bzw. Kode, nach dem die Umordnung der an einer vorbestimmten Stelle des Datenträgers aufgezeichnet Daten erfolgt, geheimgehalten werden kann. Es besteht ein wird und dass nach einem von der Befehlszahl abhängigen io grosses Bedürfnis, Dokumente und Gegenstände unverwech-Schlüssel die Verteilung der übrigen Dateneinheiten auf dem seibar mit maschinenlesbaren Daten zu kennzeichnen. Von Datenträger erfolgt. der Fälschungssicherheit dieser Daten hängt es weitgehend
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ab, ob das betreffende System dazu geeignet ist, Vorgänge dass die Individualzahl mit einer zu verschlüsselnden Kenn- auszulösen, die rechtliche und/oder finanzielle Konsequenzen zahl zum Erzeugen einer Komplementärzahl verknüpft und 15 haben. Beispiele für die Anwendung solcher Datenträger sind die Komplementärzahl auf den Datenträger aufgezeichnet Scheckkarten, die in Verkaufsautomaten oder Geldausgabe-wird und dass zusätzlich auf den Datenträger ausgewählte automaten eingesteckt werden, um die Ausgabe von Waren Stellen der Kennzahl als Prüfzahl aufgezeichnet werden. oder von Geld zu bewirken, Dokumente, wie Pässe oder Ak-
3. Verfahren zum Entschlüsseln von mit einem Verfahren tien, die maschinell gelesen und auf Echtheit überprüft wer-nach Anspruch 1 oder 2 verschlüsselten Daten eines Daten- 20 den sollen, u.dgl. Bei den bekannten Verfahren können durch trägers, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Datenträ- intensives Studium mehrerer verschiedener Datenträger unter ger aufgezeichneten Daten ausgelesen und in Abhängigkeit Umständen die Gesetzmässigkeiten ermittelt werden, nach von einer aufgezeichneten und ebenfalls ausgelesenen Befehls- denen die Daten verschlüsselt sind. Werden diese Gesetzmäs-zahl in eine ursprüngliche Folge umgeordnet werden. sigkeiten aber erst einmal bekannt, dann ist die gesamte Ver-
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 25 Schlüsselung praktisch wertlos, weil Falsifikate der Datenträ-dass die der Prüfzahl entsprechenden Stellen mit der aufge- ger von unberechtigten Personen hergestellt werden können, zeichneten und ausgelesenen Prüfzahl verglichen werden. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach genannten Art zu schaffen, das die Verschlüsselung und UmAnspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Daten- Ordnung der Daten nicht nach einem vorgegebenen festen eingabeeinrichtung (15) für den Text vorgesehen ist, deren ei- 30 Kode vornimmt, sondern den anzuwendenden Kode von Daner Ausgang mit einem ersten Register (18) zum Übertragen tenträger zu Datenträger variiert, so dass ein Aussenstehender der Individualzahl, deren anderer Ausgang mit einer Steuer- auch bei Vorliegen mehrerer verschieden beschrifteter Dateneinrichtung (16) zum Übertragen der Befehlszahl verbunden träger keine Gesetzmässigkeit in der Verschlüsselung erkennt, ist, und dass die Steuereinrichtung ausgangsseitig mit einem Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgese-Kodierer (17) verbunden ist, der zwischen das erste Register 35 hen, dass der Text eine Individualzahl für den Datenträger (18) und ein zweites Register (22) zum Übertragen des Inhalts enthält, von der mindestens eine Ziffer eine Befehlszahl dardes ersten Registers in das zweite Register in einer durch die stellt, die an einer vorbestimmten Stelle des Datenträgers auf-Befehlszahl bestimmten umgeordneten Reihenfolge geschal- gezeichnet wird, und dass nach einem von der Befehlszahl ab-tet ist. hängigen Schlüssel die Verteilung der übrigen Dateneinheiten
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach 40 auf dem Datenträger erfolgt.

Anspruch 3 oder 4, mit einer Lesevorrichtung für die auf dem Die Verschachtelung der Daten erfolgt somit in Abhän-Datenträger aufgezeichneten Daten und ein mit der Lesevor- gigkeit von der Befehlszahl, die die Gesetzmässigkeit der Um-richtung verbundenes erstes Register zur Aufnahme der gele- Ordnung der verschiedenen Ziffern bzw. Zifferngruppen in-senen Daten, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerein- nerhalb des Textes angibt. Wenn die Befehlszahl dreistellig richtung (27) eingangsseitig mit ausgewählten Stellen des er- 45 ist, kann zwischen tausend unterschiedlichen Umordnungs-sten Registers (26) und ausgangsseitig mit einem Verteiler (28) Vorschriften unterschieden werden. Für einen Fälscher beverbunden ist, der zwischen das erste Register (26) und ein steht bei dieser grossen Anzahl möglicher Umordnungsvor-zweites Register (29) zum Übertragen der Daten aus dem er- Schriften praktisch keine Möglichkeit, die jeweils anzuwen-sten Register (26) in das zweite Register (29) in einer entspre- dende Umordnungsvorschrift herauszufinden.

chend den Daten aus den ausgewählten Stellen des ersten Re- so Um bei Daten, die in dieser Weise verschlüsselt worden gisters (26) umgeordneten Reihenfolge geschaltet ist. sind, sicherzustellen, dass beim Entschlüsseln nicht irgendein
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, beliebiges Ergebnis herauskommt, sondern dass die Indivi-dass ein Addierer (30) vorgesehen ist, dessen Addiereingänge dualzahl und die Kennzahl in sicherer Form wiedergegeben mit jeweils verschiedenen ersten und zweiten ausgewählten werden, kann in zweckmässiger Weiterbildung der Erfindung Stellen des zweiten Registers (29) und dessen Ausgang mit ei- ss vorgesehen sein, dass die Individualzahl mit einer zu vernein Eingang eines Komparators (31) verbunden ist, und dass schlüsselnden Kennzahl mathematisch verknüpft wird, um der andere Eingang des Komparators mit dritten ausgewähl- eine Komplementärzahl zu erzeugen, die auf den Datenträger ten Stellen des zweiten Registers (29) verbunden ist. aufgezeichnet wird, und dass zusätzlich auf den Datenträger ausgewählte Stellen der Kennzahl als Prüfzahl aufgezeichnet

60 und bei Entschlüsselung mit den entsprechenden Stellen der aus der Individualzahl und der Komplementärzahl wiedergewonnenen Kennzahl verglichen werden.