SKS I/II/III/IV/V Signal-Kommando-System der Raketentruppen mit Chiffrator
Archiv *63, *65, BArch*679
Im Auftrag des Ministerium für Nationale Verteidigung und
der HA III -Funkaufklärung- wurde an das OTS sowie dem ZCO
das Projekt SKS, -Signal-Kommando-System- für die Raketen-
truppen der NVA, in Auftrag gegeben.
Begonnen wurde mit der Realisierung im Jahr 1969, bereits
im Herbst des Jahres 1970 wurde die SKS II im Manöver
WAFFENBRÜDERSCHAFT 70
erprobt.
Dabei wurden auch Erfahrungen gesammelt im Bereich des
elektronischen Kampfes sowie der Funkunterdrückung. Das
zur Weiterentwicklung des System führt.
Das ZCO entwickelte Konzepte und Anlagen, die die Navigations-
daten chiffrierten und der fehlerkorrigierten Übertragung.
Chronologischer Ablauf:
- 1969: SKS I/2
IMPULS II
- 1970: SKS II
- 1970: SKS III
SEESTERN
- 1971: SKS I/c
- 1971: SKS IV
- 1971: SKS V
Die SKS I/2 -Signalcodesystem- wurde von April bis Juni 1971 erprobt,
dabei wurden die Laboraufbauten und die entsprechenden technischen
Verfahren sowie die Übertragung der Informationen über technische
Nachrichtenmittel, unter der Nutzung verschiedenen Übertragungsver-
fahren, getestet.
Zur Übertragung wurden die Trupps/Funkmittel:
· R-118 BM-3,
· R-125 A,
· R-140
verwendet.
Eingebunden war das IfR, das Kommando MB III und das NR-2.
Desweiteren das PR-14, PR-15 sowie die Unteroffiziersschule I und II.
Das Projekt wurde unter der Bezeichnung IMPULS II
geführt.
Bei der SKS III handelt es sich um ein Fernwirksystem für feste See-
zeichen. Das Fernwirksystem dient der Fernsteuerung und Überwachung
der nautischen Ausrüstung SKS III (SEESTERN).
Für die Erprobung wurde ein Netz des Fernwirksystems aufgebaut.
Durch die Volksmarine und in Zusammenarbeit mit der Sowjetarmee.
- Ziel der Erprobung war die Ermittlung der operativ-taktischen
Auswirkungen der Automatisierung der Seezeichen auf die nautisch-
hydrographische Sicherstellung der Handlungen der Volksmarine;
- die Beurteilung der Betriebs- und Funktionssicherheit hinsicht-
lich der seezeichen-technischen Sicherstellung der nationalen
und internationalen Schiffahrt in den Küstengewässern der DDR;
- der Auswirkung auf die Automatisierung der gesamten seezeichen-
technischen Einrichtungen an den Küsten der DDR;
- die Einschätzung der operativ-taktischen Auswirkungen auf die
nautisch-hydrographische Sicherstellung von gemeinsamen Hand-
lungen der Polnischen-, der Sowjetischen Seekriegsflotte und
der Volksmarine;
- eine Einschätzung der gegnerischen Einwirkungen auf die Funk-
tionsfähigkeit des Systems;
- zum internationalen Stand dieser Technik sowie zu den Erfor-
dernissen der Weiterentwicklung auf nationaler Ebene.
Es sind Schlußfolgerungen und Vorschläge für die Erfüllung der
Forderungen der vom Technischen Komitee des VOK bestätigten ETTF
(STUSNO) an dieses System mit Einschätzung der Realisierungsmög-
lichkeiten unter Beachtung der Erprobungsergebnisse.
Im Zeitraum von Januar bis Ende November 1973 wurde das Netz
SKS III getestet. An den Orten: Stralsund/Dähnholm, Leucht-
feuer Darßer Ort, Leuchtfeuer Barhöft, Schaltstelle Seehof
und am Sonderfeuer Prerow/Hohe Düne erfolgte die Erpobung.
Unter Leitung/Mitarbeit durch:
Chef des Stabes der Volksmarine, Chef der Verwaltung Technik
des MfNV, Chef des Seehydrographischen Dienstes der DDR, Mit-
arbeiter des Seehydrographischer Dienst der DDR, Mitarbeiter
des MEE, Mitarbeiter des VEB EAW und Mitarbeiter des VEB GRW.
Ab der SKS III wurde es im internationalen Rahmen ETTF STUSNO
geführt, Sistema Teleparolenija Srestw Nawigazionowo Oborndwanija.
Frei Übersetzt: Fernsteuerungssystem für Navigationsmittel.
Grundlagen LitAuszug aus dem Buch von A. I. Pali, »Funkelektronischer Krieg«,
Verlag des Ministeriums für Verteidigung der UdSSR, Moskau 1974,
Seite 262 bis 268.
In dem Buch des sowjetischen Autors sind die modernen Methoden
der Funkaufklärung und der Funkgegenwirkung dargestellt. Es werden
die Geräte zur Suche, Überwachung, Registratur und Peilung
von Quellen elektromagnetischer Ausstrahlung beschrieben. Große
Aufmerksamkeit wird auch den passiven und den aktiven Funkstörungen
sowie den Mitteln der Funkmeßtarnung gewidmet.
---
A. I. Pali
Funkgegenwirkung
bei der Überwindung
der Raketenabwehr
Das Aufkommen von ballistischen Raketen in den Streitkräften einiger
Länder erforderte es, die Raketenabwehr zu organisieren. In den
USA zum Beispiel wurde das Frühwarn- und Auffassungssystem
(BMEW S ) geschaffen, und man arbeitet an dem Raketenabwehrsystem
»Safeguard«. Grundlage der Raketenabwehr bilden verschiedene
funkelektronische Mittel (Bild 1): Funkmeßstationen für die
Fernauffassung, die Freund-Feind Erkennung, die Zielbegleitung und
die Zielzuweisung an die Raketenabwehr komplexe, die Zielverfolgung
und das Heranleiten von Abwehrraketen sowie Elektronenrechner zur
Datenverarbeitung und Leitung der Raketenabwehrkomplexe.
Bild 1 Prinzip der Raketenabwehr: 1- Frühwarnstation;
2 - Fernauffassungsstation,
Zielbegleitung und Zielzuweisung;
3 - Funkmeßstation zur Freund-Feind-Erkennung und
zum Heranleiten der Abwehrrakete;
4 - Ziel;
5 - Abfangpunkt der Angriffsrakete
Bild 2 Erläuterung der Organisation der Funkgegenwirkung bei der Überwindung
der Raketenabwehr : 1 - Scheinzielwolke, die den Gefechtskopf begleitet;
2 - aufblasbare Scheinziele;
3 - schwere metallisierte Bänder;
4 - Gefechtskopf mit Funkgegenwirkungsmitteln;
5 - Flugbahn der Abwehrrakete;
6 - Raketenleitstand für die Abwehrrakete;
7 - sich selbst zerlegende und manövrierende Gefechtsköpfe;
8 - veränderte Flugbahnen der Gefechtsköpfe;
9 - Ziel;
10 - Kernwaffendetonation in großer Höhe
Nach den Angaben der Frühwarn - und Auffassungsfunkmeßstationen
wird die Flugrichtung der Raketen eingeschätzt, bestimmt man
die möglichen Gebiete, in denen sie niedergehen können. Die Fernauffassungsstationen
der Raketenabwehr erhalten die Zielzuweisung
für das Auffassen der Gefechtsköpfe der Raketen. Diese Funkmeßstationen
ermitteln die Flugbahnen der Gefechtsköpfe der Raketen
und bestimmen die Punkte, an denen sie niedergehen. Von diesen
Stationen erfolgt die Zielzuweisung für die Abwehrmittel Ziele , die
im Abwehrsektor verbleiben, werden von den dazugehörigen Funkmeßstationen
begleitet. Nach den vorliegenden Funkmaßdaten werden
die Startzeit, die Flugbahn und der Treffpunkt der Abwehrrakete
mit dem Ziel errechnet.
Sobald die Abwehrrakete gestartet ist, bestimmt die Funkmeßstation
die Flugbahn und präzisiert gleichzeitig die Zielkoordinaten.
Ergeben die Messungen Abweichungen, so errechnen die Datenverar-
beitungsanlagen Korrekturkommandos für den Flug der Abwehrrakete,
die von einer Funkmeßstation übertragen werden. Hat sich
die Abwehrrakete dem Ziel auf eine bestimmte Entfernung angenähert,
so wird auf das Kommando »Zündung« der Funkzünder in Tätigkeit
gesetzt.
Den Betrieb funkelektronischer Mittel der Raketenabwehr kann
man nach Meinung ausländischer Spezialisten durch aktive Störungen,
verminderte Reflexionsfähigkeit der Gefechtsköpfe von Raketen sowie
durch den Einsatz von Scheinzielen stören (Bild 2). Als eine Möglichkeit,
Scheinziele zu schaffen, schlugen USA- Spezialisten zum Beispiel
vor, die letzte Stufe der Angriffsrakete nach der Trennung von
dem Gefechtskopf zu sprengen (Bild 3). In großer Höhe, bei stark
verdünnter Atmosphäre, bewegen sich die Splitter, trotz ihrer geringen
Masse, in unmittelbarer Nähe des Gefechtskopfes mit der gleichen
Geschwindigkeit und bilden eine Wolke von Scheinzielen. Die
Splitterwolke kann Ausmaße von einigen hundert Kilometern erreichen.
Die Funkmeßsignale von der Splitterwolke ergeben auf dem
Bild 3 Teile einer zerlegten Raketenstufe, die als Scheinziel dienen
Bildschirm viele Scheinziele, so daß der Gefechtskopf nur schwer zu
bestimmen ist. Man hat festgestellt, daß es trotzdem mit Funkmeßstationen
möglich ist, den Gefechtskopf relativ leicht in der Scheinzielwolke
zu erkennen. Ausgehend davon, begann man im kapitalistischen
Ausland mit Winkel - und Dipolreflektoren sowie aufblasbaren
Ballons spezielle Scheinziele zu entwickeln, darunter auch solche, die
durch Infrarotstrahlung Gefechtsköpfe von Raketen imitieren können.
Beim Eintritt in die dichteren Schichten der Atmosphäre bleiben
jedoch die von ihrem Gewicht her leichten Scheinziele hinter dem
Gefechtskopf der Rakete zurück und verglühen. Aus diesem Grund
ging man in ausländischen Armeen dazu über, schwere Scheinziele
in Form von Pfeilen, Kugeln oder Ringen (Bild 4), die einige Kilogramm
wiegen und mit einem Hitzeschild versehen sind, zu entwickeln.
Nach dem Abtrennen des Gefechtskopfes von der letzten Stufe
der Rakete begleiten solche Scheinziele den Gefechtskopf bis in Höhen
von etwa 15 km.
In den USA gibt es auch aufblasbare Ballons mit einem Metallüberzug,
die auf dem Funkmeßbildschirm als Gefechtsköpfe von
Raketen bestimmt werden können. In einer Rakete können dabei
mehrere aufblasbare Reflektoren enthalten sein, die im kosmischen
Raum die Form des Gefechtskopfes der Rakete annehmen.
Bild 4 Scheinziele gegen Funkmeßstationen,
die zur Oberwindung der Raketenabwehr dienen
Dipolreflektoren werden aus Metalldraht in Längen hergestellt, die
der halben Wellenlänge der zu störenden Funkmaßstation entsprechen,
oder sie bestehen aus schweren Metallbändern, die in die dichteren
Schichten der Atmosphäre eindringen können.
Scheinziele werden direkt im Gefechtskopf der Rakete oder in der
letzten Stufe untergebracht. Im ersten Fall muß der Schwerpunkt
des Gefechtskopfes nach dem Ausbringen der Scheinziele neu ausgetrimmt
werden. Sind jedoch die Scheinziele in der letzten Stufe
der Rakete untergebracht, kann man, nachdem sie ausgebracht sind,
auch die letzte Stufe, wenn sie sich ausreichend weit vom Gefechtskopf
entfernt hat, zerstören und so mehrere schwere Scheinziele
schaffen.
Mit Scheinzielen zum Einsatz gegen Funkmaßstationen werden zum
Beispiel die amerikanischen Raketen vom Typ Titan, Minuteman,
Polaris und ebenfalls neu entwickelte interkontinentale ballistische
Raketen ausgerüstet. Während der Erprobung des Raketenabwehrkomplexes
Nike Saves waren bis zu 30 Prozent der Atlas-Raketen
mit Scheinzielen ausgestattet.
Die effektive Reflexionsfläche der Gefechtsköpfe von Raketen kann
durch spezielle Formgebung und durch Überzüge mit absorbierenden
Schichten verringert werden (Bild 5).
Bild 5 Gefechtskopfformen und Formen für Scheinziele,
die interkontinentale ballistische Raketen imitieren:
1 - Kopfteil mit Hitzeschild;
2 - Kopfteil mit Hitzebeständigem Oberzug;
3 - einfaches Scheinziel;
4 - aufblasbares Scheinziel
Die geringste effektive Reflexionsfläche weisen lange, konusförmige
Gebilde auf. Wenn sie in die Atmosphäre eintauchen, bildet sich nur
eine schwache Stoßwelle und ein kleiner ionisierter Schweif, der von
den Funkmeßstatwnen geortet werden kann. Die Konusform wird so
berechnet, daß sich das Druckzentrum hinter dem Schwerpunkt befindet
und der Gefechtskopf sich beim Eintauchen in die dichteren
Schichten der Atmosphäre mit der Konusspitze auf die Funkmeßstation
der Raketenabwehr orientiert. Das setzt die Auffassungsentfernung
von Gefechtsköpfen durch Funkmaßstationen bedeutend
herab. Die vorteilhaftesten Formparameter für Raketengefechtsköpfe
bestimmt man ausgehend von den Funkmeß - und aerodynamischen
Kennwerten sowie unter Beachtung der Infrarot- Strahlungsintensität
und der Ultraviolettausstrahlung.
Ein Mittel, die Raketenabwehr zu überwinden, so meinen ausländische
Spezialisten, besteht darin, aktive Störsender einzusetzen. Sie
sollen im Gefechtskopf der Rakete oder an anderer Stelle untergebracht
werden und aktive Scheinziele darstellen. Solche Scheinziele
sind mit leistungsschwachen Antrieben ausgestattet, die eine Lenkung
während des Fluges erlauben.
Die Störsender werden auf die Frequenz der zu störenden Funkmeßstationen
vor dem Start der Rakete oder automatisch abgestimmt,
wenn ein Funksignal vom Suchempfänger im Gefechtskopf aufgefangen
worden ist.
Eines der kompliziertesten Probleme, das heute bei der Projektierung
von Störsendern für Raketen zu lösen ist, ist das Unterdrücken
des Einflusses der Plasmahülle, die sich um den Gefechtskopf beim
Eintritt in die dichteren Schichten der Atmosphäre bildet. Die Plasmahülle
absorbiert die vom Sender ausgestrahlten elektromagnetischen
Wellen. Beim Eintauchen von Objekten mit hoher Geschwindigkeit
in die Atmosphäre beobachtet man die Erscheinung der Umwandlung
kinetischer Energie in Wärmeenergie. Um das Objekt bildet sich eine
Hülle aus ionisiertem Gas und ein Plasmaschweif, an Hand dessen
zum Beispiel der Gefechtskopf einer Rakete geortet werden kann. Um
die Funkmaßortung des Gefechtskopfes zu erschweren, ist man be-
müht, durch Formänderung die ionisierte Hülle zu verringern und
durch spezielle Materialien die Wärmestrahlung beim Eintritt in dichtere
Atmosphärenschichten herabzusetzen. Man versucht sogar, die
sich bildenden Ionen durch entgegengesetzt geladene Gasteilchen zu
neutralisieren. In den USA ist man aber auch gleichzeitig bemüht,
die ionisierte Hülle und den Plasmaschweif von Scheinzielen durch
zusätzliches Einführen von pyrotechnischen Mischungen oder ionisierenden
Metalldämpfen noch zu verstärken. Das setzt die Effektivität
der Reflexion elektromagnetischer Wellen von den Gefechtsköpfen
im Verhältnis zu den Scheinzielen herab und erschwert die genaue
Bestimmung der Gefechtsköpfe.
Außer den aufgezählten Methoden zur Unterdrückung von funktechnischen
Mitteln der Raketenabwehr entwickeln Spezialisten in
den USA manövrierfähige und mit mehreren Ladungen versehene
Gefechtsköpfe von Raketen. Solche Gefechtsköpfe enthalten auch eine
große Anzahl Scheinziele.
Für die Unterdrückung funktechnischer Systeme der Raketenabwehr
plant man in ausländischen Armeen den Einsatz von Kernwaffen
in großen Höhen und Raketen mit Selbstlenk-Gefechtsköpfen
gegen Funkmeßstationen der Raketenabwehr. In den USA entwickelt
man zum Beispiel eine Antifunkmeßrakete, die mit einer Selbstlenkeinrichtung
und einem Störsender ausgerüstet ist.
Um die Wellenlänge der zu vernichtenden Funkmeßstationen zu
bestimmen, wird in der Rakete ein Empfänger eingebaut. Man prüft
auch die Möglichkeit des Einsatzes der Polaris-Rakete von U-Booten
aus als Antifunkmeßrakete.
Unter Beachtung der Möglichkeit, daß Mittel der Funkgegenwirkung
dazu dienen können, die Raketenabwehr zu überwinden, ging
man im Ausland in den letzten Jahren dazu über, Methoden und Mittel
des Schutzes funktechnischer Geräte der Raketenabwehr vor der
Funkgegenwirkung zu entwickeln. Im einzelnen plant man, in die
Auffassungskomplexe der amerikanischen Raketenabwehr spezielle
Funkmeßstationen einzuführen, deren Aufgabe unter anderem auch
darin besteht, die Gefechtsköpfe der Raketen von Scheinzielen zu
unterscheiden. Das Unterscheiden gründet sich darauf, daß die reflektierten
Signale von den Gefechtsköpfen und von den Scheinzielen
unterschiedlich sind. Außerdem beobachtet man die Erscheinungen,
die beim Eintauchen der verschiedenen Objekte in die Atmosphäre
vor sich gehen. Man selektiert darüber hinaus die Flugbahnwerte, wie
Geschwindigkeit und andere Parameter.
Die Struktur reflektierter Signale von Zielen ist von ihrer Form,
den geometrischen Abmessungen und der Bewegungsdynamik im Verhältnis
zum Massezentrum abhängig. Reflektierte Signale von Gefechtsköpfen
und von Scheinzielen unterscheidet man nach der Pola-
risations- und Spektralstruktur und nach der Frequenzverschiebung,
die durch den Dopplereffekt entsteht.
Die Selektion der Gefechtsköpfe aus mehreren Scheinzielen an
Hand der Erscheinungen, die beim Eintauchen in die dichteren Schichten
der Atmosphäre entstehen, gründet sich auf das unterschiedliche
Energiepotential, das von dem Gefechtskopf und von den Scheinzielen
reflektiert wird. Die Selektion nach der Geschwindigkeit der Objekte
ist möglich, da die leichten Scheinziele beim Eintauchen in die dichten
Schichten der Atmosphäre stärker abgebremst werden als der
Gefechtskopf und hinter ihm zurückbleiben. Der Grad der Abbremsung
in der Atmosphäre hängt ab von der Masse und dem Querschnitt
des Objekts. Die Signale von Gefechtsköpfen und von Scheinzielen,
die die Funkmeßstation aufnimmt, werden in einen Elektronenrechner
eingegeben, der sie mit vorher eingegebenen Informationen verschiedener
Ziele vergleicht. Der Elektronenrechner unterscheidet die
Ziele, die die Funkmeßstation aufgefaßt hat, und bestimmt aus den
aufgefaßten Zielen die Gefechtsköpfe von Raketen.
Literatur
[1] Drushinina, IV. W. : Handbuch der Grundlagen der Funkmeßtechnik, Wojenisdat, Moskau 1967
[2] … : Mittel zur Überwindung der Raketenabwehr, Space/Acronautics, Nr. 11, 1964
[3] Anwejew, I. I. : Waffen der Raketen- und kosmischen Abwehr, Wojenisdat, Moskau 1971
Pflichtenheft SKS I/c Auszug
2.3. Übermittlung von Blendtext GVS 593/71
Besonderheiten des Nachrichtenverkehrs wie z. B. Spruchlängen
und Zeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden Verbindungsauf-
nahmen gestatten, Aussage über Sprucharten und evtl. Spruchin-
halt mit nichtkryptologischen Mitteln der Fernmeldeaufklärung
zu gewinnen. In Analogie zu der in solchen Fällen üblichen
verfahrensweise ermöglicht SKS-I/c Blendsprüche und, zur Ver-
schleierung tatsächlicher Spruchlängen, Blender im Text.
2.4. Prinzip der Umformung des Grundtextes in Geheimtext
Es wird ein kombiniertes Verfahren angewandt:
Grundtext (GT) - Transposition - Zwischentext (ZT) - Substi-
tution - Geheimtext (CT).
Die Anforderungen an die Sicherheit lassen eine Substitution
als zweckmäßig erscheinen.
Wird die Substitution durch Additionsreihen (AR) realisiert,
was aus technischen Gründen zweckmäßig ist, so folgen aus Aus-
sagen über den Grundtext, die der Dekrypteur unter Ausnutzung
der Eigenschaften des Nachrichtenverkehrs gewinnen kann (z. B.
keine Verwendung von Pseudotetraden), Aussagen über die AR.
Die Möglichkeit, Aussagen über die AR zu gewinnen, verringert
sich durch vorherige Anwendung einer Transposition entscheidend.
Werden Transposition und Substitution unabhängig voneinander
gestaltet, so wird bei Kompromittierung der einen noch eine
gewisse Sicherheit durch die andere gewährleistet. -> siehe T-310/50 ALPHA
Unser derzeitiges Vermögen zur Synthese komplizierter Systeme
und die unzureichenden Möglichkeiten, komplizierte Algorith-
men hinreichend umfassend math.- krypt. zu durchdringen, er-
fordert Lösungen mit mehreren relativ selbständigen Teilen,
die jeder für sich relativ einfach sind, Teilbeiträge zur Ge-
währleistung der geforderten kryptologischen Eigenschaften
liefern und, in geeigneter Weise kombiniert, sich gegenseitig
effektiv ergänzen. Indem die Transposition einen Teilbeitrag
zur kryptologischen Sicherheit übernimmt, aknn die Erzeugung
der AR einfacher gestaltet werden. Dadurch verringert sich die
Wahrscheinlichkeit nichterkannter negativer kryptologischer
Eigenschaften der AR, da eine bessere mathematische Durchdrin-
gung möglich ist.
Obwohl im allgemeinen in elektronischen Schaltungen die Subs-
titution effektiver realisiert werden kann, bietet sich für
unseren Fall eine in verschiedener Hinsicht günstige Lösung
für die Transposition an (vgl.3.3.).
Die Alternative Substitution vor Transposition scheidet aus
technischen Gründen aus (Serien-Parallel- und Parallel- Serien
-Umformungen, Verzögerung der Übermittlung).
2.5. Blockweise Chiffrierung
Ausgehend von der Forderung nach optimaler Anpassung an die
Eigenschaften des Nachrichtenverkehrs im Anwendungsbereich
wurde das System SKS-I/2 so konzipiert, daß jeweils eine be-
stimmte Informationsmenge in einem Block zusammengefaßt wird.
Der Block wird geräteintern und übertragungstechnisch als
eine Einheit behandelt.
Ein Spruch setzt sich aus 1 - 5 Blöcken zusammen.
Die Chiffrierung erfolgt in der Form, daß aus der KG durch
eine fest vorgegebene, schlüsselunabhängige Verknüpfung mit
der Blocknummer BN (Kennzeichnung der Stellung des Blocks im
Spruch) eine Blockkenngruppe BKG gebildet wird. Die BKG wird
zeitschlüsselunabhängig in die AR umgeformt.
So werden nur AR konstanter Länge benötigt, die für den je-
weiligen Block aus der vorgegebenen BKG erzeugt werden.
Die Alternative bestände darin, AR verschiedener Länge für
1 - 5 Blöcke des Spruchs zu erzeugen.
Es wird erwartet, daß bei geeigneter Wahl der Bildungsvor-
schrift der BKG aus KG und BN die AR zu verschiedenen Blöcken
desselben Spruchs für den Dekrypteur in demselben Maße von-
einander unabhängig sind wie die AR zu Blöcken aus verschie-
denen Sprüchen.
Damit ist für den Entwickler ein weiterer Schritt zur Zerle-
gung von SKS-I/c getan. Das Problem Chiffrierung von Sprüchen
verschiedener Längen
wird in die - jedes für sich einfacheren -
Probleme Chiffrierung von Sprüchen gleicher Länge
und Bildung
von BKG
zerlegt.
Bei blockweiser Chiffrierung pflanzt sich ein in der CDE auf-
tretender zufälliger Fehler höchstens bis zum Ende des Blockes
fort. Das gestattet die Anwendung von Schaltungen, die fehler-
fortpflanzend wirken, z. B. Rückkopplungen.
Wiederholungen werden im System so organisiert, daß die zu
wiederholenden Blöcke nochmal chiffriert werden müssen. Bei
blockweiser Chiffrierung müssen nicht die AR für alle Blöcke
des Spruchs noch einmal erzeugt werden, sondern nur die AR für
die zu wiederholenden Blöcke.
Eine evtl. Erhöhung der maximalen Anzahl von Blöcken pro Spruch
erfordert keine Änderung des Algorithmus zur Bildung der AR aus
der BKG,sondern nur eine Änderung des Algorithmus zur Bildung
der BKG.
3. Spezielle Fragen
3.1. Zusammenwirken von Gesamtsystem SKS-I/2 und Teilsystem SKS-I/c
Es wurde folgende Reihenfolge der Etappen der Informationsum-
formung festgelegt:
Eingabe - Speicherung im Spruchspeicher SS - Transposition -
Codierung (Anwendung eines Fehlererkennungs- bzw. Fehlerkor-
rekturcodes) - Überschlüsselung - Modem - Kanal.
Dabei spielten Fragen der Prüfbarkeit der CDE und der Anti-
funkgegenwirkung eine wesentliche Rolle.
Vom kryptologischen Standpunkt hätte die Anordnung der Über-
schlüsselung vor der Codierung den Vorteil, daß kürzere AR
benötigt würden und bezogen auf die Länge der AR ein relativ
größerer ZT-Vorrat vorläge. Die Überschlüsselung der Code-
gruppen bietet hingegen die Möglichkeit, den Geheimtexten
das Aussehen irregulärer Folgen zu vergleichen.
Die Anordnung der Transposition nach dem SS wird vom IfR aus
technischen Gründen der Anordnung vor dem SS vorgezogen,
obwohl letztere Vorteile bezüglich der Prüfung auf fehler-
freie Transposition bietet. Kryptologisch sind beide Varianten
zulässig.
3.2. Zufallsgenerator
Der Zufallsgenerator ZG hat folgende Aufgaben:
- Bildung der KG
- Auffüllung von Freistellen in Blöcken bei bestimmten Infor-
mationsarten, wo die volle Länge des Blockes nicht ausge-
nutzt wird
- Bildung von Blendtext.
Durch die Anwendung des ZG entfällt die manuelle Eingabe von
Blendtext, Auffüllungen und KG bzw. Schlüsselgruppe (vgl. 2.2.3.).
Die Arbeit des Benutzers wird erleichtert, die Qualität des
Zufalls verbessert.
An den ZG werden im Vergleich mit ZG zur Produktion von Schlüs-
selunterlagen geringere Forderungen gestellt. Er muß annähernd
Gleichverteilung von Elementen und Polygrammen bis zur einer
bestimmten Ordnung über einen längeren Zeitraum gewährleisten,
kann aber gewisse Abhängigkeiten in aufeinanderfolgenden Reali-
sierungen zulassen. Damit die Abhängigkeiten keine negativen
Einfluß ausüben können, wurde festgelegt, daß der ZG ununter-
brochen arbeitet, d. h. auch dann, wenn nicht gesendet oder
empfangen wird.
Eine technisch einfache und kryptologisch überschaubare Lösung
bietet sich mit der Verwendung einer linearen rekurrenten
Folge (technisch Realisierung: rückgekoppeltes Schieberegister
SR) mit maximaler Periode an, zu der in Abhängigkeit von ge-
eigneten, in der Anlage SKS-I/2 ständig ablaufenden Prozessen,
in unregelmäßigen Abständen Impulse addiert werden. Wird ein
solcher Prozeß gefunden, so kann die bei ZG übliche Quelle
zufälliges Rauschens mit den dazugehörigen Umformungsgliedern
eingespart werden.
Das SR muß mindestens die gleiche Länge wie die KG haben,
damit die maximal mögliche Anzahl von KG entstehen kann.
Das SR kann gleichzeitig als KG-Speicher dienen, der sowieso
benötigt wird. Die Addition der Impulse zur rekurrenten Folge
muß so häufig erfolgen, daß aus vorhergegangenen KG keine
Berechnung von Auffüllungen und Blendtext möglich ist.
3.3. Transposition
Zu den bereits in 2.4. angeführten Argumenten, die für eine
Transposition sprechen, ist noch zu ergänzen:
Mit hinreichend hoher Ordnung der Transposition ist ein großer
Schlüsselvorrat erreichbar (notwendige Bedingung zum Aus-
schalten der Dekryptiermethode Probieren
).
Die blockweise Chiffrierung stellt eine Orientierung auf die
Chiffrierung kurzer Texte dar. Bei kurzen Texten (Textlänge
in der Größenordnung der Ordnung der Transposition) ist die
Anwendung einer Transposition kryptologisch effektiv.
Da die Transposition das 0:1-Verhältnis nicht verändert,
kann diese zur Prüfung herangezogen werden.
Mit dem Kommutator des Chiffriergerätes FIALKA steht ein
Bauelement zur Verfügung, das folgende Vorteile bietet:
- hohe Ordnung der Transposition (Ordnung 30),
- keine Eingenentwicklung einer Transpositionsschaltung -> der KC 30x30 ist eigentlich eine Substitution
erforderlich, diese wird unter Verwendung von Schieberegister
- geringes Volumen, zur Transposition. Siehe P/D/α T-310/50
- einfacher und schneller Schlüsselwechsel,
- keine Neuentwicklung von Schlüsselunterlagen nötig. -> Die Schlüsselkarten können nicht in der DDR produziert werden.
Nachteilig wirkt sich aus, daß noch verschiedene Informationen
über Einsatzbedingungen fehlen. Evtl. sind zur Anpassung des
Kommutators an das System zusätzliche technische Maßnahmen
erforderlich (z. B. Spannungsumformung 5 V ◄-► 24 V).
Wird je ein Kommutator zur Umformung von GT in ZT und im Pro-
zeß der Bildung der AR aus der BKG benutzt, so beträgt der
erreichbare Schlüsselvorrat (30!)2 > 1064. Wenn der effektive
Schlüsselvorrat nicht wesentlich niedriger liegt, reicht das
aus, um den Schlüsselwechsel nicht wesentlich häufiger als
einmal täglich durchführen zu müssen.
Die elektronische Realisierung einer Transposition höherer
Ordnung erfordert erheblichen technischen Aufwand.
Transpositionen kleiner Ordnung sind kryptologisch wenig
effektiv.
3.4. Antifunkgegenwirkung
Das Gesamtsystem SKS-I/2 soll Schutz gegen gezielte gegnerische
Funkgegenwirkung bieten. Dabei sollen bereits durch die Tech-
nik möglichst viele Desinformationsmöglichkeiten ausgeschal-
tet werden, um das Bedienpersonal von dieser Aufgabe zu ent-
lasten. Neben anderen Maßnahmen werden einige Teilaufgaben
von SKS-I/c übernommen.
Die Erzeugung und Übermittlung der KG durch den Empfänger
verhindert weitgehend, daß der Gegner aufgefangene Geheim-
texte kurze Zeit später, wenn deren Inhalt nicht mehr aktuell
ist, aber derslebe Zeitschlüssel noch gilt, wieder in das
Netz eingibt und die Anzeige eines formal richtigen Spruchs
auslöst. Bei Übermittlung der KG vom Sender würde der Gegner
die ebenfalls aufgefangenen KG dem Geheimtext voranstellen
und damit beim Epfänger den gesamten Organisationsablauf
beim Empfang eines Spruchs automatisch auslösen.
Die Überschlüsselung der Codegruppen bewirkt in Abhängigkeit
von Fehlerkorrektureigenschaften des Codes einen Schutz gegen
die Übermittlung von Zufallstext als Störinformation. Ein
reiner ED-Code bietet den größten Schutz, ein reiner EC-Code
bietet gar keinen Schutz.
Helbig Krey
Ltn. Hptm.
Geheime Verschlußsache
ZCO - Nr.: 080/80
01. Ausf. 7 Blatt
Anlage zur BAST für SKS I/2
Teil III/9
EAST für die Funktionseinheit CDE
1. Allgemeines
2. Funktionelle Forderungen
2.0 Definitionen und Bezeichnungen
2.1 Der Chiffrieralgorithmus
2.2 Zufallsgenerator für die KG
2.3 Zufallsgenerator für Blendungen und Auffüllungen
3. Lösungsvorschlag
3.1 Realisierung des Zufallsgenerators
3.2 Blockbild der CDE
1. Allgemeines
Der unter Pkt. 3 dargelegte Lösungsvorschlag für die CDE
basiert auf dem vom ZOO vorgegebenen Chiffrieralgorithmus.
Die vorgestellte Lösungsvariante wurde vom IfR in enger
Zusammenarbeit mit dem ZOO erarbeitet.
2. Funktionelle Forderungen
2.0 Definition und Bezeichnungen
Ein Informationsblock setzt sich aus
- der Synchronisationsinformation
- der Kennung
- den Informationen
- gerätetechnischen Prüfbits und
- Kontrollbits
zusammen.
Ein Spruch kann aus 1 - 5 Informationsblöcken bestehen.
Logische Grundoperationen:
x · y - logisches Produkt
x v y - logische Summe
x - Negation
x ⊕ y - Addition mod 2
2.1 Der Chiffrieralgorithmus
- Der Schlüssel für die Chiffrierung eines Spruches wird
aus einer vom Empfänger des Spruches bestimmten Kenngruppe KG
KG = k1 k2 … k52, ki ∈{0,L}, i = 1, …, 52
und zwei voneinander unabhängigen Permutationen P1, P2
mit ai ∈{0,L} 1 ≤ i ≤ 94 + s,
ai = Y[P2(bi-30 ⊕ ri-30, bi-29 ⊕ ri-29. …, bi-1 ⊕ ri-1)]
i = 1, 2 …, 94 + s,
umgewandelt.
Aus der Folge A geht die Additionsreihe AR
AR = as+1as+2…as+94
hervor. Diese wird mit ZT2 additiv mod 2 zum Geheimtext
CT verknüpft:
CT = c1 c2 … c94
mit ci = ai+s ⊕ zi, i = 1, 2 …, 94.
- Die Dechiffrierung erfolgt im entsprechend umgekehrter
Reihenfolge.
- Der genaue Wert für s wird später festgelegt.
2.2. Zufallsgenerator für die Kenngruppen
Für die Erzeugung der Kenngruppe ist ein Pseudozufalls-
generator zu verwenden, dessen Gleichung lautet:
xn+52 = xn+3 + xn
Außen in den Zeitabschnitten, wo die Register zur Speiche-
rung der KG für einen Spruch verwendet wird, erzeugt das
Register ständig die rekursive Folge.
2.3 Zufallsgenerator für Blendungen und Auffüllungen
Für die Erzeugung der KG ist ein Pseudozufallsgenerator
zu verwenden, dessen Gleichung lautet:
xn+70 = xn+5 + xn+3 + xn+1 + xn
durch mod 2 - Addition der periodisch wiederholten KG
und Ni gebildet.
Die BKG wird seriell auf den Eingang eines 30 - stufigen
Registers gegeben.
Im Register ist nach Übernahme des ersten Bit der BKG
die Folge
b-28 b-27 … b-1 b0 b1 ⊕ r1 = 000L00LL0L0LLLL0000L00LL0L0LL(b1 ⊕ r1)
eingespeichert. Der jeweilige Inhalt des Speichers wird
parallel auf eine Permutationseinrichtung (Zeitschlüssel
P2) gegeben und über die logischen Funktionen R, Y mit
R (x1, x2 … x20) = (x8 x11 v x8 x10 v x9 x10 x11 v x9 x10 x11) ⊕
⊕ (x12 x13 x15 v x12 x13 x15 v x12 x14 x15 v x13 x14 x15) ⊕
⊕ (x17 x18 v x16 x18 x19 v x16 x17 x19 v x16 x17 x19) ⊕
⊕ (x22 x23 v x20 x21 x23 v x20 x21 x23 v x20 x21 x22) ⊕
⊕ (x24 x25 v x24 x26 v x24 x25 x26) ⊕ (x27 x29 v x27 x28 x30 v x2
x28 x29 v x28 x29 x30),
Y (x1 x2 … x30) = (x1 x2 x4 v x1 x2 x4 v x2 x3 x4 v x1 x2 x3) ⊕
⊕ ( x5 x6 v x6 x7) ⊕ R(x1, x2, …, x30),
zu einem Element der Folge 
mit ri ∈{0,L}, -29 ≤ i ≤ 93 + s
ri = 0, i ≤ 0
ri = R[P2(bi-30 ⊕ ri-30, bi-29 ⊕ ri-29, …, bi-1 ⊕ ri-1)]
i = 1, 2 … 93 + s
bzw. der Folge A = 
(mit Grad P1 = 24, Grad P2 = 30) als Zeitschlüssel ge-
bildet. Die Bestimmung der Kenngruppe KG durch den Em-
pfänger erfolgt vor jedem Spruch neu (siehe unter Pkt. 2.2)
- Die Chiffrierung eines Spruches erfolgt blockweise.
- Der Schlüssel für die Chiffrierung des i - ten Blockes
eines Spruches (1 ≤ i ≤ 5) wird aus dem festen i - ten
Blockkennzeichen Ni = n11 … n15, der entsprechenden
Kenngruppe KG und P1, P2 gebildet. Es ist N1 = LLL00,
N2 = LL00L, N3 = L00LL, N4 = 00LLL, N5 = 0LLL0.
- Die Chiffrierung eines Spruchblockes erfolgt in zwei
Etappen:
1. Der Grundtext GT
GT = g1 … g10 … g11 … g70 g71 g72, gi ∈{0,L}
i = 1, …, 72
(Kennung: g1 … g10, Information: g11 … g70,
Prüfung: g71 g72)
wird mittels P1 in einen Zwischentext ZT1 umgeformt:
ZT1 = z1 z2 … z72
mit
zi zi+1 … zi+23 = P1(gi gi+1 … gi+23),
i = 1, 25, 49
In der ZCD werden dem ZT1 die 22 Kontrollbits hinzugefügt.
Es entsteht ein weiterer Zwischentext ZT2.
ZT2 = z1 z2 … z72 z73 … z94, zi ∈{0,L}, 0 < i ≤ 94.
2. Aus der KG und dem entsprechenden Blockkennzeichen Ni
wird die Blockkenngruppe BKG
BKG = b1 b2 … b94+s (30 ≤ s ≤60)
3. Lösungsvorschlag
3.1 Realisierung des Zufallsgenerators für die Kenngruppe.
Der Zufallsgenerator (ZG) soll gleichzeitig, ,neben seiner
Funktion als Kenngruppenerzeuger, als Kenngruppenspeicher
verwendet werden. Aus diesem Grunde hat der ZG zwei Betriebs-
arten:
1. - als Zufallsgenerator zur Kenngruppenerzeugung
2. - als Umlaufregister zur Speicherung und Ausgabe
der intern erzeugten bzw. extern angelieferten KG.
Technische Daten:
Arbeitsfrequenz: 144 kHz
Frequenztoleranz: ∆f/f = ±5 * 10-5
3.2 Blockbild der ODE
Das Blockbild der CDE mit Funktionsbeschreibung ist der
GVS MfS - 020 - 617/71 zu entnehmen.