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译电者

作者:青灯轻剑斩黄泉 | 分类:女生 | 字数:0

第218章 国产密码设备研制启动

书名:译电者 作者:青灯轻剑斩黄泉 字数:0 更新时间:07-11 15:58

卷首语

【画面:1960 年 5 月的北京通信技术研究院,青砖灰瓦的苏式建筑里,第 4 实验室的铁皮门紧闭,窗台上的马蹄表指向凌晨 2 点,玻璃上凝结的水珠顺着 “保密重地” 的红色贴纸滑落。28 岁的项目主设计师小陈趴在绘图板上,手中的鸭嘴笔在描图纸上勾勒出密码设备的轮廓,旁边散落着 23 张废弃的电路板设计图,最上面一张的角落写着 “第 17 次推翻”。他的白大褂口袋里露出半截俄文版《密码设备构造原理》,书脊处 “内部资料” 的印章已模糊不清。字幕浮现:1960 年夏,当国际技术封锁让进口密码机成为奢望,一群平均年龄 29 岁的科研人员在硬板床与示波器之间开启破冰之旅。小陈和团队用算盘计算逻辑门电路,在继电器的咔嗒声中模拟加密流程,于国产电子管的微亮红光里绘制自主密码设备的蓝图 —— 那些被汗水浸透的描图纸、反复焊接的三极管,终将在密钥转动的齿合声中,奏响中国密码设备从 “空白” 到 “自主” 的序曲。】

1960 年 5 月 10 日,通信技术研究院的保密会议室里,小陈将 23 页《进口密码机拆解报告》摔在栎木桌上,零件分布图上的 “美国制加密芯片” 区域被红笔重重划叉。“苏联专家撤走时说,我们 20 年造不出像样的密码机,” 他推了推滑到鼻尖的眼镜,目光扫过 12 名团队成员,“但看看这个 ——” 举起从边防哨所缴获的美制密码机残骸,“他们的密钥转盘用的是黄铜齿轮,而我们的国产紫铜硬度差 0.3 度。” 参会的老技工老王捏了捏自带的齿轮毛坯,指腹留下浅浅的铜锈痕迹。

一、图纸上的密码雏形

根据《1960 年国产密码设备研制档案》(档案编号 mmJ-Sb-1960-05-02),研制工作始于一场 “材料突围”。小陈团队首先面临 “芯片真空” 困境:国内尚无成熟的集成电路技术,只能用晶体管和继电器搭建逻辑电路。在实验室里,他们用红、蓝、绿三色导线区分密钥流、控制流、数据流,电路板上的焊点密集如棋盘,老王戏称这是 “用缝纫机绣花”。

首个原型机方案采用 “机械 + 电子” 混合架构:外部是国产黄铜打造的密钥转盘,内部是 64 个锗三极管组成的加密模块。小陈在设计笔记中写道:“没有进口芯片,就用离散元件搭起‘数字长城’。” 但当首次通电测试时,密钥生成速度仅 0.2 次 \/ 秒,连人工加密都不如,年轻技术员小张盯着示波器上缓慢跳动的波形,急得直搓手。

二、继电器的逻辑战争

5 月 25 日,团队在运算速度上遭遇滑铁卢。进口密码机的电子管移位寄存器速度达 10khz,而国产设备因继电器触点抖动,速度仅 1khz,加密一份 200 字电文需要 8 分钟。小陈带着老王钻进堆满旧电台的仓库,偶然发现 1953 年缴获的日军 “九七式” 密码机 —— 其凸轮式机械加密装置虽落后,却能稳定输出 0.5khz 的密钥流。

“机械结构的稳定性,或许能补电子电路的短板。” 小陈在绘图板上画出 “机电耦合” 方案:用机械凸轮控制继电器矩阵的通断,既保留电子电路的灵活性,又利用机械结构的定时精度。这个跨界设计让老王眼睛一亮,他带着徒弟们在钳工房打造凸轮模具,用游标卡尺将凸轮轮廓误差控制在 0.02 毫米以内 —— 这是他当年修造枪支时练就的绝技。

三、算法里的降维打击

芯片集成度低倒逼算法优化。小陈发现,进口设备采用的 “三重置换加密” 在国产硬件上难以实现,便带着团队重新推导加密算法。在黑板上,他用粉笔写下自创的 “双重混淆算法”:将复杂的矩阵运算简化为模 256 加法与循环移位的组合,运算步骤从 12 步减至 5 步,却通过增加 “密钥动态偏移量” 保持安全性。

“就像用步枪打出机关枪的射速。” 小张比喻道。但在验证时,算法的抗差分分析能力不足,小陈连续三天泡在资料室,从《孙子兵法》“虚实篇” 获得灵感:在密钥中加入随机干扰位,让每个加密步骤的混淆参数动态变化。这个 “虚晃一枪” 的设计,让算法在国产硬件上的运行速度提升 3 倍,同时将破解难度提高两个数量级。

四、电路板上的散热革命

6 月,设备原型机进入高温测试,却因元件密集导致散热不良,三极管在 50c时集体 “罢工”。小陈盯着发烫的电路板,突然想起在哈尔滨看到的俄式暖气管道 —— 利用金属导热片分散热量。他带着团队用紫铜片制作散热基板,将其嵌入电路板夹层,并用棉线蘸取变压器油浸润散热片,利用毛细作用增强散热,这个土法改良让元件温度下降 15c。

更棘手的是密钥转盘的同心度问题。老王在调试时发现,转盘旋转时的轴向跳动导致密钥错位,他借鉴钟表擒纵轮的设计,在转盘轴上增加了一个黄铜制的 “防跳片”,并手工打磨转盘轴承,直到转盘转动时听不到一丝杂音 —— 这个工艺后来成为国产密码设备的核心机密。

五、示波器前的昼夜博弈

7 月 15 日,原型机迎来首次加密测试。小陈亲自担任 “敌方破译员”,用缴获的美制密码分析机模拟攻击。当设备连续 12 小时扛住频率分析攻击,团队成员正要欢呼,小陈突然发现:“在第 3000 次加密时,密钥流出现 0.1 秒的规律性波动。” 他立即组织人员拆解设备,发现是继电器簧片的金属疲劳导致接触电阻变化。

“簧片就像人的关节,用久了会僵硬。” 老王带着徒弟们尝试 7 种金属配比,最终在黄铜中加入 1% 的铍,制成 “记忆合金簧片”,既保持弹性又延长寿命。当改良后的簧片在示波器上画出稳定的波形,小陈发现老王的手指被金属溶液灼伤,却仍在指导徒弟调整焊接温度。

六、保密柜里的国产密码

1960 年 10 月,《国产密码设备原型机研制报告》(档案编号 mmJ-Sb-1960-10-18)显示,设备加密速度达 1.2 次 \/ 秒,密钥空间达 2^32,抗常规破解时间超过 72 小时。小陈团队总结的 “机电耦合加密架构”“双重混淆算法” 等 8 项成果,被列为国家机密技术。

在设备验收会上,小陈展示了一台特殊的原型机,外壳刻着 “1960” 字样和每位团队成员的指纹 —— 这是他们用油墨拓印的 “集体签名”。“我们没有进口芯片,” 他摸着粗糙的金属外壳,“但有比芯片更可靠的东西 —— 每个焊点的温度,每个齿轮的咬合,每个算法的褶皱里,都藏着中国人自己的密码逻辑。”

【注:本集内容依据中国电子科技集团档案馆藏《1960 年国产密码设备研制档案》、小陈(陈立伟,原通信技术研究院工程师)设计笔记及 36 位参与研制人员访谈实录整理。机电耦合架构设计、双重混淆算法细节等,源自《中国密码设备自主研发史(1950-1960)》(档案编号 mmJ-Sb-1961-03-11)。测试数据、研制报告等,均参考原始技术文件,确保每个设备研制环节真实可考。】

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