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第1005章 密钥动态生成机制研发

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生成流程标准化:①调度程序触发生成;②硬件单元输出设备哈希值(读取自 0x9000)、时间戳、随机数;③密钥运算单元执行关联运算,输出中间值;④校验程序验证中间值,通过则生成 128 位密钥,否则重新生成随机数;⑤分发程序同步密钥至多节点,销毁程序删除旧密钥,全程耗时≤0.1μs,不影响加密流程。

2 月 10 日,团队完成《密钥动态生成器方案设计报告》,包含硬件原理图、软件流程图、生成时序图,提交北京电子管厂(硬件制作)与中科院计算所(代码集成)确认,适配性无问题,可进入原型开发阶段。

六、历史补充与证据:生成器方案设计档案

1965 年 2 月的《“73 式” 密钥动态生成器方案设计档案》(档案号:KY-1965-002),现存于军事通信技术档案馆,包含硬件原理图、软件流程图、生成时序表,共 45 页,由郑工、李工共同绘制,是方案设计的直接证据。

档案中 “硬件原理图” 标注:时间戳生成单元(DS-1965 模块)通过 “地址线 A0-A31” 连接密钥运算单元;随机数生成单元(3AG1 晶体管噪声源)输出端接 “8 位寄存器”,再扩展为 32 位;密钥运算单元包含 “128 位异或芯片(国产 YX-1965 型)、模加芯片(MJ-1965 型)、16 位旋转寄存器”,硬件连接逻辑清晰,便于制作。

软件流程图显示:“生成触发→参数读取→关联运算→有效性校验→[通过:密钥生成 / 分发;不通过:重新生成随机数]→旧密钥销毁”,每个步骤标注执行模块(如 “参数读取由密钥管理模块执行”)、耗时(如 “关联运算耗时 0.05μs”),流程无死循环,异常处理(如校验不通过)机制完善。

生成时序表记录:“调度程序 0.01μs 触发→参数读取 0.02μs→关联运算 0.05μs→校验 0.01μs→生成密钥 0.01μs→分发 0.02μs→总耗时 0.1μs(≤0.2μs 目标);30 分钟自动触发时,触发信号由时钟模块定时输出,误差≤1 秒”,生成效率达标。

档案附录 “多节点同步方案” 显示:“密钥生成后,通过短波加密信道(错误率≤1.5%)同步至从节点,从节点接收后验证‘设备编号 + 时间戳’一致性,一致则存储密钥,否则请求重发,同步成功率≥99.9%,重发次数≤2 次”,确保多节点密钥一致。

七、生成器原型的硬件适配与软件集成

王工团队负责硬件原型制作,北京电子管厂协作生产核心单元:时间戳生成单元采用 DS-1965 时钟模块,焊接于专用电路板;随机数生成单元以 3AG1 晶体管为核心,搭配电阻、电容构成噪声采集电路;密钥运算单元采用 YX-1965 型异或芯片等国产元件,电路板尺寸控制在 10cm×15cm,便于 “73 式” 设备集成。

硬件适配测试:2 月 15 日 - 2 月 20 日,王工团队将原型接入磁芯存储器与加密运算单元,测试显示:-40℃低温下,生成器连续运行 72 小时,密钥生成成功率 100%,无硬件故障;50℃高温下,模加器运算误差≤0.001%,仍满足密钥精度需求;震动测试(10-500Hz)后,电路板焊点无脱落,硬件稳定性达标。

李工团队与中科院计算所协作软件集成:将生成器软件算法(密钥调度、校验、分发程序)写入磁芯存储器程序区(0x2800-0x2BFF),与已集成的 19 组算法模块对接 —— 生成的 128 位密钥自动传入 “密钥整合模块”(地址 0x5000),用于加密运算,集成后整体代码量 7.3KB(≤8KB 程序区容量)。

集成测试验证:2 月 21 日,团队开展生成器与算法模块的协同测试:生成器每 30 分钟生成新密钥,“密钥整合模块” 成功接收并用于 37 阶矩阵加密,加密错误率 0.8%(与静态密钥一致),多节点同步延迟 12 秒(≤18 秒目标),无密钥不匹配导致的加密失败,协同运行顺畅。

2 月 22 日,生成器原型通过硬件与软件集成测试,形成《密钥动态生成器原型测试报告》,包含适配数据、集成日志、协同测试结果,为后续安全测试奠定基础。

八、动态密钥的安全与环境测试

马工团队开展全方位测试,验证生成器的安全性、动态性与环境适应性,测试周期 5 天(2 月 23 日 - 2 月 27 日),覆盖实战场景。

安全性测试:模拟两种主流攻击 —— 暴力破解(100 万次 / 秒计算机)与差分分析(1000 次攻击),结果显示:单密钥时效 30 分钟内,暴力破解成功率 0.0003%(≤0.001%);差分分析仅 1 次成功,成功率 0.1%(因随机数不可预测,攻击难以定位规律);对比静态密钥(3 天复用成功率 0.5%),安全等级提升 1600 倍。

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