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第6章 核爆余震?密码新篇

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2. 水下通信的 “卷积码加密理论”

针对核潜艇长波通信 “低速率、高容错” 的特点,万哲先团队 1967 年将 “卷积码” 与 “序列密码” 结合,提出 “卷积码加密理论”:通过 “移位寄存器 + 模 2 加” 生成卷积码,同时叠加伪随机密钥流,既解决长波通信的信号衰减问题(纠错能力提升 3 倍),又确保加密强度。1968 年,该理论应用于核潜艇 “长波通信加密机”,实现水下 300 米深度的保密通信,传输误码率≤0.001%。

3. 星地通信的 “双向认证理论”

为解决 “东方红一号” 的身份认证问题,1968 年中科院数学所提出 “基于离散对数的双向认证” 理论(公钥密码雏形):地面站与卫星分别持有 “私有密钥” 与 “公开密钥”,通过 “密钥交换 - 签名验证” 两步流程确认身份。尽管受限于当时的计算能力,未实现完全的公钥加密,但为后续星地通信认证奠定了理论基础,1970 年 “东方红一号” 发射时,该理论简化版用于 “指令合法性验证”,成功抵御了模拟的 “恶意指令注入” 攻击。

1969 年,《中国密码学理论进展报告》显示,中国在分组密码、卷积码加密等领域的理论研究已接近国际先进水平,部分成果(如动态 S 盒设计)实现 “跟跑” 向 “并跑” 的突破。

(二)设备迭代:从 “地面固定” 到 “多域适配装备体系”

依托理论突破,1964-1970 年中国密码设备完成 “三代迭代”,形成覆盖 “陆 - 海 - 空 - 天” 的装备谱系,核心指标(小型化、抗干扰、低功耗)全面适配新场景需求。

1. 弹载加密模块:“661 型” 的极致小型化

1966 年研发的 “661 型” 弹载加密模块,是针对导弹核武器结合试验的专用装备,实现三项关键突破:

体积压缩:采用 “厚膜混合集成” 技术(将电阻、电容等元件直接制作在陶瓷基板上),体积仅 0.25 立方分米,重量 450 克,较地面设备缩小 98%;

抗干扰设计:外壳采用 “钛合金 + 电磁屏蔽涂层”,可抵御 100kV/m 的电磁脉冲,满足核爆环境下的使用需求;

快速响应:加密 / 解密速度达 1Mbps,延迟≤0.3 秒,适配导弹实时通信要求。

1966 年 10 月 27 日,“661 型” 模块成功应用于东风 - 2A 导弹的核武器结合试验,全程保障弹地指令传输安全,试验后被评为 “国防科技一等奖”。

2. 核潜艇加密机:“681 型” 的水下适配

1968 年定型的 “681 型” 长波通信加密机,专为核潜艇设计,解决水下通信的核心痛点:

低频适配:采用 “窄带滤波 + 卷积码纠错” 技术,适配 3-30kHz 长波频段,传输速率 1200 波特,满足水下数据回传需求;

隐蔽性优化:密钥周期达 10^9 位,采用 “自适应调制” 技术(根据信道环境调整信号特征),避免被敌方识别定位;

环境适应:通过 “压力补偿”“温度自适应” 设计,可在 - 20℃至 50℃、10MPa 压力下稳定工作,平均无故障时间达 1000 小时。

“681 型” 的研制成功,使中国成为继美苏后第三个掌握核潜艇保密通信技术的国家,1970 年核潜艇首次远航试验中,该设备全程保障指挥通信安全。

3. 星地通信保密终端:“701 型” 的空间适配

1970 年为 “东方红一号” 研发的 “701 型” 星地通信保密终端,实现星上与地面的双向保密通信:

低功耗设计:采用 “CMOS 集成电路”(1969 年国产化突破),功耗仅 4.5W,满足卫星太阳能供电需求;

容错机制:引入 “三重模块冗余”(3 个相同电路并行工作,多数表决输出),抵御宇宙射线导致的逻辑错误,可靠性达 99.99%;

双向认证:集成简化版 “离散对数认证” 模块,地面站与卫星的身份验证成功率达 100%。

1970 年 4 月 24 日,“701 型” 终端成功保障 “东方红一号” 的星地测控通信,传输的 “《东方红》乐曲信号” 与工程数据未发生任何泄密或篡改。

(三)制度完善:从 “临时管控” 到 “体系化保障机制”

为支撑密码技术的体系化发展,1964-1970 年中国建立起 “规划 - 协同 - 保密 - 人才” 四位一体的制度保障体系,实现从 “临时应急” 到 “长效支撑” 的转变。

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