卷首语
【画面:1973年电子实验室实拍(16胶片质感),木桌上摆放着晶体管示波器、电子管信号发生器,技术员戴着粗框眼镜,用铅笔在方格纸上记录数据;微型化电子密码机通体金属外壳,正面有6个旋钮和1个指示灯,体积约1.5个饭盒大小。字幕:“1973年,中国晶体管电子设备刚迈入小型化阶段,这台重约500克的密码机,需通过最朴素的测试手段,证明它能在野外复杂环境下‘算得快、稳得住、抗得扰’。”】
一、测试准备:1973年的仪器与方案设计(1973.04)
【历史影像:实验室档案照片——测试台铺着绿色橡胶垫,左侧是xJ4318型晶体管示波器(1972年上海无线电二十一厂生产),中间是JS-73型信号发生器,右侧是SS-1型机械秒表(精度0.1秒)和手摇式电磁干扰源;墙上贴着手写的《测试方案》,字迹工整。画外音:“1973年《电子密码设备测试规程(试行)》规定:小型密码机需通过‘速度-稳定-抗扰’三项核心测试,测试环境温度需控制在20-28c,相对湿度≤70%。”】
1.测试仪器校准
王姓技术员提前三天校准仪器:用标准频率信号(1khz)校准示波器,确保波形显示偏差≤5%;机械秒表与天文台授时的“电钟”对比,连续计时10分钟,误差仅0.3秒,符合测试精度要求;手摇式干扰源通过可变电阻调节输出强度,用磁强计测量确认:摇速30转\/分钟时,输出干扰场强50V\/,对应当时工业电机的典型干扰强度。
2.测试方案制定
根据设计要求,测试分为三部分:
1加密速度测试:选取10组不同长度的明码(5字符、10字符、20字符),手动输入密码机,记录从“输入完成”到“加密指示灯亮”的时间,计算平均加密速度;
2稳定性测试:连续开机72小时,每小时输入固定20字符明码,对比加密结果与“标准密文”是否一致,统计出错次数;
3抗干扰测试:模拟野外两种典型干扰——工业电机干扰(用手摇式干扰源贴近设备5)、静电干扰(用丝绸摩擦有机玻璃产生静电,靠近设备10放电),测试干扰状态下的加密准确性。
【档案资料:手写《测试任务书》(1973.04.05)记载:“测试样机编号7301,设计指标:加密速度≥5字符\/秒,连续工作72小时出错≤1次,能抵御50V\/电磁干扰;测试人员3人,分3班轮岗,数据需双人核对签字。”】
3.环境控制
实验室无恒温设备,技术员用煤炉加热配合开窗通风,将温度稳定在25±3c;地面洒少量水控制湿度,用毛发湿度计测量(1970年天津气象仪器厂生产),确保湿度在60%-70%之间——避免湿度过高导致晶体管引脚氧化,湿度过低产生静电干扰。
【1973年技术背景:此时国内尚无数字化测试设备,依赖模拟仪器与人工操作;晶体管是核心器件(集成电路仅在高端设备试用),温度对其放大倍数影响显着,因此环境控制是测试关键。】
二、加密速度测试:机械秒表下的“字符竞速”(1973.04.06)
【场景重现:技术员李师傅左手扶密码机,右手持机械秒表,徒弟小张按预定明码(如“01234”“”)转动密码机旋钮输入;示波器连接密码机内部晶体管电路,显示加密时的脉冲波形,每出现一组完整脉冲代表一个字符加密完成。历史录音(磁带音质):“准备——输入——开始!”秒表按下的“咔嗒”声与密码机旋钮的“转动声”交织。】
1.不同长度明码测试
5字符明码:测试10次,秒表记录时间分别为0.9秒、1.0秒、0.8秒……平均时间0.9秒,折算加密速度约5.6字符\/秒,超过设计的5字符\/秒指标;
10字符明码:10次测试平均时间1.8秒,速度5.5字符\/秒,保持稳定;
20字符明码:因旋钮输入需切换档位,平均时间3.9秒,速度5.1字符\/秒,仍达标——但发现“连续输入20字符后,最后2个字符加密脉冲略有延迟”,排查为某只3Ax31型晶体管放大倍数下降,更换后延迟消失。
2.核心器件性能验证
用万用表测量密码机内12只核心晶体管(3Ax31型锗管,1973年北京半导体厂生产)的放大倍数(β值),均在50-80之间,符合设计要求(β≥40);示波器显示加密时的时钟脉冲频率稳定在5khz,无明显抖动——这是速度达标的核心保障。
【测试数据记录:方格纸手写记录单显示:“7301样机速度测试:5字符0.9s(5.6字符\/秒)、10字符1.8s(5.5字符\/秒)、20字符3.9s(5.1字符\/秒),更换3Ax31管1只后,20字符加密无延迟,平均速度5.4字符\/秒。”】
【1973年技术局限:因无自动输入设备,明码需手动通过旋钮输入,输入速度可能影响加密时间判断;技术员采取“多人多次测试取平均”的方式,减少人为误差。】
三、稳定性测试:72小时的“不间断值守”(1973.04.07-04.10)
【历史影像:实验室夜班场景(煤油灯补光),技术员裹着军大衣值守,每隔1小时用手电筒照亮密码机指示灯,在《运行日志》上画“√”(正常)或“x”(出错);密码机旁放着保温瓶和窝头,这是72小时值守的“补给”。画外音:“1973年的晶体管设备最怕‘长时间高温’,这72小时不仅测机器,更测人的耐力——任何一次漏记,都可能错过关键的故障数据。”】
1.连续运行监控
测试开始后,每小时向密码机输入固定明码“0”(20字符),加密后输出的密文与“标准密文卡”(提前用大型密码机预制)比对:
前24小时:加密结果完全一致,指示灯每3秒闪烁一次(正常工作信号),用手触摸外壳温度约40c(晶体管正常工作温度);
24-48小时:第35小时时,一次加密输出的密文少1个字符,排查发现电源模块某只100μF电解电容(1973年无锡无线电元件厂生产)漏液,更换后恢复正常;
48-72小时:无任何出错,外壳温度稳定在42c,示波器显示电路脉冲无漂移。