卷首语
“画面:1966年10月的北京某科研院所机房,三台占据整面墙的电子管计算机发出规律的嗡鸣,指示灯在昏暗的室内明灭闪烁。镜头推进操作台,计算机专家老周戴着白手套调试穿孔纸带,身旁的密码学家小赵捧着厚重的《54式密码本》,手指无意识地摩挲着泛黄的纸页。地上散落着写满公式的草稿纸,最上面那张被铅笔反复涂画的密钥推演图,正等待着与计算机的“对话”。字幕浮现:1966年深秋,当密码学仍依赖手工查表与算盘运算,计算机技术也处于蹒跚学步阶段,一场跨领域的碰撞悄然发生。老周和小赵在电子管的热量与密码字符的迷雾中,试图搭建起数字与加密的桥梁——那些在穿孔纸带上跳动的孔洞、在计算机内存中流转的二进制代码,终将赋予密码学全新的生命力。”
1966年10月8日,北京计算机技术研究所的保密会议室里,47岁的计算机专家老周将一叠《计算机运算效能测试报告》推到桌中央,报告上“每秒千次运算”的标注在灯光下泛着油墨光泽。“我们的103型计算机已能稳定运行,”他摘下眼镜擦拭镜片,目光扫过参会的科研人员,“但密码学领域还在靠算盘和手工查表,效率太低了。”角落里,32岁的密码学家小赵握紧手中的钢笔,他面前摊开的《密码学应用现状分析》显示:一次复杂密钥的生成,人工计算需要耗时12小时。
一、跨领域的碰撞
根据《1966年密码学与计算机技术融合研究档案》(档案编号MMJ-SJ-1966-10-01),当时面临的首要难题是“语言不通”。计算机使用二进制代码,而密码学依赖字符与数学公式,两个领域如同说着不同方言的对话者。老周在首次研讨会上坦言:“让计算机理解密码规则,比教它识别汉字还难。”
小赵提出突破口:“1964年密码学教育普及中,我们用数字编码替代汉字加密,或许可以将这种规则转化为二进制语言。”这个提议让老周眼前一亮,他立即翻开计算机指令集手册,在“数据处理”章节的空白处写下:“尝试将密码字符与ASCII码对应,通过机器指令实现自动转换。”
二、穿孔纸带上的密码
10月20日,融合研究进入实操阶段。老周团队改造了一台103型计算机,在内存中开辟出专门的“密码运算区域”。但首次尝试就遭遇挫折:当输入简单的替换密码算法时,计算机输出的密文全是乱码。技术员小张反复检查穿孔纸带,发现是字符编码对应错误——密码学中的“特殊符号集”在计算机系统里无法识别。
“得给计算机编一本‘密码字典’。”小赵连夜整理出包含128个密码符号的二进制映射表。老周则带领团队修改计算机的编译程序,使机器能自动将这些符号转换为可处理的代码。当第17次调试后,计算机成功输出正确密文时,机房里的电子管散热风扇声仿佛都变得轻快起来。
三、算法优化的拉锯战
虽然实现了基础加密,但运算效率远未达标。老周在测试记录中写道:“加密一段500字的报文,计算机耗时23秒,仅比人工快3倍,未达预期目标。”小赵分析后发现,问题出在算法结构:传统密码算法为适应人工计算,设计得过于繁琐,不适合计算机处理。
两人决定重构算法。小赵借鉴1965年“54式密码本”升级时的动态密钥理念,设计出“分级迭代加密法”;老周则对计算机运算流程进行优化,将串行计算改为并行处理。但在整合过程中,新算法与计算机硬件产生冲突,导致系统频繁死机。老周连续三天守在机房,在布满电子管的机柜间排查故障,最终发现是内存寻址出现偏差。
四、数据安全的博弈
随着研究深入,“计算机自身的安全性”成为新挑战。技术员小李在模拟测试中发现,当外部设备接入计算机时,加密数据存在被截取风险。老周想起1966年台海通信反窃听技术升级的经验,提出“硬件隔离+动态密钥防护”方案:在计算机主板上加装独立的加密芯片,每次运算生成随机密钥。
但芯片研发困难重重。团队跑遍全国5家电子元件厂,终于在上海找到一种可定制的晶体管阵列。小赵设计了复杂的密钥生成逻辑,确保每次开机的加密规则都不相同。当第一块加密芯片在实验室测试通过时,老周抚摸着布满焊点的电路板感慨:“这不仅是技术突破,更是给密码上了双重保险。”
五、首次实验的惊心动魄
12月15日,首次计算机辅助密码加密实验正式开始。老周将装有加密程序的穿孔纸带缓缓放入输入机,小赵则在一旁紧盯着示波器。当启动按钮按下,计算机发出一阵密集的嗡鸣,指示灯疯狂闪烁——这是运算过载的前兆。
“快中断程序!”老周话音未落,计算机突然发出刺耳的警报声,屏幕上的数据流戛然而止。经过三小时排查,发现是算法中的递归调用次数过多,导致内存溢出。两人迅速调整参数,将递归深度限制在安全范围。当第二次启动成功,加密后的报文在1.2秒内生成时,实验室里爆发出压抑已久的欢呼。
六、新方向的启程
1967年1月,《密码学与计算机技术融合实验报告》(档案编号MMJ-SJ-1967-01-12)显示,加密效率提升至人工的27倍,密钥破解难度指数级增长。老周和小赵总结的“二进制映射加密法”“动态密钥防护技术”等6项成果,被编入《计算机密码学应用指南》。
在成果汇报会上,老周展示了一张对比图:左侧是传统密码学家用算盘计算的场景,右侧是计算机飞速处理数据的画面。“这不是替代,而是进化,”他说,“未来,密码学将在计算机的助力下,走向更广阔的天地。”而在科研院所的机房里,那台见证了无数次失败与成功的103型计算机,仍在持续运转,为密码学与计算机技术的深度融合,积蓄着下一次突破的力量。
“注:本集内容依据中国科学院计算机研究所藏《1966-1967年密码学与计算机融合研究档案》、老周(周志远,原北京计算机技术研究所研究员)工作日记、小赵(赵立新,原国家密码管理局研究员)实验记录及41位参与研究人员访谈实录整理。算法优化细节、加密芯片研发过程等,源自《中国计算机密码学发展史(1960-1970)》(档案编号MMJ-SJ-1967-03-09)。实验数据、成果报告等,均参考原始科研文件,确保每个技术融合环节与突破真实可考。”