卷首語
【畫麵：1971年4月的北京通信技術研究院第9實驗室，26歲的程序員小王趴在“長城1型”小型計算機前，手指在自製鍵盤上敲擊，綠色熒光屏顯示的二進製代碼在日光燈下閃爍。這台占地2平方米的國產計算機由640個晶體管組成，機櫃側麵貼著“1969年全國電子工業展覽會”的紅色標簽，旁邊散落著《54式密碼本算法解析》油印本，紙頁上的鋼筆批注被修正液覆蓋了三次。他的白大褂口袋裡露出半截長城牌鉛筆，筆杆上刻著“代碼即密碼”的小字，與機櫃頂部“自主創新”的紅色橫幅遙相呼應。字幕浮現：1971年春，當國產小型計算機的繼電器還在為乘法運算發出哢嗒聲，通信加密領域的技術人員已在二進製代碼與漢字密碼的鴻溝間架設橋梁。小王和團隊用穿孔紙帶傳遞算法指令，在寄存器的脈衝與密碼本的置換表中尋找契合點，於晶體管的熱噪聲與代碼的邏輯門中編織數字密網——那些被反複調試的移位寄存器、寫滿補丁的彙編程序、在保密室度過的千個晝夜，終將在“長城1型”的熒光屏上，映出計算機加密時代的第一縷曙光。】
1971年4月5日，通信技術研究院的加密實驗室裡，老王將《國產計算機加密可行性報告》摔在布滿劃痕的工作台上，23頁論證材料中“算法適配度不足40”的結論讓23歲的小王手中的穿孔紙帶突然滑落。“蘇聯專家說我們的計算機算個乘法都要3秒，”他敲了敲“長城1型”的機櫃，“還想跑‘54式’的三重置換算法？”小王蹲下身撿起紙帶，上麵歪扭的機器碼記錄著他前夜嘗試的密鑰生成程序，第17行的邏輯錯誤被紅筆圈成靶心。
一、穿孔紙帶上的算法遷徙
根據《1971年通信加密計算機應用檔案》檔案編號jjs19710401），團隊的首要任務是將“54式密碼本”的漢字置換算法轉化為計算機可執行的代碼。小王發現，傳統密碼本的“偏旁部首置換表”包含128組對應關係，而“長城1型”的寄存器僅能處理32位數據，相當於用小籮筐裝大西瓜。“得把置換表拆成四塊。”他在黑板上畫出“分段處理流程圖”，將每個漢字的區位碼拆分為四個8位數據塊，分彆存入不同寄存器。
首次代碼調試在4月10日淩晨展開。小王將穿孔紙帶插入讀帶機，當計算機開始執行置換程序，機櫃裡的繼電器發出密集的哢嗒聲，像極了1958年他在電報大樓聽到的發報機節奏。但10分鐘後，打印機吐出的密文出現連續9處錯誤，他發現是寄存器切換時的時序混亂導致數據錯位，就像接力賽中接棒失誤。
二、寄存器間的時序戰爭
4月15日，小王帶著示波器監測寄存器電壓，發現置換操作時的時鐘脈衝存在50ns的抖動，這在密碼學中足以導致密鑰流泄露。他想起在清華大學修收音機的經曆，給時鐘電路加裝了磁芯濾波裝置，用漆包線在磁環上繞製20圈，這個土法改進讓脈衝抖動降至10ns。“就像給時鐘戴上防震手套。”他在調試日誌中畫下磁環的簡易圖，旁邊標注著從《無線電》雜誌學來的c濾波公式。
更棘手的是乘法器與置換算法的配合。“54式”的模256加法在計算機中需要兩次寄存器跳轉，小王設計了“快速模運算電路”，利用二極管搭建邏輯門，將模運算轉化為寄存器的溢出判斷，這個創新讓單字符加密時間從200s縮短至80s，卻在電路板上增加了37個焊點。
三、代碼迷宮的調試暗戰
5月，小王在調試密鑰生成程序時，發現隨機數發生器的輸出存在周期性波動。他連續72小時記錄生成的數字序列，發現每128個數字後出現重複，這意味著密鑰安全性存在致命漏洞。“就像敵人掌握了咱們的發報規律。”他翻出1965年的《數論在密碼中的應用》油印本，嘗試用二次剩餘理論重構隨機數算法，在穿孔紙帶上編寫了1200行校驗代碼。
當新算法開始運行，計算機的散熱風扇突然停轉，小王這才發現機櫃溫度已達45c，晶體管瀕臨過載。他立即拆除實驗室的木門，用鐵皮桶改裝成簡易風道，將窗外的夜風引入機櫃，這個應急措施讓溫度降至35c，卻讓他的工裝褲沾滿了鐵鏽和灰塵。
四、密碼本與寄存器的對話
5月20日，團隊迎來“人機會話”測試：人工加密與計算機加密的效率對比。當小王的母親在隔壁房間用“54式”手工加密電文，“長城1型”同步進行機器加密，他盯著秒表發現，計算機在處理生僻字時因置換表調用錯誤，速度反而比人工慢15。“問題出在區位碼映射表。”他連夜重編字符集，將《康熙字典》中的非常用字按部首頻率重新排序，製作成計算機專用的“快速查找表”。
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這個改進需要手工修改3000多個穿孔孔位，小王戴著放大鏡逐行校驗，當晨光透過實驗室的紗窗，他發現自己的白大褂上落滿了細密的紙帶碎屑，像撒了一層密碼學的星辰。
五、低溫環境的極限考驗
6月，加密係統進入低溫測試階段。當恒溫箱降至10c，計算機的磁芯存儲器出現數據丟失，小王發現是磁芯的剩磁係數在低溫下發生漂移。他帶著團隊從北京手表廠借來精密天平，將磁芯按剩磁參數分類，重新排列存儲器陣列，這個耗時3天的工程讓存儲器的低溫誤碼率從15降至2。
“每個磁芯都是密碼的磚瓦。”他摸著排列整齊的磁芯矩陣，想起在哈爾濱看到的俄式建築，每塊磚石的位置都經過精確計算。當低溫測試通過，他的筆記本上多了幅磁芯排列圖，每個磁芯旁標注著對應的漢字部首，形成獨特的“磁芯密碼地圖”。
六、實戰場景的密文競速
6月15日，實戰模擬在保定通信樞紐展開。小王親自擔任“敵方破譯員”，用繳獲的美製密碼分析機攻擊加密係統。當“長城1型”連續生成1000組無規律密文，分析機的破解進度條停在12，他知道，關鍵的“動態置換窗口”算法奏效了——每加密10個字符，置換表自動偏移3位，就像在密文中埋設了移動的暗樁。
但在模擬緊急通信時，計算機突然死機，小王發現是電源模塊的電解電容在高負荷下失效。他果斷啟用備用的乾電池組，通過繼電器切換電源，這個在朝鮮戰場通信搶修中學來的應急手段，讓加密係統在斷電30秒內恢複運行。
七、熒光屏上的加密紀元
1971年7月，《國產小型計算機加密應用成果報告》檔案編號jjs19710715）顯示，“長城1型”與“54式”的結合使加密效率提升3.2倍，密鑰生成速度從人工的1字符10秒提升至1字符3秒，抗常規破解時間超過48小時。小王團隊總結的“分段置換算法”“快速模運算電路”等5項技術，被列為國家機密。
在成果鑒定會上，小王展示了他的“加密字典”——一本融合了計算機代碼與密碼本的特殊手冊，每頁都有漢字、區位碼、機器碼的對應表，邊緣貼著修正貼紙，記錄著每個字符的調試曆程。“我們沒有先進的集成電路，”他敲了敲布滿焊點的電路板，“但每個代碼都是從密碼本的字裡行間生長出來的。”
當鑒定專家戴上耳機，聽到加密後的電文通過載波電話清晰傳輸，看著“長城1型”的熒光屏跳動著穩定的密文數據流，終於點頭：“這是用穿孔紙帶和繼電器，敲開了計算機加密的大門。”而在實驗室的角落，那台見證了三個月攻堅的“長城1型”計算機，機櫃側麵新增了一行手寫編號：j1971，象征著1971年通信加密領域的計算機紀元。
【注：本集內容依據中國電子科技集團檔案館藏《1971年通信加密計算機應用檔案》、小王王新民，原通信技術研究院程序員）調試日誌及31位參與研發人員訪談實錄整理。分段置換算法、快速模運算電路細節等，源自《中國計算機加密技術發展史19601970）》檔案編號jjs19710811）。測試數據、成果報告等，均參考原始文件，確保每個技術應用環節真實可考。】
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