卷首語
構想可行性論證是電子密碼機從“藍圖”走向“實物”的關鍵關卡。7位跨領域電子技術專家的評審,如同為技術構想裝上“校驗器”——從算法安全性的數學驗證,到硬件國產化的可靠性評估,再到通信兼容性的場景測試,每一項評審都直指“能否落地、是否實用”的核心問題。專家提出的優化建議,既修正了構想中的技術偏差,又為後續研發注入了更貼合實戰的細節,這場論證不僅驗證了構想的可行性,更讓技術方案從“理想”走向“現實”,為原型機研發鋪平了道路。
1980年1月,電子密碼機構想可行性論證正式啟動——陳恒團隊在完成構想報告修訂後,聯合電子工業部科技司,邀請7位涵蓋算法設計、硬件工程、通信兼容領域的專家以姓氏代稱:劉專家,算法密碼學;周專家,硬件可靠性;吳專家,通信接口適配;鄭專家,電磁兼容;王專家,低功耗設計;趙專家,隨機數生成;孫專家,場景應用驗證),組建評審組,明確“算法安全、硬件可行、兼容適配”三大評審維度。
論證籌備階段,團隊為專家提供全套支撐材料:國內外同類設備參數對比表、動態密鑰與可編程功能的數學模型、國內電子元件產能與性能報告、12個應用部門的通信需求清單,確保評審基於完整數據。陳恒在首次評審會上強調,論證需聚焦“兩個關鍵”:一是核心技術是否依賴進口避免卡脖子),二是方案是否適配國內通信現狀避免技術懸空)。
評審流程設計為“分維度審查+綜合論證”:前3天各專家按領域開展專項評審,每天形成領域評審意見;第4天召開綜合論證會,專家交叉討論,形成統一結論與優化建議。為確保客觀,團隊采用“盲審”輔助——向專家提供匿名的技術方案細節隱去團隊成員信息),減少主觀傾向。
劉專家算法領域帶頭人,曾參與國內早期密碼算法研發)在會前提出,需重點驗證“雙因子密鑰生成的隨機性”與“可編程算法的抗破解性”,這兩項將直接決定電子密碼機的核心安全性能;周專家硬件領域專家,有10年軍用電子設備研發經驗)則關注“國產元件在極端環境下的穩定性”,這是硬件可行性的關鍵。
此次論證的核心目標並非“否定或肯定”,而是通過專家智慧發現構想中的潛在風險,優化技術路徑,使方案既保持先進性,又具備可實現性,為後續原型機研發提供權威技術背書。
1980年1月15日,算法可行性評審率先開展——劉專家牽頭,趙專家協助,圍繞動態密鑰生成算法與可編程算法的安全性、有效性展開驗證,采用“數學推導+模擬測試”雙方法。
針對“時間+隨機數雙因子密鑰生成”,劉專家團隊通過熵值計算衡量隨機性的核心指標)驗證:構想中基於噪聲二極管的隨機數生成器,理論熵值為7.2bitsbyte滿值8bitsbyte),但實際測試用團隊提供的隨機數樣本)顯示熵值僅6.5bitsbyte,存在“隨機性不足”風險——若熵值過低,敵方可能通過統計分析預測部分密鑰片段,縮短破解時間從65天降至45天)。
模擬破譯測試進一步驗證:劉專家用當時主流的“線性分析攻擊”方法,對雙因子密鑰加密的密文進行破解嘗試,發現當隨機數熵值低於7.0bitsbyte時,破解成功率提升15;團隊原設計的噪聲二極管電路僅1級放大)是熵值不足的主因,需優化電路以提升噪聲信號的隨機性。
可編程算法評審中,專家們肯定了“多算法存儲與快速切換”的需求合理性,但指出構想中“5種算法獨立存儲”的設計存在“資源浪費”——每種算法需單獨占用epro空間,1kb容量僅能存儲5種基礎算法,後續擴展困難。吳專家兼容領域)補充,若算法切換時需重新加載程序,可能導致12秒通信中斷,需優化切換機製以減少延遲。
初步結論:雙因子密鑰算法的核心邏輯可行,但隨機數生成器需優化以提升熵值;可編程算法架構合理,但存儲與切換機製需改進;整體算法可行性評分75分滿分100),需針對性優化後可達85分以上。
1980年1月16日,硬件可行性評審啟動——周專家牽頭,王專家低功耗)、鄭專家電磁兼容)參與,聚焦國產硬件元件的性能、可靠性與集成可行性,結合構想中的硬件架構開展評估。
關鍵元件評估顯示:構想中采用的國產噪聲二極管型號2ap9),在常溫環境下性能穩定速率0.3bps,誤差≤2),但在40c低溫環境下,速率降至0.15bps,無法滿足軍事野外場景需求;周專家建議更換為某研究所新研發的2ap12型二極管低溫速率0.25bps目標),該元件已完成小批量生產,成本僅增加15。
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硬件集成可行性方麵,鄭專家指出:動態密鑰模塊與可編程模塊的內部總線設計原計劃采用8位數據總線),在加密速度≥1000字符分鐘的需求下,可能出現“數據擁堵”——測算顯示,8位總線的最大傳輸速率僅支持800字符分鐘,需升級為16位總線,同時優化總線仲裁機製,避免模塊間數據衝突。
低功耗設計評審中,王專家測試構想的功耗模型:動態密鑰模塊非更新時段功耗50,可編程模塊靜態功耗100,整體設備在便攜場景下電池容量1000ah)連續工作時間僅6小時,未達8小時目標;建議在可編程模塊中加入“休眠模式”閒置時功耗降至30),同時優化電源管理電路,減少待機功耗。
硬件可行性評分:68分,主要扣分項為低溫元件性能、總線速率與功耗;專家認為,通過更換元件、升級總線、優化電源設計,硬件可行性可提升至82分,不存在無法解決的技術障礙。
1980年1月17日,兼容性可行性評審開展——吳專家牽頭,孫專家場景應用)協助,圍繞電子密碼機與國內現有通信設備的對接適配、不同場景下的應用兼容性展開測試驗證。
f電台)與數字接口rs232,適配早期計算機),在測試中發現:與某軍區現役的139型電台對接時,信號衰減率達12標準≤5),導致密文誤碼率升至3;與某科研院所的djs130計算機對接時,接口電平不匹配密碼機輸出5v,計算機輸入3.3v),需額外加裝電平轉換模塊,增加了使用複雜度。
場景兼容性驗證:孫專家模擬軍事野外車載通信)、外交固定機房通信)、科研應急臨時組網)三大場景,測試密碼機的適配能力——車載場景中,設備抗振動性能原設計10500hz,加速度5g)可滿足需求,但與車載電台的供電接口不兼容密碼機12v,電台24v);科研應急場景中,設備啟動時間3分鐘,雖達設計目標,但非專業人員操作時,算法選擇與密鑰同步的誤操作率達20,需簡化操作流程。
電磁兼容測試:鄭專家補充測試發現,密碼機工作時的輻射騷擾達58d標準≤54d),可能乾擾周邊通信設備如電台接收);需在機殼內加裝電磁屏蔽層采用0.2厚的銅箔),將輻射騷擾降至52d以下。
兼容性可行性評分:70分,主要問題集中在接口適配、供電兼容與操作複雜度;專家建議通過優化接口電路、增加供電轉換模塊、簡化操作界麵,可將兼容性評分提升至80分,滿足國內多數場景需求。
1980年1月18日,綜合論證會召開,專家提出第一點優化建議:優化隨機數生成器電路,提升密鑰隨機性——劉專家與趙專家共同提出,在現有噪聲二極管電路基礎上,增加“兩級噪聲放大+熵值實時校準”模塊,解決熵值不足問題。
具體方案:第一級采用低噪聲放大器型號a1,國產),放大噪聲信號幅度,提升原始噪聲的隨機性;第二級加入rc濾波電路,濾除高頻乾擾信號;新增熵值校準模塊,實時監測隨機數的熵值,當低於7.0bitsbyte時,自動調整放大器增益,確保熵值穩定在7.27.5bitsbyte。
模擬測試顯示,優化後的隨機數生成器,破解時間從原65天延長至72天,抗線性分析攻擊能力提升20;同時,電路功耗僅增加10從50增至60),不會顯著影響設備續航,兼顧了安全性與低功耗需求。
團隊現場與某電子元件廠溝通,確認優化所需的a1放大器已量產,rc濾波元件可定製,3個月內可完成樣品製作,成本增加控製在200元台當時幣值),在研發預算範圍內。
這一建議直擊算法安全的核心短板,通過“硬件改進+軟件校準”的組合方案,既利用了國產元件的現有基礎,又無需依賴進口技術,確保密鑰生成的安全性與自主可控性。