卷首語
1964年10月，“73式”程序存儲方案磁芯存儲器）確定後，算法團隊麵臨新的技術挑戰：37階矩陣加密邏輯涵蓋明文處理、分組補零、矩陣變換、密鑰生成、解密恢複等全流程，若直接進行代碼固化，將導致程序結構混亂、維護困難，且難以適配硬件模塊化設計。此時，將核心算法按“功能獨立、邊界清晰”原則拆分為19組模塊，成為連接“邏輯設計”與“代碼落地”的關鍵步驟。這場為期1個半月的模塊劃分工作，不僅讓複雜的加密邏輯實現係統化拆解，更提升了代碼的可測試性、可維護性與硬件適配性，為後續算法代碼固化與硬件集成搭建了標準化的技術橋梁。
一、模塊劃分的背景與核心目標
37階矩陣加密邏輯通過初步測試後，李工團隊在代碼固化準備中發現：完整加密邏輯包含28個核心操作步驟如明文校驗、37字節分組、隨機補零、8次矩陣變換等），若編寫為單一程序，代碼量將超8kb磁芯存儲器程序區容量），且調試時難以定位錯誤如矩陣變換錯誤與補零錯誤無法區分），模塊劃分勢在必行。
基於“73式”研發需求與後續維護考量，團隊明確模塊劃分三大目標：一是功能獨立，每個模塊僅負責單一核心功能如“矩陣變換模塊”僅執行18變換，不涉及密鑰生成）；二是邊界清晰，明確每個模塊的輸入輸出參數如“密鑰生成模塊”輸入密鑰種子，輸出128位密鑰，不接收其他模塊數據）；三是適配硬件，模塊規模需匹配磁芯存儲器分區單模塊代碼量≤512字節，便於加載至程序存儲區）。
模塊劃分工作由李工牽頭算法板塊負責人），組建5人專項小組：李工整體邏輯拆解，把控模塊分類）、吳工矩陣運算模塊設計，熟悉變換流程）、陳工分組與補零模塊設計，負責輸入處理）、鄭工密鑰管理模塊設計，參與密鑰生成理論）、馬工異常處理與輔助模塊設計，擅長測試邏輯），確保覆蓋加密全流程。
劃分周期規劃為1個半月1964.10.11964.11.15），分三階段：第一階段10.110.10）拆解加密流程，初步擬定模塊清單；第二階段10.1110.31）明確模塊功能與邊界，繪製模塊交互圖；第三階段11.111.15）組織評審，優化模塊劃分，銜接後續代碼編寫。
劃分啟動前，團隊梳理核心約束條件：模塊總數控製在19組基於流程步驟拆解與硬件適配測算，19組可實現功能全覆蓋且單模塊規模適中）；模塊交互需通過指定緩存區磁芯存儲器數據區，地址0x40000x7fff），避免直接數據調用；每個模塊需預留測試接口，便於獨立驗證。
二、加密流程拆解與模塊劃分邏輯
李工團隊首先開展加密全流程係統化拆解，梳理出“明文輸入預處理分組補零矩陣變換密鑰生成加密整合密文輸出”7大核心階段，以及對應的解密反向流程“密文輸入解密矩陣變換補零移除明文整合明文輸出”），同時包含異常處理如格式錯誤、運算溢出）與輔助功能如版本管理、日誌記錄），形成完整流程圖譜。
模塊劃分遵循“流程階段+功能屬性”雙維度邏輯：流程階段維度確保模塊覆蓋全流程如輸入階段對應“明文預處理模塊”，分組階段對應“分組模塊”）；功能屬性維度確保模塊單一職責如“矩陣運算”按“變換逆變換模運算”拆分為獨立模塊，而非合並為一個），避免“大模塊”導致的功能混雜。
拆解過程中重點解決“跨階段功能歸屬”問題：例如“補零校驗”功能，雖與分組階段相關，但需在解密階段驗證補零位置，團隊最終將其拆分為“補零參數生成模塊”加密階段，生成補零位置與校驗位）與“補零參數驗證模塊”解密階段，驗證並移除補零），確保兩個階段的功能獨立，互不依賴。
模塊規模控製通過“功能拆分”實現：例如“矩陣變換”功能，若包含18變換、模256運算、並行控製，代碼量將超800字節，團隊按“變換邏輯運算控製並行調度”拆分為“矩陣變換執行模塊”“模256運算模塊”“矩陣並行控製模塊”3個模塊，每個模塊代碼量控製在400字節以內，適配硬件存儲需求。
10月10日，團隊完成初步拆解，形成《加密流程拆解圖譜》，標注每個流程步驟的功能描述、輸入輸出數據、關聯後續步驟，為後續19組模塊的具體劃分提供流程依據，確保模塊劃分不遺漏、不重複覆蓋流程節點。
這章沒有結束，請點擊下一頁繼續閱讀！
三、曆史補充與證據：流程拆解圖譜檔案
1964年10月的《“73式”電子密碼機加密流程拆解圖譜檔案》檔案號：1964001），現存於研發團隊檔案庫，包含全流程圖譜、步驟說明、功能歸屬標注，共28頁，由李工、吳工共同繪製，是模塊劃分的核心流程依據。
檔案中“加密流程圖譜”采用流程圖標準繪製：矩形框標注流程步驟如“步驟3：37字節分組”），箭頭標注數據流向，旁注功能描述“將預處理後的明文按37字節拆分，最後一組不足37字節時標記補零需求”），並標注該步驟擬歸屬的模塊類彆“分組模塊”），拆解邏輯可視化。
步驟說明頁記錄關鍵流程的細節：“步驟5：矩陣變換”說明為“接收37字節分組向量，依次調用18矩陣進行乘法運算，每輪運算後執行模256處理，輸出變換後向量至密鑰整合階段”，明確該步驟需拆分為“矩陣變換執行”“模256運算”“矩陣調度”3個模塊，為後續模塊拆分提供依據。
檔案中“功能歸屬爭議記錄”顯示：針對“密鑰與矩陣變換的整合”功能，團隊曾討論是否合並為“加密整合模塊”，最終決定拆分為“密鑰整合模塊”負責密鑰與變換向量的邏輯結合）與“加密輸出控製模塊”負責整合後數據的格式轉換與輸出），爭議解決依據為“功能獨立原則，整合與輸出屬於不同流程階段”。
檔案末尾“初步模塊清單”列出22個候選模塊，標注每個模塊對應的流程步驟，如“明文格式校驗模塊步驟11）”“分組執行模塊步驟31）”，為後續優化為19組模塊提供初始基礎，檔案有李工、陳工的簽名，日期為10月10日。
四、19組模塊的具體分類與功能定義
基於流程拆解，團隊通過合並同類功能、拆分過大模塊，最終確定19組模塊，按“功能大類”分為7類，每類模塊功能獨立、邊界清晰，覆蓋加密與解密全流程。
第一類“輸入處理類”2組）：1“明文格式校驗模塊”，功能為校驗輸入明文是否為ascii碼，剔除非法字符如非打印字符），輸出合法明文片段，錯誤率≤0.001；2“明文長度統計模塊”，功能為統計合法明文總長度，計算分組數量如1000字符需28組），輸出分組計數與最後一組補零需求如最後一組29字節需補8字節），為分組模塊提供參數。
第二類“分組與補零類”2組）：1“37字節分組模塊”，功能為接收合法明文片段與分組計數，按37字節拆分，輸出標準分組向量37x1），不處理補零；2“隨機補零與校驗位生成模塊”，功能為接收最後一組非標準分組如29字節），隨機生成補零位置8個），生成8位校驗位記錄補零位置），輸出含補零的標準分組與校驗位，補零位置隨機性符合抗破解要求無規律可循）。
第三類“矩陣運算類”4組）：1“矩陣變換執行模塊”，功能為接收標準分組向量，加載18矩陣參數，執行乘法運算，輸出變換後向量至模運算模塊；2“矩陣逆變換執行模塊”解密用），功能為接收密文分組向量，加載1?18?1逆矩陣參數，執行逆運算，輸出逆變換後向量；3“模256運算模塊”，功能為接收矩陣變換逆變換後的向量元素可能超255），執行模256運算，將元素控製在0255，輸出標準化向量；4“矩陣並行控製模塊”，功能為控製多組矩陣變換的並行執行如同時處理2個分組向量），提升運算效率，確保並行時無數據衝突，適配硬件運算單元的並行能力。
第四類“密鑰管理類”3組）：1“密鑰種子生成模塊”，功能為接收外部密鑰輸入如手動密鑰或設備編號），生成128位密鑰種子，輸出至密鑰計算模塊；2“128位密鑰計算模塊”，功能為加載超定線性方程組參數，輸入密鑰種子，執行高斯消元求解，輸出128位密鑰，密鑰複雜度≥2128組；3“密鑰同步模塊”，功能為接收多節點密鑰請求，傳輸密鑰種子而非完整密鑰），控製節點同步生成密鑰，同步延遲≤18秒，適配野戰多節點協同需求。
五、19組模塊的後續分類與功能補充
第五類“加密輸出類”2組）：1“密鑰整合模塊”，功能為接收矩陣變換後的標準化向量與128位密鑰，執行邏輯整合運算如異或操作），生成加密中間數據；2“密文格式轉換模塊”，功能為接收加密中間數據，轉換為二進製ascii碼格式可選），輸出標準密文如二進製密文按字節分組），密文格式符合通信傳輸要求無傳輸衝突字符）。
小主，這個章節後麵還有哦，請點擊下一頁繼續閱讀，後麵更精彩！
第六類“解密處理類”3組）：1“密文格式解析模塊”，功能為接收輸入密文，解析格式二進製ascii碼），轉換為解密中間數據，輸出至解密矩陣模塊；2“補零參數驗證與移除模塊”，功能為接收解密後的非標準分組含補零）與校驗位，驗證校驗位合法性，根據校驗位識彆補零位置，移除零字節，輸出原始非標準分組如29字節）；3“明文整合模塊”，功能為接收所有解密後的標準分組與最後一組原始非標準分組，按順序拚接，輸出完整明文，拚接錯誤率≤0.001。
第七類“異常處理類”1組）：1“算法異常處理模塊”，功能為實時監測其他模塊的運行狀態如明文格式錯誤、矩陣運算溢出、密鑰求解失敗），接收異常信號後，輸出報警提示如ed指示燈或文字提示），並執行異常處理如格式錯誤時暫停輸入，溢出時重新運算），確保算法整體不崩潰，異常恢複率≥99.9。
第八類“輔助功能類”2組）：1“算法版本管理模塊”，功能為存儲當前算法模塊的版本信息如矩陣參數版本、密鑰算法版本），輸出版本號至外部接口，便於後續算法升級與版本追溯；2“運算日誌記錄模塊”，功能為記錄關鍵運算步驟的結果如分組數量、密鑰生成時間、異常事件），日誌存儲於磁芯存儲器備份區，可查詢近72小時記錄，便於故障排查與維護。
19組模塊功能定義完成後，團隊編製《19組算法模塊功能清單》，詳細記錄每個模塊的輸入參數如“明文格式校驗模塊”輸入為“原始明文流”）、輸出參數如“合法明文片段+錯誤標記”）、功能描述、關聯模塊如“明文格式校驗模塊”關聯“明文長度統計模塊”），確保模塊間交互邏輯清晰。