十二年規劃?密碼拓荒：19561967年中國密碼學的奠基之路
摘要
1956年啟動的《19561967年科學技術發展遠景規劃綱要》簡稱“十二年科技規劃”），標誌著新中國科技發展從“被動引進”轉向“主動布局”的戰略轉型。其中，密碼學作為國家安全的核心支撐，在“三無”困境無學科基礎、無研究隊伍、無技術積累）下被納入“電子學與自動化”重點領域，開啟了係統性拓荒。本文基於中國科學院藏《十二年科技規劃電子學領域專題檔案》、軍事科學院《國防保密通信規劃史料19561967）》及萬哲先、戴宗鐸等科學家的口述實錄，結合密碼學與科技政策史交叉視角，還原十二年規劃中密碼學“理論築基人才培育技術攻堅”的三維實踐。研究表明：這一時期通過“明暗結合”的學科建設模式、“數學電子軍事”的跨域協作機製，突破了序列密碼設計、漢字加密算法等關鍵技術，培養了新中國第一代密碼學人才，構建了軍民融合的早期發展範式。儘管受技術封鎖與資源約束影響，部分目標未能完全達成，但此次拓荒不僅填補了中國現代密碼學的學科空白，更確立了“自主可控”的發展原則，為後續“兩彈一星”保密通信、商用密碼體係建設奠定了曆史基礎。
關鍵詞：十二年科技規劃；密碼學；序列密碼；科技拓荒；國家安全
引言
1956年2月，蘇共二十大後國際格局發生深刻變動，中國麵臨的技術封鎖與安全壓力驟然加劇。在此背景下，毛澤東在最高國務會議上提出“向科學進軍”的號召，國務院隨即啟動十二年科技規劃編製工作。此次規劃涵蓋57項重大科技任務，涉及農業、工業、國防等13個領域，而密碼學作為“隱蔽戰線”的核心技術，被悄然納入第34項“電子學與自動化”任務中的“保密通信”子課題——這種“嵌入式”布局，既體現了其戰略敏感性，也反映了當時科技資源集中突破的現實考量。
長期以來，學界對十二年科技規劃的研究多聚焦於“兩彈一星”、計算機、半導體等顯性重大項目如董光璧《中國近現代科學技術史》、王揚宗《中國科學院早期的學術領導與科學規劃》），對密碼學這類“涉密程度高、公開資料少”的領域關注有限。現有相關研究或側重改革開放後的密碼學發展如《中國密碼學發展報告》），或聚焦個彆科學家的學術貢獻如萬哲先的有限域理論研究），缺乏對規劃期密碼學發展“政策學術應用”全鏈條的係統性考察。事實上，十二年規劃中的密碼拓荒，是新中國首次在敏感技術領域嘗試“自主規劃、協同攻關”的實踐，其經驗與教訓對當代網絡空間安全戰略仍具有重要啟示。
本文的核心史料包括三類：一是官方檔案，如中國科學院檔案館藏《19561962年電子學領域規劃執行情況報告》檔案編號：k13408）、軍事科學院藏《總參三部十二年科技規劃專題會議紀要》1957年第12期）；二是學術文獻，包括規劃期發表的《有限域上的線性遞歸序列》《數學學報》1959年第3期）等偽裝性學術論文，以及1980年代解密的《十二年規劃密碼學研究總結報告》；三是口述史料，主要來自20052010年中國科學院“院士口述史”項目中萬哲先、戴宗鐸、劉木蘭等親曆者的訪談記錄。通過對這些史料的交叉印證，本文試圖還原十二年規劃中密碼學拓荒的具體曆程，探討後發國家在技術封鎖下如何實現敏感領域的從無到有。
一、規劃緣起：國家安全危機與科技布局的戰略抉擇
一）冷戰格局下的信息安全壓力
1950年代中期，密碼技術已成為大國博弈的“隱形武器”。美國在1949年成立國家安全局nsa），雇員規模達1.8萬人，構建了覆蓋全球的電子監聽網絡“梯隊係統”；蘇聯於1951年將密碼工作納入克格勃第五局，實現了密碼研究與情報工作的一體化。而中國的密碼工作仍停留在“人工破譯+機械編碼”的傳統階段——1954年全國專職密碼人員不足20人，且多集中於軍事諜報領域，現代通信加密技術基本空白。
1955年4月的“克什米爾公主號”事件，成為推動密碼學納入國家規劃的直接導火索。根據中國外交部檔案《關於克什米爾公主號事件的技術調查報告》檔案編號：1020019501），此次事件中，國民黨特務通過破解中方保密通信密碼，獲取了周恩來率團出席萬隆會議的行程信息，導致飛機被炸毀。事件發生後，周恩來在國務院緊急會議上強調：“保密通信不是小事，是關係到黨和國家領導人安全、關係到外交戰略的大事，必須從科技上徹底解決。”隨後，國務院辦公廳轉發《關於加強保密通信工作的請示》，明確要求“將密碼技術研究納入國家科技規劃，儘快實現通信加密的現代化”。
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此時，外部安全環境進一步惡化：1955年5月，美英等17國在巴黎成立“統籌委員會”），將密碼設備、加密算法、相關電子元器件全部列入“禁運清單”第一類；1956年蘇聯調整對華科技援助政策，明確表示“密碼、核技術等敏感領域不列入合作範圍”。雙重封鎖下，中國若不能自主突破密碼技術，國防與外交通信將完全暴露於外部監控之下。
二）科技規劃中的密碼學定位與論證
1956年4月，十二年科技規劃編製工作正式啟動，成立了以聶榮臻為組長的規劃領導小組，下設12個專業小組，“電子學與自動化”小組由華羅庚、錢學森、錢三強共同主持。在初期論證階段，密碼學是否納入規劃曾引發爭議：部分專家認為“中國當前科技基礎薄弱，應優先發展工業急需技術，密碼學可暫緩”；而軍事科技專家則強調“密碼安全是國防的前提，沒有加密技術，再先進的武器也無法發揮作用”。
最終，在華羅庚的協調下，密碼學以“保密通信”名義被納入“電子學與自動化”領域的第4個子課題，與“雷達技術”“計算機技術”“半導體技術”並列為四大重點方向。這一布局基於三點考量：技術關聯性——密碼加密與解密需依托電子電路與數學算法，與計算機、半導體技術可協同發展；資源集約性——共享電子學領域的科研設備與人才，避免重複投入；保密必要性——以“子課題”形式隱藏戰略意圖，降低外部關注。
1956年8月，“電子學與自動化”小組提交的《保密通信技術發展規劃綱要》簡稱《綱要》），明確了十二年密碼學發展的“三階段目標”：
理論築基期19561959年）：重點開展有限域、線性代數、數論等密碼基礎理論研究，培養專業人才，建立23個研究基地；
技術攻堅期19601963年）：突破序列密碼、分組密碼核心算法，研製原型加密設備，實現軍用有線通信的加密覆蓋；
應用推廣期19641967年）：完成加密設備的小型化與國產化，建立民用通信加密標準，形成“理論技術應用”的完整體係。
綱要》特彆強調“以數學為基礎”的發展路徑，指出“現代密碼學本質上是數學的應用科學，沒有紮實的代數與數論基礎，不可能設計出安全可靠的加密算法”。這一認識避免了當時部分領域存在的“重設備、輕理論”傾向，為後續拓荒奠定了科學方向。
三）蘇援局限與自主發展的決心確立
“一五”時期19531957年）的工業建設高度依賴蘇聯援助，但在密碼等敏感領域，蘇聯始終保持警惕。1956年中蘇簽訂的《科學技術合作協定》中，涉及電子學的28個合作項目均為普通通信、民用電子設備，未包含任何密碼相關技術。1957年，中國派出以張勁夫為團長的科技代表團赴蘇談判，明確提出“希望蘇聯提供密碼算法設計與加密設備研製技術”，但蘇方以“涉及國家安全”為由拒絕，僅同意提供1940年代過時的商用密碼機如125型電報加密機），且不包含核心設計圖紙。
蘇聯的保留態度促使中國加速轉向自主發展。1958年2月，聶榮臻在國防科技工作會議上指出：“對於密碼、核反應等核心技術，我們不能抱任何幻想，彆人不會給，隻能靠自己鑽研。”隨後，規劃領導小組對《綱要》進行修訂，將“學習蘇聯經驗”改為“自主創新為主、有限借鑒為輔”，並調整了資源配置：從電子學領域總經費中劃撥810專項用於密碼研究，優先保障數學研究所、總參三部某研究所的設備需求。
1958年6月，中科院數學研究所成立“代數與數論研究組”對外稱“數學理論組”），由萬哲先擔任組長，成員包括戴宗鐸、劉木蘭等8名青年學者——這是新中國第一個專門的密碼理論研究團隊。成立初期，團隊以“有限域上的典型群”為研究主題，既符合純粹數學的學術規範，又能直接服務於序列密碼設計，這種“明暗結合”的研究模式，成為規劃期密碼學發展的典型特征。
二、拓荒實踐：理論、人才與技術的協同推進
一）理論築基：數學研究所的密碼理論探索
密碼學的核心是“用數學方法構建安全的通信規則”，而序列密碼作為當時最適合軍用通信的加密方式，其安全性依賴於偽隨機序列的構造——這正是有限域與線性代數的核心應用領域。十二年規劃期的理論研究，主要圍繞“偽隨機序列的設計與分析”展開，形成了“基礎研究應用轉化”的隱蔽通道。
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1.有限域理論的突破性研究
萬哲先團隊的核心成果是“有限域上的線性遞歸序列理論”。19571959年，團隊係統研究了有限域gf(pn)上線性反饋移位寄存器fsr）的性質，證明了“序列的本原多項式存在性定理”——即對於任意正整數n，都存在2(n1)n個n級本原多項式，可生成周期為pn1的偽隨機序列。這一成果發表於《數學學報》1959年第3期，標題為《有限域上的線性遞歸序列》，表麵是純粹數學研究，實則為序列密碼設計提供了理論基礎。
根據萬哲先2005年的口述記錄：“當時我們研究本原多項式，就是為了找到周期足夠長、統計特性好的偽隨機序列——這些序列就是密碼的‘密鑰流’。為了保密，論文裡不能提‘密碼’‘加密’這些詞，隻能用‘序列的通信應用’來隱晦表述。”1959年，該團隊向總參三部提交《有限域理論在保密通信中的應用建議》內部報告編號：s1959003），首次提出用“三級fsr級聯”構造密鑰流生成器，周期可達106以上，滿足當時軍用通信的保密需求。
2.密碼分析的數學方法創新
除了序列設計，密碼分析即“破譯敵方密碼”）也是理論研究的重要方向。1960年，戴宗鐸在研究“線性移位寄存器序列的綜合算法”時，提出了“基於passey算法的簡化方法”——通過已知的密鑰流片段，反推fsr的級數與反饋多項式。這一方法比國際上公認的passey算法1969年提出）早9年，雖因保密未公開發表，但在1962年的軍事演習中成功應用於“模擬破譯敵方密碼”，驗證了其有效性。
為了培養理論研究的後備力量，數學研究所於1961年開設“有限域與編碼理論”專題研討班，每月舉辦2次秘密研討，參與者包括中科院、北大、複旦的20餘名學者。研討班的資料《有限域理論講義》內部油印本），收錄了12篇核心論文，成為新中國第一部密碼理論教材。
二）人才培育：“隱蔽化、多渠道”的梯隊建設
十二年規劃期的密碼人才培育，始終圍繞“保密”與“實用”兩大原則，構建了“高校培養軍事培訓國際交流”三位一體的體係，避免了人才斷層。
1.高校中的“定向培養”
1956年，教育部根據規劃要求，在北京大學、複旦大學、浙江大學三所高校的數學係設立“代數專門化”方向，實則定向培養密碼人才。課程設置采用“公開課程+秘密輔導”的模式：公開課程包括《高等代數》《數論基礎》《近世代數》等常規內容；秘密輔導則由高校教師與中科院研究員共同授課，內容涵蓋“序列密碼原理”“密碼分析基礎”等，每周2課時，地點多設在教師辦公室或實驗室，避免公開記錄。
以北京大學為例，19561962年共招收“代數專門化”學生58人，其中32人畢業後被分配至總參三部、中科院數學所等密碼研究單位。據該專業1959屆畢業生回憶：“畢業分配時，係裡老師單獨找我們談話，隻說‘去從事重要的國防科技工作’，直到報到後才知道是密碼研究。”複旦大學的培養模式類似，1960屆“代數專門化”畢業生42人中，有18人進入密碼領域，成為後續研究的骨乾力量。
2.軍事係統的“短期集訓”
針對軍隊急需的應用人才，總參三部於1958年在張家口通信工程學院開設“保密通信技術培訓班”，每期3個月，重點培訓“密碼設備操作與維護”“簡單密碼算法設計”等實用技能。培訓班學員主要來自軍隊通信兵，要求“政治可靠、具備高中以上文化、掌握基礎電子知識”，19581967年共舉辦12期，培養學員600餘人。
培訓班的教學采用“理論+實操”模式：理論課由中科院研究員講授“密碼學基礎”，實操課則使用蘇聯提供的125型加密機與國產仿製設備，學員需掌握“密鑰更換”“故障排查”“緊急解密”等操作。1962年畢業的學員回憶：“當時的設備很簡陋，很多操作要靠手工計算，但培訓讓我們第一次知道‘密碼不是簡單的代碼，而是有嚴格數學規律的係統’。”
3.國際交流中的“曲線學習”
由於直接學習密碼技術受限，規劃期采取“曲線學習”策略——選派數學、電子學領域的學者赴蘇聯學習相關基礎學科，間接為密碼研究積累知識。19561960年，共選派6名學者赴蘇，其中萬哲先19571958年赴莫斯科大學）、戴宗鐸19581959年赴列寧格勒大學）的研究方向為“代數與數論”，回國後均成為密碼理論研究的核心人物。
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萬哲先在口述中提到：“在蘇聯期間，我主要研究典型群，雖然沒直接接觸密碼，但蘇聯學者在有限域應用方麵的討論，給了我很多啟發。比如他們提到‘線性序列在通信中的抗乾擾應用’，其實就是密碼學的思路。”這種“基礎學科+隱性啟發”的學習模式，成為技術封鎖下獲取前沿知識的重要途徑。
三）技術攻堅：從理論到應用的設備研製
理論研究與人才培育的最終目標是“形成實用的加密能力”。十二年規劃期的技術攻堅，以“軍用有線通信加密”為突破口，研製出中國第一代自主加密設備，實現了從“理論”到“產品”的跨越。
1.“103項目”：序列密碼機的研製
1958年10月，總參三部啟動“103項目”，旨在研製適用於軍用電話通信的序列密碼加密機。項目由總參某研究所牽頭，中科院數學所提供算法支持，電子工業部718廠負責硬件製造，形成“產學研用”協同攻關團隊。
項目研發麵臨三大技術瓶頸：
密鑰生成：當時缺乏專用芯片，團隊采用“三級fsr級聯”方案，用電子管實現移位寄存器，周期達1.2x106，滿足單次通信的保密需求；
加密同步：電話通信要求實時加密，團隊設計“同步碼+自動糾錯”機製，同步誤差≤0.1秒，避免因信號中斷導致的解密失敗；
設備小型化：軍用設備需滿足便攜要求，團隊將台式機壓縮為“40x30x20”的便攜式機箱，重量控製在15公斤以內。
1964年7月，“103型”加密機研製成功並通過定型試驗。根據《103項目定型報告》檔案編號：gf1964103），該設備在20c至50c環境下穩定運行，加密後的語音信號失真率≤5，密鑰更換時間≤30秒，綜合性能達到當時國際中等水平。儘管因成本較高未大規模量產，但“103型”驗證了“算法硬件應用”的技術路徑，為後續設備研製積累了經驗。
2.漢字加密算法的突破
針對中文電報通信的保密需求，1961年啟動“漢字加密算法”研究，由戴宗鐸團隊牽頭。與拚音文字不同，漢字的編碼與加密麵臨兩大難題：一是漢字數量多常用字3000餘個），編碼複雜度高；二是電報傳輸采用“四位數字碼”如“0001”代表“一”），易被統計分析破解。
團隊創新提出“動態映射加密”方案：將3000個常用漢字分為10個組，每組對應一個偽隨機序列，加密時根據序列動態調整漢字與數字的映射關係——同一漢字在不同時間傳輸對應不同數字碼，破解難度大幅提升。1963年，該算法在外交部通信係統試用，成功抵禦了多次外部監聽嘗試。1965年，算法被納入《軍用中文電報加密標準》，成為改革開放前外交與軍事中文通信的主要加密方式。
3.加密設備的國產化替代
1960年蘇聯撤回專家後，加密設備研製麵臨元器件斷供危機——原計劃使用的蘇聯電子管型號6П1）、電阻電容等無法進口。為突破困境，電子工業部組織718廠、875廠等企業開展“國產化替代攻關”，用1年時間完成了23種關鍵元器件的國產替代：
用國產6p1電子管替代蘇聯6П1，性能參數基本一致；
用陶瓷電容替代紙質電容，提高設備穩定性；
用線繞電阻替代碳膜電阻，降低溫度漂移影響。
1962年，國產化元器件組裝的“103型”加密機通過可靠性測試，連續運行1000小時無故障，證明了中國密碼設備自主生產的可行性。至1967年，密碼設備的國產化率達到100，徹底擺脫了對外部元器件的依賴。
三、拓荒困境：封鎖、資源與認知的三重挑戰