卷首语
1967 年 10 月 12 日凌晨,华北某通信站的机房里,指示灯的绿光在技术员小李脸上明明灭灭。他盯着示波器上跳动的波形,手指悬在加密机的启动键上 —— 这是第 47 次测试,目标是将每帧信号的加密时间从 1962 年的 0.37 秒压缩到 0.19 秒。
“开始。” 站长老张的声音从身后传来,带着一丝不易察觉的紧张。小李按下按键,计数器开始倒计:0.37、0.32、0.25…… 当数字定格在 0.19 秒时,示波器上的加密波形依然保持着完美的规则性,没有出现任何畸变。
机房外突然传来急促的脚步声,作战部的王参谋闯了进来,军靴底在水泥地上划出刺耳的声响。“边境急报,需要立刻加密发送。” 他把电文拍在操作台上,当看到屏幕上 0.19 秒的记录时,突然沉默了 —— 去年在一次伏击战中,就是因为 0.37 秒的延迟,让敌人提前察觉了动向。
小李迅速输入电文,加密机的蜂鸣声比往常短促了近一半。当加密后的信号发出时,王参谋看着计时器上的 0.19 秒,突然想起 1962 年那台笨重的加密机,它运转时的轰鸣声像老式火车,每帧信号的加密时间足够战士们数完三十七个数。
一、速度的代价:从 1962 年的战场延迟说起
1962 年秋,中印边境的一次关键通信中,0.37 秒的加密延迟几乎改变了战局。当我方的伏击指令通过加密机发送时,每帧信号的加密过程都让报务员老王手心冒汗。等最后一帧信号发出,已经比预定时间晚了 1 分 14 秒 —— 敌人的巡逻队刚好在这段时间改变了路线。
“就差这么一点。” 老王在战后报告里写道,笔尖在 “0.37 秒 / 帧” 下面划了三道线。这份报告后来被送到通信兵部,档案编号 “62 密 37”,其中附带的加密波形图显示,每帧信号在加密过程中都有明显的延迟抖动,最长达到 0.42 秒。
当时的加密机采用机械齿轮传动,密钥轮的转速限制了加密速度。在哈尔滨某军工厂的生产车间里,工人们能把齿轮的加工精度控制在 0.01 毫米,但物理极限摆在那里 —— 转速超过每分钟 300 转,齿轮就会出现明显的振动,导致密钥出错。
“这已经是最快的速度了。” 1963 年的技术评审会上,设计师老周指着测试数据说,加密机在 0.37 秒 / 帧时的误码率是 0.1%,如果强行提速到 0.3 秒,误码率会飙升到 2.3%。他的手指在齿轮图纸上滑动,“就像让自行车跑得比摩托车快,会散架的。”
但战场的需求却在不断倒逼速度提升。1964 年,某侦察分队在敌后发送紧急情报时,因加密速度太慢,信号还没发完就被敌人的测向仪锁定。虽然战士们成功转移,但情报中的关键坐标没能及时送出,导致后续的伏击计划落空。
“0.37 秒在平时不算什么,在战场上就是生死线。” 王参谋在那次事故分析会上拍了桌子,他带来的战场录音里,能清晰地听到加密机运转的机械声,每帧信号的间隔都像在倒计时。“敌人的反应速度越来越快,我们的加密速度必须跟上。”
1965 年的一次演习中,问题变得更加尖锐。当模拟核爆后的电磁脉冲干扰时,加密机的速度进一步下降到 0.51 秒 / 帧,通信中断的风险陡增。负责演习的参谋长大声质问:“要是真的核战争,0.51 秒的延迟能让多少部队失去指挥?”
技术人员起初想在原有基础上改进。老周带领团队把齿轮的材料换成高强度合金钢,转速提升到每分钟 350 转,加密速度勉强降到 0.34 秒 / 帧。但在连续工作 8 小时后,齿轮的磨损导致误码率上升到 0.8%—— 这在实战中意味着每百帧信号就有近一帧出错。
“机械结构的瓶颈突破不了。” 1965 年冬的技术会议上,年轻的工程师小李提出了一个大胆的想法,“改用电子电路,用晶体管代替齿轮。” 这个建议在当时引起轩然大波,因为 1962 年的电子元件可靠性还不稳定,没人敢把关键的加密任务交给晶体管。
老周拿出 1962 年的元件测试报告,上面记载着晶体管在高温下的失效数据:“在 55℃环境下,连续工作 100 小时的失效率是 5%,这比齿轮的故障率高太多。” 他的手指重重敲在 “5%” 上,“加密机首先要可靠,其次才是速度。”
争论持续了三个月,直到一份来自前线的电报改变了局面。某边防团报告,他们成功用改装的电子加密装置将速度提升到 0.28 秒 / 帧,虽然故障率有所上升,但在多次紧急通信中发挥了关键作用。“战士们宁愿承担一点风险,也不想因为延迟送命。” 电报的最后一句,成了技术路线转向的关键。
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二、电子的博弈:从机械到晶体管的跨越
1966 年 3 月,第一台电子加密机的原型机在南京某研究所诞生。小李带着团队把 1962 年加密机里的 17 个齿轮换成了 320 只晶体管,体积缩小了一半,启动时不再有机械的轰鸣声,只有微弱的电流声。当第一次测试时,加密速度达到 0.29 秒 / 帧,整个实验室里一片欢呼。
但问题很快显现。在连续工作 24 小时后,有 12 只晶体管出现参数漂移,导致加密密钥出错。老周在检查故障元件时,发现都是功率管 —— 它们在高频开关状态下的发热量远超预期。“这就是电子方案的隐患。” 他把失效的晶体管排在桌上,“机械齿轮坏之前会有征兆,晶体管说坏就坏。”
两种技术路线的争论再次白热化。机械派坚持认为:“0.37 秒虽然慢,但可靠;0.29 秒快了一点,却像定时炸弹。” 电子派则反驳:“战场不等人,可靠性可以通过技术改进提升,速度落后了就会被动挨打。”
王参谋在一次实地考察中,目睹了两种加密机的对比测试。机械加密机在振动测试中表现稳定,电子加密机却在同样的条件下出现了两次密钥跳变。“再给你们半年时间。” 他给技术组定下目标,“必须在保持 0.1% 误码率的前提下,把速度降到 0.2 秒以内,否则就退回机械方案。”
接下来的六个月,成了技术攻关的 “炼狱期”。小李团队尝试了各种方法提升可靠性:给功率管加装微型散热片(借鉴了之前的散热设计经验)、采用冗余电路(某只晶体管失效后自动切换备用管)、优化电源滤波(减少电压波动对元件的影响)。
第 17 版原型机采用了 “动态密钥分配” 技术,把原来集中处理的加密过程分散到三个独立模块,并行处理让速度提升到 0.23 秒 / 帧。但在高温测试中,三个模块的同步出现偏差,导致加密后的信号无法解密 —— 这比误码更危险,相当于完全失去通信能力。
“同步是关键。” 老周在分析故障时说,他想起 1962 年机械加密机的齿轮联动,虽然慢但同步精准。“电子方案要学机械的同步原理,用电路模拟齿轮的咬合。” 他提出用石英振荡器作为 “电子齿轮”,让三个模块的工作频率保持严格一致。
这个建议让加密速度又提升了 0.02 秒,达到 0.21 秒 / 帧。但新的问题出现了:石英振荡器在 30℃以下会停振,无法适应北方和高原环境。小李带着团队走访了多家钟表厂,发现军用钟表的振荡器采用了特殊的恒温设计 —— 这个在 1962 年就成熟的技术,此刻成了关键。
加装恒温槽后,加密机的低温性能达标,但体积增加了 15%,重量也上去了。“这不符合单兵携带的要求。” 王参谋在验收时指出,他带来的空降兵装备标准里,明确规定加密机重量不能超过 5 公斤。
最后的突破来自算法优化。小李在研究 1962 年加密算法时,发现其中有 8 步运算存在冗余,可以合并成 3 步。“就像抄近路。” 他在黑板上演示新旧算法的对比,“原来要走 37 步,现在走 19 步就能到,而且更安全。” 这个改动让加密速度直接降到 0.19 秒 / 帧,而且减少了晶体管的开关次数,可靠性反而提升了。
1967 年 9 月,第 32 版电子加密机通过了全部测试:速度 0.19 秒 / 帧,连续工作 72 小时的误码率 0.08%,40℃至 55℃环境下稳定运行,重量 4.8 公斤。当测试报告送到作战部时,王参谋在上面签了三个字:“可列装。”
三、战场的检验:0.19 秒的实战价值
1967 年 11 月,首批电子加密机被送到东北边防部队。在一次暴风雪中的通信演练中,它们经受了第一次实战考验。气温骤降到 38℃,风速达到 10 级,加密机的屏幕上结了一层薄冰,但每帧信号的加密时间始终稳定在 0.19 秒,没有出现一次故障。
“以前发完一份标准电文要 3 分 20 秒,现在只要 1 分 45 秒。” 报务员小张在演练总结中写道,他特意记录了时间对比:机械加密机需要 203 秒,电子加密机只需要 105 秒,节省的 1 分 18 秒在紧急情况下足够完成一次战术调整。
但在南方的热带雨林,高温高湿环境让加密机出现了新问题。某侦察分队报告,在连续阴雨天气里,加密机的按键会出现粘连,导致输入错误。小李赶到现场后,发现是湿气进入了键盘缝隙,他借鉴了 1962 年机械加密机的密封经验,给键盘加了一层硅胶膜,既不影响操作又能防潮。
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第806章 加密速度的突破[1/2页]