第197章 密码学与计算机技术融合研究

卷首语

【画面：1966 年 10 月的北京某科研院所机房，三台占据整面墙的电子管计算机发出规律的嗡鸣，指示灯在昏暗的室内明灭闪烁。镜头推进操作台，计算机专家老周戴着白手套调试穿孔纸带，身旁的密码学家小赵捧着厚重的《54 式密码本》，手指无意识地着泛黄的纸页。地上散落着写满公式的草稿纸，最上面那张被铅笔反复涂画的密钥推演图，正等待着与计算机的 “对话”。字幕浮现：1966 年深秋，当密码学仍依赖手工查表与算盘运算，计算机技术也处于蹒跚学步阶段，一场跨领域的碰撞悄然发生。老周和小赵在电子管的热量与密码字符的迷雾中，试图搭建起数字与加密的桥梁 —— 那些在穿孔纸带上跳动的孔洞、在计算机内存中流转的二进制代码，终将赋予密码学全新的生命力。】

1966 年 10 月 8 日，北京计算机技术研究所的保密会议室里，47 岁的计算机专家老周将一叠《计算机运算效能测试报告》推到桌中央，报告上 “每秒千次运算” 的标注在灯光下泛着油墨光泽。“我们的 103 型计算机己能稳定运行，” 他摘下眼镜擦拭镜片，目光扫过参会的科研人员，“但密码学领域还在靠算盘和手工查表，效率太低了。” 角落里，32 岁的密码学家小赵握紧手中的钢笔，他面前摊开的《密码学应用现状分析》显示：一次复杂密钥的生成，人工计算需要耗时 12 小时。

一、跨领域的碰撞

根据《1966 年密码学与计算机技术融合研究档案》（档案编号 MMJ-SJ-1966-10-01），当时面临的首要难题是 “语言不通”。计算机使用二进制代码，而密码学依赖字符与数学公式，两个领域如同说着不同方言的对话者。老周在首次研讨会上坦言：“让计算机理解密码规则，比教它识别汉字还难。”

小赵提出突破口：“1964 年密码学教育普及中，我们用数字编码替代汉字加密，或许可以将这种规则转化为二进制语言。” 这个提议让老周眼前一亮，他立即翻开计算机指令集手册，在 “数据处理” 章节的空白处写下：“尝试将密码字符与 ASCII 码对应，通过机器指令实现自动转换。”

二、穿孔纸带上的密码

10 月 20 日，融合研究进入实操阶段。老周团队改造了一台 103 型计算机，在内存中开辟出专门的 “密码运算区域”。但首次尝试就遭遇挫折：当输入简单的替换密码算法时，计算机输出的密文全是乱码。技术员小张反复检查穿孔纸带，发现是字符编码对应错误 —— 密码学中的 “特殊符号集” 在计算机系统里无法识别。

“得给计算机编一本‘密码字典’。” 小赵连夜整理出包含 128 个密码符号的二进制映射表。老周则带领团队修改计算机的编译程序，使机器能自动将这些符号转换为可处理的代码。当第 17 次调试后，计算机成功输出正确密文时，机房里的电子管散热风扇声仿佛都变得轻快起来。

三、算法优化的拉锯战

虽然实现了基础加密，但运算效率远未达标。老周在测试记录中写道：“加密一段 500 字的报文，计算机耗时 23 秒，仅比人工快 3 倍，未达预期目标。” 小赵分析后发现，问题出在算法结构：传统密码算法为适应人工计算，设计得过于繁琐，不适合计算机处理。

两人决定重构算法。小赵借鉴 1965 年 “54 式密码本” 升级时的动态密钥理念，设计出 “分级迭代加密法”；老周则对计算机运算流程进行优化，将串行计算改为并行处理。但在整合过程中，新算法与计算机硬件产生冲突，导致系统频繁死机。老周连续三天守在机房，在布满电子管的机柜间排查故障，最终发现是内存寻址出现偏差。

西、数据安全的博弈

随着研究深入，“计算机自身的安全性” 成为新挑战。技术员小李在模拟测试中发现，当外部设备接入计算机时，加密数据存在被截取风险。老周想起 1966 年台海通信反窃听技术升级的经验，提出 “硬件隔离 + 动态密钥防护” 方案：在计算机主板上加装独立的加密芯片，每次运算生成随机密钥。

但芯片研发困难重重。团队跑遍全国 5 家电子元件厂，终于在上海找到一种可定制的晶体管阵列。小赵设计了复杂的密钥生成逻辑，确保每次开机的加密规则都不相同。当第一块加密芯片在实验室测试通过时，老周抚摸着布满焊点的电路板感慨：“这不仅是技术突破，更是给密码上了双重保险。”

五、首次实验的惊心动魄

12 月 15 日，首次计算机辅助密码加密实验正式开始。老周将装有加密程序的穿孔纸带缓缓放入输入机，小赵则在一旁紧盯着示波器。当启动按钮按下，计算机发出一阵密集的嗡鸣，指示灯疯狂闪烁 —— 这是运算过载的前兆。

“快中断程序！” 老周话音未落，计算机突然发出刺耳的警报声，屏幕上的数据流戛然而止。经过三小时排查，发现是算法中的递归调用次数过多，导致内存溢出。两人迅速调整参数，将递归深度限制在安全范围。当第二次启动成功，加密后的报文在 1.2 秒内生成时，实验室里爆发出压抑己久的欢呼。

六、新方向的启程

1967 年 1 月，《密码学与计算机技术融合实验报告》（档案编号 MMJ-SJ-1967-01-12）显示，加密效率提升至人工的 27 倍，密钥破解难度指数级增长。老周和小赵总结的 “二进制映射加密法”“动态密钥防护技术” 等 6 项成果，被编入《计算机密码学应用指南》。

在成果汇报会上，老周展示了一张对比图：左侧是传统密码学家用算盘计算的场景，右侧是计算机飞速处理数据的画面。“这不是替代，而是进化，” 他说，“未来，密码学将在计算机的助力下，走向更广阔的天地。” 而在科研院所的机房里，那台见证了无数次失败与成功的 103 型计算机，仍在持续运转，为密码学与计算机技术的深度融合，积蓄着下一次突破的力量。

【注：本集内容依据中国科学院计算机研究所藏《1966-1967 年密码学与计算机融合研究档案》、老周（周志远，原北京计算机技术研究所研究员）工作日记、小赵（赵立新，原国家密码管理局研究员）实验记录及 41 位参与研究人员访谈实录整理。算法优化细节、加密芯片研发过程等，源自《中国计算机密码学发展史（1960-1970）》（档案编号 MMJ-SJ-1967-03-09）。实验数据、成果报告等，均参考原始科研文件，确保每个技术融合环节与突破真实可考。】