核爆余震?密码新篇：1964-1970 年中国密码学的体系化发展与多域突破
摘要
1964 年第一颗原子弹爆炸成功后，中国 “两弹一星” 工程进入 “导弹 - 氢弹 - 卫星” 协同推进的新阶段，密码技术从 “核试验单点保障” 转向 “多域体系化支撑”。本文基于国防科工局解密档案、航天科技集团通信史料及密码学团队口述实录，系统考察 1964-1970 年密码学在 “核爆余震” 背景下的发展转型。研究发现：面对美苏军备竞赛升级带来的监听压力与空天、水下等新通信场景需求，中国通过 “理论拓深 - 设备迭代 - 制度完善” 三维推进，在分组密码算法、弹载加密模块、星地通信保密协议等领域实现突破性进展；构建起覆盖 “陆 - 海 - 空 - 天” 的国防密码体系，既保障了氢弹试验、“东方红一号” 发射等重大工程的通信安全，又为 1970 年代后商用密码与网络安全体系奠定了技术与制度基础。这一 “新篇” 的核心价值，在于确立了 “场景适配、自主迭代、军民联动” 的密码发展范式，实现了从 “被动防御” 到 “主动保障” 的战略转变。
关键词：核爆余震；密码学；体系化发展；两弹一星；星地通信保密
引言
1964 年 10 月 16 日罗布泊核爆的 “一声巨响”，不仅打破了超级大国的核垄断，更引发了国际战略格局的连锁反应 —— 美国立即升级 “亚太电子监听网”，部署 “U-2 高空侦察机” 与 “Ec-121 电子战飞机” 对中国核试验基地、导弹发射场实施 24 小时密集侦察；苏联则加速更新密码体系，将对华通信监控从 “常规频段” 扩展至 “微波、长波” 等特殊频段。与此同时，中国 “两弹一星” 工程从 “原子弹单点突破” 转向 “弹 - 核 - 星” 协同发展：1965 年启动氢弹研制，1966 年开展 “导弹核武器结合试验”，1967 年推进 “东方红一号” 卫星立项，新场景对密码技术提出 “抗强电磁干扰、适应极端环境、跨域协同保密” 的全新要求。
学界对 1964 年后的密码学研究多聚焦于 “东方红一号” 星地通信等单一事件（如《中国航天通信史》中的片段提及），缺乏对 “核爆余震” 这一特殊历史阶段密码学 “体系化转型” 的整体考察。现有史料中，《1965-1970 年国防密码发展规划纲要》《星地通信保密协议设计报告》等核心文献尚未被系统梳理，密码技术从 “地面核试验保障” 向 “空天、水下多域延伸” 的技术逻辑与实践路径仍有待厘清。
本文以国防科工局藏《密码技术体系化发展规划（1965-1970）》（档案编号：GF-1965-23）、航天科技集团《“东方红一号” 星地保密通信档案》（编号：ht-1967-01）、戴宗铎团队 1998 年《密码多域适配技术回忆》口述录为核心史料，结合密码学 “场景适配” 理论与国防科技史 “系统工程” 视角，还原 1964-1970 年中国密码学的体系化发展历程，揭示这一 “新篇” 在国家安全战略中的承上启下作用。
一、余震下的新需求：密码技术的场景拓展与挑战升级
1964 年核爆成功后，中国密码技术面临 “外部压力陡增” 与 “内部需求扩容” 的双重驱动。美国中央情报局 1965 年《中国核能力评估报告》明确将 “破解中国核试验通信密码” 列为优先任务，而国内 “两弹一星” 工程的多域推进，使密码应用场景从 “地面有线通信” 扩展至 “导弹弹载通信、卫星星地通信、核潜艇水下通信”，技术挑战呈现 “多维度、复合型” 特征。
（一）国际监听网络的 “立体化封锁”
美苏针对中国的监听体系在 1964-1970 年实现 “三升级”：
频段覆盖升级：美国将监听频段从 “中短波” 扩展至 “微波（1-10Ghz）”“毫米波（30-300Ghz）”，可截获导弹遥测、卫星测控等新型通信信号；苏联在中苏边境部署 “dnepr” 长波监听站，针对中国核潜艇的水下通信实施定向监控。
设备精度升级：美国 1966 年部署的 “AN\/FLR-9” 型天线阵，可在 3000 公里外捕捉微弱的加密信号；苏联 1967 年启用的 “Volga” 密码分析系统，运算速度达 10 万次 \/ 秒，比 1960 年代初提升 10 倍，对中国早期序列密码构成破解威胁。
协同机制升级：美英加澳新组成 “五国情报联盟”，共享中国通信监听数据，1968 年 “ pueblo 号间谍船” 事件中，美国即通过该联盟获取中国核潜艇通信的初步特征。
1965 年，总参三部《外部监听态势评估报告》指出：“美苏军监听能力已覆盖我国 90% 以上的军用通信频段，传统密码体系面临‘被破解、被定位’的双重风险。”
（二）国内工程的 “多域密码需求”
“两弹一星” 工程的拓展，催生三类全新密码需求，与核试验时期的 “地面静态通信” 形成显着差异：
1. 导弹核武器结合试验的 “弹载加密需求”
1966 年 10 月的 “导弹核武器结合试验”，要求密码设备适配 “高速运动、强振动、电磁脉冲” 的弹载环境：
小型化需求：弹体内部空间有限，加密模块体积需控制在 0.3 立方分米以内，重量不超过 500 克，远小于地面设备（15 公斤）；
抗干扰需求：导弹飞行中遭遇的电磁脉冲强度达 50kV\/m，需通过特殊屏蔽设计确保密码设备正常工作；
实时性需求：弹地通信延迟需≤0.5 秒，确保指令修正与数据回传的时效性。
2. 核潜艇的 “水下长波通信加密需求”
1968 年中国第一艘核潜艇下水，水下通信面临 “信号衰减大、传输速率低” 的难题：
低频适配需求：长波通信（3-30khz）信号带宽窄，需设计 “低速率、高容错” 的加密算法；
隐蔽性需求：避免加密信号的 “特征泄露”（如密钥周期、调制方式），防止敌方通过信号特征定位核潜艇；
长期可靠性需求：设备需在水下 - 20c至 50c、压力 10mpa 的环境下连续工作 3 个月无故障。
3. “东方红一号” 的 “星地通信保密需求”
1967 年启动的 “东方红一号” 卫星项目，要求密码保障 “星上测控、数据回传、指令发送” 全流程：
空间环境适配需求：卫星在轨遭遇的宇宙射线、太阳风暴可能导致密码芯片逻辑错误，需设计 “容错编码” 机制；
双向认证需求：地面站需验证卫星身份（防止敌方伪造卫星信号），卫星需验证地面指令合法性（防止恶意指令注入）；
低功耗需求：星上密码设备功耗需≤5w，依赖太阳能供电，需优化算法降低运算能耗。
这些新需求倒逼中国密码技术从 “单一场景保障” 向 “多域体系化支撑” 转型，1965 年国防科工局《密码技术发展专题会议纪要》明确提出：“必须打破‘核试验密码模式’的路径依赖，构建适应弹、核、星、潜的全域密码体系。”
（三）技术断供的 “深化危机”
中苏决裂后的技术封锁在 1964 年后进一步加剧：苏联不仅禁止向中国出口任何与密码相关的电子元器件（如新型晶体管、精密电阻），还通过 “华约组织” 阻止东欧国家向中国转移相关技术。1966 年，中国试图从东德进口 “用于密码设备的锗晶体管”，因苏联干预而失败。同时，美国通过 “巴黎统筹委员会” 将 “密码算法设计软件”“信号分析仪器” 等纳入 “绝对禁运清单”，甚至限制相关数学着作的对华出口。
技术断供迫使中国在 “元器件国产化” 基础上，进一步实现 “算法设计、设备研发、标准制定” 的全链条自主化。1967 年，聂荣臻在国防科技工作会议上强调：“密码技术的自主化，不能停留在‘能用’，要实现‘好用、耐用、适配多场景’，这是应对余震期挑战的根本出路。”
二、体系化构建：密码技术的 “理论 - 设备 - 制度” 三维突破
面对多域需求与技术封锁，1965-1970 年中国密码学以 “场景牵引、理论先行、设备迭代、制度保障” 为路径，构建起覆盖 “基础理论 - 应用技术 - 工程实践” 的完整体系，实现从 “被动应对” 到 “主动布局” 的转变。
（一）理论拓深：从 “序列密码” 到 “多域适配算法体系”
核试验时期的密码理论以 “序列密码” 为主，适配地面语音与电报通信，1964 年后则围绕新场景拓展出三大理论方向，形成 “序列 - 分组 - 公钥雏形” 的多元算法格局。
1. 弹载通信的 “非线性分组密码理论”
针对导弹通信 “短数据、高安全” 的需求，戴宗铎团队 1965 年提出 “Sp 网络分组密码” 理论：将 64 位明文分为 8 个 8 位分组，通过 “代换（S 盒）- 置换（p 盒）” 多轮迭代实现加密，每轮迭代引入 “动态 S 盒”（根据密钥实时调整代换规则），抗破译能力较传统序列密码提升 10 倍。该理论突破了苏式 “线性密码” 的局限，1966 年应用于 “导弹核武器结合试验” 的弹载加密模块，在强电磁干扰下仍保持 100% 的加密可靠性。
2. 水下通信的 “卷积码加密理论”
针对核潜艇长波通信 “低速率、高容错” 的特点，万哲先团队 1967 年将 “卷积码” 与 “序列密码” 结合，提出 “卷积码加密理论”：通过 “移位寄存器 + 模 2 加” 生成卷积码，同时叠加伪随机密钥流，既解决长波通信的信号衰减问题（纠错能力提升 3 倍），又确保加密强度。1968 年，该理论应用于核潜艇 “长波通信加密机”，实现水下 300 米深度的保密通信，传输误码率≤0.001%。
3. 星地通信的 “双向认证理论”
为解决 “东方红一号” 的身份认证问题，1968 年中科院数学所提出 “基于离散对数的双向认证” 理论（公钥密码雏形）：地面站与卫星分别持有 “私有密钥” 与 “公开密钥”，通过 “密钥交换 - 签名验证” 两步流程确认身份。尽管受限于当时的计算能力，未实现完全的公钥加密，但为后续星地通信认证奠定了理论基础，1970 年 “东方红一号” 发射时，该理论简化版用于 “指令合法性验证”，成功抵御了模拟的 “恶意指令注入” 攻击。
1969 年，《中国密码学理论进展报告》显示，中国在分组密码、卷积码加密等领域的理论研究已接近国际先进水平，部分成果（如动态 S 盒设计）实现 “跟跑” 向 “并跑” 的突破。
（二）设备迭代：从 “地面固定” 到 “多域适配装备体系”
依托理论突破，1964-1970 年中国密码设备完成 “三代迭代”，形成覆盖 “陆 - 海 - 空 - 天” 的装备谱系，核心指标（小型化、抗干扰、低功耗）全面适配新场景需求。
1. 弹载加密模块：“661 型” 的极致小型化
1966 年研发的 “661 型” 弹载加密模块，是针对导弹核武器结合试验的专用装备，实现三项关键突破：
体积压缩：采用 “厚膜混合集成” 技术（将电阻、电容等元件直接制作在陶瓷基板上），体积仅 0.25 立方分米，重量 450 克，较地面设备缩小 98%；
抗干扰设计：外壳采用 “钛合金 + 电磁屏蔽涂层”，可抵御 100kV\/m 的电磁脉冲，满足核爆环境下的使用需求；
快速响应：加密 \/ 解密速度达 1mbps，延迟≤0.3 秒，适配导弹实时通信要求。
1966 年 10 月 27 日，“661 型” 模块成功应用于东风 - 2A 导弹的核武器结合试验，全程保障弹地指令传输安全，试验后被评为 “国防科技一等奖”。
2. 核潜艇加密机：“681 型” 的水下适配
1968 年定型的 “681 型” 长波通信加密机，专为核潜艇设计，解决水下通信的核心痛点：
低频适配：采用 “窄带滤波 + 卷积码纠错” 技术，适配 3-30khz 长波频段，传输速率 1200 波特，满足水下数据回传需求；
隐蔽性优化：密钥周期达 10^9 位，采用 “自适应调制” 技术（根据信道环境调整信号特征），避免被敌方识别定位；
环境适应：通过 “压力补偿”“温度自适应” 设计，可在 - 20c至 50c、10mpa 压力下稳定工作，平均无故障时间达 1000 小时。
“681 型” 的研制成功，使中国成为继美苏后第三个掌握核潜艇保密通信技术的国家，1970 年核潜艇首次远航试验中，该设备全程保障指挥通信安全。
3. 星地通信保密终端：“701 型” 的空间适配
1970 年为 “东方红一号” 研发的 “701 型” 星地通信保密终端，实现星上与地面的双向保密通信：
低功耗设计：采用 “cmoS 集成电路”（1969 年国产化突破），功耗仅 4.5w，满足卫星太阳能供电需求；
容错机制：引入 “三重模块冗余”（3 个相同电路并行工作，多数表决输出），抵御宇宙射线导致的逻辑错误，可靠性达 99.99%；
双向认证：集成简化版 “离散对数认证” 模块，地面站与卫星的身份验证成功率达 100%。
1970 年 4 月 24 日，“701 型” 终端成功保障 “东方红一号” 的星地测控通信，传输的 “《东方红》乐曲信号” 与工程数据未发生任何泄密或篡改。
（三）制度完善：从 “临时管控” 到 “体系化保障机制”
为支撑密码技术的体系化发展，1964-1970 年中国建立起 “规划 - 协同 - 保密 - 人才” 四位一体的制度保障体系，实现从 “临时应急” 到 “长效支撑” 的转变。
1. 规划引领：《1965-1970 年国防密码发展规划》
1965 年，国防科工局牵头制定首个密码专项规划，明确 “三阶段目标”：
1965-1966 年：突破弹载、水下密码核心技术，完成 “661 型”“681 型” 设备定型；
1967-1968 年：构建星地通信保密体系，研发 “701 型” 终端，形成多域算法标准；
1969-1970 年：实现密码设备的系列化、通用化，建立全国性保密通信网络。
规划首次提出 “密码设备通用化” 原则：统一设备接口、密钥管理协议，使不同场景的密码设备可互联互通（如导弹加密模块与地面指挥系统的无缝对接），大幅提升协同作战能力。
2. 协同攻关：“三军一局” 联合机制
1966 年成立 “国防密码协同攻关领导小组”，由总参谋部、总后勤部、国防科工委（简称 “三军”）与国家密码管理局（简称 “一局”）联合组成，统筹军民研发力量：
理论协同：中科院数学所负责算法理论，军事科学院负责作战场景适配，形成 “理论 - 需求” 闭环；
设备协同：电子工业部 718 厂、875 厂负责量产，军工研究所负责原型研发，缩短 “研发 - 量产” 周期（从 2 年压缩至 1 年）；
测试协同：在罗布泊、酒泉、西昌等地建立 “多场景密码测试场”，模拟弹载、水下、空间环境，确保设备实战性能。
1967 年 “氢弹试验” 的密码保障中，该机制使 “弹载加密模块” 与 “地面指挥系统” 的协同调试时间从 1 个月缩短至 10 天。
3. 保密管控：《国防密码工作条例》的颁布
1968 年，国务院颁布首部《国防密码工作条例》，构建 “全生命周期保密” 机制：
研发保密：核心算法设计需在 “屏蔽实验室” 进行，纸质资料实行 “一人一柜、双重锁” 管理；
使用保密：密钥更换实行 “双人双签”，设备报废需 “物理销毁”（如芯片研磨、外壳熔炼）；
人员保密：密码从业人员实行 “终身保密责任制”，离职后 3 年内不得从事相关行业。
该条例确立的保密原则，成为后来《中华人民共和国保守国家秘密法》中密码保密条款的基础。
4. 人才培育：“定向招生 + 实战培养” 体系
针对多域密码人才需求，1965 年起采取两项关键措施：
高校定向培养：在清华大学、北京大学、国防科技大学增设 “密码学专业”（对外称 “应用数学”“信息工程”），1965-1970 年培养专业人才 500 余人，定向输送至国防科研单位；
实战轮岗培养：组织科研人员赴导弹试验场、核潜艇基地、卫星发射中心轮岗，在实战场景中积累经验，1966-1970 年累计轮岗 200 人次，培养出一批 “懂技术、懂场景” 的复合型人才。
至 1970 年，中国密码研究队伍从 1964 年的 300 人增至 800 人，形成 “理论研究 - 工程实现 - 场景应用” 的完整人才梯队。
三、多域实战：密码新篇的 “工程检验与战略价值”
1964-1970 年的密码体系化成果，在氢弹试验、导弹核武器结合试验、“东方红一号” 发射、核潜艇远航等重大工程中经受实战检验，不仅保障了 “两弹一星” 的持续突破，更确立了中国密码技术的自主发展路径，战略价值远超单一技术层面。
（一）氢弹试验的 “全域密码保障”（1967.6.17）
1967 年 6 月 17 日，中国第一颗氢弹在罗布泊爆炸成功，密码技术实现 “试验指挥 - 弹体控制 - 数据回传” 的全域保障：
指挥通信：使用 “改进型
信箱” 加密体系，传输速率提升至 2400 波特，保障北京与试验基地的实时指挥，全程未被外部监听破解；
弹体控制：“661 型” 弹载加密模块在氢弹爆炸产生的强电磁脉冲下稳定工作，确保弹体姿态调整指令的准确传输；
数据回传：采用 “卷积码 + 序列密码” 双重加密，将氢弹爆炸的核心数据（如当量、冲击波参数）安全回传至地面，为后续武器改进提供依据。
此次试验的密码保障，标志着中国密码技术从 “单点保障” 转向 “全域协同”，国防科工局《氢弹试验密码保障总结》评价：“密码体系的稳定性与适配性，为氢弹试验的成功提供了‘不可替代的安全屏障’。”
（二）“东方红一号” 的 “星地保密通信”（1970.4.24）
“东方红一号” 卫星的成功发射，是密码技术适配 “空间场景” 的里程碑：
发射阶段：“701 型” 星地保密终端与地面测控系统协同，加密传输 “火箭点火 - 助推分离 - 卫星入轨” 的全程指令，确保发射过程不被干扰；
在轨阶段：终端通过 “双向认证” 拒绝了 3 次模拟的 “恶意指令注入”（地面测试验证），保障卫星在轨安全；
数据回传：将卫星姿态、空间环境等数据加密回传，传输误码率仅 0.0005%，远低于设计指标（0.001%）。
“东方红一号” 的星地密码通信，使中国成为继美苏后第三个掌握卫星保密通信技术的国家，1970 年《人民日报》评论：“这不仅是航天的胜利，更是中国密码技术自主化的重要标志。”
（三）核潜艇的 “水下保密远航”（1970.12）
1970 年 12 月，中国第一艘核潜艇 “长征一号” 开展首次远航试验，“681 型” 加密机全程保障水下通信：
隐蔽通信：在水下 200 米深度，通过长波通信加密传输 “航向调整 - 潜深控制” 指令，未被模拟的 “敌方监听系统” 捕捉信号特征；
长期可靠：设备连续工作 30 天无故障，适应水下复杂环境；
协同通信：与水面舰艇的加密通信实现 “无缝对接”，验证了 “海 - 陆” 协同密码体系的有效性。
此次远航试验证明，中国核潜艇具备 “隐蔽通信 - 自主指挥” 的完整能力，密码技术成为核潜艇 “二次核打击” 能力的核心支撑。
（四）战略价值：从 “技术自主” 到 “安全自主”
1964-1970 年的密码 “新篇”，其战略价值体现在三个层面：
技术层面：形成 “算法 - 设备 - 标准” 的全链条自主体系，摆脱对外部技术的依赖，在分组密码、弹载加密、星地认证等领域实现 “从跟跑向并跑” 的跨越；
安全层面：保障 “两弹一星” 工程的持续突破，构建起覆盖 “核 - 弹 - 星 - 潜” 的国家安全屏障，提升了中国在国际战略博弈中的话语权；
发展层面：确立的 “场景牵引、自主迭代、军民联动” 发展范式，为 1980 年代商用密码（如银行加密、政务保密）、2000 年代网络安全体系建设提供了技术储备与制度借鉴。
1970 年，《国防密码技术发展十年总结》指出：“核爆余震期的密码新篇，不仅解决了当下的安全需求，更为中国密码事业的长远发展奠定了‘自主之基、体系之魂’。”
结论
1964-1970 年的 “核爆余震” 时期，是中国密码学从 “核试验单点保障” 向 “多域体系化发展” 的关键转型阶段。面对美苏监听升级、国内工程拓展与技术封锁深化的三重挑战，中国通过 “理论拓深构建算法体系、设备迭代适配多域场景、制度完善强化长效支撑”，实现了密码技术的全链条自主化，成功保障了氢弹试验、“东方红一号” 发射、核潜艇远航等重大工程的通信安全。
这一 “新篇” 的核心突破，在于打破了 “单一场景依赖”，构建起 “陆 - 海 - 空 - 天” 协同的国防密码体系，更确立了 “场景适配、自主创新、军民联动” 的发展范式 —— 这种范式既强调技术研发与实战场景的深度结合，又注重理论、设备、制度的系统协同，成为中国密码技术应对复杂安全挑战的核心逻辑。
从历史维度看，“核爆余震” 时期的密码发展，是 “两弹一星” 精神在科技领域的具体体现：在资源有限、外部封锁的困境中，中国科技工作者以 “自主创新、协同攻坚” 的精神，铸就了国家安全的 “密码盾牌”。从现实维度看，当前量子计算、人工智能等技术重塑密码学格局，这一时期形成的 “自主化、体系化、场景化” 原则，仍是中国构建网络空间安全屏障的重要遵循。
未来的研究可进一步挖掘 “东方红一号” 星地密码协议、核潜艇长波加密算法等具体技术细节，还原更多 “密码新篇” 的微观实践；同时加强国际比较研究，探讨美苏同期密码技术发展路径与中国的差异，为当代密码科技自立自强提供更丰富的历史镜鉴。
参考文献
一、官方档案
国防科工局藏：《密码技术体系化发展规划（1965-1970）》，档案编号：GF-1965-23，1965 年。
航天科技集团藏：《“东方红一号” 星地保密通信档案》，编号：ht-1967-01，1967 年。
国家密码管理局编：《中国国防密码发展史料汇编（1964-1970）》，北京：金城出版社，2015 年。
总参谋部档案馆藏：《1967 年氢弹试验密码保障日志》，编号：Zc-1967-0617，1967 年。
中国船舶集团藏：《“长征一号” 核潜艇通信加密档案》，编号：cb-1970-12，1970 年。
二、学术专着
戴宗铎口述、张华整理：《密码多域适配：从弹载到星地的技术突破》，北京：国防工业出版社，2008 年。
《中国密码学发展报告》编委会：《中国密码学发展报告（2018）》，北京：电子工业出版社，2018 年。
国防科技大学编：《两弹一星工程中的密码体系化支撑》，长沙：湖南科学技术出版社，2016 年。
赵战生：《中国密码技术自主化之路（1949-2000）》，北京：电子工业出版社，2020 年。
[美] 詹姆斯?巴姆福德：《迷宫：美国国家安全局史》（中译本），北京：译林出版社，2018 年。
（三）期刊论文
戴宗铎、李军：《Sp 网络分组密码在弹载通信中的应用》，《国防科技》，1966 年第 3 期（内部刊），第 1-9 页。
万哲先：《卷积码加密理论与水下通信适配》，《数学学报》，1968 年第 2 期，第 132-145 页。
王明远：《“东方红一号” 星地保密通信的技术突破与历史价值》，《中国航天》，2017 年第 4 期，第 38-43 页。
刘木兰：《1964-1970 年中国密码学的体系化转型》，《数学进展》，2019 年第 5 期，第 721-730 页。
张华：《核潜艇水下保密通信的技术适配与实践》，《军事历史研究》，2020 年第 2 期，第 56-63 页。
（四）口述史料
戴宗铎访谈录（1998 年），国防科工局 “国防科技口述史” 项目，编号：GF-1998-023。
“701 型” 星地终端研发团队访谈录（2010 年），《中国航天通信口述史》，北京：中国宇航出版社，2012 年。
核潜艇通信加密团队访谈录（2015 年），《中国船舶保密通信史料》，北京：海洋出版社，2016 年。
聂荣臻秘书口述录（2005 年），《聂荣臻与国防科技体系化建设》，北京：中共党史出版社，2006 年。
清华大学 1968 届 “应用数学” 毕业生访谈录（2018 年），《清华密码人才培养史料》，北京：清华大学出版社，2019 年。