单字符频率分析:输入 1000 字符明码(含 “的”“是”“在” 等高频字),获取密文后手工统计频率,推测 “△” 对应 “的”、“□” 对应 “是”,构建初步映射表;用该表解密新密文,正确率仅 35%—— 因密码机采用 “多表替换加密”,单个字符对应多个密文符号,频率分析失效;
明密文对照分析:已知组明密文对(每组字符),尝试推导加密逻辑,发现每组的字符映射关系均不同,推测采用 “动态密钥”(每加密 1 组更新一次密钥),无法建立固定映射;
逻辑电路推测:用示波器观察加密时的脉冲波形,发现时钟脉冲频率随密钥变化而波动,无法通过波形反推逻辑 —— 因电路采用 “晶体管随机扰动” 设计,增加逻辑复杂度。
逻辑类测试结果:8 种算法中,仅 “错误密文回溯” 算法在第 3 次尝试时成功解密 1 组短密文(5 字符),但解密字符密文时失败,整体成功率 12.5%;其余 7 种均失败,平均耗时小时 / 种。
3. 物理诱导类算法测试(6.,4 天)
电压波动诱导:将供电电压从 12V 降至 10V,密码机自动切换至 “稳压模式”(内置稳压电路),加密逻辑无错误,输出密文正常;降至 9V 时设备自动关机,重启后密钥重置,无法获取有效信息;
机械振动干扰:用橡皮锤轻敲设备次(力度 5N),旋钮出现短暂接触不良,输出乱码,但重新输入后恢复正常,未泄露加密逻辑;
高温诱导:用台灯照射设备至 50c,晶体管 β 值下降 15%,但加密错误率仅增至 2%,未出现逻辑崩溃,无法通过错误密文推导规律。
物理类测试结果:6 种算法均未破解成功,部分算法导致设备临时故障,但重启后恢复且无信息泄露,防物理攻击成功率 100%。
【测试细节:每种算法测试前均重置密码机密钥(随机生成 6 位数字),确保测试独立性;测试中若出现设备故障,立即停机检修,记录故障状态后重新开始,共出现 2 次因高温导致的短暂死机,均未影响防破解效果。】
三、数据统计与防破解能力评估
【历史实物:19 本攻击算法测试台账原件 —— 每本最后一页都有 “测试结论”:“未破解成功,防破解有效”(除逻辑类的 “错误密文回溯” 标注 “部分成功”);手绘的 “破解成功率柱状图” 显示:暴力类 0%、逻辑类 12.5%、物理类 0%,整体成功率 6.58%。画面特写:“平均破解时长 14.2 小时,最长小时,最短 2 小时” 的统计数据旁画着红色对勾。】
1. 核心测试数据统计
整体破解成功率:19 种算法中仅 1 种(错误密文回溯)实现部分破解(5 字符),完全破解成功率 0%,整体有效破解率(能获取完整明文)0%;
平均破解时长:19 种算法平均测试时长 14.2 小时,其中暴力类最长(18 小时),逻辑类次之(12 小时),物理类最短(8 小时);
防御机制触发率:防暴力保护电路触发率 100%(5 种暴力算法均触发),稳压电路触发率 100%(2 种电压相关物理算法),密钥重置机制触发率 83.3%(6 种物理算法中 5 种触发)。
2. 防破解能力分级评估(1973 年军用标准)
综合评估:该电子密码机防破解能力达到 1973 年军用密码设备 “一级防御” 标准(最高级),可抵御当时已知的绝大多数敌方破解手段。
3. 薄弱环节与优化建议
薄弱点:错误密文回溯算法可破解 5 字符短密文,因短明文的加密逻辑复杂度较低;高温环境下设备偶发死机,存在被反复重启诱导密钥泄露的风险;
优化建议:1增加加密轮次(从当前 2 轮增至 3 轮),提升短明文加密复杂度;2优化散热设计,避免高温死机;3增加 “密钥自毁” 功能(连续次物理干扰后自动清除密钥)。
四、测试结论与实战意义
【历史影像:测试验收会议现场,密码专家们传阅本测试台账,指着 “0% 完全破解成功率” 的统计页讨论;最终在《防破解测试验收报告》上签署 “同意列装” 的意见。画外音:“19 种攻击算法的轮番考验证明,这台晶体管密码机足以在实战中守护通信秘密 —— 它的防御能力,代表了 1973 年国内小型密码机的最高水平。”】
1. 核心结论
防御有效:19 种攻击算法均未实现完全破解,仅 1 种实现部分短密文破解,防破解能力符合军用标准;
机制可靠:防暴力电路、动态密钥、稳压保护等防御设计有效,在极端攻击下仍能保持加密逻辑完整;