SIGSALY

✍ dations ◷ 2025-10-25 20:34:13 #通信技术

SIGSALY,也被称为X系统、X项目、密码电话 I,或者绿色大黄蜂,它是为二战期间盟军最高层设计的一个经过数字加密的无线电话系统。

SIGSALY是通信系统发展过程中的一个里程碑,当代数字通信耳熟能详的一系列概念在其中首次得以运用,其中包括著名的脉冲编码调制技术(PCM)。

SIGSALY不是首字母缩略词,没有什么含义。别名“绿色大黄蜂”则说出了这个语音通话系统的保密特征——窃听者只能听到像大黄蜂一样嗡嗡作响的噪声。

二战期间交战双方都用电子扰频器(scrambler)保护自己的无线通信不受窃听,但是突破电子扰频器的屏蔽并不十分困难。只要用一台频谱分析仪器对通信频谱进行仔细扫描,就能发现扰频的规律从而加以破解。为了弥补这个缺陷,基于一次性密码本的加密技术出现了。

贝尔实验室开发了基于一次性密码本加密技术的无线通话系统的原型机,并展示给军方。领导这个项目的是A·B·Clark,英国则派出了著名数学家艾伦·图灵 给予协助。军方对此非常满意,向贝尔实验室购买了两套设备并于1943年投入使用,这就是SIGSALY。SIGSALY一直为军方服役至1946年。

SIGSALY用一个随机噪声掩码对语音通话进行加密,整个编码加密过程由一个声码器(vocoder)完成。声码器能减少语音流中的冗余信息,从而减少编码的工作量。

SIGSALY每隔20毫秒对语音信号的幅度进行一次采样。采样取值按照6档进行数字化,最小是0,最大是5。需要指出的是,SIGSALY使用非线性采样法,即声音小的时候采样间隔比较宽,声音大的时候采样间隔比较窄,这是基于所谓的压缩扩展的原理,因为人的耳朵对大音量的变化比较敏感,而对小音量的变化不敏感。

加密的密钥也是在0到5之间随机挑选。加密的过程是采样取值减去密钥,然后对6取模。如果做减法的结果是负数,则加6。比如,语音采样值是3,而随机密钥是5, 运算过程如下:

— 最后的结果是4.

完成上述运算后,系统在6个载频中挑选一个运送采样取值,这个技术也叫频移键控(frequency-shift keying,FSK)。SIGSALY接收终端收到信号时,先将他们还原成采样取值,然后加上随机密钥(0到5)进行解码。解码的过程中同样用到模运算。比如,SIGSALY收到的采样取值是4,随机密钥是5(必须与发送端完全一样),则加法运算结果是:

— 最后得到结果3。

SIGSALY用所谓的“一次性密码本”的方法产生随机密钥。随机密钥被刻录在电唱片上,每张唱片可以为12分钟的语音流加密。当制作完成足够数量的电唱片之后,就派专人将唱片副本送到SIGSALY接收端。如果直接播放唱片,听到的只有噪声。SIGSALY发送端的声音和唱片上的密钥混合后,产生的也是象大黄蜂一样的嗡嗡声。但是接收端只要在播放唱片时与发送端严格同步,就能还原发送端的声音。由于每个通话使用不同的唱片,因此德国人永远不可能破译密码。

SIGSALY被誉为拥有现代通信系统的许多个第一,包括:

相关

  • 多毛纲见内文多毛纲(学名:Polychaeta)是环节动物门下的一个纲,目前辖下有超过80个科。这一纲的动物的身体一般呈圆柱状,或背部略扁,身体分为口前叶、一般体节部分和尾节。其中体节上有成
  • 夏威夷独立运动夏威夷独立运动(英语:Hawaiian Independence Movement )是夏威夷部分原住民发起的争取夏威夷从美国分离,重建独立的夏威夷国家的运动。自1898年美国吞并夏威夷王国以来,部分土著
  • 光荣会光荣会(Ndrangheta),是意大利一个黑手党组织,成员活跃于卡拉布里亚大区、南美及至欧洲其它地区,2010年7月意大利警方曾清剿此黑手党光荣会,拘捕3百多人,搜出6,000万欧元现金和财产
  • 胡尼胡尼是埃及第三王朝的最后一位法老。他曾在象岛上修建了一座堡垒,用以守卫埃及位于第一瀑布的南方边界。他可能是下一位法老斯尼夫鲁的妻子海特菲莉斯的父亲。在左塞尔的宫廷
  • 奈瑟菌N. animalis N. bacilliformis N. canis N. cinerea N. dentiae N. elongata N. europea N. flava N. flavescens 淋病奈瑟菌(N. gonorrhoeae) N. iguanae N. lactamica N.
  • 韩国国家足球队韩国国家足球队,全名大韩民国足球国家代表队(韩语:대한민국 축구 국가대표팀),为韩国足球协会于1928年成立的国家队,并于1948年加入国际足球联合会。韩国队“红魔鬼”的称号由来是
  • 节育生育控制(英语:Birth control)也称为避孕,是避免怀孕的方式或是设备。而计划生育即对生育子女的数量和时间做出计划,其中也会包括取得及使用避孕设备或方式。从远古时代以来,人类
  • 女演员演员是指专职演出或在表演艺术作品扮演某个角色的人,广义上分为演技、杂技、特技、歌唱、舞蹈、戏曲、乐器几大流派,狭义上在电影、电视、剧场、广播等大众媒体当中专指演技演
  • 黑衫军黑衫军(意大利语:Camicie Nere,单数:Camicia Nera),正式名称为国家安全义勇军(意大利语:Milizia Volontaria per la Sicurezza Nazionale,简称MVSN),是意大利的一个民兵组织,为国家法西
  • 锫的同位素锫的同位素备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。