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SIGSALY - 版本历史
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<p><span class="autocomment">重要意义</span></p>
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{{noteTA<br />
|T=zh-cn:SIGSALY; |G1=Communication<br />
}}<br />
'''SIGSALY'''，也称为'''X系统'''、'''X项目'''、'''密码电话 I'''，或者'''绿色大黄蜂'''，它是为[[第二次世界大战|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。<br />
<br />
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[[脈衝編號調變|脉冲编码调制技术]]（PCM）。<br />
<br />
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。<br />
<br />
== 发展过程 ==<br />
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|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。<br />
<br />
[[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]] <ref>{{cite web|title=Turing's achievements: codebreaking, AI and the birth of computer science|url=http://www.wired.co.uk/news/archive/2012-06/18/turing-contributions?page=all|accessdate=12 February 2013|author=Liat Clark|coauthors=Ian Steadman|archive-date=2013-11-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20131102122933/http://www.wired.co.uk/news/archive/2012-06/18/turing-contributions?page=all|dead-url=no}}</ref> 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。<br />
<br />
== 工作原理 ==<br />
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。<br />
<br />
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。<br />
<br />
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：<br />
<br />
:<math>3 - 5 \equiv -2,\ -2 + 6 \equiv 4\pmod 6 \,</math><br />
<br />
— 最后的结果是4.<br />
<br />
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：<br />
<br />
:<math>4 + 5 \equiv 9,\ 9 - 6 \equiv 3\pmod 6 \,</math><br />
<br />
— 最后得到结果3。<br />
<br />
SIGSALY用所谓的“一次性密码本”的方法产生随机密钥。随机密钥將刻录在电唱片上，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。<br />
<br />
== 重要意义 ==<br />
SIGSALY獲誉为拥有现代通信系统的许多个第一，包括：<br />
#第一个实用的加密电话系统<br />
#第一次实现[[离散化]]的语音传输<br />
#第一次用脉冲编码调制（PCM）技术实现语音传输<br />
#第一次使用压缩PCM技术<br />
#第一次实现多层次频移键控技术（Frequency Shift Keying，FSK)<br />
#第一次实现语音带宽压缩<br />
#第一次使用FSK - FDM (Frequency Shift Keying-Frequency Division Multiplex) 对抗信道衰落<br />
#第一次使用多层次眼图技术（ eye pattern）来监控语音信号的采样质量<br />
<br />
== 参考链接 ==<br />
{{Reflist}}<br />
{{refbegin}}<br />
<br />
[[Category:通信技术]]</div>
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