第1003章 组算法模块划分

卷首语

1964年10月，“73式”程序存储方案（磁芯存储器）确定后，算法团队面临新的技术挑战：37阶矩阵加密逻辑涵盖明文处理、分组补零、矩阵变换、密钥生成、解密恢复等全流程，若直接进行代码固化，将导致程序结构混乱、维护困难，且难以适配硬件模块化设计。此时，将核心算法按“功能独立、边界清晰”原则拆分为19组模块，成为连接“逻辑设计”与“代码落地”的关键步骤。这场为期1个半月的模块划分工作，不仅让复杂的加密逻辑实现系统化拆解，更提升了代码的可测试性、可维护性与硬件适配性，为后续算法代码固化与硬件集成搭建了标准化的技术桥梁。

一、模块划分的背景与核心目标

37阶矩阵加密逻辑通过初步测试后，李工团队在代码固化准备中发现：完整加密逻辑包含28个核心操作步骤（如明文校验、37字节分组、随机补零、8次矩阵变换等），若编写为单一程序，代码量将超8kb（磁芯存储器程序区容量），且调试时难以定位错误（如矩阵变换错误与补零错误无法区分），模块划分势在必行。

基于“73式”研发需求与后续维护考量，团队明确模块划分三大目标：一是功能独立，每个模块仅负责单一核心功能（如“矩阵变换模块”仅执行1-8变换，不涉及密钥生成）；二是边界清晰，明确每个模块的输入输出参数（如“密钥生成模块”输入密钥种子，输出128位密钥，不接收其他模块数据）；三是适配硬件，模块规模需匹配磁芯存储器分区（单模块代码量≤512字节，便于加载至程序存储区）。

模块划分工作由李工牵头（算法板块负责人），组建5人专项小组：李工（整体逻辑拆解，把控模块分类）、吴工（矩阵运算模块设计，熟悉变换流程）、陈工（分组与补零模块设计，负责输入处理）、郑工（密钥管理模块设计，参与密钥生成理论）、马工（异常处理与辅助模块设计，擅长测试逻辑），确保覆盖加密全流程。

划分周期规划为1个半月（1964.10.1-1964.11.15），分三阶段：第一阶段（10.1-10.10）拆解加密流程，初步拟定模块清单；第二阶段（10.11-10.31）明确模块功能与边界，绘制模块交互图；第三阶段（11.1-11.15）组织评审，优化模块划分，衔接后续代码编写。

划分启动前，团队梳理核心约束条件：模块总数控制在19组（基于流程步骤拆解与硬件适配测算，19组可实现功能全覆盖且单模块规模适中）；模块交互需通过指定缓存区（磁芯存储器数据区，地址0x4），现存于研发团队档案库，包含全流程图谱、步骤说明、功能归属标注，共28页，由李工、吴工共同绘制，是模块划分的核心流程依据。

档案中“加密流程图谱”采用流程图标准绘制：矩形框标注流程步骤（如“步骤3：37字节分组”），箭头标注数据流向，旁注功能描述（“将预处理后的明文按37字节拆分，最后一组不足37字节时标记补零需求”），并标注该步骤拟归属的模块类别（“分组模块”），拆解逻辑可视化。

步骤说明页记录关键流程的细节：“步骤5：矩阵变换”说明为“接收37字节分组向量，依次调用1-8矩阵进行乘法运算，每轮运算后执行模256处理，输出变换后向量至密钥整合阶段”，明确该步骤需拆分为“矩阵变换执行”“模256运算”“矩阵调度”3个模块，为后续模块拆分提供依据。

档案中“功能归属争议记录”显示：针对“密钥与矩阵变换的整合”功能，团队曾讨论是否合并为“加密整合模块”，最终决定拆分为“密钥整合模块”（负责密钥与变换向量的逻辑结合）与“加密输出控制模块”（负责整合后数据的格式转换与输出），争议解决依据为“功能独立原则，整合与输出属于不同流程阶段”。

档案末尾“初步模块清单”列出22个候选模块，标注每个模块对应的流程步骤，如“明文格式校验模块（步骤1-1）”“分组执行模块（步骤3-1）”，为后续优化为19组模块提供初始基础，档案有李工、陈工的签名，日期为10月10日。

四、19组模块的具体分类与功能定义

基于流程拆解，团队通过合并同类功能、拆分过大模块，最终确定19组模块，按“功能大类”分为7类，每类模块功能独立、边界清晰，覆盖加密与解密全流程。

第一类“输入处理类”（2组）：1“明文格式校验模块”，功能为校验输入明文是否为Ascii码，剔除非法字符（如非打印字符），输出合法明文片段，错误率≤0.001%；2“明文长度统计模块”，功能为统计合法明文总长度，计算分组数量（如1%。

第七类“异常处理类”（1组）：1“算法异常处理模块”，功能为实时监测其他模块的运行状态（如明文格式错误、矩阵运算溢出、密钥求解失败），接收异常信号后，输出报警提示（如Led指示灯或文字提示），并执行异常处理（如格式错误时暂停输入，溢出时重新运算），确保算法整体不崩溃，异常恢复率≥99.9%。