通讯技术的发展给人们的生产生活带来了极大的便利，比如我们如今用手机可以随时随地的进行语音和视频的联系，这在以前都是不可想象的。

以前不见面的信息都得依靠传话或者书信来完成。如今人类的通信技术大都以电波和光束为载体，可以说如今我们就生活在通讯的电波之中，并且生活中已经处处避不开这种电波环境。但是在水下，通讯就不是那么方便了，水下通讯一直是通信发展的一个难题，主要是由于通道的多径效应、时变效应、可用频宽窄、信号衰减严重，特别是在长距离传输中水下通信相比有线通信来说速率非常低，因为水下通信采用的是声波而非无线电波。

不过通信领域的科学家们在这方面也取得了一定的进展，水下通信非常困难，常见的水声通信方法是采用扩频通信技术，如CDMA等。这类在水下收发信息的技术，是当前海洋科考和军事中最重要和关键的技术，技术原理是将文字、语音、图像等信息，通过电发送机转换成电信号，并由编码器将信息数字化处理后，换能器又将电信号转换为声信号传输出去，在经过接收转译达到通讯的目的。

近日有媒体报道，我国水下通信领域的研究人员用鲸鱼“语言”实现了水下通信，又创造了个世界第一，这种技术特别是在军事方面有着重要的利用价值。进行这项研究开发的是天津大学精密测试技术及仪器重点实验室，其中蒋佳佳等科研人员将抹香鲸的声音进行声谱解析模拟，利用仪器首次将抹香鲸的原始叫声作为通信信息载波，模拟抹香鲸原始叫声串构造仿生通信信号串，以此超低音频仿生伪装策略实现了水下通信信息隐蔽传输。

水下通信是当前海洋军事中最重要和关键的技术，毫无疑问，这种技术在军事方面有着良好的用途，抹香鲸在大海里遨游，有可能出现在海洋中的任何地方，它们发出的声音（一种次声波）非常大，声波分贝强度比汽车鸣笛还高，这种声音在大海中传播并不稀奇，因此利用抹香鲸的声音作为通信伪装策略，很容易让敌方侦测系统产生混淆和漠视，以为是抹香鲸的叫声，实际上，却是我方潜艇发出的声音，即便是敌方注意到，也需要对声音进行解码破解，所以这样一来，我们的机密通信就比较容易通过这种仿生伪装来完成。而且将来这种仿生应用还可以嫁接海豚、蓝鲸、虎鲸甚至海潮波浪等的声音，迷惑性也就更强了，潜艇通信和海洋动物以及自然的声音傻傻分不清啊。

在水里能清楚地接收到远距离语音信号，世界上也只有少数军事强国才能做到，而这种借用一项动物特性完成水下隐蔽通信的技术，更加强了我国在水下通信技术领域的保密性，前两天还有媒体报道说我国试验并实现了在海洋6000米深处发出信息，最终有太空中的通讯卫星接收的，结合了水下通讯，水面转输，卫星接收并反馈的无缝组合连接，让潜艇和卫星通讯直接链接，这些都属于当今国际高水平的通讯技术，在海洋科考、矿业开采、军事领域等都有的很重要的实际意义和实用价值。

这个是去年取得的成绩，相关成果已经发表在了国际通信专业的期刊《IEEE通信杂志》上面，得到了世界的认可。

该技术利用抹香鲸的声音作为信息的载体，通过构造仿生通信信号串实现水下隐秘通信。该技术最大的特点就是利用动物天然的声波为载体，极具迷惑性，破解的难度也十分大。对方收到信号后还以为是几声抹香鲸的叫声，殊不知我们已经秘密传递了信号。

历来水下信号的传递都是一个难题，空气中通用的电磁信号在水下变得脆弱不堪，很容易被干扰和阻挡、衰减。所以想要获得足够强的信号，往往需要放大信号，加大功率。这样做的结果就是很容易被敌方发现，只要监测到大功率发射源，无疑潜艇就会变成一个活靶子。所以我国开发的这项通信技术，未后续的水下通信打开了一扇新的领域。

不过，但要说完全无法破解，倒是不可能。因为即便先进如量子加密技术，还是可以理由仪器漏洞进行破解的。特别是近期上海交大金教授发表的关于量子加密通信的破解文章，更是引起极大关注。所以，利用鲸鱼声波通信，只能够说是破解难度大，保密性强，并不是完全不可破解。

我们先梳理一下，因为这个问题中的信息量比较大。

首先用鲸鱼的叫声作为信息的载体，只能说佩服！而且按照我军披露相关信息的惯例来看，这绝对不是最强的，应该还会有更让人目瞪口呆的后手。

鲸鱼靠收缩鼻腔使空气振动，能够发出40~8000赫兹的声音（人类是80~1280赫兹）。鲸鱼的声音与生俱来就有在海里的传播优势，声音低沉可以传到几百海里之外。在繁殖期的某些鲸鱼，甚至可以连续在水中叫20分钟以上。这样看来，以鲸鱼的声音做载体，有着充分的传播优势。鲸鱼的声音可以进行二次编码。使得看起来平淡的声音变成绝对独一无二的，无法破解的声音。

在二战时，美军进行太平洋战役的时候。就曾经利用了某些太平洋土著人的语言稀缺性，进行明码通信，即使被狡猾的日本人截获了，他们也无能为力。因为所有会这个语言的土著族人都已经被美国秘密的隔离起来。电影“风语者”就是讲的这个故事。

现在战争中，通讯加密技术已经成为了信息战领域最重要的一个环节。一但某一方的加密规则被泄露，就不可避免的会导致战争天平的倾斜。

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据媒体报道，中国首次实现了模仿鲸鱼叫声进行海下通讯，实现了新的水下通信技术。鲸鱼叫声真的能够用来通讯吗？这种通讯方式有什么优势呢？专家对此做出了解释:目前已经证实了这个想法的可行性，它可以大大增加水下通讯的隐蔽性和安全性。

人类虽然是食物链的顶端，但是在很多方面其实都是不如其他动物的，毕竟各有所长嘛。于是人类就模仿动物或是从其中获得灵感得到了很多实用的发明或是技术。在军用领域也有非常多的例子，比如雷达、红外制导等。

由于水下环境较为复杂，通讯一直是一个大问题。由于声波、电磁波等在水底衰减速度要比空气中快得多，传播速度也要慢得多。但要也此提高功率，又会加大力度自身被发现的可能，这无疑违背了潜艇的工作理念和要求。寻求高速又隐蔽的水下通讯方式也可以说是潜艇发展的最重要的需求之一了。

水下的通讯一直困扰着此领域的专家，很多时候还不如直接用电缆进行信息传递。就比如水下探测机器人，一般就会使用电缆以保证通讯的持续性和质量，而且也能降低成本。但是这样一来就会限制其活动范围，降低探测效率。到了潜艇这里就不可能去使用电缆了，这样不说限制行动影响作战了，连最基本的隐蔽性都丧失了。

而中国的科学家就想到了一个办法并证实了其可能性，也得到了国际学术界的认可。这就是模仿真正的抹香鲸叫声，以其为载体编码所要传递的信息的技术。这一技术的优势在于能够将其隐藏在海洋中大量而嘈杂的同种声音中，加大了敌方辨识的难度，并以此提升了隐蔽性。

这一技术要说应用恐怕还早，必然还有很多问题要去解决，但是它无疑提出了一种未来水下通讯的趋势。它不必局限于抹香鲸，而是可以根据当地的生物环境进行变化。而要说无法破译，恐怕是乱说了，毕竟它的优势并不在此，而是在于隐蔽性，很容易被敌人忽略掉。即使是量子通信也不是毫无办法破译，更何况这个没有用到高端加密方法的技术呢。

我国科学家利用鲸鱼叫声实现全新水下通信是真的，相关研究发表于2018年的国际通信领域顶级期刊《IEEE　Communications　Magazine》上，并且得到了学界的认同。

这项研究是由天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室完成的。

水下通信不同于其他介质中的通信，由于水对声音信号传播的影响，以及海洋背景噪音的影响，人类在水下通信中只能使用声波，常见的水下通信方式为扩频通信技术。该技术是今天海洋科考和军事领域的重要通信技术，由于使用国家多、使用时间长，信息容易被截获和破译。

鲸类作为海洋生物，已经完全适应了海洋中的生活，并且演化出了一套行之有效的通信方式。我们知道，鲸类能够发出超声波，其声音可达500分贝，而我们人类听力范围在0至25分贝左右。正是由于能够发出极高分贝的声音，鲸类才能在上百海里的范围内通过声波交流。抹香鲸的声音约为230分贝，其声音更像是一串连续的滴答声，而非传统意义上的叫声。

我国科学家正是从抹香鲸叫声中获得了灵感，实现了借用鲸类语言实现深海隐蔽通信。科学家破译了抹香鲸的原始叫声，并且将其原始叫声作为通信信息载体，将抹香鲸的叫声作为通讯的讯息载波。通过拆解抹香鲸原始叫声串构，再编排为仿生通信信号串，完成了抹香鲸叫声的信息化。

图注：抹香鲸叫声声波的仿生伪装通信帧结构及编码原理，图片来自网络

图注：利用抹香鲸叫声通讯迷惑对方潜艇，图片来自网络

利用抹香鲸叫声，进行通信伪装的声波，很容易混入海洋背景噪音之中，即便是对方接受到了声波，也会被当成抹香鲸的叫声而忽略。就算是被对方辨认出来，也难以进行解码和破解。

我国科学家利用鲸鱼叫声实现全新水下通信是真实的，而且具有极大的意义，能够实现水下信息传输的高度隐蔽，扩大传输距离。在军事领域，特别是潜艇作战和执行任务有着重要的意义和广泛的应用前景。

图片来自网络，侵删

噱头!

大多数海洋哺乳动物，如抹香鲸和长翅鲸，总是产生具有某些特征的呼叫脉冲，用于回声定位，通信等。通常，敌人的水下侦察系统几乎总是将这些生物信号分类为海洋噪声，然后将其过滤掉。基于这一事实，天津大学的蒋佳佳团队提供了我们尝试在一种新颖的隐写术中隐藏在由原始海洋哺乳动物呼叫脉冲组成的构建的通信帧中的数字通信。我们首先提出了一种筛选方案，用于从原始海洋哺乳动物呼叫脉冲中挑选出高质量的呼叫脉冲。论文中讨论了如何根据海洋哺乳动物呼叫脉冲的特征设计安全，伪装和隐蔽的通信帧。通信代码之间的时间延迟差异和通信代码的数量同时用于传送数字信息。模糊函数和相关技术用于从原始鲸鱼呼叫脉冲中选择通信代码。最后，进行了实验以证明生物启发隐写术的有效性和安全性。所提出的生物启发隐写术能够服务于各种水下军事通信，例如海底通信和自主水下航行通信。

上面是IEEE Communications的论文介绍。

很多人都知道，鲸鱼之间的呼叫可以传递数千海里的距离。但对于通讯来说，这样的“声音”容量显然不够。

军事上信息的一个基本要素包含了时间、地点、对象、事件等等内容，仅仅依靠短促的声音则很难将信息完整的发送出去。

目前很多潜艇的确是依靠超声波进行通讯的。但是这种通讯同样依赖了大量的水下声音阵列来进行传输。

图片中每个五角星都是一个DART水下声波阵列的位置，它保证了北约的水下通讯系统的完整性。

基本原理如图：

终端计算机将需要传递的信息经过调制解调器发送到水下扬声器去释放。在水下监听器接收到信息后再经过调制解调进行还原成为基本数据。

但由于鲸鱼这类生物的叫声是这样的：

这是一个W君刚刚转换的座头鲸的叫声，时长将近4秒，这种声音之间的间隔可以作为一种数据位存在 就可以形成 类似于 --·----··-·--··-的信息流，但一方面来说这样的信息流从时间通道上看容量太小，发送一个字母有可能就得用几十秒的时间。当然了可以增加音频种类来提高码率。

但从固有的声音流上来看基本上也是一种效率相对较低的通讯手段。

同时为了提高效率必然要增加发射频次，这样一来这个装置只要以工作，海里就象鲸鱼大合唱一样，任何一个听音器的操作员都会立刻发现有问题。

再从另外一个角度来说。通讯的另外一个重要要素在于“通”，所谓“通”是不受到干扰的通讯状态。声音在通讯上有太多的劣势。相信很多人已经玩过了bose或者sony的降噪耳机了吧。降噪耳机的原理就是接收到一个声音信号，立刻播放出相位旋转180°的音频信号。

这就是相干相消原理。现在的DSP技术很发达了，如果侦测到这样的信号发出，0.01秒内就可以抵消掉这种信号，或者加入庞杂的类似信号使通讯阻塞。

如果要避免这种情况怎么办？加大频率，增加信道密度，最终的结果就是次声转化为声音，声音转化为超声波……

刚才我们提到的水下听音器，其实就是超声波的，那个DART建成了都50多年了！

现在看这是不是噱头？

其实啊，上什么杂志最主要的是学术上的讨论，大家讨论一个可能性，但最终是不是“成就”还得经过多年的同行评审之后才知道呢。别说杂志，就是诺贝尔奖其实也经常闹乌龙的。

J．J汤姆逊在1897年发现了电子是一种粒子，人们也称他是“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人”。J．J汤姆逊于1906年获得诺贝尔物理学奖。

G. P汤姆逊用高速电子在晶体上行射实验，分别成功证明了物质波的存在，观察到了电子的波动性，结果戴维森和G·P汤姆逊因此获得了1937年的诺贝尔物理学奖。

这是对父子，都拿了诺贝尔奖，一个说电子是小颗粒；另一个说电子是波。后来我们说电子波粒二象性！所以很多科学杂志或者科学奖项并不是什么“成就”，而只是一个问题讨论的开端。

国际上首次，我国利用鲸鱼叫声，实现全新水下通信，无法破译，是噱头还是事实？

的确有类似的水声通讯方式，但如果要说是无法破译就有点标题党了，即使模拟抹香鲸叫声这种比较特殊的方式，它仍然是属于载波通讯的一种，一般就是使用调幅或者调频或者相位方面加以调制用于载入语音图像等信号，但声波频率不高，加载的信息量有限，最多用于文字，音频也许就是极限了，图像是不太可能了！但这种方式也是属于传统的加密，并非属于量子密钥等这种理论上不可破解的通讯技术！但这种通讯方式依然有独到之处，请看如下图文：

以抹香鲸叫声为原理的通讯示意图，尽管它属于可破解通讯一类，但掩藏于抹香鲸的叫声中，这不免有些风声鹤唳，将极大的增加对方收集于破解的难度，因为首先就要分辨哪种是载了数据的抹香鲸叫声，那些又是抹香鲸真正的叫声！分辨出来后才能用于破解，这对于破解方来看自然是一场噩梦！

上图是是抹香鲸叫声声波的仿生伪装通信帧结构及编码原理！

(a)-(d)仿生伪装通信帧以及处理过程, (e)仿生伪装通信帧时频示意图, (f)真实的抹香鲸鲸叫声串时频图，可以看到两者并无多少差异，当然仍然会有迹可循，毕竟两者还是有一些细微的差异！但通讯码使用的是原始的抹香鲸叫声，并且通讯码时间间隔与真实的抹香鲸叫声间隔几乎一致，因此这种以构造放生的通讯方式具有极强的伪装性，当然对于破解方来说也存在了一个难以逾越的障碍！

历来水下通讯都是一个难题，因为电磁波在水下衰减太快，蓝绿激光通讯需要天气支持，长波通讯速度太慢，当然上文所说的抹香鲸叫声载波通讯传输距离也是值得商榷的，另外水下声波传输速度也就1450M/S，对于数十千米内的通讯延迟就有些难以接受了，不过声波载波的范围也不可能太高，近距离内水下加密通讯还是一个不错的选项，可以作为加密通讯的一个辅助手段，但假如要用作战略通讯就不行了，因为它覆盖范围实在是不够！

是噱头。

要是真的有这么一项技术，那么现在应该是绝密的，谁泄露谁该死。现在弄到一个小小的平台上来嘚瑟，瞎吹无疑。

当然可以说因为是保密的，所以没人会来证实。而以保密为由拒绝举证，正暴露了这是在撒谎。

这个信息不知从何而得？我觉得如有此等技术，信息绝对是国家绝密。怎可轻易示人？中国民众都应为国家保守秘密的义务，凡涉及国防由其是军事技术信息的内容，不转不发为好。

真正核心通讯技术，应该是量子技术！