Как связаны криптографические разработки и современная музыка?

Популярная механикаHi-Tech

Зашифровать звук: почему без криптографии не было бы музыки

Автор: Егор Ефремов, автор-исследователь Музея криптографии

Связь криптографических разработок с современностью совсем не очевидна. Например, кто бы мог подумать, что такие разработки легли в основу технологий, благодаря которым мы сейчас слушаем музыку?

В двадцатом веке одной из самых засекреченных областей исследований, наряду с атомными и космическими разработками, была криптография — наука о методах защиты информации. Но если о достижениях в космической и атомной сфере знают все, то роль криптографии в научном прогрессе и в повседневной жизни известна далеко не каждому. Важнейшие для XXI века технологии и научные теории зародились в стенах закрытых институтов и предприятий. Впоследствии они вошли в нашу повседневную жизнь, хотя со многих архивов, хранящих историю первых лет их разработки, порой до сих пор не снят гриф секретности.

Защищая речь

С развитием телефонных сетей важной проблемой стало обеспечение безопасной правительственной и военной голосовой связи. Первые патенты в этой области появились ещё в XIX веке, но рабочие устройства были разработаны только в 1930-х. К началу Второй мировой войны началась своеобразная гонка вооружений.

Нули и единицы

Звук представляет собой аналоговую волну — то есть непрерывную функцию. Для того, чтобы надёжно его зашифровать, его нужно закодировать — превратить в дискретную последовательность, то есть оцифровать.

f1c23a2ff155dcdff175037e15c62a05.png
Схема принципа дискретизации звука из дипломной работы Трахтмана Авраама Менделевича «Сужение полосы частот при телефонной передаче путем использования особенностей структуры речи», 1941. Авраам Трахтман — разработчик в лаборатории Котельникова, в 1950х — ведущий инженер НИИ Связи (Марфинской шарашки). Из коллекции Музея криптографии

Без технологий дискретизации была бы невозможна не только запись музыки в цифровом формате. В наши дни аналого-цифровые преобразователи используются в аудиокартах компьютеров, в мобильных телефонах и беспроводных наушниках, а также во множестве областей, не связанных со звуком — в сенсорах, гироскопах, сервомоторах и других устройствах.

f183a5c3b6db70ef3a1549ff45d8e779.jpg
Клод Шеннон

Теоретическую основу дискретизации непрерывных функций составляет теорема Котельникова (в англоязычной литературе — теорема Найквиста-Шеннона), при помощи которой можно определить минимально допустимую частоту дискретизации (измерения) непрерывной функции. Для музыки такой частотой считается 44100 герц — умноженный в два раза предел слышимости человеческого уха (около 22000 герц).

Фундаментальную работу над проблемой дискретизации параллельно провели американский учёный Клод Шеннон и советский учёный Владимир Котельников. Из-за сугубой секретности в военный период двое великих учёных, работавших над фундаментальными проблемами теории связи, теории информации и криптографии, пришли к одинаковым результатам независимо, не зная о разработках друг друга.

Из-за того что работы Шеннона разрешили к публикации гораздо раньше, чем Котельникова, его имя стало известнее в мировой научной среде. Первенство Котельникова во многих вопросах теории информации было признано международным научным сообществом только в 1990-е годы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Био-механизм Био-механизм

Пауки, пожалуй, самые высокотехнологичные существа на планете

Вокруг света
Игумен Пантелеимон Игумен Пантелеимон

Выпускник мехмата МГУ, программист, интеллектуал стал игуменом

Seasons of life
«Математическое невежество снижает качество жизни россиян» «Математическое невежество снижает качество жизни россиян»

Какая наука сегодня в моде и почему в России так плохо знают математику

Наука
В некрополях Кембриджшира нашли казненных древнеримских преступников В некрополях Кембриджшира нашли казненных древнеримских преступников

Археологи исследовали останки людей IV века нашей эры с фермы Кнобба

N+1
Битва за плиту: почему большинство шеф-поваров — мужчины и как изменить эту ситуацию Битва за плиту: почему большинство шеф-поваров — мужчины и как изменить эту ситуацию

C какими препятствиями сталкиваются женщины, строящие карьеру в индустрии еды

Forbes
Как спасались от жары в СССР (ностальгическая галерея) Как спасались от жары в СССР (ностальгическая галерея)

Помнишь лето, когда оно звучало мячом по асфальту и пахло как вода из поливалки?

Maxim
Как Миддлтон, Маркл, Диана и другие монархи познакомились с будущими мужьями Как Миддлтон, Маркл, Диана и другие монархи познакомились с будущими мужьями

Любовные истории членов монаршей семьи похожи на сюжеты романтических фильмов

Cosmopolitan
Робин Уильямс: 11 интересных фактов об актере Робин Уильямс: 11 интересных фактов об актере

Факты из жизни легендарного актера Робина Уильямса

РБК
Цифровое бессмертие: будем ли мы жить в компьютере после смерти тела Цифровое бессмертие: будем ли мы жить в компьютере после смерти тела

Зачем искать эликсир вечной жизни, если можно оцифровать мозг?

СНОБ
Беньямин Форестер Беньямин Форестер

Пасечник-швейцарец делает мёд в Переславле-Залесском

Seasons of life
Путевые рекомендации: как снизить наносимый транспортом вред здоровью Путевые рекомендации: как снизить наносимый транспортом вред здоровью

Изменения, которые сделают автомобили удобнее и сохранят здоровье пассажиров

Forbes
4 факта: почему растительные белки все-таки полезнее животных 4 факта: почему растительные белки все-таки полезнее животных

Почему нужно больше употреблять растительную пищу?

Популярная механика
5 надежных и недорогих аккумуляторных шуруповертов: рейтинг 2021 года 5 надежных и недорогих аккумуляторных шуруповертов: рейтинг 2021 года

Пять оптимальных моделей аккумуляторных шуруповертов для дома

CHIP
В Пещере Eдинорога нашли искусство неандертальцев В Пещере Eдинорога нашли искусство неандертальцев

Способны ли неандертальцы создавать произведения искусства?

Популярная механика
«Бумага вне конкуренции». Шеф-редактор издательства МИФ — о книгах по саморазвитию, трендах и отборе произведений «Бумага вне конкуренции». Шеф-редактор издательства МИФ — о книгах по саморазвитию, трендах и отборе произведений

Шеф-редактор МИФ — о книжном рынке, трендах и изнанке книжного процесса

СНОБ
Знай наших! Любимые русские фильмы западных звёзд Знай наших! Любимые русские фильмы западных звёзд

Русские фильмы, которые иностранные режиссёры и актёры называли своими любимыми

Cosmopolitan
Дети без Сети: 7 лучших книг для чтения на отдыхе Дети без Сети: 7 лучших книг для чтения на отдыхе

Совместное чтение c ребенком вас вернет в детство — теплое, яркое, сказочное

Psychologies
Плазменный ускоритель использовали в лазере на свободных электронах Плазменный ускоритель использовали в лазере на свободных электронах

Физики смогут расширить область применения плазменных ускорителей

N+1
Раджапалайям Раджапалайям

Звери с Ольгой Волковой

Weekend
«Общество не готово принимать особенных людей». Как устроено инклюзивное образование «Общество не готово принимать особенных людей». Как устроено инклюзивное образование

С какими реальными проблемами сталкиваются инклюзивные школы?

СНОБ
Как пережить безответную любовь. Советы психолога Как пережить безответную любовь. Советы психолога

Для чего существует безответная любовь? Почему некоторые живут с ней годами?

РБК
Виктор Началов. Колыбельная для дочки Виктор Началов. Колыбельная для дочки

История Юлии Началовой, рассказанная ее отцом

Коллекция. Караван историй
Все любят Теда Лассо: почему сериал о наивном футбольном тренере покорил зрителей и критиков Все любят Теда Лассо: почему сериал о наивном футбольном тренере покорил зрителей и критиков

Почему спортивная комедия Тед Лассо завоевала сердца зрителей по всему миру

Forbes
Гендиректор Spotify в России и СНГ Илья Алексеев: «По статистике прослушиваний по всей России лидирует Моргенштерн, а в Уфе — BTS» Гендиректор Spotify в России и СНГ Илья Алексеев: «По статистике прослушиваний по всей России лидирует Моргенштерн, а в Уфе — BTS»

Как Spotify удается конкурировать с локальными игроками и что слушают в России

Inc.
Oops!.. I Did It Again: лучшие роли и камео  Бритни Спирс Oops!.. I Did It Again: лучшие роли и камео  Бритни Спирс

Самые яркие роли Бритни Спирс

Cosmopolitan
Как понять, что ваш близкий попал в секту Как понять, что ваш близкий попал в секту

Что такое секты и как уберечь от них себя и своих близких

Psychologies
Все за одного Все за одного

Что чувствуют родственники больного, когда узнают о его тяжелом диагнозе?

Grazia
«Заостряйте конфликт — и делайте это быстро»: Джефф Безос о магии утра и худших в мире решениях «Заостряйте конфликт — и делайте это быстро»: Джефф Безос о магии утра и худших в мире решениях

Два эссе Безоса из книги Invent and Wander

Forbes
Почему не работают аффирмации, карты желаний и медитации и что с этим делать Почему не работают аффирмации, карты желаний и медитации и что с этим делать

Для исполнения желаний все средства хороши

Cosmopolitan
Угрозы хирурга, проблемы с дыханием: как пластика испортила жизнь Насте Шпагиной Угрозы хирурга, проблемы с дыханием: как пластика испортила жизнь Насте Шпагиной

История Насти Шпагиной: как неудачная ринопластика изменила её жизнь

Cosmopolitan
Открыть в приложении