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

Как люди жили до изобретения электричества: не принимайте его как должное Как люди жили до изобретения электричества: не принимайте его как должное

Как люди жили без электрического освещения и холодильников?

Популярная механика
Англичанка два года искала незнакомца, улыбнувшегося ей в автобусе. И нашла его Англичанка два года искала незнакомца, улыбнувшегося ей в автобусе. И нашла его

Сиэттл Симс два года искала свою мимолетную влюбленность

Psychologies
Эксперт Фомин рассказал, как предотвратить слежку за переписками на Android Эксперт Фомин рассказал, как предотвратить слежку за переписками на Android

Способы защиты переписок для пользователей Android-устройств

ТехИнсайдер
Неидеальный мужчина: все романы и увлечения Егора Крида Неидеальный мужчина: все романы и увлечения Егора Крида

Бывшие подруги Егора Крида

Cosmopolitan
«Простая геометрическая фигура»: какую историю пережил «Черный квадрат» Малевича «Простая геометрическая фигура»: какую историю пережил «Черный квадрат» Малевича

История успеха наследия художника Казимира Малевича

Forbes
Семейный гарем: как Потёмкин сделал из племянниц любовниц Семейный гарем: как Потёмкин сделал из племянниц любовниц

Любовные похождения князя Григория Потёмкина удивляли и шокировали общество

Cosmopolitan
Невесты, шпионки и императрицы: как Голливуд изображает русских женщин Невесты, шпионки и императрицы: как Голливуд изображает русских женщин

Наиболее часто встречающиеся типажи русских героинь в американских блокбастерах

Cosmopolitan
Покупай, но проверяй Покупай, но проверяй

Особенности проведения юридической проверки сельхозактивов

Агроинвестор
Одна вокруг света: как работает волонтерская клиника в Гватемале Одна вокруг света: как работает волонтерская клиника в Гватемале

130-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Гватемала

Forbes
Кто не с нами, тот против нас: 10 фильмов и сериалов о сектах Кто не с нами, тот против нас: 10 фильмов и сериалов о сектах

Создатели этих фильмов и сериалов пытались понять, как устроены секты

Cosmopolitan
После бала. Отличия и сходства петербургской и московской светской жизни После бала. Отличия и сходства петербургской и московской светской жизни

Чем отличается московская вечеринка от петербургского приема?

СНОБ
Могут ли микробы, поедающие пластик, решить проблему утилизации Могут ли микробы, поедающие пластик, решить проблему утилизации

Биолог надеется найти микроорганизмы, которые помогут решить проблему утилизации

Популярная механика
Корабль-беспилотник не смог повторить историческое путешествие торгового судна «Мэйфлауэр» Корабль-беспилотник не смог повторить историческое путешествие торгового судна «Мэйфлауэр»

Первый в мире ИИ-корабль — Mayflower (MAS400)

Вокруг света
Путь к себе Путь к себе

Сати Казанова о том, как выглядит идеальный летний день

Grazia
Победа Германии: кто выиграл от конфликта вокруг «Северного потока-2» Победа Германии: кто выиграл от конфликта вокруг «Северного потока-2»

Как сказался конфликт вокруг «Северного потока-2» на разных странах?

Forbes
Очень страшная болезнь: что стоит знать о раке Очень страшная болезнь: что стоит знать о раке

Почему люди летают в космос но не научились лечить какой-то рак?

Maxim
Вот тебе будущий чемпион UFC: кто такой Ислам Махачев, которого называют «преемником Хабиба» Вот тебе будущий чемпион UFC: кто такой Ислам Махачев, которого называют «преемником Хабиба»

Он побеждает соперников одной левой, но до титула ему, похоже, еще далеко

Maxim
Физики объяснили, почему некоторые квантовые системы не достигают равновесия Физики объяснили, почему некоторые квантовые системы не достигают равновесия

В некоторых квантовых системах равновесие не достигается никогда

Популярная механика
История провала: как я открыл пекарню и закрыл ее через два месяца История провала: как я открыл пекарню и закрыл ее через два месяца

Открыть пекарню и закрыть ее через два месяца

Inc.
Куда ты, «Наука»? Почему российский модуль пытался улететь с МКС Куда ты, «Наука»? Почему российский модуль пытался улететь с МКС

Разбираемся, что случилось с модулем «Наука» после стыковки с МКС

N+1
Можно ли заразиться чумой в XXI веке Можно ли заразиться чумой в XXI веке

Стоит ли сегодня опасаться чумы?

Популярная механика
Уикенд в Сибири: чем можно заняться на выходных в Горном Алтае Уикенд в Сибири: чем можно заняться на выходных в Горном Алтае

Горный Алтай: как отдохнуть, чтобы остались незабываемые впечатления?

Playboy
Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья

Cтранный эксперимент: мужчины среднего возраста три месяца смотрели на море

Maxim
Жара в городе Жара в городе

Что предпринять, чтобы легче пережить знойные дни?

Лиза
В Габоне нашли останки людей доколониальной эпохи с деформированными черепами В Габоне нашли останки людей доколониальной эпохи с деформированными черепами

Археологи обнаружили в пещере Ирунгу тысячи человеческих останков

N+1
Полуфабрикаты: как автомобили из СССР дорабатывали для зарубежного покупателя Полуфабрикаты: как автомобили из СССР дорабатывали для зарубежного покупателя

Тушь, помада, накладные ресницы: советский автопром за границей

Вокруг света
От А до Я: что нужно знать, чтобы составить полезный рацион? От А до Я: что нужно знать, чтобы составить полезный рацион?

Основные принципы здорового питания и полезные советы для взрослых и детей

Домашний Очаг
Странный тренд: уничтожать суперкары идиотскими способами Странный тренд: уничтожать суперкары идиотскими способами

Русские видеоблогеры ввели новую моду в соцсетях — портить супердорогие машины

Maxim
Полосы прибыли Полосы прибыли

Как в России внедряют технологию стрип-тилл

Агроинвестор
Александр Панайотов: Александр Панайотов:

Александр Панайотов оказался в нужное время в нужном месте

Караван историй
Открыть в приложении