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
«Дорога в Китеж»: отрывок из нового романа Бориса Акунина «Дорога в Китеж»: отрывок из нового романа Бориса Акунина

Фрагмент из романа «Дорога в Китеж» о «мушкетерах», желающих свергнуть Николая I

СНОБ
Открытые фонды Открытые фонды

Мишель Нуссбаумер обставила индустриальный лофт антикварной мебелью

AD
А дома лучше А дома лучше

История любви модели Жени Катавы и ее избранника

Tatler
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
Какаду научили сородичей открывать крышки мусорных баков Какаду научили сородичей открывать крышки мусорных баков

Какаду и их социальный навык обучения

N+1
5 художников, которые вышли из крепостных 5 художников, которые вышли из крепостных

Известные российские художники, которые родились крепостными

Культура.РФ
Никогда не поздно: 7 всемирно известных писателей, дебютировавших в зрелом возрасте Никогда не поздно: 7 всемирно известных писателей, дебютировавших в зрелом возрасте

Эти признанные мастера начали карьеру романистов после 30 лет

Вокруг света
Зачем физикам идти в большие данные Зачем физикам идти в большие данные

Как работа с данными позволяет делать глубокие открытия

Популярная механика
Заряд для бизнеса: чем запомнится электрический Porsche Taycan на «Иннопроме» Заряд для бизнеса: чем запомнится электрический Porsche Taycan на «Иннопроме»

Porsche Taycan на «Иннопроме»

Forbes
«Хроники хищницы»: 85-летняя пенсионерка обольщает молодых мужчин «Хроники хищницы»: 85-летняя пенсионерка обольщает молодых мужчин

Кто сказал, что пожилые люди не заниматься любовью и искать приключения?

Psychologies
Экспансия на Запад Экспансия на Запад

«Сибагро» расширила свиноводческий бизнес за счет покупки активов «Промагро»

Агроинвестор
10 вредных советов по стилю, которые ты найдешь в Сети — не ведись на них! 10 вредных советов по стилю, которые ты найдешь в Сети — не ведись на них!

Популярные запреты и правила, которым не стоит следовать

Cosmopolitan
Трудности переводчика Трудности переводчика

С какими проблемами сталкиваются переводчики

Forbes
Дана Борисова, Гуф, Тима Белорусских и другие звезды, попавшиеся на наркотиках Дана Борисова, Гуф, Тима Белорусских и другие звезды, попавшиеся на наркотиках

Публичные люди, открыто заявившие о своих проблемах с наркотиками

Cosmopolitan
Сундук Колчака за €3 млн и архив Луначарского: чем торгуют книжные антиквары Сундук Колчака за €3 млн и архив Луначарского: чем торгуют книжные антиквары

Как можно извлечь миллионы рублей из макулатуры, предназначенной на помойку

Forbes
Как избавиться от неприятного запаха в квартире Как избавиться от неприятного запаха в квартире

Наполнив квартиру запахами природы, ты удивишься, насколько нравишься себе

Maxim
Бывший глава Nissan Карлос Гон рассказал, как бежал из Японии в ящике для музыкальных инструментов Бывший глава Nissan Карлос Гон рассказал, как бежал из Японии в ящике для музыкальных инструментов

Бывший глава Nissan Карлос Гон — о своем дерзком побеге из Японии

Inc.
Лодка — это тоже дом Лодка — это тоже дом

Яхтенный капитан основал верфь и строит поморские суда в Архангельске

Seasons of life
В поисках радости В поисках радости

Что ещё сделать с собой, чтобы стать лучше, эффективнее, быстрее, выше, сильнее?

Домашний Очаг
Не только материальная помощь: как устроен приют для женщин с детьми Не только материальная помощь: как устроен приют для женщин с детьми

Координатор проекта «Теплый дом» — о том, как помогать женщинам с детьми

Forbes
Тачанка XXI века, или Что такое «техникал» Тачанка XXI века, или Что такое «техникал»

Пикап, пулемет, сварочный аппарат…

Maxim
7 распространенных заблуждений о том, что помогает в жару 7 распространенных заблуждений о том, что помогает в жару

Мы собрали 7 мифов о том, что помогает во время жаркой погоды

Maxim
Как правильно лечить комариные укусы. Советы врача Как правильно лечить комариные укусы. Советы врача

Как облегчить боль от укусов и избежать осложнений

РБК
У тебя получится! У тебя получится!

Четыре девушки с инвалидностью рассказали о том, как нашли свой спорт

Домашний Очаг
Почему вас не зовут на собеседования, даже если вы отличный специалист Почему вас не зовут на собеседования, даже если вы отличный специалист

Почему вас не приглашают на собеседования и что с этим делать?

Psychologies
«Я же включил поворотник!» 5 оправданий водителей, когда они неправы «Я же включил поворотник!» 5 оправданий водителей, когда они неправы

Какие опасные маневры водители оправдывают поворотниками и аварийкой

РБК
Ума палата. Тест-драйв нового Cadillac Escalade Ума палата. Тест-драйв нового Cadillac Escalade

Новый Escalade: огромный V8, рама и невероятное количество электроники

РБК
Почему россиянки ненавидят Меган Маркл и так любят Кейт Миддлтон Почему россиянки ненавидят Меган Маркл и так любят Кейт Миддлтон

Почему одни обожают Кейт Миддлтон, а другие — Меган Маркл?

Cosmopolitan
5 способов избежать родительского выгорания 5 способов избежать родительского выгорания

Как понять, что вам грозит родительское выгорание, и предотвратить его?

Psychologies
Открыть в приложении