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

Идея! Оставлять чаевые Идея! Оставлять чаевые

Учись правильно благодарить тех, кто оказывает тебе услуги

Maxim
Как создать единорога: возможности генной инженерии Как создать единорога: возможности генной инженерии

Можно ли получить генетически модифицированную породу лошадей?

Популярная механика
Не ровен час Не ровен час

Зачем нужно точно измерять время и почему рабочие невзлюбили часы

Forbes
Правила нетворкинга на деловых мероприятиях: как события формируют сообщество единомышленников Правила нетворкинга на деловых мероприятиях: как события формируют сообщество единомышленников

Аспекты нетворкинга в рамках крупных мероприятий

Forbes
Сердце компании Сердце компании

Почему организационная культура значит больше, чем стратегия или финансы

kiozk originals
Анапа как конкурент Прованса. Тест-драйв Haval Jolion Анапа как конкурент Прованса. Тест-драйв Haval Jolion

Новый Краснодарский край — если и уступающий Европе, то не везде и не во всем

СНОБ
Хроники юрского периода Хроники юрского периода

Как воссоздается облик животных, исчезнувших 65 миллионов лет назад

Вокруг света
Не довести до развода: 8 способов оживить отношения Не довести до развода: 8 способов оживить отношения

Как вернуть в отношения романтику?

Cosmopolitan
Роботы на дорогах: как выглядит будущее беспилотников Роботы на дорогах: как выглядит будущее беспилотников

Будущее каких беспилотников наступит быстрее?

Forbes
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
Какая зубная паста тебе подходит? Какая зубная паста тебе подходит?

Как выбирать средства гигиены, чтобы они не навредили здоровью полости рта?

Лиза
Депп, Терон, Лоуренс: актеры, оказавшиеся в кино совершенно случайно Депп, Терон, Лоуренс: актеры, оказавшиеся в кино совершенно случайно

Семь актеров, которые оказались на кинопьедестале по воле случая

Cosmopolitan
«Браки совершаются на небесах»: что это значит? «Браки совершаются на небесах»: что это значит?

Что имеют в виду современные люди, говоря, что союзы заключаются на небесах?

Psychologies
Фата по талонам и спиртное по карточкам: как праздновали свадьбы в 1980-х Фата по талонам и спиртное по карточкам: как праздновали свадьбы в 1980-х

Как в предперестроечные времена устраивали свадьбы

Psychologies
Хроники сибирской Атлантиды: как часть суши на берегу Байкала ушла под воду Хроники сибирской Атлантиды: как часть суши на берегу Байкала ушла под воду

Российская «Атлантида» находится на территории республики Бурятия

Вокруг света
«Не будьте слишком самоуверенными»: советы для тех, кто поступает в вуз «Не будьте слишком самоуверенными»: советы для тех, кто поступает в вуз

Советы работников приемных комиссий для абитуриентов, а также истории студентов

Psychologies
Разрыв шаблонов: художницы, которые говорят с окружающими на языке перформанса Разрыв шаблонов: художницы, которые говорят с окружающими на языке перформанса

Героини, которые своими художественными акциями буквально вспарывают реальность

Playboy
«Евангелие от LUCA. В поисках родословной животного мира» «Евангелие от LUCA. В поисках родословной животного мира»

Отрывок из книги о том, как биологи выясняют родственные связи между животными

N+1
Да, здравствует изобилие! Новый «Дастер» теперь доступен с турбомотором и вариатором Да, здравствует изобилие! Новый «Дастер» теперь доступен с турбомотором и вариатором

Проверяем новинку от Рено в деле

Maxim
Отец стритстайла: что нужно знать о легендарном американском фотографе Билле Каннингеме Отец стритстайла: что нужно знать о легендарном американском фотографе Билле Каннингеме

Главные факты о родоначальнике streetstyle Билле Каннингеме

Esquire
Мобильность завтрашнего дня: как технологии меняют транспортный сектор Мобильность завтрашнего дня: как технологии меняют транспортный сектор

Как выглядит будущее транспортной индустрии?

Популярная механика
«Я создан для тебя»: можно ли полюбить идеального робота и стать с ним счастливой «Я создан для тебя»: можно ли полюбить идеального робота и стать с ним счастливой

«Я создан для тебя» — больше, чем романтическая комедия

Forbes
Наездники: монстры, удивившие Дарвина Наездники: монстры, удивившие Дарвина

Паразиты, которые делают из своих хозяев зомби — наездники

Вокруг света
Как люди теряют деньги на инвестициях в недвижимость Как люди теряют деньги на инвестициях в недвижимость

Основные риски при инвестировании в недвижимость

СНОБ
«Муж скрыл от меня, что не может иметь детей» «Муж скрыл от меня, что не может иметь детей»

Женщина год пыталась забеременеть, пока не узнала правду, которую скрывал муж

Psychologies
«Ментальный тренажерный зал»: 6 упражнений для тренировки мозга «Ментальный тренажерный зал»: 6 упражнений для тренировки мозга

Можно ли натренировать мозг так же, как мы тренируем мышцы?

Psychologies
«Возрастная дальнозоркость»: как с ней бороться? «Возрастная дальнозоркость»: как с ней бороться?

Пресбиопия — почему она начинается после 40 лет и как с ней жить?

Psychologies
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
Экспансия на Запад Экспансия на Запад

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

Агроинвестор
Энергетический лифтинг: простые упражнения для четкого овала лица Энергетический лифтинг: простые упражнения для четкого овала лица

Как добиться изящного подбородка и очерченных скул?

Psychologies
Открыть в приложении