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
Путеводитель по Новой Третьяковке Путеводитель по Новой Третьяковке

Гид по Новой Третьяковке, где хранятся работы художников ХХ века

Культура.РФ
Убить вождя Убить вождя

Покушение на Ленина полно вопросов

Дилетант
Печать навсегда: 5 бумаг, которые изменили мир Печать навсегда: 5 бумаг, которые изменили мир

Бумаги, которые определили ход истории на несколько веков вперед

Inc.
«Большая редкость для рынка»: сервис аренды аккумуляторов «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей «Большая редкость для рынка»: сервис аренды аккумуляторов «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей

Сервис для аренды пауэрбэнков «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей

Forbes
Макс, прощай! Певицы, сбежавшие от Фадеева: Савичева, Серябкина, Наргиз и другие Макс, прощай! Певицы, сбежавшие от Фадеева: Савичева, Серябкина, Наргиз и другие

У кого сотрудничество с Максом Фадеевым завершилась болезненным разрывом?

Cosmopolitan
Тотьма во мне Тотьма во мне

Алексей Новосёлов уже 8 лет превращает Тотьму в место, куда хочется возвращаться

Seasons of life
Токсики, нарциссы и газлайтеры: простые приемы, которые помогут им противостоять Токсики, нарциссы и газлайтеры: простые приемы, которые помогут им противостоять

Отрывок из книги Шахиды Араби «Токсичные люди»

Inc.
Формула лета: какие платья покупать в этом сезоне — 6 главных моделей Формула лета: какие платья покупать в этом сезоне — 6 главных моделей

Разнообразь свой летний гардероб!

Cosmopolitan
И жили они долго и счастливо: 5 режиссёров, которые умеют рассказывать сказки И жили они долго и счастливо: 5 режиссёров, которые умеют рассказывать сказки

Режиссеры, которые прославились своими сказками — уютнымии или очень серьезными

Cosmopolitan
Ученые выяснили, как слизевик без мозга может ориентироваться в окружающей среде и принимать решения Ученые выяснили, как слизевик без мозга может ориентироваться в окружающей среде и принимать решения

Отсутствие мозга мешает ориентироваться в пространстве не всем существам

Популярная механика
Минимум спорта, белки, психология: главные секреты похудения Адель Минимум спорта, белки, психология: главные секреты похудения Адель

Все способы похудения Адель

Cosmopolitan
Охотилась на уток и настреляла два рекорда за Олимпиаду: кто такая Виталина Бацарашкина Охотилась на уток и настреляла два рекорда за Олимпиаду: кто такая Виталина Бацарашкина

Виталина Бацарашкина — олимпийская чемпионка в стрельбе из пистолета

Maxim
Потеряла брата-близнеца и спасла сына: удивительные факты о Жанне Фриске Потеряла брата-близнеца и спасла сына: удивительные факты о Жанне Фриске

Интересные моменты короткой, но яркой жизни Жанны Фриске

Cosmopolitan
Бог в поисках автора Бог в поисках автора

«Локи», почти идеальный сериал Marvel

Weekend
«Вот будет лето, поеду на дачу!»: фильмы и сериалы про дачный отдых «Вот будет лето, поеду на дачу!»: фильмы и сериалы про дачный отдых

Фильмы и сериалы, где важной для сюжета локацией становилась дача

Cosmopolitan
Татьяна Шитова. Тысяча жизней Татьяна Шитова. Тысяча жизней

Татьяна Шитова успевает прожить тысячи жизней

Коллекция. Караван историй
Наколи мне брови! Почему мужской макияж все еще считается дикостью в нашей стране? Наколи мне брови! Почему мужской макияж все еще считается дикостью в нашей стране?

Тиктокер, культуролог и визажист: почему мужчины не используют косметику?

Playboy
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
Чем кроссовер отличается от внедорожника Чем кроссовер отличается от внедорожника

Наш гид по главным автомобилям современности: кроссоверам и внедорожникам

Maxim
«Во-первых это красиво»: самые дикие бьюти-тренды наших предков «Во-первых это красиво»: самые дикие бьюти-тренды наших предков

В прошлом девушкам приходилось иметь дело с суровыми и опасными бьюти-трендами

Maxim
Мой размерчик Мой размерчик

9 оптимальных решений для маленьких квартир

Лиза
Как летает «Кинжал» Как летает «Кинжал»

Что такое аэробаллистическая траектория и в чем ее преимущества

Популярная механика
Новорожденные улитята или норы моллюсков? Разбираемся в споре палеонтологов Новорожденные улитята или норы моллюсков? Разбираемся в споре палеонтологов

В чем суть тяжбы за улитят из бирманского янтаря?

N+1
Амилоидные образования отделили от «мусора» Амилоидные образования отделили от «мусора»

Ученые разобрались в структурных особенностях амилоидных отложений

Наука и жизнь
Горькая правда: чем отличается эль от пива Горькая правда: чем отличается эль от пива

Боремся с пивными мифами

Playboy
Трехслойная Конституция: как Кремль использовал поправки 2020 года для укрепления своей власти Трехслойная Конституция: как Кремль использовал поправки 2020 года для укрепления своей власти

Как новая Конституция позволила начать идеологическую и политическую ревизию

Forbes
Что такое промышленный интернет вещей и зачем он нужен на производствах Что такое промышленный интернет вещей и зачем он нужен на производствах

Цифровизация касается не только домашних приборов

Популярная механика
Главный спор XXI века: правда ли, что видеоигры развивают агрессию у детей Главный спор XXI века: правда ли, что видеоигры развивают агрессию у детей

Развивают ли видеоигры склонность к насилию или нет?

Популярная механика
И смех, и грех: 10 фильмов и сериалов с черным-черным юмором И смех, и грех: 10 фильмов и сериалов с черным-черным юмором

10 искрометных черных комедий, герои которых позволяют себе шутить над всем

Cosmopolitan
Открыть в приложении