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
Как помочь ребенку не забыть английский за лето Как помочь ребенку не забыть английский за лето

Как сохранить знания английского языка у ребенка?

Psychologies
Физика невозможного Физика невозможного

Научное исследование мира силовых полей, телепортации и путешествий во времени

kiozk originals
Как изменились звезды фильма «Сибирский цирюльник»: Меньшиков, Ормонд и другие Как изменились звезды фильма «Сибирский цирюльник»: Меньшиков, Ормонд и другие

Что произошло с актерами знаменитого фильма «Сибирский цирюльник»?

Cosmopolitan
«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
Москва оказалась на седьмом месте в мире по выбросам парниковых газов Москва оказалась на седьмом месте в мире по выбросам парниковых газов

Более половины выбросов парниковых газов приходится всего на 15 городов

N+1
MINI Countryman. Стильно, модно и надёжно MINI Countryman. Стильно, модно и надёжно

Обзор стильного кроссовера MINI Countryman

4x4 Club
Польза льняного масла: научные данные Польза льняного масла: научные данные

Что нужно знать о льняном масле какие могут быть от него побочные эффекты

РБК
Вундерваффе, которое лопнуло. Рейтинг немецкого супероружия Вундерваффе, которое лопнуло. Рейтинг немецкого супероружия

Немецкое супероружие — дикие деньги не ветер…

Maxim
Путешествовала с трупом мужа: самые странные члены королевской семьи в истории Путешествовала с трупом мужа: самые странные члены королевской семьи в истории

Правители нередко были похожи на персонажей страшных сказок

Cosmopolitan
«У русских и лопата стреляет…». История самого бесполезного советского оружия «У русских и лопата стреляет…». История самого бесполезного советского оружия

Дас ист руссише вундерваффе

Maxim
Инопланетяне, кротовые норы и антиматерия: 5 нескучных книг об устройстве вселенной Инопланетяне, кротовые норы и антиматерия: 5 нескучных книг об устройстве вселенной

Генный инженер, физик, астрофизик рассказывают о вселенной

Популярная механика
Как пережить жару, холод и стресс: советы «Ледяного человека» Как пережить жару, холод и стресс: советы «Ледяного человека»

Вим Хоф известен как человек, умеющий переносить экстремальный холод

Популярная механика
Три девушки, которые встречались с одним парнем, бросили его и подружились Три девушки, которые встречались с одним парнем, бросили его и подружились

Женщины, узнавшие о неверности партнера, начали поддерживать друг друга

Psychologies
6 жутких документальных фильмов про маньяков 6 жутких документальных фильмов про маньяков

Реальные киноистории о расследованиях серийных убийств и психологии преступников

GQ
Пляжные фото звезд сериала «Настя, соберись!»: Аксеновой, Гришиной и других Пляжные фото звезд сериала «Настя, соберись!»: Аксеновой, Гришиной и других

Как звезды сериала «Настя, соберись!» выглядят в купальниках

Cosmopolitan
Модная оцифровка: как развивать осознанное потребление с помощью новых технологий Модная оцифровка: как развивать осознанное потребление с помощью новых технологий

Как с помощью онлайн-шопинга совершать экологичные покупки

Forbes
Команда «Цельсь!»: как Россия переходит от технократического капитализма к бюрократическому Команда «Цельсь!»: как Россия переходит от технократического капитализма к бюрократическому

Технократическая политика превращается в бюрократическую подгонку результатов

Forbes
Купальник с медведем и кроссовки Nike: что запрещали носить спортсменам Купальник с медведем и кроссовки Nike: что запрещали носить спортсменам

Какие запреты, связанные с экипировкой, вошли в историю мирового спорта

РБК
Королевское воспитание от Кейт Миддлтон: чему стоит поучиться у герцогини Королевское воспитание от Кейт Миддлтон: чему стоит поучиться у герцогини

Почему многие считают герцогиню Кембриджскую идеальной мамой

Cosmopolitan
От Гарри Поттера до пукающего трупа: как сложилась карьера Дэниэла Рэдклиффа От Гарри Поттера до пукающего трупа: как сложилась карьера Дэниэла Рэдклиффа

Дэниэл Рэдклифф: война с Гарри Поттером, какие фильмы нравятся ему самому?

Cosmopolitan
Исследование BBC: похвала помогает не только тем, кого хвалят, но и говорящим Исследование BBC: похвала помогает не только тем, кого хвалят, но и говорящим

Почему не стоит пренебрегать похвалой

Inc.
Исчезнувшие: самые громкие пропажи миллионеров Исчезнувшие: самые громкие пропажи миллионеров

Почему и куда исчезают миллионеры — в нашей подборке

Forbes
Он еще маленький. Понимают ли что-то дети во взрослых разговорах? Он еще маленький. Понимают ли что-то дети во взрослых разговорах?

Маленькие дети понимают в разговорах старших гораздо больше, чем кажется

СНОБ
6 песен, которые стоит послушать из плейлиста Барака Обамы 6 песен, которые стоит послушать из плейлиста Барака Обамы

Самые любопытные находки из плейлиста Барака Обамы

GQ
Без воспаления и пигментации: как безопасно удалить волосы перед пляжным сезоном Без воспаления и пигментации: как безопасно удалить волосы перед пляжным сезоном

Как правильно удалять волосы перед выходом на пляж

Cosmopolitan
Максим Траньков о первой любви: «Я караулил ее у подъезда» Максим Траньков о первой любви: «Я караулил ее у подъезда»

Внезапная, романтичная, волнующая... первая любовь!

Psychologies
Чистые помыслы: как выбрать средство для умывания на лето Чистые помыслы: как выбрать средство для умывания на лето

Подбираем оптимальную текстуру для ежедневного ритуала умывания

Esquire
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
Закалка давлением повысила критическую температуру сверхпроводника Закалка давлением повысила критическую температуру сверхпроводника

Физики научились сохранять высокотемпературную сверхпроводимость селенида железа

N+1
Открыть в приложении