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
«Девы» — постмодернистский детектив автора «Безмолвного пациента» Алекса Михаэлидеса. Публикуем его фрагмент «Девы» — постмодернистский детектив автора «Безмолвного пациента» Алекса Михаэлидеса. Публикуем его фрагмент

Отрывок из детектива «Девы» — постмодернистского архитектурного сооружения

Esquire
Открытые фонды Открытые фонды

Мишель Нуссбаумер обставила индустриальный лофт антикварной мебелью

AD
Что нужно знать о синдроме хронической усталости Что нужно знать о синдроме хронической усталости

Что такое хроническая усталость и как вернуть себе хорошее самочувствие?

Psychologies
Из помазанников Божьих в святые мученики Из помазанников Божьих в святые мученики

Расстрел царской семьи — едва ли не самый хорошо исследованный сюжет

Дилетант
Восполняем дефицит Восполняем дефицит

Каких полезных веществ организму летом особенно недостает?

Лиза
8 потрясающих музеев со всего мира: от их архитектуры захватывает дух 8 потрясающих музеев со всего мира: от их архитектуры захватывает дух

8 музеев, разглядывать экстерьер которых не менее интересно, чем их экспонаты

Playboy
«Если в Москве будет ЦМТ, то в СССР пойдёт крупный американский капитал»: история первого бизнес-центра страны «Если в Москве будет ЦМТ, то в СССР пойдёт крупный американский капитал»: история первого бизнес-центра страны

Центр международный торговли в СССР построил миллиардер Арманд Хаммер

VC.RU
Финские корни героинь «Анны Карениной» и «Воскресения». Отрывок из книги Бена Хеллмана «Северные гости Льва Толстого» Финские корни героинь «Анны Карениной» и «Воскресения». Отрывок из книги Бена Хеллмана «Северные гости Льва Толстого»

Лев Толстой любил принимать гостей из стран Северной Европы в Ясной Поляне

СНОБ
Топ-10 неожиданных фактов о младенцах Топ-10 неожиданных фактов о младенцах

Самых необычных физических особенностях младенцев

Популярная механика
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
Немецкие археологи нашли неандертальское ударное оружие для охоты на оленей и лошадей Немецкие археологи нашли неандертальское ударное оружие для охоты на оленей и лошадей

Древнему листовидному наконечнику для копья оказалось более 65 тысяч лет

N+1
Жертвы экзорцистов: женщины, которых обряд изгнания дьявола убил в наше время Жертвы экзорцистов: женщины, которых обряд изгнания дьявола убил в наше время

Эти женщины погибли от рук экзорцистов в XX и XXI веках

Cosmopolitan
Пищухи поели ячьего помета и снизили уровень метаболизма ради выживания в зимнем Тибете Пищухи поели ячьего помета и снизили уровень метаболизма ради выживания в зимнем Тибете

При этом они не делают запасов корма и не впадают в спячку

N+1
Tveth – об анонимности, индустрии и творческих объединениях Tveth – об анонимности, индустрии и творческих объединениях

Рэпер Tveth – о его отношении к музыкальной индустрии и закрытости

GQ
Поправки с риском Поправки с риском

Изменения в закон об агростраховании лишат господдержки растениеводов

Агроинвестор
10 способов справиться с осуждением и критикой 10 способов справиться с осуждением и критикой

Как защитить себя от деструктивной критики

Psychologies
«Лучшее, что может дать компания женщине, — это выбор»: глава Google в России о том, как строить равенство и инклюзию в компании «Лучшее, что может дать компания женщине, — это выбор»: глава Google в России о том, как строить равенство и инклюзию в компании

Глава Google в России — как создать справедливую среду в глобальной компании

Forbes
10 книг, чтобы начать разбираться в психологии 10 книг, чтобы начать разбираться в психологии

Читать мысли эти книги вас не научат, но помогут разобраться в психике

РБК
История прощения. Ханна Ричел: «Дом у реки» История прощения. Ханна Ричел: «Дом у реки»

Отрывок из книги «Дом у реки» — проникновенной истории английской семьи

СНОБ
Как соблазнить мужчину с помощью голоса Как соблазнить мужчину с помощью голоса

О женской энергетике и умении общаться рассуждает речевой тренер

Psychologies
Я тебе робот! Героини-киборги, которые слишком уж похожи на людей Я тебе робот! Героини-киборги, которые слишком уж похожи на людей

Женщины захватят мир, но если помогут женщины-киборги, мы сделаем это быстрее

Cosmopolitan
Когда наши поезда ездили быстро Когда наши поезда ездили быстро

История скоростного поезда ЭР200

Эксперт
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
5 мифов о женском оргазме 5 мифов о женском оргазме

Давайте разберемся, что правда, а что вымысел о женском оргазме

Psychologies
Как понять, что вы состоите в зрелых отношениях Как понять, что вы состоите в зрелых отношениях

Несколько признаков здоровых, зрелых отношений

Psychologies
«Почему он не пишет и не звонит?» Отвечают мужчины «Почему он не пишет и не звонит?» Отвечают мужчины

Почему мужчины иногда внезапно пропадают?

Psychologies
«Больные дети пугают наших». Кто борется с особенными детьми, а кто им помогает «Больные дети пугают наших». Кто борется с особенными детьми, а кто им помогает

Две истории. Одна — о ненависти к особенным детям. Другая — о любви

СНОБ
Спартанец Спартанец

Рассказ Павла Селукова, в котором работа отца и сына становится драмой

Esquire
Лавовые купола: насколько они опасны? Лавовые купола: насколько они опасны?

Развитие лавовых куполов — процесс, связанный с изменением вязкости магмы

Наука и жизнь
Открыть в приложении