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
Пропавшая летчица: 5 фактов об Амелии Эрхарт Пропавшая летчица: 5 фактов об Амелии Эрхарт

Самая известная летчица своего времени бесследно исчезла над Тихим океаном

Вокруг света
Кадровый резерв: растить нельзя искать на стороне Кадровый резерв: растить нельзя искать на стороне

Как формировать собственный кадровый резерв?

Inc.
Золотые песни Давида Тухманова Золотые песни Давида Тухманова

Главные песни Давида Тухманова — великого хитмейкера СССР

Maxim
Самый знаменитый монгол Самый знаменитый монгол

Чингисхан по праву входит в пантеон величайших завоевателей

Дилетант
Пожилые люди наравне с молодыми научились приносить выгоду другим Пожилые люди наравне с молодыми научились приносить выгоду другим

У пожилых людей просоциальное поведение влияет на способность к обучению

N+1
Пора прощупать почву Пора прощупать почву

Какие меры помогают сохранить и повысить плодородие почвы

Агроинвестор
Пулемет Шоша — худшее оружие в истории Пулемет Шоша — худшее оружие в истории

Пулемет Шоша — самый человечный из пулеметов

Maxim
Литературное путешествие: 9 романов, действие которых разворачивается в разных городах России Литературное путешествие: 9 романов, действие которых разворачивается в разных городах России

Разные города нашей страны объединены русской литературой

Вокруг света
Самая популярная песня в мире: это не рок и не хип-хоп Самая популярная песня в мире: это не рок и не хип-хоп

Пробуем разобраться в песенной арифметике и бухгалтерии

Playboy
Толстая и ленивая: как Диккенс насмешками выжил жену из дома Толстая и ленивая: как Диккенс насмешками выжил жену из дома

Как Чарльз Диккенс издевался над своей женой

Cosmopolitan
Полуголые и смешные: как выглядят звезды шоу «Женский стендап» в бикини Полуголые и смешные: как выглядят звезды шоу «Женский стендап» в бикини

Пляжные снимки звезд шоу «Женский стендап»

Cosmopolitan
Казахстанские археологи нашли в кургане бронзового века «хвостатый» нож Казахстанские археологи нашли в кургане бронзового века «хвостатый» нож

Археологи Казахстана обнаружили богатую коллекцию артефактов эпохи бронзы

N+1
5 автомобилей в аренду, которые вызывают восторг 5 автомобилей в аренду, которые вызывают восторг

Какие машины точно стоит попробовать поводить?

Популярная механика
Отпуск, обернувшийся кошмаром: истории об ужасных каникулах Отпуск, обернувшийся кошмаром: истории об ужасных каникулах

Райские каникулы не всегда такие уж райские.

Cosmopolitan
Утраченные и обретенные Утраченные и обретенные

Где находятся потерянные произведения искусства

Weekend
“Вас тут не стояло!” 5 самых скандальных знака зодиака “Вас тут не стояло!” 5 самых скандальных знака зодиака

О любви к скандалам и бурным выяснениям отношений некоторых знаков зодиака

Cosmopolitan
Как прокачать мозг: 20 простых способов стать умнее Как прокачать мозг: 20 простых способов стать умнее

Несколько реальных способов прокачать свои способности

Вокруг света
Врать по-русски: 9 фактов об «Охотниках на привале» Врать по-русски: 9 фактов об «Охотниках на привале»

Почему «Охотники на привале» – это картина-анекдот

Вокруг света
7 психологических уловок, против которых бессилен наш мозг 7 психологических уловок, против которых бессилен наш мозг

Список «багов» в нашем сознании, которые позволяют нами манипулировать

Maxim
Мечтать не вредно! Мечтать не вредно!

Как отличить фантазии от жизненных планов и можно ли превратить одно в другое?

Лиза
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
Всё достижимо Всё достижимо

Топ-менеджер крупнейших российских компаний вдруг занялся пауэрлифтингом

Robb Report
Краткий путь Ивана Охлобыстина — в честь 55-летия алкогения отечественного кинематографа Краткий путь Ивана Охлобыстина — в честь 55-летия алкогения отечественного кинематографа

В Охлобыстине слились принципиальные черты русского народа: артистизм и пьянство

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

Пикап, пулемет, сварочный аппарат…

Maxim
Эффект бабочки: как чешуекрылым насекомым удается оставаться для нас таинственными незнакомцами Эффект бабочки: как чешуекрылым насекомым удается оставаться для нас таинственными незнакомцами

Мы настолько привыкли к этим созданиям, что забыли, насколько они удивительны

Вокруг света
Токсичность в команде: что делать и как работать Токсичность в команде: что делать и как работать

От того, как участники команды работают друг с другом, зависит результат проекта

Популярная механика
5 важных книг о любви к себе 5 важных книг о любви к себе

Книги с практическими упражнениями, советами, которые научат заботиться о себе

Psychologies
5 фильмов Стивена Содерберга, заслуживающих вашего внимания 5 фильмов Стивена Содерберга, заслуживающих вашего внимания

Работы Стивена Содерберга, которые помогут узнать режиссера получше

GQ
7 суперспособностей человеческого мозга, о которых ты не подозревал 7 суперспособностей человеческого мозга, о которых ты не подозревал

Ученые открывают все новые удивительные способности человека

Maxim
Открыть в приложении