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
Он придумал кондиционер: история Уиллиса Кэрриера Он придумал кондиционер: история Уиллиса Кэрриера

История создания кондиционера

VC.RU
Перспективы колонизации мира иного, или Для кого на Марсе будет что-нибудь цвести Перспективы колонизации мира иного, или Для кого на Марсе будет что-нибудь цвести

Зачем людям осваивать Марс?

СНОБ
Постой, паровоз: что будет, если дёрнуть стоп-кран Постой, паровоз: что будет, если дёрнуть стоп-кран

Вам когда-нибудь хотелось дёрнуть рычаг и проверить, что же случится с поездом?

Популярная механика
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Тогда и сейчас: как изменились главные актрисы «Игры престолов» за 11 лет Тогда и сейчас: как изменились главные актрисы «Игры престолов» за 11 лет

Что произошло с главными актрисами «Игры престолов»?

Cosmopolitan
Дроны приходят на помощь спасателям Дроны приходят на помощь спасателям

Дроны в работе пожарных, медицинских работников, поисково-спасательных бригад

Популярная механика
Фиджийские пчелы выиграли от вырубки лесов на главном острове архипелага Фиджийские пчелы выиграли от вырубки лесов на главном острове архипелага

Порой вырубка лесов приносит пользу насекомым

N+1
5 способов избежать родительского выгорания 5 способов избежать родительского выгорания

Как понять, что вам грозит родительское выгорание, и предотвратить его?

Psychologies
Мальчики могут играть в куклы, а девочки — в машинки: как объяснить это бабушке? Мальчики могут играть в куклы, а девочки — в машинки: как объяснить это бабушке?

Как объяснить старшему поколению, что детские игры не делятся по полу?

Psychologies
«Белый лотос»: сериал про Гавайи без рая или как отпуск может стать кошмаром «Белый лотос»: сериал про Гавайи без рая или как отпуск может стать кошмаром

На Амедиатеке вышел сериал «Белый лотос» - как раз в разгар отпусков

Cosmopolitan
Финская женщина-воин оказалась мужчиной с дополнительной X-хромосомой Финская женщина-воин оказалась мужчиной с дополнительной X-хромосомой

Ученые разобрались с природой необычного финского средневекового захоронения

N+1
Отличные российские игры последних лет, которые ты мог пропустить Отличные российские игры последних лет, которые ты мог пропустить

Российский геймдев не стоял на месте, несмотря на мнение многих

Maxim
Почему русские не умеют вести непринужденные беседы. Отрывок из книги «Искусство очаровывать незнакомцев» Почему русские не умеют вести непринужденные беседы. Отрывок из книги «Искусство очаровывать незнакомцев»

Отрывок из книги Татьяны Шахматовой, популяризаторки лингвистики

СНОБ
Клановая экономика Клановая экономика

Семейные бренды все чаще рекрутируют дизайнеров и управленцев со стороны

Vogue
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
Скромница превратилась в сердцеедку: как менялась актриса Екатерина Климова Скромница превратилась в сердцеедку: как менялась актриса Екатерина Климова

Екатерина Климова умело сочетает карьеру в кино и воспитание четверых детей

VOICE
«Я снова мама»: как решиться на беременность после потери ребенка «Я снова мама»: как решиться на беременность после потери ребенка

Как не потерять веру и найти в себе силы для планирования новой беременности

Psychologies
Что мне снег, что мне зной: история легендарного внедорожника УАЗ Что мне снег, что мне зной: история легендарного внедорожника УАЗ

Знаменитый отечественный внедорожник, который умеет всё

Вокруг света
Быстрее, выше, сильнее: лучшие фильмы о советском спорте Быстрее, выше, сильнее: лучшие фильмы о советском спорте

Фильмы и сериалы о советском спорте

Cosmopolitan
Чем отличается кожа мужчин и женщин, и почему мужчинам тоже нужен ежедневный уход Чем отличается кожа мужчин и женщин, и почему мужчинам тоже нужен ежедневный уход

Чем отличается мужская кожа и как правильно за ней ухаживать

Популярная механика
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
Дальняя дача Дальняя дача

Юлия Федотова призывает приезжать на Мальту всей семьей

Tatler
Сыновьям потакают больше, чем дочерям: правда ли это? Сыновьям потакают больше, чем дочерям: правда ли это?

Замечали ли вы, что многие родители относятся к сыновьям более снисходительно?

Psychologies
С расчетом на российских коллекционеров: в Лондоне продают рисунок Леонардо да Винчи С расчетом на российских коллекционеров: в Лондоне продают рисунок Леонардо да Винчи

Многовековая иррациональная русская любовь к Леонардо да Винчи двигает арт-рынок

Forbes
5 реальных событий, которые легли в основу самых известных романов Стивена Кинга 5 реальных событий, которые легли в основу самых известных романов Стивена Кинга

Вот что стоит за пятью творениями короля ужасов

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

Как выглядит будущее транспортной индустрии?

Популярная механика
Дрессировка, клевета и триангуляция: как противостоять токсичным людям, нарциссам и манипуляторам Дрессировка, клевета и триангуляция: как противостоять токсичным людям, нарциссам и манипуляторам

Отрывок из книги «Токсичные люди» о некоторых нарциссических приемах

Forbes
Правительство опять ищет деньги у металлургов: что делать инвестору Правительство опять ищет деньги у металлургов: что делать инвестору

У правительства и металлургических компаний новый виток противостояния

Forbes
Мужчины в декрете: как дела обстоят в России? Мужчины в декрете: как дела обстоят в России?

Поговорили с папами, которые ушли в отпуск по уходу за детьми

Playboy
Открыть в приложении