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
Болезни большого города: книги о стрессе, тревоге и травмах с хорошей научной базой Болезни большого города: книги о стрессе, тревоге и травмах с хорошей научной базой

Депрессия, детские травмы, тревожность – можно ли помочь себе с помощью книг?

Популярная механика
Профидентичность: кем ты стал, когда вырос? Профидентичность: кем ты стал, когда вырос?

Нам бывает не так уж просто идентифицировать себя с определенной профессией

Psychologies
Утраченные и обретенные Утраченные и обретенные

Где находятся потерянные произведения искусства

Weekend
Из помазанников Божьих в святые мученики Из помазанников Божьих в святые мученики

Расстрел царской семьи — едва ли не самый хорошо исследованный сюжет

Дилетант
Uber-сюрприз: “человеческий фактор” и аварии беспилотных автомобилей Uber-сюрприз: “человеческий фактор” и аварии беспилотных автомобилей

Технологические аварии давно не редкость, но кто в них виноват?

Популярная механика
Дело тонкое: актеры сериала Дело тонкое: актеры сериала

Как выглядят актеры сериала "Великолепный век", прославившиеся на весь мир

Cosmopolitan
Канадец придумал, как связаться с умершей возлюбленной Канадец придумал, как связаться с умершей возлюбленной

Как современные технологии игнорируют смерть?

Psychologies
Рид Хоффман: «Я фанат игр. И это не шахматы» Рид Хоффман: «Я фанат игр. И это не шахматы»

Венчурный инвестор рассказал, какие игры помогли ему добиться успеха в бизнесе

VC.RU
6 жутких документальных фильмов про маньяков 6 жутких документальных фильмов про маньяков

Реальные киноистории о расследованиях серийных убийств и психологии преступников

GQ
Кто приладил утопию к реальности Кто приладил утопию к реальности

Григорий Ревзин об Этьене Кабе и «Путешествии в Икарию»

Weekend
Как там ваш питомец? 10 фактов о тамагочи Как там ваш питомец? 10 фактов о тамагочи

«Питомцы в яйце» возвращаются!

Вокруг света
«Никакой швабры»: самые странные запреты из нашего детства и не только «Никакой швабры»: самые странные запреты из нашего детства и не только

Запреты из детства, смысл которых до сих пор понять невозможно

Cosmopolitan
«Тед Лассо»: почему ты обязательно должна посмотреть сериал про футбол «Тед Лассо»: почему ты обязательно должна посмотреть сериал про футбол

«Тед Лассо» — сериал про любовь и доброту, который должна посмотреть каждая

Cosmopolitan
Обида — «лучший» способ разрушить себя и отношения Обида — «лучший» способ разрушить себя и отношения

Обида — этот привычный сценарий может угрожать вашим отношениям

Psychologies
10 вредных советов по стилю, которые ты найдешь в Сети — не ведись на них! 10 вредных советов по стилю, которые ты найдешь в Сети — не ведись на них!

Популярные запреты и правила, которым не стоит следовать

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

Как выглядит будущее транспортной индустрии?

Популярная механика
Дважды очарованный тетракварк: физики заявили об открытии нового состояния материи Дважды очарованный тетракварк: физики заявили об открытии нового состояния материи

В зоопарке элементарных частиц пополнение

Популярная механика
Всегда первая! Всегда первая!

Как определить подходящий тебе вид спорта с помощью нумерологии

Лиза
Губернатор печального образа Губернатор печального образа

В марте 1800 года в Твери от затора льда на Волге произошло большое наводнение

Наука и жизнь
На дистанции: почему мы боимся сближаться с партнером На дистанции: почему мы боимся сближаться с партнером

Как удержать баланс между «Я» и «мы» и дорастить брак до партнерского?

Psychologies
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
Фразы, по которым можно распознать нарциссов Фразы, по которым можно распознать нарциссов

Распознать нарциссов можно по определенным фразам, мы собрали их для вас

Psychologies
Три причины, по которым вас не слушают. Как выступать, чтобы никто не скучал Три причины, по которым вас не слушают. Как выступать, чтобы никто не скучал

Как быть услышанным в XXI веке?

СНОБ
Работа убивает: 5 герпетологов, которые не пережили укус змеи Работа убивает: 5 герпетологов, которые не пережили укус змеи

Порой герпетологи гибнут от змеиных укусов из-за нелепой случайности

Вокруг света
10 аудиокниг для любителей спорта 10 аудиокниг для любителей спорта

Подборка книг для любителей спорта

Популярная механика
Есть возле Рэдинга тюрьма... Есть возле Рэдинга тюрьма...

История Рэдингской тюрьмы

Дилетант
«Браки совершаются на небесах»: что это значит? «Браки совершаются на небесах»: что это значит?

Что имеют в виду современные люди, говоря, что союзы заключаются на небесах?

Psychologies
Выход из крутого пике: как компания Snap преодолела череду неудач Выход из крутого пике: как компания Snap преодолела череду неудач

Что привело к взлету компании Snap?

Forbes
Мой веселый, звонкий мяч Мой веселый, звонкий мяч

У тенниса появился серьезный конкурент

Tatler
Открыть в приложении