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
Искусство эко-строительства: как работает экологическая сертификация в современном девелопменте Искусство эко-строительства: как работает экологическая сертификация в современном девелопменте

Экологическая повестка в строительстве: стандарты, системы энергоэффективности

Популярная механика
Ушли в тень: почему хакерская группировка REvil свернула свою деятельность Ушли в тень: почему хакерская группировка REvil свернула свою деятельность

Хакерская группировка REvil за 2020 год заработала $100 млн

Forbes
Deep Food Tech: как будет выглядеть еда будущего и что для ее разработки делают в настоящем Deep Food Tech: как будет выглядеть еда будущего и что для ее разработки делают в настоящем

Что из себя представляет пищевая промышленность будущего?

Популярная механика
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
Лечение без назначения: как защитить организм от лекарственных средств в водопроводной воде Лечение без назначения: как защитить организм от лекарственных средств в водопроводной воде

Как самостоятельно позаботиться о себе и предотвратить «лечение без назначения»?

Популярная механика
Гладкий я: эволюция эпиляции от Нефертити до наших дней Гладкий я: эволюция эпиляции от Нефертити до наших дней

Как в разные эпохи девушки избавлялись от волос на теле?

Cosmopolitan
Бывший глава Nissan Карлос Гон рассказал, как бежал из Японии в ящике для музыкальных инструментов Бывший глава Nissan Карлос Гон рассказал, как бежал из Японии в ящике для музыкальных инструментов

Бывший глава Nissan Карлос Гон — о своем дерзком побеге из Японии

Inc.
Что делать, чтобы мечты сбывались: 5 простых, но действенных шагов Что делать, чтобы мечты сбывались: 5 простых, но действенных шагов

Почему у одних желания сбываются как по мановению палочки, а у других — нет?

Cosmopolitan
Дамбы в крупных заливах оказались невыгодны при наводнениях Дамбы в крупных заливах оказались невыгодны при наводнениях

Вместо дамб ученые предлагают сосредоточиться на создании водохранилищ

N+1
Самая полезная еда в «Макдоналдсе», KFC, «Теремке» и других сетях фастфуда, по мнению диетолога Самая полезная еда в «Макдоналдсе», KFC, «Теремке» и других сетях фастфуда, по мнению диетолога

Даже в ресторанах быстрого питания можно есть с пользой для здоровья!

Maxim
Как говорить с нужными людьми, чтобы они отвечали: навыки деловой коммуникации в цифровую эпоху Как говорить с нужными людьми, чтобы они отвечали: навыки деловой коммуникации в цифровую эпоху

Советы, которые помогут получить максимум пользы от бизнес-коммуникации

Inc.
Самый ближний Восток Самый ближний Восток

О каджарском искусстве и о том, как Восток и Запад экзотизировали друг друга

Weekend
Организатор пространства Организатор пространства

Специальный проект «Секреты профессии»

Лиза
Сомнительная инвестиция: как две женщины решили судьбу художника Джексона Поллока Сомнительная инвестиция: как две женщины решили судьбу художника Джексона Поллока

Отрывок из книги Майкла Шнейерсона о знаменитых арт-дилерах

Forbes
Загадочные галлы: откуда на растениях появляются странные наросты? Загадочные галлы: откуда на растениях появляются странные наросты?

Как появляются на ветвях деревьев странные утолщения и кто их создатель?

Вокруг света
Зачем в космосе нужны цветы Зачем в космосе нужны цветы

Какие земные растения уже побывали на орбите, и зачем они там понадобились?

Популярная механика
В поисках ядерного буксира В поисках ядерного буксира

Почему ядерные корабли до сих пор не появились?

Популярная механика
10 самых популярных российских фильмов на IMDb 10 самых популярных российских фильмов на IMDb

Странички с какими нашими фильмами посещают на главном киносайте планеты

Maxim
Оригинал или подделка? Как разобраться в сумках Louis Vuitton Оригинал или подделка? Как разобраться в сумках Louis Vuitton

Как отличить подделку от оригинала Louis Vuitton?

Cosmopolitan
Новый туристический маршрут — Хакасия: зачем туда ехать и что посмотреть Новый туристический маршрут — Хакасия: зачем туда ехать и что посмотреть

Хакасия — земля пяти стихий

Cosmopolitan
Звук времени Звук времени

О фильме «Для Лучо», биографии любимого певца Италии и самой Италии

Weekend
Девушки с характером: 10 фильмов с дерзкими главными героинями Девушки с характером: 10 фильмов с дерзкими главными героинями

Героини этих фильмов могут надрать пятую точку кому угодно!

Cosmopolitan
История немецкой философии — в биографиях четырех крупнейших философов XX века: фрагмент книги Вольфрама Айленбергера «Время магов» История немецкой философии — в биографиях четырех крупнейших философов XX века: фрагмент книги Вольфрама Айленбергера «Время магов»

Глава из книги «Время магов. Великое десятилетие в философии 1929−1939»

Esquire
Личная жизнь звезд фильма «Викинг»: Ходченковой, Козловского, Бортич и других Личная жизнь звезд фильма «Викинг»: Ходченковой, Козловского, Бортич и других

Как изменилась личная жизнь артистов фильма «Викинг»?

Cosmopolitan
Стреляющий нож для гражданина Бонда Стреляющий нож для гражданина Бонда

А вот такой штуковины в арсенале мистера Кью не было…

Maxim
7 лучших CGI-трейлеров видеоигр всех времен 7 лучших CGI-трейлеров видеоигр всех времен

Кинематографичные ролики к играм превратились в отдельный жанр искусства!

Maxim
Печать навсегда: 5 бумаг, которые изменили мир Печать навсегда: 5 бумаг, которые изменили мир

Бумаги, которые определили ход истории на несколько веков вперед

Inc.
Домашняя талассотерапия Домашняя талассотерапия

Лечимся целебной морской водой, не выезжая на курорт

Лиза
Дом стоит, свет горит Дом стоит, свет горит

Галина Никулина во время карантина приехала в родные места. И осталась

Seasons of life
Открыть в приложении