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
Первый в мире 2D-магнит толщиной в один атом стабилен даже при 100 градусах Цельсия Первый в мире 2D-магнит толщиной в один атом стабилен даже при 100 градусах Цельсия

Ученые из США разработали тончайший в мире двумерный магнитный материал

Популярная механика
Нация умных людей Нация умных людей

История израильского экономического чуда

kiozk originals
Гусеницы на плодах томатов вызвали электрическую активность в плодоножках Гусеницы на плодах томатов вызвали электрическую активность в плодоножках

Растения томатов отреагировали на появление травоядных гусениц на плодах

N+1
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Растения никогда не поработят людей. Правда же? Растения никогда не поработят людей. Правда же?

Что растения могут предъявить против людей?

Популярная механика
Побег: история одного фото Побег: история одного фото

Несостоявшийся чемпион по бегу с барьерами — пограничник Конрад Шуман

Вокруг света
Вадим Гаевский. Прощальный дивертисмент Вадим Гаевский. Прощальный дивертисмент

О значении Гаевского в духовной жизни нескольких поколений театральных людей

СНОБ
«Думали, что хватит 7 млн рублей, а вложили 40»: как запустилось и работает производство протеиновых десертов «Думали, что хватит 7 млн рублей, а вложили 40»: как запустилось и работает производство протеиновых десертов

История бренда фитнес-десертов Fitnesshock

VC.RU
Депутат Балтики Депутат Балтики

Евгения Милова пишет инструкцию по любви к Калининградской области

Tatler
Кинем кости? Невероятная история настольных игр Кинем кости? Невероятная история настольных игр

Индустрия настольных игр переживает невиданный расцвет

Вокруг света
Палеонтологи разобрались в родственных связях южноамериканских копытных Палеонтологи разобрались в родственных связях южноамериканских копытных

Одни таксоны оказались родственны лошадям, другие – даманам и слонам

N+1
9 игр из нашего прошлого, которым можно научить детей и внуков 9 игр из нашего прошлого, которым можно научить детей и внуков

Игры для детей на любой вкус, возраст и уровень активности

Psychologies
Фитнес в режиме нон-стоп: 7 признаков спортивной зависимости Фитнес в режиме нон-стоп: 7 признаков спортивной зависимости

Как страсть к фитнесу может стать поводом для обращения к специалисту?

Psychologies
В атмосфере экзопланеты впервые обнаружили и измерили следы изотопов В атмосфере экзопланеты впервые обнаружили и измерили следы изотопов

В атмосфере далекой экзопланеты впервые обнаружены изотопы

Популярная механика
Память воды Память воды

Как фридайвинг учит открывать новые глубины в себе самой

Tatler
Стреляющий нож для гражданина Бонда Стреляющий нож для гражданина Бонда

А вот такой штуковины в арсенале мистера Кью не было…

Maxim
Исторический выбор: что происходило до и после того, как были сделаны легендарные фотографии агентства Magnum Исторический выбор: что происходило до и после того, как были сделаны легендарные фотографии агентства Magnum

Историк фотографии Михаил Сидлин объясняет, чем именно ценны эти снимки

Esquire
Никогда не поздно: 7 всемирно известных писателей, дебютировавших в зрелом возрасте Никогда не поздно: 7 всемирно известных писателей, дебютировавших в зрелом возрасте

Эти признанные мастера начали карьеру романистов после 30 лет

Вокруг света
Марафоны похудения в инстаграме: они опаснее, чем кажутся! Марафоны похудения в инстаграме: они опаснее, чем кажутся!

Почему нельзя быстро похудеть на марафоне похудения?

Cosmopolitan
Бочка, штопор, ранверсман: 8 самых сложных фигур высшего пилотажа Бочка, штопор, ранверсман: 8 самых сложных фигур высшего пилотажа

Самые сложные и завораживающие фигуры высшего пилотажа

Вокруг света
5 неочевидных ошибок, которые больше всего раздражают инвесторов 5 неочевидных ошибок, которые больше всего раздражают инвесторов

Отрывок из книги Ларисы Катышевой «Как презентовать проект»

Inc.
Mitsubishi Eclipse Cross. Не изменяя принципам Mitsubishi Eclipse Cross. Не изменяя принципам

Внешний вид Mitsubishi Eclipse Cross стал ещё круче и интереснее

4x4 Club
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
Приятно пообщаться! Приятно пообщаться!

Психологические трюки, которые помогут расположить к себе любого собеседника

Лиза
Пляжные фото звезд сериала «Настя, соберись!»: Аксеновой, Гришиной и других Пляжные фото звезд сериала «Настя, соберись!»: Аксеновой, Гришиной и других

Как звезды сериала «Настя, соберись!» выглядят в купальниках

Cosmopolitan
Дмитрий Бычков и Варвара Шаталова: Дмитрий Бычков и Варвара Шаталова:

Дмитрий Бычков и Варвара Шаталова — о скалолазании и любви

Караван историй
Как полюбить будущее и не сойти с ума Как полюбить будущее и не сойти с ума

Артемий Лебедев в российском интернете, как Пелевин – в русской литературе

Популярная механика
Как изменились звезды фильма «Сибирский цирюльник»: Меньшиков, Ормонд и другие Как изменились звезды фильма «Сибирский цирюльник»: Меньшиков, Ормонд и другие

Что произошло с актерами знаменитого фильма «Сибирский цирюльник»?

Cosmopolitan
Укрощаем сахарного монстра: что есть, чтобы справиться с тягой к сладкому Укрощаем сахарного монстра: что есть, чтобы справиться с тягой к сладкому

Продукты, которые помогают справиться с сахарной зависимостью

Cosmopolitan
Открыть в приложении