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
20 истин о любви, которые мы познаем слишком поздно 20 истин о любви, которые мы познаем слишком поздно

Мы надеемся, что собранные истины помогут вам на романтическом пути

Psychologies
Человек из «Машины времени»: как часовщик-самоучка стал лучшим мастером России Человек из «Машины времени»: как часовщик-самоучка стал лучшим мастером России

Константин Чайкин сумел построить бизнес с выручкой 55 млн рублей в год

Forbes
Haval Jolion. Вашей маме понравится Haval Jolion. Вашей маме понравится

Китайские маркетологи утверждают, что Haval Jolion — молодёжный кроссовер

4x4 Club
Дети декабря Дети декабря

Декабристы — безумцы, герои, предатели или лучшие сыны нации?

Дилетант
Высокие технологии в образовании: хайп или необходимость Высокие технологии в образовании: хайп или необходимость

Какие технологии действительно востребованы в образовательной среде?

Популярная механика
Здравствуйте, я ваша тётя! Фильмы о внезапно объявившихся родственниках Здравствуйте, я ваша тётя! Фильмы о внезапно объявившихся родственниках

Фильмы, сюжет которых строится вокруг недавно обретённых родственников

Cosmopolitan
Клетчатка, коллаген, гиалурон: как пить бьюти-добавки, чтобы увидеть результат Клетчатка, коллаген, гиалурон: как пить бьюти-добавки, чтобы увидеть результат

Полезно ли начинать утро с коллагена, а на ночь пить воду с клетчаткой?

Cosmopolitan
Ученые выяснили, как слизевик без мозга может ориентироваться в окружающей среде и принимать решения Ученые выяснили, как слизевик без мозга может ориентироваться в окружающей среде и принимать решения

Отсутствие мозга мешает ориентироваться в пространстве не всем существам

Популярная механика
Любовные сцены и «Оскар»: удивительные факты о фильме «Москва слезам не верит» Любовные сцены и «Оскар»: удивительные факты о фильме «Москва слезам не верит»

Судьбоносная картина режиссера Владимира Меньшова — «Москва слезам не верит»

Cosmopolitan
Туманное пятнышко в небе Туманное пятнышко в небе

Совсем недавно туманность Андромеды была известна лишь узкому кругу астрономов

Наука и жизнь
Юкио Мисима: «Жизнь на продажу». Парадоксальный роман классика японской литературы — впервые на русском Юкио Мисима: «Жизнь на продажу». Парадоксальный роман классика японской литературы — впервые на русском

Глава из нового романа Юкио Мисимы о том, как юноша пытается продать свою жизнь

СНОБ
Сильнее страха и отчаяния. О Филиппе Авдееве — актере, режиссере и создателе бренда «Белый шум» Сильнее страха и отчаяния. О Филиппе Авдееве — актере, режиссере и создателе бренда «Белый шум»

Филипп Авдеев о судьбе театра «Гоголь-центра» и своей собственной жизни

СНОБ
«Это же просто дети»: преступление, которое потрясло Великобританию «Это же просто дети»: преступление, которое потрясло Великобританию

Никто не верил, что десятилетние дети способны на такое

Cosmopolitan
Бедра: 5 причин женского недовольства Бедра: 5 причин женского недовольства

Почему нам почти всегда кажется, что с нашими бедрами что-то не так

Cosmopolitan
«А я не гулящая!»: Екатерина Гусева показала редкие фото с мужем и детьми «А я не гулящая!»: Екатерина Гусева показала редкие фото с мужем и детьми

Екатерина Гусева оправдала ранее замужество и похвасталась личным счастьем

Cosmopolitan
Оставить на память Оставить на память

Собираем воспоминания о путешествиях и просто ярких летних днях

Seasons of life
Подтяжка лица нитями: что нужно знать, перед тем как решиться Подтяжка лица нитями: что нужно знать, перед тем как решиться

Что предпочесть, если вы не готовы смириться с возрастными признаками

Cosmopolitan
Вкусовая палитра: 7 натуральных пищевых красителей Вкусовая палитра: 7 натуральных пищевых красителей

Яркие красители обычно являются синтетическими, но бывают и исключения

Вокруг света
Ведьмак и Бонд: кто из голливудских знаменитостей самый заядлый геймер Ведьмак и Бонд: кто из голливудских знаменитостей самый заядлый геймер

Топ-5 звезд, обожающих видеоигры

Maxim
Минимум спорта, белки, психология: главные секреты похудения Адель Минимум спорта, белки, психология: главные секреты похудения Адель

Все способы похудения Адель

Cosmopolitan
А в душе я взрываюсь: «Память» с Тильдой Суинтон — самый загадочный и понятный фильм-медитация Канн-2021 А в душе я взрываюсь: «Память» с Тильдой Суинтон — самый загадочный и понятный фильм-медитация Канн-2021

Зачем смотреть «Память», если там приблизительно ничего не происходит

Esquire
Как освободить оперативную память на компьютере Как освободить оперативную память на компьютере

Пять способов освободить пару лишних гигабайт «оперативки» своего компьютера

CHIP
Бренд-шеф ресторанов «Урюк» — о плове, эмоциях и приходе «Мишлена» Бренд-шеф ресторанов «Урюк» — о плове, эмоциях и приходе «Мишлена»

Алексей Подлесных, бренд-шеф «Урюк» — о том, как рестораны держат марку 15 лет

РБК
Хотите поговорить о Боге? 8 необычных сериалов о религии Хотите поговорить о Боге? 8 необычных сериалов о религии

Необычные сериалы о религии

Cosmopolitan
Герои фильмов и сериалов, лиц которых мы никогда не видели. Часть II Герои фильмов и сериалов, лиц которых мы никогда не видели. Часть II

Закадровые персонажи, которые вошли в историю кинематографа

Maxim
«Возрастная дальнозоркость»: как с ней бороться? «Возрастная дальнозоркость»: как с ней бороться?

Пресбиопия — почему она начинается после 40 лет и как с ней жить?

Psychologies
4 факта: почему растительные белки все-таки полезнее животных 4 факта: почему растительные белки все-таки полезнее животных

Почему нужно больше употреблять растительную пищу?

Популярная механика
Широкие натуры: 5 самых щедрых мужчин по знаку зодиака Широкие натуры: 5 самых щедрых мужчин по знаку зодиака

Мужчин каких знаков точно нельзя назвать скрягами. Лови наш топ-5

VOICE
Восхождение на Эльбрус. Как готовиться и чего ждать от самой высокой горы Европы Восхождение на Эльбрус. Как готовиться и чего ждать от самой высокой горы Европы

Восхождение на северный склон Эльбруса

СНОБ
Открыть в приложении