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
Две недели до отпуска: как сбросить 7 кг без риска для здоровья Две недели до отпуска: как сбросить 7 кг без риска для здоровья

Свекольная диета — одна из самых безопасных и эффективных диет

VOICE
Медвежья заслуга Медвежья заслуга

Сорок лет назад наша страна на неделю забежала прямо в будущее

Tatler
Как найти первую работу? Как найти первую работу?

Как найти самое первое место работы, чтобы обрести пресловутый опыт?

Psychologies
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
15 главных героев Евро-2020 15 главных героев Евро-2020

Кто запомнился зрителям с Евро-2020?

GQ
Гендиректор Spotify в России и СНГ Илья Алексеев: «По статистике прослушиваний по всей России лидирует Моргенштерн, а в Уфе — BTS» Гендиректор Spotify в России и СНГ Илья Алексеев: «По статистике прослушиваний по всей России лидирует Моргенштерн, а в Уфе — BTS»

Как Spotify удается конкурировать с локальными игроками и что слушают в России

Inc.
Нескучный бизнес: 5 книг для тех, кто ищет свою нишу Нескучный бизнес: 5 книг для тех, кто ищет свою нишу

Нетривиальными способами заработка делятся авторы этих книг

Популярная механика
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
Как не угодить в юридическую ловушку маркетплейса. Чек-лист для производителей и поставщиков от юристов Как не угодить в юридическую ловушку маркетплейса. Чек-лист для производителей и поставщиков от юристов

Несколько пунктов в офертах маркетплейсов, которые могут подпортить вам жизнь

Inc.
Сон в летнюю ночь Сон в летнюю ночь

Почему возникает бессонница? Причин много и они не всегда очевидны

Лиза
«TikTok просто заставил меня купить это»: благодаря соцсети и её блогерам раскупают любые случайные вещи «TikTok просто заставил меня купить это»: благодаря соцсети и её блогерам раскупают любые случайные вещи

Про устройство бизнеса на товарах в TikTok

VC.RU
Фата по талонам и спиртное по карточкам: как праздновали свадьбы в 1980-х Фата по талонам и спиртное по карточкам: как праздновали свадьбы в 1980-х

Как в предперестроечные времена устраивали свадьбы

Psychologies
После бала. Отличия и сходства петербургской и московской светской жизни После бала. Отличия и сходства петербургской и московской светской жизни

Чем отличается московская вечеринка от петербургского приема?

СНОБ
Магнитное пересоединение экспоненциально быстро лишило черную дыру магнитного поля Магнитное пересоединение экспоненциально быстро лишило черную дыру магнитного поля

Физики провели моделирование намагниченной черной дыры, окруженной плазмой

N+1
Бокал решает: меняет ли алкоголь нашу личность Бокал решает: меняет ли алкоголь нашу личность

Отрывок из книги Дэвида Натта «Пить или не пить»

Forbes
Горячий чай или холодное молоко: что можно и нельзя пить в жару Горячий чай или холодное молоко: что можно и нельзя пить в жару

Разбираемся, что полезно пить в жаркие дни

РБК
Цветок забвения Цветок забвения

Иван-чай узколистный — многолетнее травянистое растение из семейства Кипрейные

Наука и жизнь
Как начать сортировать мусор: чек-лист Esquire Как начать сортировать мусор: чек-лист Esquire

Как правильно сортировать мусор и вести экологичную жизнь?

Esquire
Голая грудь и имя мужа под трусиками: самые провокационные образы Меган Фокс Голая грудь и имя мужа под трусиками: самые провокационные образы Меган Фокс

Голливудская актриса Меган Фокс считается главным секс-символом XXI века

Cosmopolitan
Эротический и сексуальный контакты: в чем между ними разница? Эротический и сексуальный контакты: в чем между ними разница?

О разных видах физического контакта и о том, как они связаны между собой

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
Секретная военная база США оттает из-за глобального потепления Секретная военная база США оттает из-за глобального потепления

Лагерь «Сенчури» грозит открыть миру все то, что люди закопали в снег

Популярная механика
Возможности не ограничены: как девушки с инвалидностью знакомятся онлайн Возможности не ограничены: как девушки с инвалидностью знакомятся онлайн

Может ли диагноз стать препятствием для дружбы и любви

Psychologies
Собственная реальность. О чем на самом деле написал Путин в своей статье Собственная реальность. О чем на самом деле написал Путин в своей статье

Президент России живет в своей реальности

СНОБ
Шутки кончились: Chery Tiggo 8 Pro как откровение года Шутки кончились: Chery Tiggo 8 Pro как откровение года

Автомобиль из Китая, за который не стыдно совсем

Maxim
Потеряла брата-близнеца и спасла сына: удивительные факты о Жанне Фриске Потеряла брата-близнеца и спасла сына: удивительные факты о Жанне Фриске

Интересные моменты короткой, но яркой жизни Жанны Фриске

Cosmopolitan
Палеонтологи описали древнейшее способное трещать крыльями насекомое Палеонтологи описали древнейшее способное трещать крыльями насекомое

Палеонтологи описали древнейшее хищное летающее насекомое

N+1
Одна вокруг света: как работает волонтерская клиника в Гватемале Одна вокруг света: как работает волонтерская клиника в Гватемале

130-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Гватемала

Forbes
Не рокот космодрома Не рокот космодрома

Как и зачем строят космодромы

Популярная механика
Открыть в приложении