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
Лед и пламя: история любви Александра Овечкина и Анастасии Шубской Лед и пламя: история любви Александра Овечкина и Анастасии Шубской

Love story Александра Овечкина и Анастасии Шубской

Cosmopolitan
Любить вопреки: 8 самых пахучих сыров в мире Любить вопреки: 8 самых пахучих сыров в мире

Почему об этих продуктах не стоит судить по запаху

Вокруг света
Копировала идеи и изводила сотрудников, но подняла рынки вне США: разбор «фабрики стартапов» Rocket Internet Копировала идеи и изводила сотрудников, но подняла рынки вне США: разбор «фабрики стартапов» Rocket Internet

Rocket Internet создала сотни рабочих мест и привлекла внимание к рынкам

VC.RU
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Долой ипохондрию: 7 признаков того, что ты здорова Долой ипохондрию: 7 признаков того, что ты здорова

Признаки, ориентируясь на которые можно понять, что твоё здоровье в порядке

Cosmopolitan
Археологи нашли кремированные останки беременной двойней женщины эпохи бронзы Археологи нашли кремированные останки беременной двойней женщины эпохи бронзы

Ареологи исследовали останки 29 человек культуры Ватя

N+1
Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья

Cтранный эксперимент: мужчины среднего возраста три месяца смотрели на море

Maxim
Кто приладил утопию к реальности Кто приладил утопию к реальности

Григорий Ревзин об Этьене Кабе и «Путешествии в Икарию»

Weekend
Хаши и нос Феллини. Ираклий Квирикадзе: Вспомни Тарантино! или Седьмая ночь на «Кинотавре» Хаши и нос Феллини. Ираклий Квирикадзе: Вспомни Тарантино! или Седьмая ночь на «Кинотавре»

История из ироничной и тонкой книги Ираклия Квирикадзе

СНОБ
«Маленький командир»: 7 причин, по которым дети руководят взрослыми «Маленький командир»: 7 причин, по которым дети руководят взрослыми

За зрелостью в детях скрывается отчаяние и необходимость в защите

Psychologies
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.
На севере Франции нашли остатки крупного поселения эпохи Меровингов На севере Франции нашли остатки крупного поселения эпохи Меровингов

Древнее поселение стояло на римской дороге, ведущей в город Суассон

N+1
Флагманский кроссовер Chery. Что делает Tiggo 8 Pro особенным? Флагманский кроссовер Chery. Что делает Tiggo 8 Pro особенным?

Компания Chery представила свой новый полноразмерный кроссовер Tiggo 8 Pro

4x4 Club
Что в номере тебе моем: краткая история автомобильных регистрационных знаков Что в номере тебе моем: краткая история автомобильных регистрационных знаков

Автомобильные номера — любопытная глава автомобильной истории

Вокруг света
Потеря ребенка и борьба с зависимостью: личные драмы певицы МакSим Потеря ребенка и борьба с зависимостью: личные драмы певицы МакSим

МакSим часто вдохновляется личным опытом, ей пришлось пережить немало трудностей

Cosmopolitan
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
Сын потратил $1800 в мобильной игре, и его отцу пришлось продать машину Сын потратил $1800 в мобильной игре, и его отцу пришлось продать машину

Оказывается, мобильные игры вредны не только для детей, но и для родителей

Psychologies
Как обнаружить в себе скрытые желания и возможности: советы эксперта Как обнаружить в себе скрытые желания и возможности: советы эксперта

Тень — бессознательная часть личности, которую ты в себе отрицаешь и подавляешь

Cosmopolitan
Recycle Object: Переработанный пластик — это красиво. Новая бижутерия для новых времен Recycle Object: Переработанный пластик — это красиво. Новая бижутерия для новых времен

Полина Череповицкая — как появилась идея создания марки бижутерии из пластика

СНОБ
«Не место высоких достижений, а удовольствие для всех»: почему спорт в России должен быть доступен каждому «Не место высоких достижений, а удовольствие для всех»: почему спорт в России должен быть доступен каждому

Почему важна инклюзия и вовлечение девочек и женщин в командные виды спорта?

Forbes
Галактика Брэнсона: от самолета до космических кораблей Галактика Брэнсона: от самолета до космических кораблей

У таких людей, как Ричард Брэнсон, есть, чему поучиться

CHIP
Голая грудь и шалости на пляже: лучшие пикантные провокации Юлии Пересильд Голая грудь и шалости на пляже: лучшие пикантные провокации Юлии Пересильд

Юлия Пересильд умеет демонстрировать сексуальность

Cosmopolitan
Между Лией и Рахилью Между Лией и Рахилью

Данте и Мандельштам о техниках выживания в тяжелые времена

Weekend
Инбридинг и гемолитическая болезнь плода повлияли на вымирание неандертальцев Инбридинг и гемолитическая болезнь плода повлияли на вымирание неандертальцев

Генетики проанализировали четыре древних генома архаичных людей

N+1
Почему животные могут распознать количество объектов, но не могут их сосчитать Почему животные могут распознать количество объектов, но не могут их сосчитать

Не только люди могут воспринимать количественную информацию

Популярная механика
Формула успеха: энергия и классные идеи Формула успеха: энергия и классные идеи

Как проходит день блогера-миллионника?

OK!
Зачем физикам идти в большие данные Зачем физикам идти в большие данные

Как работа с данными позволяет делать глубокие открытия

Популярная механика
7 лучших ролей Вуди Харрельсона в кино 7 лучших ролей Вуди Харрельсона в кино

Все творческие стороны Вуди Харрельсона

Maxim
10 мыслей уверенных в себе людей 10 мыслей уверенных в себе людей

Каково это — не сомневаться в себе внешне, но и внутри?

Psychologies
Открыть в приложении