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
Как выйти замуж и начать сходить с ума. Фрагмент триллера Кэролайн Ли «Стеклянная женщина» Как выйти замуж и начать сходить с ума. Фрагмент триллера Кэролайн Ли «Стеклянная женщина»

Отрывок из романа «Стеклянная женщина» с суровой исландской фактурой

Esquire
Что в токене тебе моем Что в токене тебе моем

Что такое NFT и как этот термин связан с миром современного искусства

AD
Действительно народный артист: 10 ярких ролей Владимира Меньшова Действительно народный артист: 10 ярких ролей Владимира Меньшова

Владимир Меньшов - на самом деле народный режиссер

Cosmopolitan
Битва за плиту: почему большинство шеф-поваров — мужчины и как изменить эту ситуацию Битва за плиту: почему большинство шеф-поваров — мужчины и как изменить эту ситуацию

C какими препятствиями сталкиваются женщины, строящие карьеру в индустрии еды

Forbes
«Независимая зависимая женщина»: прима-балерина Большого Светлана Захарова  — о новой роли и премьере «Чайки» «Независимая зависимая женщина»: прима-балерина Большого Светлана Захарова  — о новой роли и премьере «Чайки»

Прима-балерина Светлана Захарова — чем женщины иногда жертвуют ради стабильности

Forbes
Арт-интеграция: как технологии популяризируют искусство Арт-интеграция: как технологии популяризируют искусство

Рассказываем, что «технари» привнесли в деятельность «гуманитариев»

РБК
Все свое ношу с собой: какие представители животного мира строят переносные дома Все свое ношу с собой: какие представители животного мира строят переносные дома

Насекомые, жизнь которых описывает афоризм «Все свое ношу с собой»

Вокруг света
Олимпийцы, за которыми мы будем следить в соцсетях Олимпийцы, за которыми мы будем следить в соцсетях

Десять фаворитов, за которыми стоит следить и на соревнованиях, и в соцсетях

Playboy
Креатин: как правильно принимать популярную спортивную добавку Креатин: как правильно принимать популярную спортивную добавку

Преимущества и недостатки креатина

Playboy
«Гордиться делами, а не деньгами»: как Любна Олаян стала самой влиятельной женщиной Саудовской Аравии «Гордиться делами, а не деньгами»: как Любна Олаян стала самой влиятельной женщиной Саудовской Аравии

Как Любне Олаян помогает другим женщинам в Саудовской Аравии?

Forbes
На это уйдет 10-15 лет: как новый тренер сборной может изменить российский футбол На это уйдет 10-15 лет: как новый тренер сборной может изменить российский футбол

Что должен сделать следующий тренер сборной России?

Forbes
Как выбрать сексолога? 5 советов Как выбрать сексолога? 5 советов

На что обращать внимание при выборе сексолога?

Psychologies
«Наука» в космосе: на что способен новый российский модуль МКС «Наука» в космосе: на что способен новый российский модуль МКС

Чем оснащен новый российский модуль МКС, который ждали 14 лет

Forbes
Пропавшая летчица: 5 фактов об Амелии Эрхарт Пропавшая летчица: 5 фактов об Амелии Эрхарт

Самая известная летчица своего времени бесследно исчезла над Тихим океаном

Вокруг света
Амурных дел мастер Амурных дел мастер

Анна Толстова о том, за что в России любили Торвальдсена

Weekend
Альтернатива туристическому югу: лучшие пляжи Приморья Альтернатива туристическому югу: лучшие пляжи Приморья

На берегу Японского моря есть все составляющие летнего отдыха

Forbes
7 способов говорить легко и непринужденно в любой ситуации 7 способов говорить легко и непринужденно в любой ситуации

Эти хитрости помогут вам говорить легко и ярко

Psychologies
Иван-чай: польза и вред, советы врача Иван-чай: польза и вред, советы врача

Россия чуть ли не единственная страна, где продолжают готовить чай из кипрея

РБК
Игумен Пантелеимон Игумен Пантелеимон

Выпускник мехмата МГУ, программист, интеллектуал стал игуменом

Seasons of life
То, о чем нельзя забывать: эволюция поворотников То, о чем нельзя забывать: эволюция поворотников

Автомобильные поворотники не сразу обрели современный вид

Вокруг света
Как прокачать мозг: 20 простых способов стать умнее Как прокачать мозг: 20 простых способов стать умнее

Несколько реальных способов прокачать свои способности

Вокруг света
Откуда берутся морщины и как предотвратить их появление Откуда берутся морщины и как предотвратить их появление

Простые советы как избежать появление морщин

Популярная механика
Красота на любителя Красота на любителя

Социальные сети призывают нас принимать себя любыми

Robb Report
Как государство стало утопией Как государство стало утопией

Григорий Ревзин о Платоне и «Диалогах»

Weekend
«Ты защитил семью»: вдова Михаила Круга в день его гибели показала нежное фото «Ты защитил семью»: вдова Михаила Круга в день его гибели показала нежное фото

Вдова Михаила Круга почтила память легендарного шансонье

Cosmopolitan
«Оттолкнись и катись»: далеко ли уедут электросамокаты в России.  Исследование рынка кикшеринга «Оттолкнись и катись»: далеко ли уедут электросамокаты в России.  Исследование рынка кикшеринга

Исследование рынка кикшеринга

Inc.
Почему не надо пользоваться термальной водой: эксперт назвал 5 причин Почему не надо пользоваться термальной водой: эксперт назвал 5 причин

Что не так с термальной водой?

Cosmopolitan
Стоит ли бояться применения искусственного интеллекта в медицинской диагностике Стоит ли бояться применения искусственного интеллекта в медицинской диагностике

Что такое ИИ и как он применяется в медицинской диагностике?

Популярная механика
Гаитянский щелезуб и еще 3 ядовитые «ошибки природы» Гаитянский щелезуб и еще 3 ядовитые «ошибки природы»

Щелезуб — одно из немногих ядовитых млекопитающих на земле

Вокруг света
Открыть в приложении