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
Андрей Бурковский: «Для меня как для актера это был большой вызов» Андрей Бурковский: «Для меня как для актера это был большой вызов»

Герой этого номера Grazia – актер Андрей Бурковский

Grazia
90 минут и шесть миллионов жизней 90 минут и шесть миллионов жизней

На Ванзейской конференции был согласован план «решения еврейского вопроса»

Дилетант
Все любят Теда Лассо: почему сериал о наивном футбольном тренере покорил зрителей и критиков Все любят Теда Лассо: почему сериал о наивном футбольном тренере покорил зрителей и критиков

Почему спортивная комедия Тед Лассо завоевала сердца зрителей по всему миру

Forbes
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
6 жутких документальных фильмов про маньяков 6 жутких документальных фильмов про маньяков

Реальные киноистории о расследованиях серийных убийств и психологии преступников

GQ
Период желаний: почему надо знакомиться с мужчинами во время овуляции Период желаний: почему надо знакомиться с мужчинами во время овуляции

Овуляция — период, когда женщина особенно привлекательная для мужчин

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

Какие технологии действительно востребованы в образовательной среде?

Популярная механика
Искусство футбола: как художник Покрас Лампас объединил мяч и модный NFT-арт Искусство футбола: как художник Покрас Лампас объединил мяч и модный NFT-арт

Критики оценивают работу Покраса Лампаса для Евро-2020

СНОБ
Почему накануне и в сам день рождения может быть плохо? Объясняет астролог Почему накануне и в сам день рождения может быть плохо? Объясняет астролог

За несколько недель до дня рождения всё как будто идет не так и валится из рук?

Cosmopolitan
Анекдот пропагандиста Анекдот пропагандиста

Турецкий султан так никогда и не получил легендарное письмо казаков

Вокруг света
Как выглядели в юности Гузеева, Андреева, Бадоева и другие звезды Первого канала Как выглядели в юности Гузеева, Андреева, Бадоева и другие звезды Первого канала

Этими популярными телеведущими любуется вся страна

Cosmopolitan
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
Преступление по соседству: детективы об убийствах в маленьких городах Преступление по соседству: детективы об убийствах в маленьких городах

12 интересных детективных фильмов и сериалов об убийствах в маленьких поселениях

Cosmopolitan
Инвазивные кабаны подпортили почву и по выбросам углекислого газа обошли миллион автомобилей Инвазивные кабаны подпортили почву и по выбросам углекислого газа обошли миллион автомобилей

Их воздействие на климат сопоставимо с миллионом легковых автомобилей

N+1
Игра Бакмана: эссе автора Игра Бакмана: эссе автора

Фредрик Бакман написал эссе о том, как тренировал футбольную команду дочери

Esquire
Любовь или кошелек: как измены влияют на доход Любовь или кошелек: как измены влияют на доход

Чем полезен для верности баланс в заработке мужчины и женщины?

Psychologies
Монти Пайтон Монти Пайтон

Правила жизни Монти Пайтон

Esquire
Динамика квантового транспорта в фрактальных решетках оказалась зависима от размерности фрактала Динамика квантового транспорта в фрактальных решетках оказалась зависима от размерности фрактала

Измерение характеристик квантового транспорта в фрактальных фотонных решетках

N+1
Топ-5 самых медленных животных планеты Топ-5 самых медленных животных планеты

Что насчет самых медленных существ планеты?

Популярная механика
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
Очарование легенды Очарование легенды

Наполеон сделал многое, чтобы придать своей личности образ сверхчеловека

Дилетант
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
Синдром самозванца: что это такое и как перестать постоянно чувствовать себя обманщиком Синдром самозванца: что это такое и как перестать постоянно чувствовать себя обманщиком

Определение синдрома самозванца и оптимальные стратегии борьбы с этим явлением

Playboy
«Почему он не пишет и не звонит?» Отвечают мужчины «Почему он не пишет и не звонит?» Отвечают мужчины

Почему мужчины иногда внезапно пропадают?

Psychologies
Доказано, что псилоцибин значительно ускоряет рост клеток мозга Доказано, что псилоцибин значительно ускоряет рост клеток мозга

Как псилоцибин влияет на нейронную пластичность в мозге млекопитающих

Популярная механика
«Я снова мама»: как решиться на беременность после потери ребенка «Я снова мама»: как решиться на беременность после потери ребенка

Как не потерять веру и найти в себе силы для планирования новой беременности

Psychologies
Солнце, ветер и воздух для добычи воды Солнце, ветер и воздух для добычи воды

С каждым годом дефицит водных ресурсов на планете только усиливается

Наука и жизнь
Джордж будет разбивать сердца! Лучшие фото сына Кейт Миддлтон и Уильяма Джордж будет разбивать сердца! Лучшие фото сына Кейт Миддлтон и Уильяма

Первенца герцогов Кембриджских называют самым известным в мире мальчиком

Cosmopolitan
«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
Открыть в приложении