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

Био-механизм Био-механизм

Пауки, пожалуй, самые высокотехнологичные существа на планете

Вокруг света
Как тебе такое, Илон Маск? Джефф Безос — самый богатый человек в космосе. Что его полет значит для развития комического туризма? Как тебе такое, Илон Маск? Джефф Безос — самый богатый человек в космосе. Что его полет значит для развития комического туризма?

Чем проект Джеффа Безоса важен для космического туризма?

Esquire
Часы марсианского тракториста Часы марсианского тракториста

Когда и зачем человеку может понадобиться новая система измерения времени?

Вокруг света
5 медсестер на одного пациента: как устроена больница, где лечится Елизавета II 5 медсестер на одного пациента: как устроена больница, где лечится Елизавета II

Как устроена главная больница Лондона и могут ли в ней лечиться простые смертные

Cosmopolitan
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

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

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

Почему мужчины иногда внезапно пропадают?

Psychologies
Вкусовая палитра: 7 натуральных пищевых красителей Вкусовая палитра: 7 натуральных пищевых красителей

Яркие красители обычно являются синтетическими, но бывают и исключения

Вокруг света
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
Среднерусская доска Среднерусская доска

История российского скейтбординга: от неформалов до олимпийской сборной

GQ
Немузейный экспонат: как и зачем искусство просочилось в отели и публичные пространства Немузейный экспонат: как и зачем искусство просочилось в отели и публичные пространства

Как гостиничный бизнес приобщился к прекрасному

Esquire
Амилоидные образования отделили от «мусора» Амилоидные образования отделили от «мусора»

Ученые разобрались в структурных особенностях амилоидных отложений

Наука и жизнь
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
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
Как перестать всем угождать и наконец начать жить Как перестать всем угождать и наконец начать жить

Бывает ли у вас ощущение, что вы не справляетесь... с этой жизнью?

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
Перформанс как форма терапии, инструмент познания и смысл жизни: интервью с двумя крутыми российскими художницами Перформанс как форма терапии, инструмент познания и смысл жизни: интервью с двумя крутыми российскими художницами

Российские перформансистки рассказали о своем деле и реакции публики на него

Playboy
Бабушки-косатки Бабушки-косатки

Людей и «китов-убийц» роднит забота бабушек о внуках

Вокруг света
Пенницы всосали сок растений под рекордным давлением больше одного мегапаскаля Пенницы всосали сок растений под рекордным давлением больше одного мегапаскаля

Это навык позволяет пенницам кормиться соком ксилемы

N+1
Правило двух недель: как пережить тяжелый разрыв Правило двух недель: как пережить тяжелый разрыв

Несколько советов, которые позволят тебе быстрее исцелиться от расставания

Cosmopolitan
За пять минут до полуночи... Маршрут № 1 За пять минут до полуночи... Маршрут № 1

Путешествие из Петербурга в Москву - любимое русское занятие

Караван историй
Пытки медициной. Почему в российских тюрьмах не лечат подозреваемых в терроризме Пытки медициной. Почему в российских тюрьмах не лечат подозреваемых в терроризме

Чем сотрудники исправительных учреждений аргументируют отказы в лечении?

СНОБ
Поесть на ходу: 10 городских деликатесов Поесть на ходу: 10 городских деликатесов

Всего за пару десятков лет стритфуд превратился в культруное явление

Вокруг света
Почему нам всем не хватало «Чудаков» Почему нам всем не хватало «Чудаков»

Почему сейчас самое время для продолжения безумной серии «Чудаков»

GQ
Плазменный ускоритель использовали в лазере на свободных электронах Плазменный ускоритель использовали в лазере на свободных электронах

Физики смогут расширить область применения плазменных ускорителей

N+1
Зависть черная и белая: чем они различаются Зависть черная и белая: чем они различаются

Зависть: может ли чувство разделяться на негативное и позитивное?

Psychologies
Стоит ли смотреть фильм «Время» про абсурдность и банальность нашей жизни Стоит ли смотреть фильм «Время» про абсурдность и банальность нашей жизни

Режиссер М. Найт Шьямалан выпустил очень интересное кино «Время»

GQ
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
Шейк против Гаги: бьюти-битва экс-подруг Брэдли Купера Шейк против Гаги: бьюти-битва экс-подруг Брэдли Купера

Какие бьюти-эксперименты пробовали девушки, покорившие сердце Брэдли Купера?

Cosmopolitan
Мейд-кафе, многоэтажные караоке и другие странные развлечения Японии Мейд-кафе, многоэтажные караоке и другие странные развлечения Японии

Такие странные способы отдыха, как в Японии, редко встретишь в других странах

Вокруг света
10 фильмов о плохих парнях, которые так нравятся хорошим девочкам 10 фильмов о плохих парнях, которые так нравятся хорошим девочкам

Чем хуже мальчик, тем больше хороших девочек он почему-то привлекает

Cosmopolitan
Открыть в приложении