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
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
4 технологии, которые помогут в решении глобальной мусорной проблемы 4 технологии, которые помогут в решении глобальной мусорной проблемы

Какие технологии помогут людям сделать мир свободным от мусора

Популярная механика
Животные в цирках: развлечение или издевательство Животные в цирках: развлечение или издевательство

Возможно ли уговорить тигра прыгнуть в горящее кольцо за вкусняшку?

Playboy
Сердце компании Сердце компании

Почему организационная культура значит больше, чем стратегия или финансы

kiozk originals
Гений адаптации: как еноты захватили мир Гений адаптации: как еноты захватили мир

Енот — настоящий мультизверь. Он удачно собрал в себе черты разных животных

Вокруг света
Андрей Рублев: «На Уимблдоне я надеюсь показать свой максимум» Андрей Рублев: «На Уимблдоне я надеюсь показать свой максимум»

Теннисист Андрей Рублев — про «Уимблдон» и то, что настраивает его на игру

GQ
7 сцен из культовых фильмов, в которых актеры не знали, что ждет их на съемочной площадке 7 сцен из культовых фильмов, в которых актеры не знали, что ждет их на съемочной площадке

Иногда то, что ты видишь на экране, — вовсе не гениальная игра актеров, а правда

Maxim
Какого врача выбрать: мужчину или женщину? Какого врача выбрать: мужчину или женщину?

Как эмпатия, больше свойственная женщинам, помогает в борьбе с болезнями?

Psychologies
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
4 факта: почему растительные белки все-таки полезнее животных 4 факта: почему растительные белки все-таки полезнее животных

Почему нужно больше употреблять растительную пищу?

Популярная механика
«Если бы у Skype и Teamspeak появился ребенок со сверхспособностями, которых не было у его родителей»: история Discord «Если бы у Skype и Teamspeak появился ребенок со сверхспособностями, которых не было у его родителей»: история Discord

Discord задумывался как сервис для геймеров, но им заинтересовалась все

VC.RU
Кроссовки и шорты из пластикового мусора. Как спортивные бренды помогают сократить загрязнение планеты Кроссовки и шорты из пластикового мусора. Как спортивные бренды помогают сократить загрязнение планеты

Проблемы и лучшие экологичные решения в индустрии спортивной одежды

СНОБ
11 роковых ошибок твоего резюме: зачем нужны саммари и ключевые слова 11 роковых ошибок твоего резюме: зачем нужны саммари и ключевые слова

Эксперт: какие ошибки в резюме допускают соискатели и как их избеажть?

Cosmopolitan
Токсичность в команде: что делать и как работать Токсичность в команде: что делать и как работать

От того, как участники команды работают друг с другом, зависит результат проекта

Популярная механика
Дрейпинг: винтажный тренд в макияже, который изменит твое лицо Дрейпинг: винтажный тренд в макияже, который изменит твое лицо

Как с помощью дрейпинга освежить лицо?

Cosmopolitan
Субвулканические жидкости помогут решить проблему нехватки меди Субвулканические жидкости помогут решить проблему нехватки меди

Ученые оценили перспективы добычи меди из субвулканических жидкостей

N+1
Кто такой Марк Безос — маркетолог, волонтёр и брат основателя Amazon Кто такой Марк Безос — маркетолог, волонтёр и брат основателя Amazon

Родственник Джеффа Безоса готовится к полёту в космос с братом

VC.RU
Москва оказалась на седьмом месте в мире по выбросам парниковых газов Москва оказалась на седьмом месте в мире по выбросам парниковых газов

Более половины выбросов парниковых газов приходится всего на 15 городов

N+1
6 признаков пары с высоким эмоциональным интеллектом 6 признаков пары с высоким эмоциональным интеллектом

Что отличает по-настоящему счастливые пары?

Psychologies
Почему после еды хочется спать: мнение ученых о нашей любви к сиесте Почему после еды хочется спать: мнение ученых о нашей любви к сиесте

Природа пищевой комы, возможные причины и способы профилактики

Playboy
Никогда не поздно: 7 всемирно известных писателей, дебютировавших в зрелом возрасте Никогда не поздно: 7 всемирно известных писателей, дебютировавших в зрелом возрасте

Эти признанные мастера начали карьеру романистов после 30 лет

Вокруг света
«Дневники Киллербота» Марты Уэллс: один из самых титулованных фантастических циклов современности «Дневники Киллербота» Марты Уэллс: один из самых титулованных фантастических циклов современности

5 причин, почему читатели полюбили приключения андроида-мизантропа

Популярная механика
«Хроники хищницы»: 85-летняя пенсионерка обольщает молодых мужчин «Хроники хищницы»: 85-летняя пенсионерка обольщает молодых мужчин

Кто сказал, что пожилые люди не заниматься любовью и искать приключения?

Psychologies
Дорогу покажешь? Тест-драйв нового Chevrolet Tahoe Дорогу покажешь? Тест-драйв нового Chevrolet Tahoe

Салехард — идеальное место для теста «Какой из тебя внедорожник»

РБК
Как люди теряют деньги на инвестициях в недвижимость Как люди теряют деньги на инвестициях в недвижимость

Основные риски при инвестировании в недвижимость

СНОБ
Колонизация наоборот: что бы случилось, если бы коренное население Америки завоевало Европу? Фрагмент новой книги Лорана Бине Колонизация наоборот: что бы случилось, если бы коренное население Америки завоевало Европу? Фрагмент новой книги Лорана Бине

Отрывок из романа Лорана Бине — об иллюзорности цивилизационного превосходства

Esquire
Как спутниковая связь спасает редкие виды животных Как спутниковая связь спасает редкие виды животных

Благодаря новым технологиям от вымирания было спасено до 48 видов животных

Популярная механика
Детеныши птерозавров оказались способны к активному полету вскоре после вылупления Детеныши птерозавров оказались способны к активному полету вскоре после вылупления

Чем детеныши птерозавров отличались от детенышей других летающих позвоночных

N+1
Владимир Меньшов. Последняя фигура Владимир Меньшов. Последняя фигура

О кино и личной судьбе Владимира Меньшова

СНОБ
Открыть в приложении