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
Луны далеких миров: как ученые впервые увидели рождение спутника планеты Луны далеких миров: как ученые впервые увидели рождение спутника планеты

Астрономы обнаружили около планеты облако вещества, в котором образуются ее луны

Forbes
Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога

Заниженная самооценка мешает нам строить здоровые отношения и карьеру

Psychologies
«Браки совершаются на небесах»: что это значит? «Браки совершаются на небесах»: что это значит?

Что имеют в виду современные люди, говоря, что союзы заключаются на небесах?

Psychologies
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
От тресты до семечки От тресты до семечки

Плюсы и проблемы выращивания и переработки технической конопли в России

Агроинвестор
Ремонт без границ Ремонт без границ

Как Leroy Merlin меняет стратегию развития и трансформирует бизнес

Эксперт
Мозг маленький, гормоны «скачут»: 6 научных мифов о женщинах Мозг маленький, гормоны «скачут»: 6 научных мифов о женщинах

Гендерные стереотипы часто опираются на якобы научные факты

Forbes
Зачем становиться вегетарианцем и как сделать это с пользой для организма Зачем становиться вегетарианцем и как сделать это с пользой для организма

Отказ от пищи животного происхождения стремительно набирает популярность

РБК
«Революция — это самый обычный день». Отрывок из книги о военном фотокорреспонденте Герде Таро «Революция — это самый обычный день». Отрывок из книги о военном фотокорреспонденте Герде Таро

Отрывок из книги Хелены Янечек «Герда Таро: двойная экспозиция»

СНОБ
Одна вокруг света: российские волонтеры в Гватемале Одна вокруг света: российские волонтеры в Гватемале

129-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Гватемала

Forbes
«Агония закончилась»: Меган Маркл освободила принца Гарри «Агония закончилась»: Меган Маркл освободила принца Гарри

Меган Маркл дождалась редкой похвалы от королевского биографа

Cosmopolitan
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
7 ретрофотографий очень странных механизмов 7 ретрофотографий очень странных механизмов

Изображения очень странных штук, которых не должно было быть в нашем мире

Maxim
Цивилизация родилась в пещере Цивилизация родилась в пещере

В Денисовой пещере 45 тысяч лет назад встретились три ветви человечества

Эксперт
Немецкие археологи нашли неандертальское ударное оружие для охоты на оленей и лошадей Немецкие археологи нашли неандертальское ударное оружие для охоты на оленей и лошадей

Древнему листовидному наконечнику для копья оказалось более 65 тысяч лет

N+1
Дары Кубани Дары Кубани

Геленджик — слово года не только для ценителей остросюжетного кино на ютьюбе

Tatler
Самые роскошные королевские свадьбы ХХI века: торжества Миддлтон, Маркл и других Самые роскошные королевские свадьбы ХХI века: торжества Миддлтон, Маркл и других

Церемонии монарших особ — это грандиозные праздники

Cosmopolitan
Топ-10: классические триллеры, которые лишат тебя сна Топ-10: классические триллеры, которые лишат тебя сна

Самые крутые триллеры, качество которых не подлежит сомнению

Cosmopolitan
Жители ранненеолитического поселения Ракушечный Яр заготовили впрок мясо и икру осетровых Жители ранненеолитического поселения Ракушечный Яр заготовили впрок мясо и икру осетровых

Археологи проанализировали керамику, изготовленную в VI тысячелетии до н.э

N+1
Письмо будущему себе: как не попасть в эмоциональные ловушки на фондовом рынке, чтобы не прогореть Письмо будущему себе: как не попасть в эмоциональные ловушки на фондовом рынке, чтобы не прогореть

Нет смысла тратить свою энергию на принятие сложных решений в состоянии стресса

Forbes
«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
Накатай мелодию: кто и как пишет музыку к российским фильмам? Накатай мелодию: кто и как пишет музыку к российским фильмам?

Какая музыка заиграет у вас в голове, если мы заговорим о российском кино?

Esquire
Лобковых вшей нашли на ресницах восьмилетней девочки Лобковых вшей нашли на ресницах восьмилетней девочки

Редкий случай заражения ресниц восьмилетней девочки лобковыми вшами

N+1
Холодный пуск Холодный пуск

Автопрому требуется кардинальная перезагрузка

Эксперт
Смотри, не растай: 6 способов пережить жару без вреда для здоровья Смотри, не растай: 6 способов пережить жару без вреда для здоровья

Что поможет пережить жару и сохранить здоровье

Cosmopolitan
6 свежих хорроров на Netflix, которым хочется поставить лайк 6 свежих хорроров на Netflix, которым хочется поставить лайк

Действительно годное кино (по мнению постоянного автора Playboy Марии Минаевой)

Playboy
На дорогах появились новые светофоры. Как по ним ездить? На дорогах появились новые светофоры. Как по ним ездить?

В Москве установили более 100 светофоров, которые работают в совмещенной фазе

РБК
Страдает каждая десятая: что нужно знать о поликистозе яичников Страдает каждая десятая: что нужно знать о поликистозе яичников

Насколько опасен поликистоз яичников и как с ним жить?

Cosmopolitan
Доходы растениеводов пока в плюсе Доходы растениеводов пока в плюсе

Несмотря на сложности прошлого сезона, участники рынка смогли неплохо заработать

Агроинвестор
Открыть в приложении