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
Мысли испарились: что происходит, когда наш внутренний голос замолкает Мысли испарились: что происходит, когда наш внутренний голос замолкает

Отрывок из книги «Внутренний голос», о том, как наладить внутренний диалог

Forbes
«Допы», которые могут навредить машине. Список с пояснениями «Допы», которые могут навредить машине. Список с пояснениями

Дополнительное оборудование, перед установкой которого лучше подумать

РБК
Не рокот космодрома Не рокот космодрома

Как и зачем строят космодромы

Популярная механика
Сердце компании Сердце компании

Почему организационная культура значит больше, чем стратегия или финансы

kiozk originals
Только без паники! Только без паники!

Продукты и напитки, которые усиливают тревожность, и наоборот

Лиза
От большого тела вдалеке От большого тела вдалеке

Александр Добровинский объясняет, как строить отношения с проституткой

Tatler
История японского солдата, который продолжал воевать целых 29 лет после капитуляции Японии История японского солдата, который продолжал воевать целых 29 лет после капитуляции Японии

Этот японский солдат не знал, что война давно закончилась

Популярная механика
Почему россиянки ненавидят Меган Маркл и так любят Кейт Миддлтон Почему россиянки ненавидят Меган Маркл и так любят Кейт Миддлтон

Почему одни обожают Кейт Миддлтон, а другие — Меган Маркл?

Cosmopolitan
Очарование легенды Очарование легенды

Наполеон сделал многое, чтобы придать своей личности образ сверхчеловека

Дилетант
Климат-контроль: стоит ли российским экспортерам бояться углеродного налога ЕС Климат-контроль: стоит ли российским экспортерам бояться углеродного налога ЕС

Что выиграют российские компании от мер ЕС по сокращению парниковых выбросов

Forbes
Ваш ход, королева Ваш ход, королева

Что мешает женщинам поставить мат мужчинам?

Robb Report
Эпоха тревоги: как мы стали одержимы безопасностью Эпоха тревоги: как мы стали одержимы безопасностью

Отрывок из книги «Парадокс страха» — о природе страхов и их первопричинах

Forbes
Все за одного Все за одного

Что чувствуют родственники больного, когда узнают о его тяжелом диагнозе?

Grazia
Как плавание укрепляет память и делает нас моложе Как плавание укрепляет память и делает нас моложе

Как плавание влияет на мозг?

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

Возможно ли уговорить тигра прыгнуть в горящее кольцо за вкусняшку?

Playboy
Акции Virgin Galactic выстрелили после полета Брэнсона: пора ли их покупать Акции Virgin Galactic выстрелили после полета Брэнсона: пора ли их покупать

Ричард Брэнсон опередил Джеффа Безоса, первым слетав на границу космоса

Forbes
На стороне силы: рассказ человека, 15 лет работавшего на итальянскую мафию На стороне силы: рассказ человека, 15 лет работавшего на итальянскую мафию

У кого искать защиты маленькому человеку в маленьком городе?

Вокруг света
От А до Я: что нужно знать, чтобы составить полезный рацион? От А до Я: что нужно знать, чтобы составить полезный рацион?

Основные принципы здорового питания и полезные советы для взрослых и детей

Домашний Очаг
История одного здания: дом Анненковых История одного здания: дом Анненковых

История дома Анненковых

Культура.РФ
Блокадный огород Блокадный огород

Как выживал блокадный Ленинград

Дилетант
Всё о депрессии, или Почему хорошему человеку бывает плохо, очень плохо Всё о депрессии, или Почему хорошему человеку бывает плохо, очень плохо

Успешные люди больше всех рискуют стать жертвами депрессии

Maxim
Честное «Удовольствие»: в прокат выходит фильм про порноиндустрию без нотаций и шок-контента Честное «Удовольствие»: в прокат выходит фильм про порноиндустрию без нотаций и шок-контента

Как «Удовольствие», несмотря на провокационную тему порно, понравился многим

Forbes
Porsche Taycan Cross Turismo: добро с рюкзаками Porsche Taycan Cross Turismo: добро с рюкзаками

Porsche Taycan Cross Turismo — туристы со шлемом и розеткой

Maxim
8 потрясающих музеев со всего мира: от их архитектуры захватывает дух 8 потрясающих музеев со всего мира: от их архитектуры захватывает дух

8 музеев, разглядывать экстерьер которых не менее интересно, чем их экспонаты

Playboy
«Они лгут меньше, чем женщины!»: остроумные цитаты принцессы Дианы о мужчинах «Они лгут меньше, чем женщины!»: остроумные цитаты принцессы Дианы о мужчинах

Принцесса Уэльская иначе взглянула на мир, когда ее брак потерпел неудачу

Cosmopolitan
Счастье от ума: как рефлексировать, чтобы быть счастливым Счастье от ума: как рефлексировать, чтобы быть счастливым

Как рефлексировать правильно, чтобы помочь себе, а не оказаться в депрессии

РБК
Российские мастера стрит-арта: 5 перспективных уличных художников Российские мастера стрит-арта: 5 перспективных уличных художников

Рассказываем, за кем андерграунд стоит

GQ
«Ментальный тренажерный зал»: 6 упражнений для тренировки мозга «Ментальный тренажерный зал»: 6 упражнений для тренировки мозга

Можно ли натренировать мозг так же, как мы тренируем мышцы?

Psychologies
Открыть в приложении