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
Правила успешного питч-дека. Как презентовать стартап инвесторам и не дать им заскучать Правила успешного питч-дека. Как презентовать стартап инвесторам и не дать им заскучать

Как грамотно презентовать стартап и завоевать доверие инвесторов

Inc.
Производятся ли в Африке автомобили? Ещё как! Производятся ли в Африке автомобили? Ещё как!

Мало кто знает, что в Африке тоже есть автомобилестроение

Популярная механика
Как выглядят мужья Хайгл, Помпео и других звезд сериала «Анатомия страсти» Как выглядят мужья Хайгл, Помпео и других звезд сериала «Анатомия страсти»

Личная жизнь актрис сериала «Анатомия страсти»

Cosmopolitan
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
Юрий Кузнецов Юрий Кузнецов

Юрий Кузнецов глазами Дмитрия Быкова

Дилетант
«Город заинтересован, чтобы личных машин было меньше»: зачем стартап внутри мэрии Москвы делает «народный каршеринг» «Город заинтересован, чтобы личных машин было меньше»: зачем стартап внутри мэрии Москвы делает «народный каршеринг»

Сервис, который через владельцы автомобилей могут сдавать их в аренду

VC.RU
Иван-чай: польза и вред, советы врача Иван-чай: польза и вред, советы врача

Россия чуть ли не единственная страна, где продолжают готовить чай из кипрея

РБК
Очень страшная болезнь: что стоит знать о раке Очень страшная болезнь: что стоит знать о раке

Почему люди летают в космос но не научились лечить какой-то рак?

Maxim
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
Спасают и калечат: 5 фактов о подушках безопасности Спасают и калечат: 5 фактов о подушках безопасности

Порой подушки безопасности становятся причиной гибели водителей и пассажиров

Вокруг света
Recycle Object: Переработанный пластик — это красиво. Новая бижутерия для новых времен Recycle Object: Переработанный пластик — это красиво. Новая бижутерия для новых времен

Полина Череповицкая — как появилась идея создания марки бижутерии из пластика

СНОБ
«Они воруют наше время». Как водители устраивают рейды против обочечников «Они воруют наше время». Как водители устраивают рейды против обочечников

Как безопасно закрыть обочину, не пустить нарушителя и сохранить достоинство

РБК
Фиджийские пчелы выиграли от вырубки лесов на главном острове архипелага Фиджийские пчелы выиграли от вырубки лесов на главном острове архипелага

Порой вырубка лесов приносит пользу насекомым

N+1
Острова невезения. Похожа ли Белоруссия на Гаити Острова невезения. Похожа ли Белоруссия на Гаити

История убитого гаитянского президента Жовенеля Моиза

СНОБ
Почему вам стоит чаще ругаться с партнером и как делать это правильно Почему вам стоит чаще ругаться с партнером и как делать это правильно

Как научиться ссориться грамотно?

Psychologies
Маркс, The Smiths и микстейп Маркс, The Smiths и микстейп

О «Магазинных воришках всего мира» — самом музыкальном фильме лета

Weekend
Почему мы редко переезжаем. О проблемах сделок по обмену жилья и способах их решения Почему мы редко переезжаем. О проблемах сделок по обмену жилья и способах их решения

Эксперт: как можно упростить жизнь переезжающих и сэкономить время на сделке

СНОБ
Кто не с нами, тот против нас: 10 фильмов и сериалов о сектах Кто не с нами, тот против нас: 10 фильмов и сериалов о сектах

Создатели этих фильмов и сериалов пытались понять, как устроены секты

Cosmopolitan
Стюардесса Стюардесса

Стюардессы – о плюсах и минусах своей профессии

Лиза
Робин Уильямс: 11 интересных фактов об актере Робин Уильямс: 11 интересных фактов об актере

Факты из жизни легендарного актера Робина Уильямса

РБК
«Бумага вне конкуренции». Шеф-редактор издательства МИФ — о книгах по саморазвитию, трендах и отборе произведений «Бумага вне конкуренции». Шеф-редактор издательства МИФ — о книгах по саморазвитию, трендах и отборе произведений

Шеф-редактор МИФ — о книжном рынке, трендах и изнанке книжного процесса

СНОБ
Суеверия, изменившие ход истории Суеверия, изменившие ход истории

Крупные исторические фигуры не раз полагались на вещие сны и знамения

Вокруг света
Как выглядят дети звезд от суррогатных матерей: Рудковской, Апиной и других Как выглядят дети звезд от суррогатных матерей: Рудковской, Апиной и других

Суррогатное материнство приобретает всё большую популярность в нашей стране

Cosmopolitan
Как там ваш питомец? 10 фактов о тамагочи Как там ваш питомец? 10 фактов о тамагочи

«Питомцы в яйце» возвращаются!

Вокруг света
Что ждет Robinhood после IPO и почему это важно знать инвесторам Что ждет Robinhood после IPO и почему это важно знать инвесторам

Удастся ли брокеру Robinhood остаться на гребне волны после IPO?

Forbes
Женские имена русского авангарда, которые надо знать Женские имена русского авангарда, которые надо знать

Пять художниц, сделавших фонд отечественного футуризма известным на весь мир

GQ
Работа Федота Работа Федота

Сказки для чтения на отдыхе от Валерия Печейкина

Esquire
Физики убедились в равенстве темпов распада W-бозонов на мюоны и таоны Физики убедились в равенстве темпов распада W-бозонов на мюоны и таоны

Физики проследили за распадом W-бозонов на детекторе ATLAS

N+1
Материал из целлюлозы многократно поменял форму от погружения в воду Материал из целлюлозы многократно поменял форму от погружения в воду

Аналог пластика, которому можно придать любую форму, просто опустив в воду

N+1
Открыть в приложении