科学・技術
アリスとボブのディナー後のスピーチ(1984年)
The Alice and Bob After Dinner Speech (1984) (hex.ooo)
要約
このスピーチは、1984年にチューリッヒセミナーで行われた、コーディング理論の入門的な解説です。コーディング理論家が扱う「アリスとボブ」という架空の人物の物語を通して、通信におけるプライバシー、コスト削減、ノイズ対策といった課題が紹介されます。特に、情報理論における「ソースコーディング」(データ圧縮)、「チャネルコーディング」(ノイズ対策)、「シークレシーコーディング」(暗号化)の3つの主要分野が、アリスとボブの状況に例えて説明されています。
全文翻訳
ご清聴ありがとうございました。皆様、こんばんは。このような技術会議では、もう少しリラックスできるもの、ペースを変えるものが必要になる時があります。仕事の話は脇に置いて、爽やかに異なることを考えてみましょう。コーディング理論について話しましょう。ここにいる方の中には、コーディング理論の専門家ではない方もいらっしゃるかもしれませんが、無理やり連れてこられた方もいるかもしれません。そこで、5分間のインスタント大学院コースのようなものを提供するのは良い考えだと思いました。コーディング理論家は2つのことに懸念を持っています。第一に、そして最も重要なこととして、彼らはアリスとボブという2人の人物のプライベートな生活に関心を持っています。理論論文では、コーディング理論家が2者間の取引を説明したい場合、AやBとは呼びません。いいえ。長年の伝統的な理由から、彼らはアリスとボブと呼びます。アリスとボブに関する何百もの論文が書かれています。長年にわたり、アリスとボブは保険会社を詐欺しようとしたり、高額なポーカーを郵送でプレイしたり、盗聴された電話で秘密のメッセージを交換したりしてきました。もし私たちがここから、あちこちから集めた小さな詳細、多くの論文からの抜粋をまとめると、彼らの生活の魅力的な絵が得られます。これは、アリスとボブの決定的な伝記が与えられた最初の機会かもしれません。アメリカの著者によって書かれた論文では、ボブはしばしば投機家に株を売っています。ボブが関与する株式市場の取引数から、彼は株式ブローカーであると推測できます。しかし、盗聴への懸念から、彼は何らかの破壊活動にも関わっている可能性が高いです。そして、アリスが彼から株を買おうとする回数から、彼女はおそらく投機家であると推測できます。アリスはまた、ボブとの金融取引が夫に知られないようにすることにも懸念を抱いています。したがって、ボブは破壊活動を行う株式ブローカーであり、アリスは二股をかける投機家です。しかし、アリスにはいくつかの深刻な問題があります。彼女とボブは電話や電子メールでしか話せません。彼らが住んでいる国では、電話サービスは非常に高価です。そして、アリスとボブはケチです。したがって、アリスが最初にしなければならないことは、電話代を最小限に抑えることです。電話は非常に騒がしいです。しばしば、干渉がひどく、アリスとボブは互いの声がほとんど聞こえません。それに加えて、アリスとボブには非常に強力な敵がいます。彼らの敵の1人は税務当局です。もう1人は秘密警察です。彼らの好きな議論のトピックは税金詐欺と政府転覆であるため、これは残念です。これらの敵はほぼ無制限のリソースを持っています。彼らは常にアリスとボブの間の電話会話を盗聴しています。そして、これらの敵は非常にずる賢いです。彼らの好きなトリックの1つは、アリスに電話をかけてボブになりすますことです。さて、あなたは、アリスはボブの声を認識するために注意深く聞くだけでよいと思うかもしれません。しかし、そうではありません。アリスはボブに会ったことがありません。彼女は彼の声がどんなものか全く知りません。ですから、アリスは直面しなければならない多くの問題があることがわかります。ああ、そうそう、もう一つ言い忘れていました。アリスはボブを信用していません。なぜ彼女が彼を信用しないのかはわかりませんが、過去のある時点で事件がありました。さて、アリスの立場にあるほとんどの人は諦めるでしょう。アリスは違います。彼女は驚くべき勇気を持っています。あらゆる困難にもかかわらず、騒がしい電話回線で、税務当局と秘密警察に盗聴されながら、アリスは、はっきりと聞こえず、おそらく別人である人物と、信用していない相手と、電話代を最小限に抑えながら、税金の申告をいじり、クーデターを組織しようと喜んで試みるでしょう。コーディング理論家とは、アリスが狂っているとは思わない人のことです。情報コーディング理論家が関心を持つもう1つのことは情報です。情報ほど奇妙なものはありません。情報は創造することも破壊することもできます。それを奪わずに盗むことができます。推測するだけでしばしば得ることができます。それでも、それは大きな価値を持つことがあります。それは売買することができます。情報の1つのタイプは、お金と呼ばれます。お金は創造したり破壊したりできないと認めない人々がいます。彼らは人生のすべてを記録の変更と調整に費やし、お金の断片がある場所から出るときはいつでも、同等の断片がどこかに現れるようにします。これらの人々は会計士と呼ばれます。ソース、チャネル、およびシークレシーコーディングコーディング理論は、ガリアのように、ソースコーディング、チャネルコーディング、シークレシーコーディングの3つの部分に分けられます。ソースコーディングまず、ソースコーディングについて説明します。ソースコーディングは、アリスが電話代を節約するために使用するものです。通常、データ圧縮に使用され、つまり、メッセージを短くすることです。情報理論の学生が大学に入学した初日の話があります。彼は奇妙で奇妙な世界に入りました。聞こえる音は、教授の1人が時折数字を叫び、それに続いて笑い声でした。ある教授が「52」と言い、短い間を置いてから大笑いしました。別の人が「713」と言い、同じように、みんなが笑い転げました。「何が起こっているんだ?」と彼はチューターに尋ねました。「ジョークを言っているんだ」とチューターは言いました。「ジョークを言っている?」「そう、私たちは皆、ここで長年働いてきたので、お互いのジョークを知っているんだ。千個ある。だから、情報理論家として、私たちはデータ圧縮を適用した。すべてに番号、0から999を割り当てたんだ。時間と労力を節約できる。試してみないか?任意の番号0から999を言ってごらん…」彼は完全には納得しませんでした。しかし、彼は試しました。非常に静かに彼は「477」とささやきました。ほとんど音もありませんでした。彼はチューターを見た。「どうしたんだ?」と言いました。「もう一度やってみて」とチューターは言いました。それで彼はやりました。「318」-同じように、何も、ほとんど音もありませんでした。「何か間違っている」と彼は言いました。「まあ」とチューターは言いました。「それはこんな感じなんだ。ジョークそのものというより、語り方なんだ!」この話には奇妙な続編があります。この学生は最終的に、偶然、最も劇的で予期しない方法で成功しました。彼は0から999の範囲外の番号を叫びました。「マイナス105」と彼は言いました。最初は唖然とした驚きがありましたが、まず1人の教授が笑い、次に別の教授が笑い、そしてまた別の教授が笑い、彼らは皆、腹を抱えて笑い転げました。彼らの誰もそのジョークを聞いたことがありませんでした。チャネルコーディング次にチャネルコーディングに進みます。チャネルコーディングは、アリスが回線のノイズや干渉を克服するために使用するものです。ほとんどの人はチャネルコーディングの自然な本能を持っています。彼らがやることといえば、重要な単語をスペルアウトすることです。これにより冗長性が追加され、リスナーがクロスチェックできるようになります。メッセージの一部が失われた場合、失われたビットは残りの部分から再構築できます。軍隊、航空コミュニティ、警察などの多くの組織は、この目的のために特別に設計された標準的な音声アルファベットを使用しています。それはAlpha、Bravo、Charlie、Delta、Echo、Foxtrotなどです。だから、人は「Mike」と「November」と言いますが、これは「M」と「N」と言うよりもはるかに明確です。これらは簡単に混同される可能性があります。アリスはこれを使用して、夫のMichaelが彼女の株式オプション取引に疑いを抱いていることをBobに伝えます。「Mikeについて話さなければならない」と彼女は言います。しかし、Bobは「I XXve to tell u XXt Xxike」と聞きます。「もう一度?」とBobは言います。「Mikeについて話さなければならない」とAliceは言います。「最後の言葉が聞き取れなかったよ、Alice」とBobは言います。「スペルアウトしてくれる?」「Mike India Kilo Echo」とAliceは言います。「India Kilo Echoはわかった、最初の言葉は何だった?」とBobは言います。「Mike」「スペルアウトしてくれる?」「Mike India Kilo Echo」など。実際には、他の多くの音声アルファベットがありました。国際音声アルファベットの前身はAble、Baker、Charlie…でした。次に、国名に基づいたものもあります:Africa、Brazil、Chile、Denmark、England、France、Greenland、Holland、India、Japan、Khazakistan、Lithuania、Morocco、Niger、Oman、Papua、Qatar、Russia、Spain、Tanzan