PAX (Pre-Allocate eXtension) es un formato de archivo comprimido de código abierto desarrollado por Microsoft como una alternativa moderna a formatos existentes como ZIP, RAR y tar. Fue diseñado para abordar las limitaciones y mejorar la compresión, el rendimiento, la seguridad y la funcionalidad del manejo de archivos en sistemas y dispositivos modernos.
Las características diferenciadoras clave del formato PAX incluyen una compresión mejorada mediante algoritmos modernos, acceso aleatorio eficiente a archivos dentro de archivos, soporte nativo de subprocesos múltiples, metadatos extensibles, cifrado integrado y verificación de integridad, y una especificación abierta documentada para fomentar una amplia adopción e interoperabilidad.
Los archivos PAX utilizan la extensión de archivo .pax y tienen una estructura interna de varias partes que consta de un encabezado, un directorio central, bloques de datos comprimidos y un pie de página. Esto permite que la información clave como el contenido del archivo, los parámetros de compresión y los hashes de integridad se almacenen por separado de los datos del archivo comprimido real.
El encabezado PAX comienza con un número mágico de 4 bytes (50 41 58 00 en hexadecimal) para su identificación. Luego contiene campos para la versión PAX, el método de compresión, el método de cifrado, el método hash, el tamaño del bloque, el número de subprocesos de compresión paralelos y varias marcas. El encabezado termina con metadatos XML extensibles que proporcionan detalles sobre el archivo.
Después del encabezado está el directorio central PAX. Este contiene una entrada para cada archivo/carpeta comprimido en el archivo, almacenando la ruta completa, los atributos, los tamaños, los desplazamientos de bloque y los hashes. Tener esto en un solo lugar permite enumerar de manera eficiente el contenido del archivo y el acceso aleatorio a archivos individuales sin escanear datos comprimidos.
La mayor parte de un archivo PAX es una serie de bloques de datos comprimidos. Cada bloque tiene un encabezado pequeño que indica el tamaño descomprimido y comprimido, seguido de un fragmento de datos de archivo comprimido con el algoritmo configurado. Los bloques tienen un tamaño predeterminado de 1 MB, pero esto se puede ajustar en el encabezado del archivo.
Los bloques de datos comprimidos se cifran opcionalmente si se especifica un método de cifrado. PAX admite esquemas de cifrado modernos como AES-256. La contraseña del archivo se utiliza para derivar una clave que cifra cada bloque de forma independiente, lo que permite un acceso aleatorio eficiente. Para la autenticación, PAX hash las contraseñas con un KDF seguro.
Para la compresión, PAX admite una variedad de códecs modernos de propósito general optimizados para una descompresión rápida: LZMA, LZ4, Brotli, Zstandard, etc. También permite preprocesadores para una mayor reducción de tamaño en tipos de archivos específicos (por ejemplo, codificación Delta en EXEs/DLLs, codificación E8E9 en código x86). Los códecs y preprocesadores se aplican en una canalización.
Para permitir una compresión eficiente de subprocesos múltiples, los archivos se dividen en bloques comprimidos de forma independiente que pueden ser procesados por instancias de códec paralelas. El compresor PAX se escala automáticamente para utilizar todos los núcleos de CPU disponibles. Una partición similar permite la descompresión paralela para una extracción más rápida.
PAX proporciona integridad de datos y detección de alteraciones al almacenar hashes de los datos originales y comprimidos. Los archivos llevan un hash de encabezado para detectar el truncamiento. El directorio central también se hash para evitar la manipulación de los metadatos del archivo. La corrupción de bits en los datos comprimidos se detecta mediante el hash de cada bloque.
Al final de un archivo PAX está el pie de página. Este contiene una copia de los campos del encabezado, el desplazamiento/tamaño del directorio central y un hash de todo el archivo. El pie de página tiene un tamaño fijo y siempre está al final del archivo, lo que permite una fácil ubicación y verificación de los archivos PAX.
Los archivos PAX se pueden actualizar de manera eficiente modificando el directorio central y agregando bloques de datos modificados, en lugar de reescribir archivos completos como ZIP. Los archivos completos se pueden insertar, eliminar o reemplazar actualizando los metadatos y agregando/eliminando los bloques relevantes. Los archivos también se pueden agregar rápidamente.
Para mitigar las vulnerabilidades de deslizamiento de cremallera, PAX requiere rutas explícitas (sin recorrido ../) y evita escribir fuera de la raíz de extracción. Los campos de metadatos ZIP extensos que permitieron la denegación de servicio están restringidos. Las bombas de compresión se mitigan mediante límites en la relación de compresión y el uso de memoria.
Las marcas de tiempo de los archivos en los archivos PAX utilizan un formato estándar de 64 bits que cubre una amplia gama de fechas con una precisión de 1 segundo. Se admiten atributos para permisos POSIX y ACL de Windows. PAX puede almacenar flujos de datos alternativos NTFS y bifurcaciones de recursos. Los enlaces simbólicos y los enlaces físicos también son representables.
El SDK PAX de código abierto proporciona API simples para crear, extraer, actualizar y verificar archivos PAX mediante programación. Maneja todos los detalles de bajo nivel del formato PAX. El SDK está disponible en varios idiomas, incluidos C, C++, C#, Java, Python, JavaScript, Go y Rust.
En resumen, el formato de archivo PAX se basa en los cimientos de formatos probados como ZIP al tiempo que introduce características y optimizaciones modernas: compresión eficiente, subprocesos múltiples, acceso aleatorio, seguridad y una especificación abierta. Esto hace que PAX sea ideal para una amplia gama de escenarios de archivo en los sistemas actuales.
La compresión de archivos es un proceso que reduce el tamaño de los archivos de datos para un almacenamiento o transmisión eficiente. Utiliza varios algoritmos para condensar los datos al identificar y eliminar redundancias, lo que a menudo puede disminuir considerablemente el tamaño de los datos sin perder la información original.
Hay dos tipos principales de compresión de archivos: sin pérdida (lossless) y con pérdida (lossy). La compresión sin pérdida permite que los datos originales se reconstruyan perfectamente a partir de los datos comprimidos, lo cual es ideal para archivos donde cada bit de datos es importante, como archivos de texto o bases de datos. Ejemplos comunes incluyen los formatos de archivo ZIP y RAR. Por otro lado, la compresión con pérdida elimina los datos menos importantes para reducir más significativamente el tamaño del archivo, a menudo se utiliza en archivos de audio, video e imagen. JPEG y MP3 son ejemplos donde alguna pérdida de datos no degrada sustancialmente la calidad perceptual del contenido.
La compresión de archivos es beneficiosa de múltiples maneras. Conserva espacio de almacenamiento en dispositivos y servidores, reduciendo costos y mejorando la eficiencia. También acelera los tiempos de transferencia de archivos a través de redes, incluido el internet, lo cual es especialmente valioso para archivos grandes. Además, los archivos comprimidos pueden agruparse en un solo archivo de archivo, lo que ayuda en la organización y facilita el transporte de múltiples archivos.
Sin embargo, la compresión de archivos sí tiene algunas desventajas. El proceso de compresión y descompresión requiere recursos computacionales, lo que podría ralentizar el rendimiento del sistema, especialmente para archivos más grandes. Además, en el caso de la compresión con pérdida, se pierden algunos datos originales durante la compresión, y la calidad resultante puede no ser aceptable para todos los usos, especialmente para aplicaciones profesionales que exigen alta calidad.
La compresión de archivos es una herramienta crítica en el mundo digital de hoy. Mejora la eficiencia, ahorra espacio de almacenamiento y disminuye los tiempos de descarga y carga. Sin embargo, viene con su propio conjunto de desventajas en términos de rendimiento del sistema y riesgo de degradación de la calidad. Por lo tanto, es esencial tener en cuenta estos factores para elegir la técnica de compresión correcta para las necesidades de datos específicas.
La compresión de archivos es un proceso que reduce el tamaño de un archivo o archivos, típicamente para ahorrar espacio de almacenamiento o acelerar la transmisión a través de una red.
La compresión de archivos funciona identificando y eliminando la redundancia en los datos. Utiliza algoritmos para codificar los datos originales en un espacio menor.
Los dos tipos principales de compresión de archivos son la compresión sin pérdida y la compresión con pérdida. La compresión sin pérdida permite restaurar perfectamente el archivo original, mientras que la compresión con pérdida permite una reducción de tamaño más significativa a costa de alguna pérdida en la calidad de los datos.
Un ejemplo popular de una herramienta de compresión de archivos es WinZip, que admite varios formatos de compresión incluyendo ZIP y RAR.
Con la compresión sin pérdida, la calidad permanece sin cambios. Sin embargo, con la compresión con pérdida, puede haber una disminución notable en la calidad, ya que elimina datos menos importantes para reducir de manera más significativa el tamaño del archivo.
Sí, la compresión de archivos es segura en términos de integridad de datos, especialmente con la compresión sin pérdida. Sin embargo, como en todos los archivos, los archivos comprimidos pueden ser objeto de malware o virus, por lo que siempre es importante tener un software de seguridad de confianza en funcionamiento.
Casi todos los tipos de archivos se pueden comprimir, incluyendo archivos de texto, imágenes, audio, video y archivos de software. Sin embargo, el nivel de compresión alcanzable puede variar significativamente entre los tipos de archivos.
Un archivo ZIP es un tipo de formato de archivo que utiliza compresión sin pérdida para reducir el tamaño de uno o varios archivos. Varios archivos en un archivo ZIP se agrupan efectivamente en un solo archivo, lo que también facilita la compartición.
Técnicamente, sí, aunque la reducción de tamaño adicional podría ser mínima o incluso contraproducente. Comprimir un archivo ya comprimido a veces aumenta su tamaño debido a los metadatos agregados por el algoritmo de compresión.
Para descomprimir un archivo, generalmente se necesita una herramienta de descompresión o descompresión, como WinZip o 7-Zip. Estas herramientas pueden extraer los archivos originales del formato comprimido.