Le format d'archive PAXR (Portable Archive eXchange Revision) est une norme polyvalente et efficace de compression et de conditionnement de fichiers conçue pour la compatibilité multiplateforme et l'intégrité des données. Développé par le consortium PAXR, un groupe de leaders de l'industrie du stockage et de la compression de données, le format vise à remédier aux limites des formats d'archive existants tout en fournissant des fonctionnalités avancées pour les environnements informatiques modernes.
En son cœur, PAXR utilise une combinaison d'algorithmes de compression sans perte, notamment LZMA2, Brotli et Zstandard, pour atteindre des taux de compression élevés sans sacrifier l'intégrité des données. Le format prend en charge plusieurs niveaux de compression, permettant aux utilisateurs d'équilibrer la vitesse de compression et la réduction de la taille des fichiers en fonction de leurs besoins spécifiques. PAXR introduit également une nouvelle technique de compression adaptative appelée DynamicOpt, qui analyse les données d'entrée et sélectionne l'algorithme de compression et les paramètres les plus appropriés pour chaque fichier, ce qui se traduit par des performances de compression optimales.
L'une des principales caractéristiques du format PAXR est ses capacités robustes de détection et de correction d'erreurs. PAXR implémente un système de vérification des erreurs multicouche, qui comprend des sommes de contrôle CRC32 pour les fichiers individuels et un hachage SHA-256 pour l'archive entière. Cela garantit que l'intégrité des données est maintenue pendant la transmission et le stockage, et permet la détection et la correction des erreurs causées par la corruption des données ou la dégradation du support de stockage.
PAXR prend en charge une large gamme d'attributs de fichiers, notamment les autorisations de fichiers, les horodatages et les métadonnées étendues. Le format utilise un système d'attributs flexible et extensible, qui permet l'inclusion de champs de métadonnées personnalisés définis par les utilisateurs ou les applications. Cela permet à PAXR de répondre aux besoins de diverses industries et cas d'utilisation, tels que la recherche scientifique, la préservation numérique et la distribution multimédia.
Le format PAXR introduit également une nouvelle fonctionnalité appelée StreamingExtract, qui permet l'extraction efficace de fichiers individuels à partir d'une archive sans avoir besoin de décompresser l'archive entière. Ceci est réalisé grâce à une combinaison d'indexation intelligente des fichiers et de techniques de décompression partielle. StreamingExtract améliore considérablement les performances de l'accès aléatoire aux fichiers dans les archives volumineuses, ce qui le rend particulièrement utile pour les applications qui nécessitent un accès fréquent à des fichiers spécifiques, tels que le conditionnement d'actifs de jeu et la distribution de logiciels.
La sécurité est un autre aspect critique du format PAXR. PAXR prend en charge des algorithmes de chiffrement puissants, tels qu'AES-256 et ChaCha20, pour protéger les données sensibles contre les accès non autorisés. Le format utilise un schéma de chiffrement flexible qui permet le chiffrement de fichiers individuels, de répertoires ou de l'archive entière. PAXR prend également en charge plusieurs clés de chiffrement et systèmes de gestion de clés, permettant un contrôle d'accès granulaire et une collaboration sécurisée entre plusieurs utilisateurs.
L'interopérabilité est un objectif clé du format PAXR. Le consortium PAXR a développé un ensemble d'API et de bibliothèques standardisées pour divers langages de programmation, notamment C++, Java, Python et JavaScript. Ces API fournissent aux développeurs un accès facile aux fonctionnalités de PAXR et garantissent un comportement cohérent sur différentes plates-formes et implémentations. Le consortium maintient également un document de spécification complet et effectue des tests d'interopérabilité réguliers pour garantir que différentes implémentations PAXR peuvent échanger des archives de manière transparente.
Pour faciliter l'adoption et la rétrocompatibilité, le format PAXR comprend une couche de compatibilité qui lui permet de contenir et d'extraire des fichiers d'autres formats d'archive populaires, tels que ZIP, RAR et TAR. Cela permet aux utilisateurs de migrer leurs archives existantes vers PAXR sans perdre l'accès aux données héritées. La couche de compatibilité permet également aux implémentations PAXR de se rabattre sur des algorithmes de compression alternatifs lorsqu'elles rencontrent des données non prises en charge ou corrompues, améliorant ainsi la résilience et la fiabilité du format.
En conclusion, le format d'archive PAXR représente une avancée significative dans la technologie de compression et de conditionnement des données. Avec ses algorithmes de compression avancés, sa détection et correction d'erreurs robustes, sa prise en charge flexible des métadonnées et ses fonctionnalités de sécurité renforcées, PAXR est bien adapté à une large gamme d'applications, de la sauvegarde de données personnelles à la distribution et à la préservation de données à grande échelle. À mesure que le format continue d'évoluer et d'être adopté, il est sur le point de devenir une nouvelle norme dans le domaine de l'archivage et de la compression des données.
La compression de fichiers réduit la redondance afin que la même information prenne moins de bits. La limite supérieure de ce que vous pouvez faire est régie par la théorie de l'information : pour la compression sans perte, la limite est l'entropie de la source (voir le théorème de codage de source et son article original de 1948 « Une théorie mathématique de la communication »). Pour la compression avec perte, le compromis entre le débit et la qualité est capturé par la théorie du débit-distorsion.
La plupart des compresseurs ont deux étapes. Premièrement, un modèle prédit ou expose la structure des données. Deuxièmement, un codeur transforme ces prédictions en modèles de bits quasi optimaux. Une famille de modélisation classique est Lempel-Ziv : LZ77 (1977) et LZ78 (1978) détectent les sous-chaînes répétées et émettent des références au lieu d'octets bruts. Du côté du codage, le codage de Huffman (voir l'article original de 1952) attribue des codes plus courts aux symboles les plus probables. Le codage arithmétique et le codage par plage sont des alternatives plus fines qui se rapprochent de la limite de l'entropie, tandis que les systèmes de numération asymétriques (ANS) modernes permettent une compression similaire avec des implémentations rapides basées sur des tables.
DEFLATE (utilisé par gzip, zlib et ZIP) combine LZ77 avec le codage de Huffman. Ses spécifications sont publiques : DEFLATE RFC 1951, wrapper zlib RFC 1950, et format de fichier gzip RFC 1952. Gzip est conçu pour le streaming et explicitement ne tente pas de fournir un accès aléatoire. Les images PNG normalisent DEFLATE comme leur seule méthode de compression (avec une fenêtre maximale de 32 Kio), conformément à la spécification PNG « Méthode de compression 0… dégonfler/gonfler… au plus 32768 octets » et W3C/ISO PNG 2e édition.
Zstandard (zstd) : un compresseur polyvalent plus récent conçu pour des taux de compression élevés avec une décompression très rapide. Le format est documenté dans la RFC 8878 (également miroir HTML) et la spécification de référence sur GitHub. Comme gzip, la trame de base ne vise pas l'accès aléatoire. L'un des superpouvoirs de zstd réside dans les dictionnaires : de petits échantillons de votre corpus qui améliorent considérablement la compression sur de nombreux fichiers minuscules ou similaires (voir la documentation du dictionnaire python-zstandard et l'exemple pratique de Nigel Tao). Les implémentations acceptent à la fois les dictionnaires « non structurés » et « structurés » (discussion).
Brotli : optimisé pour le contenu Web (par exemple, les polices WOFF2, HTTP). Il mélange un dictionnaire statique avec un noyau d'entropie+LZ de type DEFLATE. La spécification est la RFC 7932, qui note également une fenêtre glissante de 2WBITS−16 avec WBITS dans [10, 24] (1 Kio−16 B jusqu'à 16 Mio−16 B) et qu'il ne tente pas d'accès aléatoire. Brotli surpasse souvent gzip sur le texte Web tout en décodant rapidement.
Conteneur ZIP : ZIP est une archive de fichiers qui peut stocker des entrées avec diverses méthodes de compression (deflate, store, zstd, etc.). La norme de facto est l'APPNOTE de PKWARE (voir le portail APPNOTE, une copie hébergée, et les aperçus de la LC Format de fichier ZIP (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 vise la vitesse brute avec des ratios modestes. Voir sa page de projet (« compression extrêmement rapide ») et son format de trame. Il est idéal pour les caches en mémoire, la télémétrie ou les chemins d'accès très sollicités où la décompression doit être proche de la vitesse de la RAM.
XZ / LZMA visent la densité (excellents ratios) avec une compression relativement lente. XZ est un conteneur ; le gros du travail est généralement effectué par LZMA/LZMA2 (modélisation de type LZ77 + codage par plage). Voir le format de fichier .xz, la spécification LZMA (Pavlov), et les notes du noyau Linux sur XZ Embedded. XZ surcompresse généralement gzip et rivalise souvent avec les codecs modernes à haut ratio, mais avec des temps d'encodage plus lents.
bzip2 applique la transformée de Burrows-Wheeler (BWT), move-to-front, RLE et le codage de Huffman. Il est généralement plus petit que gzip mais plus lent ; voir le manuel officiel et les pages de manuel (Linux).
La « taille de la fenêtre » est importante. Les références DEFLATE ne peuvent remonter que de 32 Kio (RFC 1951 et la limite de 32 Kio de PNG notée ici). La fenêtre de Brotli va d'environ 1 Kio à 16 Mio (RFC 7932). Zstd ajuste la fenêtre et la profondeur de recherche par niveau (RFC 8878). Les flux de base gzip/zstd/brotli sont conçus pour un décodage séquentiel ; les formats de base ne promettent pas d'accès aléatoire, bien que des conteneurs (par exemple, des index tar, un tramage en morceaux ou des index spécifiques au format) puissent l'ajouter.
Les formats ci-dessus sont sans perte : vous pouvez reconstruire les octets exacts. Les codecs multimédias sont souvent avec perte : ils suppriment les détails imperceptibles pour atteindre des débits binaires inférieurs. Dans les images, le JPEG classique (DCT, quantification, codage entropique) est normalisé dans ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1. En audio, MP3 (MPEG-1 Layer III) et AAC (MPEG-2/4) reposent sur des modèles perceptuels et des transformées MDCT (voir ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7, et un aperçu de la MDCT ici). Avec et sans perte peuvent coexister (par exemple, PNG pour les ressources de l'interface utilisateur ; codecs Web pour les images/vidéo/audio).
Théorie : Shannon 1948 · Débit-distorsion · Codage : Huffman 1952 · Codage arithmétique · Codage par plage · ANS. Formats : DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · Trame LZ4 · Format XZ. Pile BWT : Burrows–Wheeler (1994) · manuel bzip2. Médias : JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
Conclusion : choisissez un compresseur qui correspond à vos données et à vos contraintes, mesurez sur des entrées réelles et n'oubliez pas les gains des dictionnaires et du tramage intelligent. Avec la bonne combinaison, vous pouvez obtenir des fichiers plus petits, des transferts plus rapides et des applications plus réactives, sans sacrifier la correction ou la portabilité.
La compression de fichiers est un processus qui réduit la taille d'un fichier ou de fichiers, généralement pour économiser de l'espace de stockage ou accélérer la transmission sur un réseau.
La compression de fichiers fonctionne en identifiant et en supprimant les redondances dans les données. Elle utilise des algorithmes pour encoder les données originales dans un espace plus petit.
Les deux types principaux de compression de fichiers sont la compression sans perte et la compression avec pertes. La compression sans perte permet de restaurer parfaitement le fichier original, tandis que la compression avec pertes permet une réduction de taille plus significative au détriment de la perte de qualité des données.
Un exemple populaire d'un outil de compression de fichiers est WinZip, qui prend en charge de multiples formats de compression dont ZIP et RAR.
Avec la compression sans perte, la qualité reste inchangée. Cependant, avec la compression avec pertes, il peut y avoir une diminution notable de la qualité car elle élimine les données moins importantes pour réduire de manière plus significative la taille du fichier.
Oui, la compression de fichiers est sûre en termes d'intégrité des données, surtout avec la compression sans perte. Cependant, comme tout fichier, les fichiers compressés peuvent être ciblés par des logiciels malveillants ou des virus, il est donc toujours important d'avoir un logiciel de sécurité de confiance en place.
Presque tous les types de fichiers peuvent être compressés, y compris les fichiers texte, images, audio, vidéo, et les fichiers logiciels. Cependant, le niveau de compression réalisable peut varier considérablement selon les types de fichiers.
Un fichier ZIP est un type de format de fichier qui utilise la compression sans perte pour réduire la taille d'un ou de plusieurs fichiers. Plusieurs fichiers dans un fichier ZIP sont effectivement regroupés en un seul fichier, ce qui facilite également le partage.
Techniquement, oui, bien que la réduction de taille supplémentaire puisse être minime voire contre-productive. Compresser un fichier déjà compressé peut parfois augmenter sa taille en raison des métadonnées ajoutées par l'algorithme de compression.
Pour décompresser un fichier, il vous faut généralement un outil de décompression ou de dézippage, comme WinZip ou 7-Zip. Ces outils peuvent extraire les fichiers originaux à partir du format compressé.