ZIPX è un formato di file di archivio che si basa ed estende il formato ZIP ampiamente utilizzato. È stato sviluppato da PKWARE, la stessa azienda dietro il formato ZIP originale, come un modo per aggiungere funzionalità avanzate di compressione e crittografia mantenendo la compatibilità con gli strumenti ZIP esistenti. ZIPX mira a fornire migliori rapporti di compressione, maggiore sicurezza e supporto per dimensioni di file più grandi rispetto agli archivi ZIP tradizionali.
Una delle caratteristiche principali di ZIPX è il suo supporto per più metodi di compressione. Oltre alla compressione DEFLATE standard utilizzata nei file ZIP, ZIPX introduce diversi nuovi algoritmi di compressione. Questi includono BZIP2, un metodo di compressione ad alte prestazioni noto per i suoi eccellenti rapporti di compressione, e PPMd, un algoritmo di compressione statistica basato sul contesto che può ottenere risultati di compressione ancora migliori. ZIPX supporta anche il metodo di compressione LZMA, che si basa sull'algoritmo della catena di Markov di Lempel-Ziv e offre un buon equilibrio tra rapporto di compressione e velocità.
Un altro miglioramento significativo in ZIPX è l'introduzione di funzionalità di crittografia avanzate. Mentre i file ZIP hanno a lungo supportato la protezione di base con password utilizzando l'algoritmo ZipCrypto relativamente debole, ZIPX intensifica il gioco della sicurezza incorporando metodi di crittografia avanzati. Supporta l'uso di AES (Advanced Encryption Standard) con lunghezze di chiave di 128, 192 o 256 bit. AES è un algoritmo di crittografia ampiamente accettato e sicuro che fornisce una protezione robusta contro l'accesso non autorizzato al contenuto dell'archivio.
ZIPX affronta anche le limitazioni del formato ZIP originale in termini di dimensione del file. I file ZIP tradizionali utilizzano campi a 32 bit per memorizzare le dimensioni e gli offset dei file, il che limita la dimensione massima dei singoli file e l'archivio complessivo a 4 GB. Ciò diventa un problema quando si hanno a che fare con file di grandi dimensioni o raccolte di file che superano questo limite. ZIPX supera questa limitazione introducendo estensioni a 64 bit, consentendo dimensioni di file e dimensioni di archivio fino a 18 exabyte (circa 18 milioni di terabyte). Ciò rende ZIPX adatto per la gestione di set di dati estremamente grandi e per ospitare le dimensioni sempre crescenti dei file digitali.
In termini di struttura del formato file, ZIPX mantiene la compatibilità con il formato ZIP di base introducendo nuove funzionalità ed estensioni. Un file ZIPX consiste in una sequenza di record di file, ognuno dei quali rappresenta un file compresso o una directory. I record di file sono seguiti da una directory centrale che contiene metadati sui file archiviati, come i loro nomi, dimensioni e metodi di compressione. ZIPX introduce nuovi tipi di record e campi extra per ospitare le sue funzionalità avanzate.
Uno dei nuovi tipi di record in ZIPX è il record "Extra Field". Questo record consente l'inclusione di metadati aggiuntivi specifici di ZIPX, come il metodo di compressione scelto, l'algoritmo di crittografia e qualsiasi altra informazione rilevante. I campi extra sono identificati da ID di intestazione univoci e possono essere facilmente analizzati dal software compatibile con ZIPX.
ZIPX introduce anche una nuova funzionalità "Split Archive" che consente di dividere archivi di grandi dimensioni in parti più piccole e gestibili. Ciò è particolarmente utile quando si trasferiscono file ZIPX di grandi dimensioni su reti o supporti di archiviazione con limitazioni di dimensione. La funzionalità di archivio diviso consente la creazione di più file ZIPX che possono essere concatenati nuovamente insieme per ricostruire l'archivio originale. Ogni file diviso contiene un'intestazione speciale che indica la sua posizione nella sequenza e il numero totale di parti.
La compatibilità è una considerazione importante quando si tratta di formati di archivio. Mentre ZIPX offre funzionalità avanzate e miglioramenti rispetto al tradizionale formato ZIP, mantiene la compatibilità con le versioni precedenti fino a un certo punto. I file ZIPX possono ancora essere aperti ed estratti da molti strumenti ZIP esistenti, anche se potrebbero non supportare tutte le funzionalità avanzate. Tuttavia, per sfruttare appieno le capacità di ZIPX, come la compressione migliorata e la crittografia avanzata, è necessario un software specializzato compatibile con ZIPX.
PKWARE fornisce una serie di strumenti e librerie, noti come "PKZIP SDK", per facilitare la creazione e la manipolazione di file ZIPX. L'SDK include utilità della riga di comando per comprimere ed estrarre archivi ZIPX, nonché API e librerie per integrare il supporto ZIPX in applicazioni personalizzate. Questi strumenti supportano vari linguaggi di programmazione e piattaforme, rendendo più semplice per gli sviluppatori lavorare con ZIPX nei loro progetti software.
L'introduzione di ZIPX offre numerosi vantaggi agli utenti e alle organizzazioni che gestiscono grandi quantità di dati. I metodi di compressione migliorati in ZIPX si traducono in dimensioni di file più piccole, riducendo i requisiti di archiviazione e facilitando un trasferimento dei dati più rapido sulle reti. Le potenti funzionalità di crittografia garantiscono la riservatezza e l'integrità delle informazioni sensibili archiviate negli archivi ZIPX. Inoltre, la possibilità di gestire file di grandi dimensioni elimina la necessità di soluzioni alternative complesse e consente l'archiviazione e la distribuzione efficienti di set di dati enormi.
Nonostante i suoi vantaggi, l'adozione di ZIPX è stata relativamente lenta rispetto all'onnipresente formato ZIP. Ciò può essere attribuito al diffuso supporto e alla familiarità con ZIP, nonché al fatto che molti utenti potrebbero non richiedere le funzionalità avanzate offerte da ZIPX. Tuttavia, poiché i volumi di dati continuano a crescere e la sicurezza diventa sempre più critica, è probabile che aumenti la domanda di formati di archivio più capaci come ZIPX.
In conclusione, ZIPX è un formato di file di archivio potente e ricco di funzionalità che si basa sull'eredità del formato ZIP. Con il suo supporto per metodi di compressione avanzati, crittografia avanzata e dimensioni di file di grandi dimensioni, ZIPX offre miglioramenti significativi rispetto agli archivi ZIP tradizionali. Mentre la compatibilità con gli strumenti ZIP esistenti è mantenuta fino a un certo punto, il pieno potenziale di ZIPX viene sbloccato attraverso l'uso di software e librerie specializzati. Poiché i requisiti di archiviazione e trasferimento dei dati continuano a evolversi, ZIPX rappresenta uno strumento prezioso per l'archiviazione efficiente e sicura in vari domini, dall'informatica personale alla gestione dei dati aziendali.
La compressione dei file riduce la ridondanza in modo che le stesse informazioni occupino meno bit. Il limite superiore di quanto si può andare è governato dalla teoria dell'informazione: per la compressione senza perdita, il limite è l'entropia della fonte (vedi il teorema della codifica di sorgente di Shannon e il suo articolo originale del 1948 “Una teoria matematica della comunicazione”). Per la compressione con perdita, il compromesso tra velocità e qualità è catturato dalla teoria tasso-distorsione.
La maggior parte dei compressori ha due fasi. In primo luogo, un modello predice o espone la struttura nei dati. In secondo luogo, un codificatore trasforma tali previsioni in modelli di bit quasi ottimali. Una famiglia di modellazione classica è Lempel-Ziv: LZ77 (1977) e LZ78 (1978) rilevano sottostringhe ripetute ed emettono riferimenti invece di byte grezzi. Sul lato della codifica, la codifica di Huffman (vedi l'articolo originale del 1952) assegna codici più brevi a simboli più probabili. La codifica aritmetica e la codifica a intervalli sono alternative a grana più fine che si avvicinano al limite dell'entropia, mentre i moderni Sistemi Numerici Asimmetrici (ANS) ottengono una compressione simile con implementazioni veloci basate su tabelle.
DEFLATE (usato da gzip, zlib e ZIP) combina LZ77 con la codifica di Huffman. Le sue specifiche sono pubbliche: DEFLATE RFC 1951, wrapper zlib RFC 1950, e formato file gzip RFC 1952. Gzip è strutturato per lo streaming ed esplicitamente non tenta di fornire accesso casuale. Le immagini PNG standardizzano DEFLATE come unico metodo di compressione (con una finestra massima di 32 KiB), secondo le specifiche PNG “Metodo di compressione 0… deflate/inflate… al massimo 32768 byte” e W3C/ISO PNG 2a Edizione.
Zstandard (zstd): un compressore generico più recente progettato per rapporti elevati con decompressione molto veloce. Il formato è documentato in RFC 8878 (anche mirror HTML) e nelle specifiche di riferimento su GitHub. Come gzip, il frame di base non mira all'accesso casuale. Uno dei superpoteri di zstd sono i dizionari: piccoli campioni dal tuo corpus che migliorano drasticamente la compressione su molti file piccoli o simili (vedi documenti del dizionario python-zstandard e l'esempio funzionante di Nigel Tao). Le implementazioni accettano dizionari sia “non strutturati” che “strutturati” (discussione).
Brotli: ottimizzato per i contenuti web (ad es. font WOFF2, HTTP). Mescola un dizionario statico con un core di entropia LZ+ simile a DEFLATE. La specifica è RFC 7932, che nota anche una finestra scorrevole di 2WBITS−16 con WBITS in [10, 24] (da 1 KiB−16 B a 16 MiB−16 B) e che non tenta l'accesso casuale. Brotli spesso batte gzip sul testo web decodificando rapidamente.
Contenitore ZIP: ZIP è un archivio di file che può memorizzare voci con vari metodi di compressione (deflate, store, zstd, ecc.). Lo standard de facto è l'APPNOTE di PKWARE (vedi portale APPNOTE, una copia ospitata, e panoramiche LC Formato file ZIP (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 punta alla velocità grezza con rapporti modesti. Vedi la sua pagina del progetto (“compressione estremamente veloce”) e il formato del frame. È ideale per cache in memoria, telemetria o percorsi caldi in cui la decompressione deve essere quasi alla velocità della RAM.
XZ / LZMA spingono per la densità (ottimi rapporti) con una compressione relativamente lenta. XZ è un contenitore; il lavoro pesante è tipicamente svolto da LZMA/LZMA2 (modellazione simile a LZ77 + codifica a intervalli). Vedi formato file .xz, la specifica LZMA (Pavlov), e le note del kernel Linux su XZ Embedded. XZ di solito comprime meglio di gzip e spesso compete con i moderni codec ad alto rapporto, ma con tempi di codifica più lenti.
bzip2 applica la Trasformata di Burrows-Wheeler (BWT), move-to-front, RLE e la codifica di Huffman. È tipicamente più piccolo di gzip ma più lento; vedi il manuale ufficiale e le pagine man (Linux).
La “dimensione della finestra” è importante. I riferimenti DEFLATE possono guardare indietro solo di 32 KiB (RFC 1951 e il limite di 32 KiB di PNG notato qui). La finestra di Brotli varia da circa 1 KiB a 16 MiB (RFC 7932). Zstd regola la finestra e la profondità di ricerca per livello (RFC 8878). I flussi di base gzip/zstd/brotli sono progettati per la decodifica sequenziale; i formati di base non promettono l'accesso casuale, sebbene i contenitori (ad es. indici tar, framing a blocchi o indici specifici del formato) possano stratificarlo.
I formati di cui sopra sono senza perdita: è possibile ricostruire i byte esatti. I codec multimediali sono spesso con perdita: scartano dettagli impercettibili per raggiungere bitrate più bassi. Nelle immagini, il JPEG classico (DCT, quantizzazione, codifica entropica) è standardizzato in ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1. Nell'audio, MP3 (MPEG-1 Layer III) e AAC (MPEG-2/4) si basano su modelli percettivi e trasformate MDCT (vedi ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7, e una panoramica MDCT qui). Con perdita e senza perdita possono coesistere (ad es. PNG per le risorse dell'interfaccia utente; codec Web per immagini/video/audio).
Teoria: Shannon 1948 · Velocità-distorsione · Codifica: Huffman 1952 · Codifica aritmetica · Codifica a intervalli · ANS. Formati: DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · LZ4 frame · Formato XZ. Stack BWT: Burrows–Wheeler (1994) · manuale bzip2. Media: JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
In conclusione: scegli un compressore che si adatti ai tuoi dati e ai tuoi vincoli, misura su input reali e non dimenticare i vantaggi derivanti dai dizionari e dal framing intelligente. Con la giusta accoppiata, puoi ottenere file più piccoli, trasferimenti più veloci e app più scattanti, senza sacrificare la correttezza o la portabilità.
La compressione dei file è un processo che riduce le dimensioni di un file o di più file, tipicamente per risparmiare spazio di archiviazione o accelerare la trasmissione su una rete.
La compressione dei file funziona identificando e rimuovendo la ridondanza nei dati. Utilizza algoritmi per codificare i dati originali in uno spazio minore.
I due principali tipi di compressione dei file sono la compressione senza perdita e la compressione con perdita. La compressione senza perdita permette di ripristinare perfettamente il file originale, mentre la compressione con perdita consente una riduzione di dimensioni più significativa a costo di una certa perdita nella qualità dei dati.
Un esempio popolare di uno strumento di compressione dei file è WinZip, che supporta più formati di compressione tra cui ZIP e RAR.
Con la compressione senza perdita, la qualità rimane inalterata. Tuttavia, con la compressione con perdita, può esserci una diminuzione notevole della qualità perché elimina dati meno importanti per ridurre più significativamente la dimensione del file.
Sì, la compressione dei file è sicura in termini di integrità dei dati, specialmente con la compressione senza perdita. Tuttavia, come qualsiasi file, i file compressi possono essere presi di mira da malware o virus, quindi è sempre importante avere in atto un software di sicurezza affidabile.
Quasi tutti i tipi di file possono essere compressi, inclusi file di testo, immagini, audio, video e software. Tuttavia, il livello di compressione ottenibile può variare significativamente tra i tipi di file.
Un file ZIP è un tipo di formato di file che utilizza la compressione senza perdita per ridurre le dimensioni di uno o più file. Più file in un file ZIP sono effettivamente raggruppati insieme in un unico file, il che facilita anche la condivisione.
Tecnicamente, sì, anche se la riduzione aggiuntiva delle dimensioni potrebbe essere minima o addirittura controproducente. Comprimere un file già compresso potrebbe a volte aumentare le sue dimensioni a causa dei metadati aggiunti dall'algoritmo di compressione.
Per decomprimere un file, di solito ti serve uno strumento di decompressione o di estrazione, come WinZip o 7-Zip. Questi strumenti possono estrarre i file originali dal formato compresso.