Format archiwum V7TAR to zastrzeżony system kompresji i pakowania plików opracowany przez V7 Technologies. Został zaprojektowany do wydajnego kompresowania i przechowywania dużych ilości danych przy zachowaniu integralności i bezpieczeństwa danych. V7TAR wykorzystuje zaawansowane algorytmy kompresji i techniki szyfrowania, aby zapewnić, że zarchiwizowane dane są zarówno kompaktowe, jak i bezpieczne.
W swojej istocie format V7TAR opiera się na połączeniu znanego formatu TAR (Tape Archive) i niestandardowych algorytmów kompresji i szyfrowania V7. Format TAR to długoletni standard łączenia wielu plików w jeden plik archiwum, co czyni go idealną podstawą dla V7TAR.
Podczas tworzenia archiwum V7TAR system najpierw analizuje pliki wejściowe, aby określić optymalną metodę kompresji dla każdego typu pliku. V7 Technologies opracowało zestaw algorytmów kompresji dostosowanych do określonych typów plików, takich jak tekst, obrazy, dźwięk i wideo. Stosując najbardziej odpowiednią metodę kompresji do każdego pliku, V7TAR osiąga lepsze współczynniki kompresji w porównaniu z algorytmami kompresji ogólnego przeznaczenia.
Po skompresowaniu plików V7TAR wykorzystuje wielopoziomowy system szyfrowania w celu ochrony zarchiwizowanych danych. Pierwszy poziom szyfrowania wykorzystuje Advanced Encryption Standard (AES) z kluczem 256-bitowym. AES to symetryczny algorytm szyfrowania, który jest powszechnie uważany za jedną z najbezpieczniejszych dostępnych metod szyfrowania. Rozmiar klucza 256-bitowego zapewnia niezwykle wysoki poziom bezpieczeństwa, co sprawia, że nieautoryzowanym użytkownikom praktycznie niemożliwe jest odszyfrowanie danych bez prawidłowego klucza.
Oprócz szyfrowania AES, V7TAR wykorzystuje również zastrzeżony algorytm szyfrowania opracowany przez V7 Technologies. Ta dodatkowa warstwa szyfrowania dodaje dodatkowy poziom bezpieczeństwa i zapewnia, że nawet jeśli szyfrowanie AES zostanie w jakiś sposób naruszone, dane pozostaną chronione. Zastrzeżony algorytm szyfrowania jest utrzymywany w tajemnicy przez V7 Technologies, dodając dodatkową warstwę niejasności do procesu szyfrowania.
Aby jeszcze bardziej zwiększyć bezpieczeństwo, V7TAR wykorzystuje system zarządzania kluczami, który umożliwia użycie wielu kluczy szyfrowania w jednym archiwum. Oznacza to, że różne pliki lub sekcje archiwum mogą być szyfrowane różnymi kluczami, co umożliwia udzielenie dostępu do określonych części archiwum przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa innych części. System zarządzania kluczami obejmuje również funkcje rotacji i odwoływania kluczy, umożliwiając bezpieczne aktualizowanie lub usuwanie kluczy szyfrowania w razie potrzeby.
Pod względem organizacji plików V7TAR wykorzystuje strukturę hierarchiczną podobną do tradycyjnego systemu plików. Pliki i katalogi są przechowywane w archiwum w strukturze drzewiastej, przy czym każdy plik i katalog ma własne metadane. Te metadane zawierają informacje takie jak nazwy plików, rozmiary plików, znaczniki czasu i uprawnienia.
Jedną z unikalnych cech V7TAR jest jego zdolność do przechowywania informacji delta dla plików, które zostały zaktualizowane. Zamiast przechowywać cały zaktualizowany plik, V7TAR może przechowywać tylko zmiany wprowadzone w pliku od ostatniej wersji. Ta technika kompresji delta znacznie zmniejsza rozmiar archiwum w przypadku dużych plików, które podlegają częstym, niewielkim aktualizacjom.
V7TAR zawiera również wbudowane mechanizmy wykrywania i korekcji błędów w celu zapewnienia integralności danych. Format wykorzystuje sumy kontrolne i kody korekcji błędów do wykrywania i odzyskiwania uszkodzonych danych, które mogą wystąpić podczas przechowywania lub transmisji. Zapewnia to, że zarchiwizowane dane pozostają nienaruszone i można je niezawodnie przywrócić nawet w przypadku awarii sprzętu lub innych błędów.
Aby zoptymalizować wydajność, V7TAR obsługuje wielowątkowe operacje kompresji i dekompresji. Pozwala to systemowi wykorzystać zalety nowoczesnych procesorów wielordzeniowych, znacznie skracając czas potrzebny na tworzenie i wyodrębnianie dużych archiwów. Format obejmuje również obsługę kompresji solidnej, która dodatkowo poprawia współczynniki kompresji poprzez analizowanie i kompresowanie wielu plików razem jako jednego bloku.
Pod względem kompatybilności V7 Technologies udostępnia międzyplatformowy zestaw do tworzenia oprogramowania (SDK), który umożliwia programistom zintegrowanie obsługi V7TAR z ich aplikacjami. SDK zawiera biblioteki do tworzenia, wyodrębniania i manipulowania archiwami V7TAR, a także dokumentację i przykładowy kod, aby pomóc programistom szybko rozpocząć pracę.
Jednym z głównych przypadków użycia V7TAR jest tworzenie kopii zapasowych i archiwizacja danych. Wysokie współczynniki kompresji i silne szyfrowanie formatu sprawiają, że jest to idealny wybór do przechowywania dużych ilości poufnych danych, takich jak zapisy finansowe, informacje medyczne lub własność intelektualna. Zdolność V7TAR do wydajnego obsługiwania przyrostowych aktualizacji sprawia, że nadaje się również do użytku w systemach kontroli wersji i innych aplikacjach, w których dane zmieniają się w czasie.
Kolejnym ważnym zastosowaniem V7TAR jest dystrybucja oprogramowania i treści cyfrowych. Pakując aplikacje oprogramowania, biblioteki i zasoby do jednego, skompresowanego i zaszyfrowanego archiwum V7TAR, programiści mogą zapewnić, że ich oprogramowanie jest chronione przed manipulacją i nieautoryzowanym dostępem. Wbudowane funkcje korekcji błędów i zarządzania kluczami formatu pomagają również zapewnić, że dystrybucje oprogramowania pozostają nienaruszone i bezpieczne w całym procesie dystrybucji.
Podsumowując, format archiwum V7TAR to potężne i wszechstronne narzędzie do kompresji, szyfrowania i pakowania danych. Jego zaawansowane algorytmy kompresji, wielopoziomowy system szyfrowania i solidne mechanizmy wykrywania i korekcji błędów sprawiają, że jest to idealny wybór dla szerokiej gamy zastosowań, od tworzenia kopii zapasowych i archiwizacji danych po dystrybucję oprogramowania i kontrolę wersji. Ponieważ bezpieczeństwo danych i wydajność przechowywania stają się coraz ważniejsze we współczesnym krajobrazie cyfrowym, format V7TAR jest dobrze przygotowany do zaspokojenia zmieniających się potrzeb firm i osób fizycznych.
Kompresja plików redukuje redundancję, dzięki czemu te same informacje wymagają mniej bitów. Górna granica jest wyznaczana przez teorię informacji: dla kompresji bezstratnej limitem jest entropia źródła (zobacz teoremę kodowania źródła Shannona source coding theorem oraz jego oryginalny artykuł z 1948 roku „A Mathematical Theory of Communication”). W kompresji stratnej kompromis między przepływnością a jakością opisuje teoria rate–distortion.
Większość kompresorów działa w dwóch etapach. Najpierw model przewiduje lub ujawnia strukturę danych. Następnie koder zamienia te przewidywania w niemal optymalne wzorce bitowe. Klasyczną rodziną modeli jest Lempel–Ziv LZ77 (1977) i LZ78 (1978) wykrywają powtarzające się podciągi i zamiast surowych bajtów emitują odwołania. Po stronie kodowania kodowanie Huffmana (zob. artykuł z 1952 r.) przypisuje krótsze kody symbolom bardziej prawdopodobnym. Kodowanie arytmetyczne i range coding są jeszcze precyzyjniejsze i zbliżają się do granicy entropii, a nowoczesne Asymmetric Numeral Systems (ANS) osiągają podobne wyniki dzięki szybkim implementacjom tablicowym.
DEFLATE (wykorzystywane przez gzip, zlib i ZIP) łączy LZ77 z kodowaniem Huffmana. Specyfikacje są publiczne: DEFLATE RFC 1951, wrapper zlib RFC 1950i format gzip RFC 1952. Gzip jest przeznaczony do strumieniowania i wprost nie oferuje dostępu losowego. Obrazy PNG standaryzują DEFLATE jako jedyną metodę kompresji (maks. okno 32 KiB) zgodnie ze specyfikacją „Compression method 0… deflate/inflate… at most 32768 bytes” oraz W3C/ISO PNG 2nd Edition.
Zstandard (zstd): nowszy uniwersalny kompresor zaprojektowany dla wysokich współczynników i bardzo szybkiej dekompresji. Format opisano w RFC 8878 (oraz lustrze HTML) i w specyfikacji referencyjnej na GitHubie. Podobnie jak gzip, podstawowa ramka nie celuje w dostęp losowy. Jednym z supermocy zstd są słowniki: niewielkie próbki z korpusu, które dramatycznie poprawiają kompresję wielu małych lub podobnych plików (zob.dokumentację słowników python-zstandard i przykład Nigela Tao). Implementacje akceptują zarówno słowniki „unstructured”, jak i „structured” (dyskusja).
Brotli: zoptymalizowane pod kątem treści webowych (np. fonty WOFF2, HTTP). Łączy statyczny słownik z jądrem LZ+entropia podobnym do DEFLATE. Specyfikacja to RFC 7932, które opisuje też okno 2WBITS−16 z WBITS w [10, 24] (1 KiB−16 B do 16 MiB−16 B) i stwierdza, że nie zapewnia dostępu losowego. Brotli często pokonuje gzip na tekstach webowych, jednocześnie szybko dekodując.
Kontener ZIP: ZIP to archiwum plików, które może przechowywać wpisy z różnymi metodami kompresji (deflate, store, zstd itd.). De facto standardem jest APPNOTE PKWARE (zob.portal APPNOTE, hostowaną kopięoraz omówienia LC ZIP File Format (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 celuje w surową szybkość przy umiarkowanych współczynnikach. Zobacz stronę projektu („extremely fast compression”) oraz opis formatu ramek. Idealne do cache w pamięci, telemetrii lub wrażliwych ścieżek, gdzie dekompresja musi być prawie tak szybka jak RAM.
XZ / LZMA goni za wysoką gęstością (świetnymi współczynnikami) kosztem wolniejszej kompresji. XZ to kontener; ciężar pracy wykonują zwykle LZMA/LZMA2 (modelowanie podobne do LZ77 + range coding). Zobacz format .xz, specyfikację LZMA (Pavlov)oraz notatki jądra Linux o XZ Embedded. XZ zwykle kompresuje lepiej niż gzip i często konkuruje z nowoczesnymi kodekami wysokiego współczynnika, ale wymaga dłuższego kodowania.
bzip2 stosuje Transformację Burrowsa–Wheelera (BWT), move-to-front, RLE i kodowanie Huffmana. Zwykle daje mniejsze pliki niż gzip, ale działa wolniej; zobacz oficjalny podręcznik oraz stronę man (Linux).
Liczy się „rozmiar okna”. Odwołania w DEFLATE mogą sięgać tylko 32 KiB wstecz (RFC 1951) oraz limitu PNG 32 KiB opisanego tutaj. Brotli ma okno od ~1 KiB do 16 MiB (RFC 7932). Zstd dostraja okno i głębokość wyszukiwania poziomami (RFC 8878). Podstawowe strumienie gzip/zstd/brotli są projektowane do sekwencyjnego dekodowania; same formaty nie gwarantują dostępu losowego, choć kontenery (np. indeksy tar, ramek chunked lub indeksy specyficzne dla formatu) mogą go dodać.
Powyższe formaty są bezstratne: odtwarzają dokładnie te same bajty. Kodeki multimedialne często są stratne: odrzucają niewidoczne szczegóły, by osiągnąć niższe bitrate’y. W obrazach klasyczny JPEG (DCT, kwantyzacja, kodowanie entropijne) jest standaryzowany w ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1. W audio MP3 (MPEG-1 Layer III) i AAC (MPEG-2/4) używają modeli percepcyjnych i transformacji MDCT (zob.ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7i przegląd MDCT tutaj). Metody stratne i bezstratne mogą współistnieć (np. PNG do UI, kodeki webowe dla obrazów/wideo/audio).
Teoria Shannon 1948 · Rate–distortion · Kodowanie Huffman 1952 · Kodowanie arytmetyczne · Range coding · ANS. Format DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · LZ4 frame · Format XZ. Stos BWT Burrows–Wheeler (1994) · podręcznik bzip2. Media JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
Podsumowanie: wybierz kompresor dopasowany do danych i ograniczeń, mierz na prawdziwych próbkach i nie zapominaj o zyskach ze słowników oraz sprytnego ramek. Z odpowiednią parą uzyskasz mniejsze pliki, szybsze transfery i żwawsze aplikacje bez poświęcania poprawności czy przenośności.
Kompresja plików to proces, który zmniejsza rozmiar pliku lub plików, zazwyczaj w celu oszczędności miejsca na dysku lub przyspieszenia transmisji przez sieć.
Kompresja plików działa poprzez identyfikowanie i usuwanie nadmiarowej informacji w danych. Wykorzystuje algorytmy do kodowania oryginalnych danych w mniejszej przestrzeni.
Dwa główne typy kompresji plików to kompresja bezstratna i stratna. Kompresja bezstratna pozwala na idealne przywrócenie oryginalnego pliku, podczas gdy kompresja stratna umożliwia znaczniejsze zmniejszenie rozmiaru kosztem pewnej utraty jakości danych.
Popularnym przykładem narzędzia do kompresji plików jest WinZip, który obsługuje wiele formatów kompresji, w tym ZIP i RAR.
W przypadku kompresji bezstratnej, jakość pozostaje niezmieniona. Jednak przy kompresji stratnej może dojść do zauważalnego spadku jakości, ponieważ eliminuje ona mniej ważne dane, aby bardziej znacząco zmniejszyć rozmiar pliku.
Tak, kompresja plików jest bezpieczna pod względem integralności danych, zwłaszcza przy kompresji bezstratnej. Jednak, jak wszystkie pliki, skompresowane pliki mogą być celem dla złośliwego oprogramowania lub wirusów, dlatego zawsze ważne jest, aby mieć zainstalowane wiarygodne oprogramowanie zabezpieczające.
Prawie wszystkie typy plików można skompresować, w tym pliki tekstowe, obrazy, audio, wideo i pliki oprogramowania. Jednak poziom możliwej do osiągnięcia kompresji może znacznie różnić się w zależności od typu pliku.
Plik ZIP to typ formatu pliku, który wykorzystuje kompresję bezstratną do zmniejszenia rozmiaru jednego lub więcej plików. Wiele plików w pliku ZIP jest efektywnie grupowanych razem w jeden plik, co ułatwia również udostępnianie.
Technicznie tak, chociaż dodatkowe zmniejszenie rozmiaru może być minimalne lub nawet niekorzystne. Kompresowanie już skompresowanego pliku czasami może zwiększyć jego rozmiar z powodu metadanych dodawanych przez algorytm kompresji.
Aby rozpakować plik, zazwyczaj potrzebujesz narzędzia do dekompresji lub rozpakowywania, takiego jak WinZip czy 7-Zip. Te narzędzia mogą wyodrębnić oryginalne pliki z formatu skompresowanego.