PAX（預先配置擴充）是一種由 Microsoft 開發的開放原始碼壓縮檔案格式，作為 ZIP、RAR 和 tar 等現有格式的現代替代方案。它旨在解決限制，並改善現代系統和裝置上檔案處理的壓縮、效能、安全性與功能。
PAX 格式的主要區別功能包括使用現代演算法增強壓縮、有效隨機存取檔案、原生多執行緒支援、可擴充的元資料、內建加密和完整性檢查，以及文件化的開放規格，以鼓勵廣泛採用和互操作性。
PAX 檔案使用檔案副檔名 .pax，並具有由標頭、中央目錄、壓縮資料區塊和尾部組成的多部分內部結構。這允許將關鍵資訊（例如檔案內容、壓縮參數和完整性雜湊）與實際壓縮檔案資料分開儲存。
PAX 標頭以 4 位元組魔術數字 (十六進位中的 50 41 58 00) 開頭，用於識別。然後它包含 PAX 版本、壓縮方法、加密方法、雜湊方法、區塊大小、平行壓縮執行緒數和各種標記的欄位。標頭以可擴充的 XML 元資料結束，提供有關檔案的詳細資訊。
在標頭之後是 PAX 中央目錄。這包含檔案中每個壓縮檔案/資料夾的項目，儲存完整路徑、屬性、大小、區塊偏移量和雜湊。將其放在一個地方可以有效列出檔案內容，並隨機存取個別檔案，而無需掃描壓縮資料。
PAX 檔案的大部分是一系列壓縮資料區塊。每個區塊都有一个小標頭，表示未壓縮和壓縮的大小，然後是一段使用已設定演算法壓縮的檔案資料。區塊預設大小為 1 MB，但這可以在檔案標頭中調整。
如果指定了加密方法，則壓縮資料區塊會選擇性加密。PAX 支援現代加密方案，例如 AES-256。檔案密碼用於衍生一個金鑰，獨立加密每個區塊，允許有效隨機存取。為了驗證，PAX 使用安全的 KDF 對密碼進行雜湊。
對於壓縮，PAX 支援各種現代通用編解碼器，針對快速解壓縮進行最佳化：LZMA、LZ4、Brotli、Zstandard 等。它還允許預處理器進一步縮小特定檔案類型的尺寸（例如，EXE/DLL 上的 Delta 編碼，x86 程式碼上的 E8E9 編碼）。編解碼器和預處理器在管線中套用。
為了實現有效的多執行緒壓縮，檔案被分割成獨立壓縮的區塊，這些區塊可以由平行編解碼器執行個體處理。PAX 壓縮器會自動調整規模，以使用所有可用的 CPU 核心。類似的分割允許平行解壓縮，以加快提取速度。
PAX 透過儲存原始資料和壓縮資料的雜湊，提供資料完整性和竄改偵測。檔案會攜帶標頭雜湊，以偵測截斷。中央目錄也會進行雜湊，以防止竄改檔案元資料。壓縮資料中的位元腐爛會透過雜湊每個區塊來捕獲。
在 PAX 檔案的結尾是尾部。這包含標頭欄位的副本、中央目錄的偏移量/大小，以及整個檔案的雜湊。尾部大小固定，且始終位於檔案的結尾，允許輕鬆定位和驗證 PAX 檔案。
與重寫整個檔案（例如 ZIP）相比，PAX 檔案可以透過修改中央目錄和附加已變更的資料區塊來有效更新。可以透過更新元資料和新增/移除相關區塊來插入、移除或取代整個檔案。檔案也可以快速附加。
為了減輕 zip-slip 漏洞，PAX 需要明確路徑（沒有 ../ 遍歷），並防止在提取根目錄之外寫入。限制了導致拒絕服務的冗長 ZIP 元資料欄位。透過限制壓縮比和記憶體使用量來減輕壓縮炸彈。
PAX 檔案中的檔案時間戳記使用標準的 64 位元格式，涵蓋廣泛的日期，精度為 1 秒。支援 POSIX 權限和 Windows ACL 的屬性。PAX 可以儲存 NTFS 替代資料串流和資源分支。符號連結和硬連結也可以表示。
開放原始碼 PAX SDK 提供簡單的 API，用於以程式方式建立、提取、更新和驗證 PAX 檔案。它處理 PAX 格式的所有低階細節。SDK 以多種語言提供，包括 C、C++、C#、Java、Python、JavaScript、Go 和 Rust。
總之，PAX 檔案格式建立在 ZIP 等已驗證格式的基礎上，同時引入了現代功能和最佳化 - 有效壓縮、多執行緒、隨機存取、安全性，以及開放規格。這使得 PAX 非常適合當今系統上的各種歸檔場景。
檔案壓縮是一種減小資料檔案大小以實現高效存儲或傳輸的過程。它使用各種算法來通過識別和消除重複性來 縮減資料，這經常可以在不損失原始資訊的情況下大幅度減小數據的大小。
有兩種主要的檔案壓縮類型：無損和有損。無損壓縮使得原始數據可以從壓縮數據中完美重建，這對於每一位數據都重要的檔案來說是理想的，如文本或數據庫檔案。常見的例子包括ZIP和RAR檔案格式。另一方面，有損壓縮消除了不那麼重要的數據以更明顯地減少檔案大小，通常用於音頻、視頻和圖像檔案。JPEG和MP3就是一些數據損失並不會大幅降低內容認知質量的例子。
檔案壓縮在多種方式上都是有利的。它節省了裝置和伺服器上的儲存空間，降低了成本並提高了效率。它還加快了網絡，包括互聯網上的檔案傳輸速度，對於大型檔案來說尤其有價值。此外，壓縮的檔案可以被組合成一個歸檔檔案，有助於組織和方便地運輸多個檔案。
然而，檔案壓縮確實有一些缺點。壓縮和解壓縮的過程需要計算資源，可能會減緩系統性能，尤其是對於較大的檔案。再者，在有損壓縮的情況下，有些原始數據在壓縮過程中被丟失，由此產生的質量可能對於所有的使用，特別是那些需要高質量的專業應用來說並不可接受。
檔案壓縮是當今數位世界中の關鍵工具。它提高了效率，節省了儲存空間並縮短了下載和上傳的時間。然而，它在系統性能和質量降低的風險方面也帶來了一套自身的缺點。因此，謹慎考慮這些因素以選擇特定數據需求的正確壓縮技術是必要的。
檔案壓縮是一個減少檔案或檔案群大小的過程，通常用於節省儲存空間或加速網路傳輸。
檔案壓縮運作原理，透過識別並移除數據中的冗餘資訊。它使用演算法將原始數據編碼在較小的空間裡。
兩種主要的檔案壓縮類型是無失真及有失真壓縮。無失真壓縮可以完美地恢復原始檔案，然而有失真壓縮在一些資料品質的損失下能得到更大的壓縮程度。
一個常見的檔案壓縮工具範例是WinZip，它支援多種壓縮格式包括ZIP與RAR。
在無失真壓縮中，質量保持不變。然而，在有失真壓縮中，可能會有顯著的質量下降，因為它刪除了一些較不重要的數據以便更大程度地減少檔案大小。
是的，相對於資料的完整性來說，檔案壓縮是安全的，尤其是無失真壓縮。然而，如同所有檔案，被壓縮的檔案也可能受到惡意軟體或病毒的攻擊，所以總是需要有專業的安全軟體以保護。
幾乎所有種類的檔案都可以被壓縮，包括文字檔案、圖像、音訊、視頻和軟體檔案。然而，壓縮程度可以因檔案類型而有顯著的不同。
ZIP檔是一種使用無 失真壓縮以減少一個或多個檔案大小的檔案格式。在ZIP檔中的多個檔案被有效地打包為單一的檔案，這也讓分享變得更加容易。
技術上可行，儘管額外的大小減少可能非常小或甚至適得其反。壓縮一個已經壓縮過的檔案有時可能會增加其大小，原因在於壓縮演算法所增加的metadata。
解壓壓縮的檔案，通常需要一個解壓縮或解zip的工具，像是WinZip或7-Zip。這些工具可以从壓縮格式中提取原始檔案。