ZIP格式
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![]() 一個來自Nuvola圖標包中的zip文件圖標 | |
副檔名 |
.zip |
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網路媒體型式 | application/zip |
統一類型標識 | com.pkware.zip-archive |
開發者 | Phil Katz |
格式類型 | 數據壓縮 |
ZIP文件格式是一種數據壓縮和文檔儲存的文件格式,原名Deflate,發明者為菲爾·卡茨(Phil Katz),他於1989年1月公布了該格式的資料。ZIP通常使用後綴名「.zip」,它的MIME格式為application/zip。目前,ZIP格式屬於幾種主流的壓縮格式之一,其競爭者包括RAR格式以及開放源碼的7z格式。從性能上比較,RAR及7z格式較ZIP格式壓縮率較高,而7-Zip由於提供了開源的壓縮工具而逐漸在更多的領域得到應用。Microsoft從Windows ME操作系統開始內置對zip格式的支持,即使用戶的電腦上沒有安裝解壓縮軟件,也能打開和製作zip格式的壓縮文件,OS X和流行的Linux操作系統也對zip格式提供了類似的支持。因此如果在網絡上傳播和分發文件,zip格式往往是最常用的選擇。
歷史
前身
1985年一家名為SEA(System Enhancement Associates,系統增強夥伴)的小公司開發了一個在MS-DOS平台下的商業壓縮軟件,名為ARC。當時的軟件發行方式與現在略有不同,用戶購買了軟件,除了能得到軟件的可執行文件,還能得到一份C語言的源代碼。當時的卡茨與很多用計算機的普通人一樣,缺乏資金購買昂貴的商業軟件。當時卡茨從網上下載了一份ARC的C語言源代碼,並用匯編語言將其重新編寫並編譯了出來。這個軟件名為:PKARC(Phillip Katz' ARC)。PKARC因為是卡茨參照源代碼編寫的,所以完全兼容ARC,並且性能上比ARC高。卡茨當時將這個新軟件上傳到了網絡上。顯然,卡茨此舉造成對SEA公司的侵權。SEA最初希望通過聯絡卡茨,使PKARC成為SEA公司旗下的一款產品,但是被卡茨拒絕了。最終,雙方對簿公堂,結果是卡茨敗訴,他被判對SEA公司賠款以及停止發放PKARC。後來,卡茨在對PKARC續作的開發中,被迫重新改寫所有代碼。PKARC即為下文提及的PKZIP的前身,但卡茨沒有從PKARC賺到一分錢,還是窮困潦倒,又因為酗酒等眾多原因,2000年死在一個汽車旅館中。
誕生
這場官司過後幾周,卡茨就製作出了新的壓縮軟件PKZIP(Phillip Katz' ZIP)。這款全新的軟件比ARC的壓縮率、壓縮性能都要高許多,並且包含更多功能。此後,卡茨還將ZIP的所有技術參數公諸於眾。ZIP(意為「速度」)這一名稱是由卡茨的朋友羅伯特·馬宏利(Robert Mahoney)建議的。他們想暗示,他們的產品比ARC在一定時間內更快速。這個名字往往被寫成大寫字母,因為在DOS系統內,通常都是使用大寫字母作為後綴名的。(這是由於MS-DOS運行在FAT文件系統上。)
Winzip的面世
Windows 3.0面世之前,有兩種格式與ZIP同樣流行,一個是LHA(LHArc),另一個是ARJ(Archiver Robert Jung),直至1995年,這3種壓縮格式都是PC應用的主流。1995年,微軟發布了Windows95,當時從DOS轉移到Windows的用戶們,極度渴求在圖形界面下的優良軟件。Winzip以其優良的性能以及不太晦澀的圖形用戶界面吸引了用戶的目光,在當時獲得了大量的市場占有量。其實,當時的WinZip僅僅是一個調用DOS資源的GUI外殼,但是其從Windows 3就開始的製作經驗使其GUI性能和外觀都比當時的流行軟件要好。很快地,WinZip就成為了當時一個很流行的軟件,這同時也帶動了ZIP的傳播。由於在前期太受歡迎,使得到後期很多用戶都以為,是WinZip創造了ZIP,其實這是一個誤解,關於WinZip更詳細的資訊,參見WinZip。
發展
因格式開放且免費,越來越多的軟件內嵌支援開啟Zip文件。這時,Zip文件越來越像一個經過壓縮的透明文件夾。
- 自Windows Me以來,Windows內嵌支持打開以及壓縮Zip文件。
- 一些下載軟件的工具,支持部分下載Zip文件然後進行恢復。
- 越來越多的軟件內嵌支持打開Zip文件。
- 幾乎所有的壓縮軟件都支持打開及製作Zip文件。
危機
基本上,Zip文件的發展都是由PKware公司與Winzip所推動。然而,兩家公司就某些問題上互相猜疑,導致發展緩慢。人們目前最想在Zip文件實現的目標,就是加強目前Zip文件的加密能力。就目前而言,Zip的文件加密能力弱得可憐,僅憑單單一個口令保護,根本滿足不了安全需求。雖然卡茨在世時公開了格式,留有為日後升級的空間,但Winzip僅僅是一個使用者,根本無法發布新標準,其標準的制訂權依然保留在PKware手中。2002年時,PKware開發了支持256位AES加密的PKZIP 5.0,但是Winzip在2003年發布的Winzip 9卻被證明了無法與之相容。雙方都互相指責對方違背了Zip的自由開放精神。這是Zip自誕生日起最嚴峻的挑戰。
文件頭
使用文本編輯器打開任何一個Zip文件,都能看到文件的前兩個字母為:PK。
技術
ZIP是一種相當簡單的分別壓縮每個文件的存檔格式,分別壓縮文件允許不必讀取另外的數據而檢索獨立的文件。理論上,這種格式甚至允許對不同的文件使用不同的算法。不管用何種方法,存檔中包含很多小文件的時候,占用空間會明顯的比壓縮成一個獨立的文件(在類Unix系統中一個經典的例子是:普通的tar.gz存檔是由一個使用gzip壓縮的TAR存檔組成)要大。
ZIP的規約指出文件可以不經壓縮或者使用不同的壓縮算法來存儲。然而實際上ZIP幾乎總是在使用卡茨(Katz)的DEFLATE算法。
ZIP支持基於對稱加密系統的一個簡單的密碼,現在已知有嚴重的缺陷,存在已知明文攻擊、字典攻擊和暴力攻擊。ZIP也支持分卷壓縮。
近來,ZIP加入了新的壓縮和加密算法,不過這些新算法並沒有被許多工具所支持並且沒有得到廣泛應用。
壓縮方法
用來對比壓縮大小的是[1]的內容和最大壓縮比。
- Shrinking(方法1)
- 收縮(Shrinking)是LZW的微小調整的一個異體,同樣也受到LZW專利問題的影響。因為不明確這項專利是否涵蓋反收縮,一些開放源碼的項目(例如Info-ZIP)決定謹慎行事,在默認的構造里不包含反收縮的支持。
- Reducing(方法2-5)
- 縮小(Reducing)壓縮重複字節序列的組合,然後應用一個基於概率的編碼得到結果。
- Imploding(方法6)
- 爆聚(Imploding)使用一個滑動窗口壓縮重複字節序列,然後使用多重Shannon-Fano樹壓縮得到結果。
- Tokenizing(方法7)
- 令牌化(Tokenizing)的方法數是保留的。PKWARE規約沒有為其定義一個算法。
- Deflate和增強的Deflate(方法8和9)
- 這些方法使用Deflate算法。Deflate允許最大32K的窗口,而增強的Deflate允許最大64K的窗口。增強版完成任務稍稍成功一些,但是並沒有得到廣泛的支持。
- Deflate比較尺寸是52.1MiB(使用pkzip for Windows,版本8.00.0038測試)
- 增強的Deflate比較尺寸是52.8MiB(使用pkzip for Windows,版本8.00.0038測試)
- PKWARE Data Compression Library Imploding(方法10)
- PKWARE數據壓縮庫爆聚(PKWARE Data Compression Library Imploding),官方ZIP格式規約就此沒有給出更多的信息。
- 比較尺寸是61.6MiB(使用pkzip for Windows,版本8.00.0038測試,選擇二進制模式)
- 方法11
- 此方法被PKWARE保留。
- Bzip2(方法12)
- 此方法使用bzip2算法。此算法比deflate高效但是並沒有被(基於Windows平台的)工具所支持。
- 比較尺寸是50.6MiB(使用pkzip for Windows,版本8.00.0038測試)
缺點
由於出現於市場的時間早,現在Zip檔案與其他壓縮格式相比有眾多無法忽視的缺點。
原生並不支援Unicode檔案名稱,容易導致一部分資源共享困難,在東亞文化圈的資源交流尤其顯著;無法與7z相比的壓縮比率以及如WinRAR的Recovery Record修復支援功能的缺乏亦都是其衰微的原因。
針對上述缺點,前WinZip團隊有開發後繼者ZIPX格式,但仍不普及。
參見
外部連結
- Winzip (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- PKware (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- RARlab (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- 7-Zip (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- PeaZip (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
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