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[科技新闻] 一个42KB的文件,解压完其实是个4.5PB的“炸弹”。。

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市长

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 楼主| 发表于 2018-9-1 01:57:21 | 显示全部楼层 |阅读模式

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差友们,听说过 ZIP 炸弹吗?

一个很小很小的,几十 KB 的压缩过后的文档,解压以后有几百万 GB ,好像炸弹一样。

在继续介绍它之前,差评君想先问问各位都用过哪些压缩软件。。。

WinRAR ?

或者 2345 好压?

还是开源的 7 - Zip ?



其实压缩软件虽然五花八门,但目的都很单纯:

把文档占用空间缩小。

不过差评君上面提到的压缩软件,又不单纯是缩小空间。

JPG 图片 , MP3 音乐格式也起到了压缩作用。

但是 JPG, MP3 们执行的是有损压缩。



一旦个文档被有损压缩的时候,会损失一部分数据。

损失的代价就是,你无法从被压缩的文档还原出压缩前的文档。

图片,音乐等多媒体在有的时候考虑可用性和传播性,对这样的结果是可以接受的。

但对许多通用数据来说,往往需要的是无损压缩,比如 .zip 。

对于无损压缩来说,算法非常重要,不同的算法能实现的压缩率和速度有很大差别。



如上图所示,主流的算法一般在 30% - 40% 。

而文章一开始介绍的 ZIP 炸弹,是一个名为 42.zip 的文档。

它的初始大小是 42KB , 解压密码是 42 。

解压之后的大小,足足有4.5 PB 。

嗯。。。就是这么嚣张。

解压这个 42.zip 以后会出现 16 个压缩包,每个压缩包又包含 16 个,如此循环 5 次,最后得到 16 的 5 次方个文档,也就是 1048576 个。



这一百多万个最终文档,每个大小为 4.3 GB 。

因此整个解压过程结束以后,会得到 1048576 * 4.6 GB = 4508876.8 GB

也就是 4508876.8  1024  1024 =4.5 PB

还有比它更嚣张的。

一个叫做 droste.zip 的大小为 28 KB 的文档,一旦被打开了以后,就会无限解压缩生成一份同样的文档,直到永远。

这个文档名灵感应该取自德罗斯特效应( Droste Effect ),是指一张图片的部分与整张图片相同,无限循环。。。如下图↓



这个名字源自一家叫德罗斯特的可可粉厂商做的商品包装。。。

注意女仆手上拿着的产品图



咳咳。。。扯远了。

总而言之,这个 droste.zip 的内核原理就是输出结果为自身。

举个例子,制作者大概做了这么一件事:

在引号里重复这句话 “ 在引号里重复这句话 ”

然后解压缩之后,硬盘就。。。 BOOM !



当然。。。也有剑走偏锋思路不同的。

有一段名为 《 彗星撞地球 》 的影片,也展现了神奇的压缩比率。

这段 3D 影片如果直接放出来要 15 G 左右,效果。。。放在它出生的年代 2000 年还真不差。



这个压缩过的大小只有 64 KB, 压缩了 25 万倍 !

实现的原理其实不算通常意义上的压缩。

而是制作组 Warez 做了一个 64KB 的可执行 EXE 文档,运行的时候会调用显卡,CPU 及内存等等及时渲染动画。

打个比方,动画就好比连环画,传统影片是画好的一册,而这个 《 彗星撞地球 》 则是看的时候现场一幅幅画。

差评君用录屏软件录了 7 分钟都要 2.27 G 。( 当然,这和现代显示屏分辨率比较高有关系 )



那么问题来了。。。

一个文档的压缩率有极限吗?

有,可以由信息学之父克劳德香农提出的信息熵函数算出来。



不过 42.zip 也好,droste.zip 也好,不适合套用香农提出的极限。

因为这两个文档为了达到惊人的压缩比,有大量刻意重复的数据,这种重复数据在压缩的时候是可以被丢弃的,没啥实质性内容的信息。

那么。。。

如果动画还有点传播意义, 42.zip 和 droste. zip 还有啥意义呢?

这儿就要提就是 ZIP 炸弹之所以被称作 “ 炸弹 ” 的真正原因了。。。

除了会 “ 爆炸 ” ,这玩意儿其实是拿来攻击别人的。



某些病毒制作者利用杀毒软件会扫描压缩文档内部的特性,会把 ZIP 炸弹连带病毒一起发到目标电脑上。

而 ZIP 炸弹表面上看起来很小,易于传输,但实际上扫描起来非常花时间。

趁着杀毒软件忙着扫描 4.5 PB 的数据,被占用时,病毒软件就可以趁虚而入了 ~

差评君昨天说了啥来着。。。

干黑产的,角度刁钻得让人折腰。

不过现在很多杀毒软件已经有办法避开这种 zip 炸弹的佯攻了,这个话题渐渐地抛开了黑产。

一直以来压缩算法是算法研究里津津乐道的话题, Huffman 树, LZW 字典等等。。。

用进程解决信息问题的姿势,仔细一琢磨也挺有意思的不是?
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