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    2018-09-01 01:57 (1楼)
    2018-09-01 01:57
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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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