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Lezione 8 PDF, Compressione, Criptazione. Portable Document Format (PDF) Il PDF, della società Adobe, è un formato per la presentazione di dati testuali.

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1 Lezione 8 PDF, Compressione, Criptazione

2 Portable Document Format (PDF) Il PDF, della società Adobe, è un formato per la presentazione di dati testuali e grafici molto diffuso sul web.Adobe Derivato dal formato postscript (.ps), (un linguaggio di stampa nativo per stampanti laser di fascia medio-alta), con varie differenze sul formato, sulla funzionalità, sulla sicurezza, e sulla creazione di documenti.

3 PDF: Funzionalità PDF garantisce la resa grafica uniforme di un documento su una varietà di sistemi (visualizzazione su schermo) e di stampanti. I fine riga ed il posizionamente delle immagine vengono sempre mantenuti (al contrario che in HTML). Nelle versioni più recenti, PDF offre inoltre: La possibilità di inserire in un documento form (moduli) da riempire, puntatori attivi, immagini in movimento, allegati di ogni tipo. La possibilità di effettuare copia/incolla del testo o delle immagini, se permesso dal creatore del documento. La possibilità di annotare il file ricevuto (stile post-it)

4 PDF: Sicurezza Un documento PDF permette di inserire varie restrizioni, allatto della creazione di un documento. In particolare, è possibile: Criptare il documento con una password (impedendone selettivamente la lettura) Impedirne la stampa (documento di sola lettura) Impedirne il copia e incolla.

5 PDF: Creazione Un file PDF deve essere creato utilizzando un programma a pagamento della Adobe (Adobe Acrobat, Adobe LifeCycle, ecc.) Solo tali programmi consentono di inserire in un documento funzionalità avanzate quali form, link, note post-it, correzioni a più mani, ecc.Adobe Acrobat Adobe LifeCycle Tuttavia è possibile scaricare un programma gratuito (Pdfcreator, ) che una volta installato viene visto dai programmi di Windows come una stampante. Stampando su PDF creator, è possibile trasformare qualsiasi documento in PDF (senza funzionalità avanzate; buoni risultati da Word, cattivi da pagine Web) e salvarlo su disco.

6 PDF: Creazione (2) La suite di programmi open-source OpenOffice (http://www.openoffice.org/) consente di esportare documenti in PDF.http://www.openoffice.org/ pdfTeX (una variante di LaTeX) permette di creare PDF a partire da file.tex, consentendo anche linserimento di link ipertestuali. pdfTeX Numerosi software di grafica consentono inoltre l esportazione in PDF

7 PDF: Importazione Un file PDF deve essere considerato più simile ad una immagine che ad un testo. PDF non è un buon modo per salvare un file che si intende modificare. Una volta che documento Word è stato esportato in PDF, non è possibile riimportarlo in Word (o altro word processor) riottenendo un documento identico alloriginale.

8 PDF: Importazione La funzione copia e incolla (se abilitata) consente al massimo il recupero del puro testo (non formattato) Esistono programmi specializzati per la riconversione di PDF in un formato editabile (p.es. PDF-to-word, deskUNPDF)PDF-to-word deskUNPDF I migliori risultati si ottengono con i software della Adobe (Adobe Acrobat/Freehand/Illustrator)

9 PDF: Visualizzazione i file PDF possono essere visualizzati con il lettore gratuito Acrobat Reader (che può essere installato come plug- in in un browser), con visualizzatori commerciali (e.g. Foxit Reader)Acrobat ReaderFoxit Reader Se permesso in fase di creazione, questi lettori permettono anche ricerca e annotazioni sul testo Altri visualizzatori (UNIX/Linux): Xpdf, Okular, Evince)

10 PDF vs. HTML Formato: al contrario di un file HTML, un file PDF è binario (compresso). Ciò comporta che il PDF sia molto efficiente per trasmettere dati non modificabili. Un file PDF è in generale molto più piccolo anche di un file Word (.doc) o Power Point (.ppt) di uguale contenuto. Se non è necessario/consigliabile permettere la modificabilità di un documento, trasformarlo in PDF prima di spedirlo è un ottima idea.

11 PDF vs. (X)HTML: pro e contra In origine, lHTML era specializzato nella resa su schermo di un documento leggibile (ma con resa grafica non uniforme), facilmente modificabile e dotato di link; il PDF puntava invece sulla uniformità grafica in stampa e sulla non modificabilità. Attualmente, convergenza tra i due formati: HTML può garantire una buona uniformità grafica, la resa a stampa è migliorata, il PDF dispone di link ed altri aspetti simil-HTML per la resa su schermo. Principale differenza: HTML è uno standard aperto, il PDF no (specifiche proprietarie)

12 Compressione di dati testuali Concetto di compressione Compressione con e senza perdite Esempi Principali programmi e formati in uso

13 Compressione di dati Comprimere dei dati significa ricodificarli in un modo che permetta di occupare un numero minore di byte rispetto alla codifica originale, preservando (interamente o parzialmente) il contenuto. Metodo generale: eliminare linformazione ridondante quella che può essere ricostruita a partire da altre informazioni presenti nel documento stesso La ricostruzione deve essere: Effettuabile in maniera puramente meccanica e senza bisogno di alcuna conoscenza specifica sul tipo di dato che è stato compresso.

14 Compressione di dati: esempi Immagini: zone di colore uniforme possono essere codificate insieme, regolarità geometriche catturate da formule, immagini in movimento possono essere rappresentate specificando solo ciò che cambia sulla scena. Musica: non tutti i suoni sono ugualmente percepibili allorecchio umano. L MP3 comprime danneggiando i suoni meno percepibili. Testi: I caratteri di un testo in una lingua umana sono disposti in maniera NON casuale. Esistono molte regolarità nella successione delle lettere di una lingua, che permettono di omettere determinate informazioni e ricostruirle integralmente.

15 Compressione con e senza perdite Se il processo di decompressione porta a dati che sono identici a quelli che sono stati compressi in origine, si dice che la compressione è senza perdite (lossless): (i dati prima della compressione sono identici a quelli che sono stati compressi e poi decompressi.) Se invece il risultato della decompressione è un file simile ma non identico a quello originale, si parla di compressione con perdite (lossy) Esempi di compressione lossy sono i formati MP3, JPG, divx, ogg vorbis, ecc.

16 Compressione senza perdite Viste le caratteristiche del linguaggio umano, per i testi, come per i programmi, si usano solo metodi di compressione lossless (in cui cioè, decomprimendo, si ottiene un testo identico a quello da cui si era partiti). Infatti, perdere un solo byte in un programma comprometterebbe in modo irreparabile il suo funzionamento, così come perdere un non in una asserzione ne invertirebbe il significato. Si ottiene cos`ı una rapporto di compressione medio attorno al 40% (variabile, a seconda del grado di ridondanza dei testi ed allalgoritmo usato).

17 Esempio: Codifica di Huffman Un modo per comprimere senza perdite un insieme di dati è codificarli in modo tale che i tipi di dati più frequenti siano codificati con meno bit. Il messaggio è accompagnato da una tabella di codifica (che varierà da testo a testo)

18 Algoritmo di Huffman Supponiamo di ordinare le lettere minuscole dell italiano in base alla frequenza con cui appaiono. In ordine di frequenza decrescente, otterremo ad esempio la serie: e a o i n r t l c s u d p m, h v g b. f z q ? Se potessimo usare meno bit per rappresentare le lettere sulla sinistra che quelle sulla destra avremmo un modo per rappresentare in modo più compatto il testo. Esempio: 1. = 0 (1 bit)5. i = (5 bit) 2. e = 10 (2 bit)… 3. a = 110 (3 bit)… 4. o = 1110 (4 bit)? =

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20 Osservazioni: La compressione funziona solo perché la probabilità di lettere diverse è molto diversa (vocali vs. consonanti vs. segni di interpunzione) Prima di codificare il messaggio lalgoritmo deve analizzarlo interamente e costruire una tabella di codifica basata sulla frequenza.

21 Esempio 2: informazione messa a fattore A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A (600 byte) = 300 volte A (13 byte) Metodo usato p.es. nelle immagini per aree di colore uniforme.

22 Programmi di compressione Gran varietà di programmi di (de)compressione, parzialmente incompatibili tra loro. Trattandosi di programmi che funzionano su qualsiasi tipo di dato, adottano sempre compressione senza perdite. Il più noto, ma non il più efficiente, è probabilmente WinZip (shareware). Crea file con suffizzo.zip Effettua sia (de)compressione che (de)archiviazione (il processo di raccolta di un insieme di cartelle, sotto cartelle e file in esse contenuti in un unico file, che può poi venire compresso e trasmesso facilmente e poi riaperto ricostruendo la struttura originale) WinZip

23 Programmi di compressione Si stanno diffondendo numerosi programmi basati su algoritmi alternativi, più rapidi e con un migliore rapporto di compressione rispetto al formato.zip. Da citare: Formato bzip2 (variante migliorata del formato gzip, crea file con suffisso.bz2) WinRAR (programma commerciale), basato su formato di compressione RAR, crea file con suffisso.rar 7-zip (programma open source, scaricabile gratuitamente da basato sul formato 7z (grado di compressione dichiarata: dal 30 al 70% migliore del formato zip). Crea file con suffisso.7zhttp://sourceforge.net/projects/sevenzip/

24 Programmi di compressione (2) Con alcuni programmi è possibile creare file compressi autoscompattanti ; si tratta di file.exe che una volta attivati si decomprimono automaticamente. Altri formati (ad esempio.msi Microsoft Installer) fanno partire il programma di installazione che decomprime il contenuto del file (in questo caso, un programma) e lo installa. Un limite pratico di tali formati è che, trattandosi di programmi eseguibili, sono un buon veicolo per la diffusione di virus.

25 Criptazione Al contrario che nel mondo degli oggetti fisici, in cui il modo di preservare la proprietà di un oggetto è principalmente quello di impedire l appropriazione indebita da parte di terzi, nel mondo delle informazioni trasmesse a distanza la possibilità di criptare dati trasmessi in modo che non siano comprensibili a terzi stà diventando il sistema prevalente di difesa delle informazioni. Notate che mentre un file si può comprimere una sola volta (dati già compressi non possono essere compressi ulteriormente), si può criptare più di una volta (proprio come un testo può essere tradotto da una lingua ad unaltra e da qui ad una terza, ecc. mentre non si può riassumere all infinito).

26 Un esempio di criptazione minima: Slq rleet ilq hfrrps ip stabzf dpbf rp zpbztdfp ulz csf alqdf tahczf hol qf ipzpbbf dpf lzf arfzzpbf. Fo vcfsbt f ipz vcfq lzf l htaf iczf labf alqdf alqdfnnpf l fauzf l mtzbl hol slq ulsaplz zpstdf qf ufczf! Bfsbl frfzf hol utht l upc rtzbl rf ulz bzfbbfz ilq gls hopt dp bztdfp, ipzt ilqqfqbzl htal hopt dot ahtzbl...

27 Come aprire il codice La chiave per decifrare il testo è 6: mettendo in corrispondenza due alfabeti slittati di 6 posti e ruotati in modo che la A segua la Z, cioè: A B C D E F G H I L M N O P Q R S T U V Z S T U V Z A B C D E F G H I L M N O P Q R e facendo corrispondere i caratteri della riga di sopra a quelli della riga di sotta si decifra il testo.

28 Come rompere il codice Due aspetti: Capire di che codice si tratta. Trovare in qualche modo la chiave. Nel caso banale della rotazione, si può procedere per tentativi, o con statistiche sulla probabilità di ciascuna lettera (se la lettera A ha una certa probabilità di occorrere in un testo, la lettera che corrisponde alla A si tradirà, in testi sufficientemente larghi, per il fatto di avere la stessa probabilità).

29 Nella criptografia semplice, si usa la stessa chiave per chiudere (= criptare) ed aprire (= decriptare) il messaggio (esempio: USA Federal Data Encryption Standard (DES)). Per motivi matematici, più la chiave è lunga, maggiore è la sicurezza del messaggio. Anche gli algoritmi posso avere vari gradi di sicurezza Una chiave troppo corta è suscettibile a metodi di attacco a forza bruta (=provare tutte le combinazioni)

30 Quale password è sicura? Alcuni suggerimenti: Password solo numeriche sono meno sicure (date di nascita, numeri di telefono sono facili da scoprire). Meglio usare iniziali di una frase (Abito In Via Cesare Battisti 2) p.es. o di un titolo (ma meglio non 3MSC). Usare sia lettere maiuscole che minuscole. Inserire dei numeri nella password.

31 Limiti della criptazione semplice Se non cè un modo sicuro di trasmetter la chiave, chi si impossessa della chiave può leggere il messaggio. E se cera un modo sicuro per trasmettere la chiave, perché non si è usato per trasmettere il messaggio stesso?

32 Soluzione: Sistema cifrato a chiave doppia Una chiave fa il contrario di quello che fa laltra: se una chiude, laltra apre, e viceversa. La stessa chiave non può sia aprire che chiudere lo stesso documento. Una chiave è pubblica (diffusa su internet, pubblicata da fonti autorevoli, e potenzialmente nota a tutti), laltra chiave è privata e segreta. E impossibile dedurre una chiave conoscendo laltra. Esempio: algoritmo RSA, basato sul concetto di funzione a senso unico, una funzione f() in cui : Facile: x f(x) Difficile: f(x) x (Esempio: la moltiplicazione di due numeri interi)

33 Come si usa? Per mandare un messaggio sicuro: 1.Il mittente si procura la chiave pubblica del destinatario (p.es trovandola su internet) 2.Il mittente usa la chiave pubblica del destinatario per chiudere (criptare) il proprio messaggio, e lo spedisce. 3.Il destinatario riceve il messaggio ed usa la propria chiave privata per aprirlo (decriptarlo). 4.Se un terzo si impossessasse del messaggio, potrebbe facilmente sapere le chiavi pubbliche di mittente e destinatario, ma non quella privata del destinatario. Poiché questultima è indispensabile per aprire il messaggio, esso resterebbe indecifrabile.

34 Come si usa? Per trasmettere un messaggio autenticato (firma elettronica ) 1.Il mittente usa la propria chiave privata per criptare il messaggio, e lo spedisce. 2.Il destinatario, ricevendo il messaggio, usa la chiave pubblica del mittente per aprirlo. 3.Se il messaggio non si apre, vuol dire che il mittente non era quello dichiarato, ma un terzo che ha tentato di falsificare la firma. I due sistemi si possono combinare insieme, criptando un messaggio 2 volte. E garantendo sia la vera origine del messaggio che il suo contenuto.

35 Messaggio di A Chiave pubblica A Chiave privataA A Messaggio di A Chiave pubblica B Chiave privataB B Criptazione Trasmissione Decriptazione Trasmissione sicura

36 Messaggio di A Chiave pubblica A Chiave privataA A Messaggio di A Chiave pubblica B Chiave privataB B Criptazione Trasmissione Decriptazione Firma digitale

37 Messaggio di A Chiave pubblica A Chiave privataA A Messaggio di A Chiave pubblica B Chiave privataB B Criptazione 1 Trasmissione Decriptazione 2 Trasmissione sicura + firma digitale Criptazione 2 Decriptazione


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