(De-)Kompression mit C# 👍 👎

Zwar ist Speicher heutzutage üblicherweise keine Mangelware mehr, dennoch kann sich die Komprimierung großer Datenmengen, beispielsweise zur Übertragung, lohnen. C# bietet dazu einige Möglichkeiten, so unter anderem zur Arbeit mit ZIP-Archiven. Zu diesen möchte ich jedoch in einem separaten Beitrag kommen und stattdessen zeigen, wie sich mit der DeflateStream-Klasse beliebige Daten(-ströme) (de-)komprimieren lassen:
(De-)Komprimierung von Rohdaten
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  // Daten komprimierenpublic static byte[] Compress(byte[] data) {    using(MemoryStream inStream = new MemoryStream(data)) {        using(MemoryStream outStream = new MemoryStream()) {            using(DeflateStream deflate = new DeflateStream(outStream, CompressionMode.Compress)) {                inStream.CopyTo(deflate);            }
return outStream.ToArray(); } }}
// Daten dekomprimierenpublic static byte[] Decompress(byte[] data) { using(MemoryStream inStream = new MemoryStream(data)) { using(MemoryStream outStream = new MemoryStream()) { using(DeflateStream deflate = new DeflateStream(inStream, CompressionMode.Decompress)) { deflate.CopyTo(outStream); }
return outStream.ToArray(); } }}
Um beispielsweise komplette Dateien effizient zu (de-)komprimieren, kann wie folgt vorgegangen werden:
(De-)Komprimierung von Dateien
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  // Datei komprimierenpublic static void CompressFile(string inputPath, string outputPath) {    using(FileStream inStream = File.OpenRead(inputPath)) {        using(FileStream outStream = File.OpenWrite(outputPath)) {            using(DeflateStream deflate = new DeflateStream(outStream, CompressionMode.Compress)) {                inStream.CopyTo(deflate);            }        }    }}
// Datei dekomprimierenpublic static void DecompressFile(string inputPath, string outputPath) { using(FileStream inStream = File.OpenRead(inputPath)) { using(FileStream outStream = File.OpenWrite(outputPath)) { using(DeflateStream deflate = new DeflateStream(inStream, CompressionMode.Decompress)) { deflate.CopyTo(outStream); } } }}
Sofern zusätzlich verschlüsselt werden soll, worauf ich in einem separaten Beitrag näher eingehen möchte, ist eine sinnvolle Reihenfolge zu beachten. Diese trägt zwar, abgesehen von kleineren Umständen bei unberechtigten Entschlüsselungsversuchen, nicht wesentlich zur Sicherheit an sich bei – wohl aber zur erzielbaren Kompression.

Die (verlustfreie) Datenkompression basiert hauptsächlich auf Redundanzreduktion. Es werden also Muster der Eingabe erkannt und kompakter kodiert. Derartige Muster sollten nach einer ordnungsgemäßen Verschlüsselung jedoch nicht auftreten, d. h. die Ausgabe wirkt ohne Schlüssel weitestgehend zufällig. Verschlüsselte Daten lassen sich entsprechend schlecht komprimieren und so lässt sich sogar recht einfach prüfen, ob eine Verschlüsselung grobe Fehler aufweist – nämlich genau dann, wenn eine signifikante Kompression des Chiffrats möglich ist.

Konkret bedeutet dies also für die Praxis üblicherweise, zuerst zu komprimieren und danach zu verschlüsseln.


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