Attēlojuma līmenis (Presentation Layer) Guntis Bārzdiņš Datortīkli 1

Attēlojuma līmeņa funkcijas Saglabāt parsūtāmās informācijas jēgu, neatkarīgi no izvēlētā pārraides kodējuma Pārraides kodējumu veidi Kodēšanas standarti (ASCII, EBCDIC, ASN.1) Datu saspiešana (compression) Datu šifrēšana (encryption)

Abstract Syntax Notation (ASN.1) ISO 8824 ISO 8825

Datu saspiešana Entropijas kodēšana – manipulē bitu virknes neatkarīgi no to izcelsmes. Parasti “loss-less” saspiešana. Avota kodēšana (source encoding) – izmanto pārraidāmās informācijas īpašības lai saniegtu augstu saspiešanas pakāpi. Parasti “lossy” saspiešana/

Entropijas kodēšana 315555555556700000008 31A5967A078 “Run-length encoding” – atkārtotu simbolu aizstāšana “Huffman coding” –koda garums apgriezti proporcionāls simbola varbūtībai tekstā. (Ziv-Lempel) “Context dependent encoding” – varbūtību tabulas simbolu kombinācijām 315555555556700000008 31A5967A078 A 0.50 C 0.30 G 0.15 T 0.05 1 1 1.00 1 0.50 0.20 CAT 01000011 01000001 01010100 – ASCII 011000 – Huffman THREE OAKS NEAR THE ROAD

Aritmētiskā kodēšana CAT = 0.645 N -  Pi log2 Pi i=1 Entropy per symbol (bits/symbol) Pi, P2, P3,..., PN – probability of symbols “Huffman code” nav optimals, jo lieto veselu bitu skaitu katra simbola kodēšanai CAT = 0.645

Source coding (lossy) Attēli (GIF, JPEG) Skaņa (PCM, G.729, MP3) Video (MPEG-1, MPEG-2, DV, DivX) Pieļaujot “nemanāmu” informācijas kropļošanu (lossy), šīs kodēšanas metodes sasniedz ļoti augstu saspiešanas pakāpi,(1:20 un vairāk)

Color Look Up Table (CLUT) Oriģinālais RGB attēls 24biti/pixel Teorētiski 16 miljoni krasu Atšķirīgo krāsu skaits īstenībā ~ 256 Veido krāsu tabulu (256 * 3 bytes) un lieto 8-bitu indeksu Optional: Haffman coding (GIF) 158x158 pixel 75KB – BMP 2KB - GIF

JPEG Oriģinālais RGB attēls 24biti/pixel Līdzīgi kā krāsu TV, attēlu sadala luminancē Y un 2 hrominancēs I, Q: Y=0.30R+0.59G+0.11B I=0.60R – 0.28G – 0.32B Q=0.21R – 0.52G +0.31B Hrominancēm 2x samazina izšķiršanu 8x8 bitu blokus saspiež ar DCT un kvantizē Rezultātam pielieto Run-length un Huffman encoding 300x200 pixel 175KB – BMP 27KB - JPEG

JPEG Bloku Sagatavošana

Run-length & Huffman encoding JPEG Bloku Apstrāde Run-length & Huffman encoding

Video kodēšana PAL: 720 x 576 pixels, 25 frames/sec = 250Mb/s (uncompressed) MPEG-1 1.2Mb/s (VCD) MPEG-2 4-8Mb/s (DVD, DVB) DV 25Mb/s (miniDV, DVpro) DivX ~0.5Mb/s (Internet)

Network security Datortīkli ir hakeru paradīze (globāla!)

Encryption Model Dk (Ek ( P)) = P

Šifrēšanas problēmas “Naivos” šifrēšanas algoritmus ļoti viegli atšifrēt ar moderno kriptoanalīzi “Gudros” šifrēšanas algoritmus izstrādā lieli kolektīvi un testē publiski Algoritms nevar būt slepens – lieto atslēgas Atslēgas ir regulāri jāmaina – kā droši apmainīties ar jaunām atslēgām?

Šifrēšanas sasniegumi Simetriskās atslēgas (DES) Publiskās atslēgas (Diffie-Helman, RSA – 1976&1978) Droša atslēgu apmaiņa Elektroniskie paraksti Lietotāju autentifikācija Elektroniskie sertifikāti Etc.

DES

RSA Choose two large primes, p and q. p=3, q=11 Reverse encryption (signing): 147 = 105413504 105413504 mod 33 = 20 203 = 8000 8000 mod 33 = 14 RSA Public key: pair (e, n) = (3, 33) Private key: pair (d, n) = (7, 33) Choose two large primes, p and q. p=3, q=11 Compute n=p*q and z=(p-1)*(q-1). n=33, z=20 Choose a number d relatively prime to z. d=7 Find e such that e*d=1 (mod z). e=3 Encryption C=Pe(mod n); Decryption P=Cd(mod n)

Elektroniskie paraksti MD5 – Message Digest (128 bits) – RFC 1321 MD5(P) – easy to compute Given MD5(P) – “impossible” to compute P “impossible” to generate two messages with same digest

Mājas darbs Ar MD5 un RSA algoritmiem nodemonstrēt kā Alise nodod elektroniski parakstītu vēstuli Bobabm un kā Bobs pārbauda šī dokumenta autentiskumu. Vēstules teksts: “LABRIT!”