1. Attēlojuma līmenis (Presentation Layer)
Guntis Bārzdiņš
Datortīkli 1

2. 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)

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

4. 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/

5. 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
31A5967A078
A 0.50
C 0.30
G 0.15
T 0.05 1 1
1.00 1
0.50
0.20
CAT
– ASCII
– Huffman
THREE OAKS NEAR THE ROAD

6. 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

7. 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)

8. 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

9. 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

10. JPEG Bloku Sagatavošana

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

12. 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)

13. Network security
Datortīkli ir hakeru paradīze (globāla!)

14. Encryption Model
Dk (Ek ( P)) = P

15. 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?

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

17. DES

18. RSA Choose two large primes, p and q. p=3, q=11
Reverse encryption (signing):
147 =
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)

19. 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

20. 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!”