Attēlojuma līmenis (Presentation Layer)

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. “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 Entropijas kodēšana A 0.50 C 0.30 G 0.15 T 0.05 1 1 1.00 1 0 0 0.50 0.20 0 CAT 01000011 01000001 01010100 – ASCII 011000 – Huffman THREE OAKS NEAR THE ROAD

6. N -  Pi log2 Pi i=1 Aritmētiskā kodēšana 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. 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. 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)

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!”