Exaf

EXtensible Archiver Format（Exaf）旨在用于压缩和归档文件。它提供了对知名的 zip 和 7-zip 格式的替代方案，并考虑了可扩展性。此参考实现运行时间与 GNU tar 使用 Zstandard 压缩类似，生成的文件大小也非常相似。它运行速度更快，文件大小比 Info-Zip 小得多。尽管文件大小比 7-zip 大，但运行时间要短得多。使用 Argon2id 密钥导出函数和 AEAD 加密算法对元数据和文件内容进行加密，以确保数据机密性和真实性。有关更多信息，请参阅下面的 加密 部分。

规范

有关详细信息，请参阅 FORMAT.md 文件。

简而言之，当使用 Zstandard 压缩时，它类似于 tar，但开销更小，文件集被组合成压缩内容块，而不是压缩整个文件。它从 XAR 和 Exif 中汲取灵感，即在文件开头有一个基本头部，用于标识格式和版本，后面跟着零个或多个类似于 Exif 或 zip 格式的“额外字段”的可选标签/值对。归档内的目录和文件条目完全由标签/大小/值元组组成。

此格式与使用 Zstandard 的 tar 格式不同的地方在于，目录不是压缩的，因此可以快速浏览条目。它不是一次性压缩整个文件，而是将文件内容分组到大的块中，然后再压缩。每个压缩数据集都由相应的目录/文件/链接元数据前缀。因此，此格式类似于 XAR，需要多次出现 TOC 和堆。此格式的优点是，新内容可以简单地附加到现有文件的末尾。

目标

首先，这个项目的目的是满足我自己的需求，并且是用 Rust 编写的，这样我就可以在我的基于Rust的应用程序中使用它。如果它对其他人也有用，那就太好了，我会非常乐意继续朝这个方向开发。

构建和运行

先决条件

• Rust 2021版

运行测试

存在单元测试，用于测试大多数功能。

cargo test

创建、列出、提取归档

首先使用 create 命令创建归档。以下示例假设您已经将一些有趣的内容下载到您的 ~/Downloads 目录中。

$ cargo run -- create archive.exa ~/Downloads/httpd-2.4.59
...
Added 3138 files to archive.exa

现在 archive.exa 文件存在后，您可以使用以下方式列出其内容

$ cargo run -- list archive.exa | head -20
...
httpd-2.4.59/.deps
httpd-2.4.59/.gdbinit
httpd-2.4.59/.gitignore
httpd-2.4.59/ABOUT_APACHE
httpd-2.4.59/Apache-apr2.dsw
httpd-2.4.59/Apache.dsw
httpd-2.4.59/BuildAll.dsp
httpd-2.4.59/BuildBin.dsp
...

最后，运行 extract 将归档内容解压到当前目录

$ cargo run -- extract archive.exa
...
Extracted 3138 files from archive.exa

代码覆盖率

使用 grcov 似乎是此时的最佳选择。

export RUSTFLAGS="-Cinstrument-coverage"
export LLVM_PROFILE_FILE="exaf_rs-%p-%m.profraw"
cargo clean
cargo build
cargo test
grcov . -s . --binary-path ./target/debug/ -t html --branch --ignore-not-existing -o ./target/debug/coverage/
open target/debug/coverage/index.html

加密

使用上述命令中的 --password <PASSWD> 选项，可以使用密码短语对归档进行加密。使用 Argon2id 算法和随机盐（然后存储在归档标题中）生成一个秘密密钥，并使用 AES256-GCM 带有相关数据的认证加密 密文对归档中的每个内容运行进行加密，该密钥和唯一的nonce（存储在每个清单的标题中）一起使用。加密包括条目元数据以及压缩的文件内容。

现有技术

存在许多 归档格式，其中许多已经很久不再常用。那些仍在使用的格式也不是没有缺点，例如加密功能实现不佳，或者容易受到压缩因子利用（例如 zip bomb）。

开始这个项目的原始动机始于 O 宣布了 Pack 文件格式。他们提出了一种新颖的方法来处理归档和压缩文件的问题，同时对这一领域普遍缺乏进展表示遗憾。这个项目的Rust版本可以在 这里 找到——它的速度和输出大小几乎与本项目相同。