UTF-8

UTF-8 – system kodowania Unicode, wykorzystujący od 8 do 32 bitów do zakodowania pojedynczego znaku, w pełni kompatybilny z ASCII.

Zalety i wady

Zalety

• Każdy tekst w ASCII jest tekstem w UTF-8.
• Żaden znak spoza ASCII nie zawiera bajtu z ASCII.
• Zachowuje porządek sortowania UCS-4.
• Typowy tekst ISO-Latin-X rozrasta się w bardzo niewielkim stopniu po przekonwertowaniu do UTF-8.
• Nie zawiera bajtów 0xFF i 0xFE, więc łatwo można go odróżnić od tekstu UTF-16.
• Znaki o kodzie różnym od 0 nie zawierają bajtu 0, co pozwala stosować UTF-8 w ciągach zakończonych zerem.
• O każdym bajcie wiadomo, czy jest początkiem znaku, czy też leży w jego środku, co nie jest prawdą, np. w kodowaniu EUC.
• Nie ma problemów z little endian vs. big endian.
• Jest domyślnym kodowaniem w XML (również w jego aplikacjach: XHTML, SVG, XSL, CML, MathML).

Wady

• Znaki CJK zajmują po 3 bajty zamiast 2 w kodowaniach narodowych.
• Znaki alfabetów niełacińskich zajmują po 2 bajty zamiast jednego w kodowaniach narodowych.
• UTF-8 nie używa przesunięć zasięgów, co stanowi dodatkowe utrudnienie dla implementacji UTF-8 (szczegóły poniżej)

Sposób kodowania

Mapowanie znaków Unicode na ciągi bajtów:

• 0x00 do 0x7F            – bity 0xxxxxxx, gdzie kolejne „x” to bity – licząc od najwyższego
• 0x80 do 0x7FF           – bity 110xxxxx 10xxxxxx
• 0x800 do 0xFFFF         – bity 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
• 0x10000 do 0x1FFFFF     – bity 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
• 0x200000 do 0x3FFFFFF   – bity 111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
• 0x4000000 do 0x7FFFFFFF – bity 1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

Znaki z przedziału ASCII (0 do 127) kodowane są jako jeden bajt, czyli m.in. litery alfabetu łacińskiego. Polskie znaki diakrytyczne kodowane już są jako dwa bajty. W listopadzie 2003 roku kodowanie UTF-8 zostało ograniczone zgodnie z RFC 3629 do 0x10FFFF pozycji, w celu zapewnienia zgodności z ograniczeniami systemu UTF-16. Rezultatem jest usunięcie wszystkich sekwencji złożonych z 5 i 6 bajtów oraz około połowy sekwencji 4-bajtowych.

Teoretycznie w UTF-8 ten sam znak można zapisać na kilka sposobów. Przykładowo znak ASCII / (ukośnik) można zapisać jako:

00101111

11000000 10101111

11100000 10000000 10101111

itd.

Stanowi to zagrożenie bezpieczeństwa m.in. dla serwerów, które sprawdzają obecność znaku / w ścieżkach. Z tego powodu standard UTF-8 przewiduje, że poprawny jest wyłącznie najkrótszy możliwy sposób zapisu, a każdy program musi odrzucać znaki zapisane dłuższymi sekwencjami niż minimalna.

Problemu tego można byłoby uniknąć, przy okazji skracając nieznacznie wielkość danych, jeśli wykorzystano by zasadę przesunięć typu:

• sekwencje 1-bajtowe kodują 0x80 różnych znaków – od 0x00 do 0x7F
• sekwencje 2-bajtowe kodują 0x800 różnych znaków – od 0x80 do 0x87F
• sekwencje 3-bajtowe kodują 0x10000 różnych znaków – od 0x880 do 0x1087F
• itd.

Zobacz też

• Unicode
• UTF-7
• UTF-16
• UTF-32
• Inne kodowania znaków
• Kodowanie polskich znaków diakrytycznych w różnych standardach – tabela

Linki zewnętrzne

• RFC 3629 – zarys standardu ISO 10646, dotyczącego UTF-8 (ang.)
• Tabela znaków w UTF-8 (ang.)
• UTF a Unicode – objaśnienie różnicy między UTF i Unicode (pol.)