UTF-7
UTF-7(全称:7位元Unicode轉換格式)是一種可變長度字元編碼方式,用以將Unicode字元以ASCII編碼的字元串來呈現,可以應用在電子郵件傳輸之類的應用。
SMTP為基本的電子郵件傳輸標準之一,其指明了傳輸格式為US-ASCII,並且不允許超過ASCII所定義的字元範圍以外的位元值,也就是說八位元的字串將無法正常的被傳輸。MIME(RFC 2045 ~ 2049)擴展了網路郵件以支援不同的媒體類型以及字元集,包含UTF-8與UTF-16的字元集皆可被指定使用。但由於MIME並未明確將Unicode定義為可支援的字元集,並且也沒有說明其應如何編碼,這使得既有的SMTP傳輸架構下仍舊無法保證可正確的處理8位元資料。base64編碼也有其問題,例如甚至連純英文的US-ASCII字元也可能會變成不可辨認;至於像是UTF-8與quoted-printable的編碼結合,則需要6~9個位元來為非ASCII的字元(Unicode的基本多文種平面中定義的字元)進行編碼,至於在基本多文種平面(BMP)以外的字原則需要多達12位元的長度才能完成編碼
簡介
UTF-7首次被提出是在一個實驗性的通訊協定裏(RFC 1642,A Mail-Safe Transformation Format of Unicode),這份RFC(Request for Comments)提案後來因RFC 2152的提出而被取代(RFC 2152本身為新聞型(informational)的文案)。在RFC 2152當中明確的指出該份RFC本身不為網際網路的標準做出任何明確的定義(明列於文案前頭的Status of this Memo)。儘管這份RFC 2152在IANA(Internet Assigned Numbers Authority)的字元集列表裏被引述為UTF-7,然而UTF-7本身並非Unicode的標準之一,即使在目前最新的Unicode 5.0裏也僅列出UTF-8、UTF-16和UTF-32。
如同引言所提到的,由於在過去SMTP的傳輸僅能接受7位元的字元,而當時Unicode並無法直接滿足既有的SMTP傳輸限制,在這樣地背景下UTF-7被提出。嚴格來說UTF-7不能算是Unicode所定義的字元集之一,較精確的來說,UTF-7是提供了一種將Unicode轉換為7位元US-ASCII字元的轉換方式。
有些字元本身可以直接以單一的ASCII字元來呈現。第一個群組被稱作「direct characters」,其中包含了62個數字與英文字母,以及包含了九個符號字元:' ( ) , - . / : ?
。這些「direct characters」被認為可以很安全的直接在文件裡呈現。另一個主要的群組稱作「optional direct characters」,其中包含了所有可被列印的字元,這些字元在U+0020~U+007E之間,除了~ \ +
和空白字元以外。這些「optional direct characters」的使用雖可減少空間的使用也可增加人的可閱讀性,但卻會因為一些不良設計的郵件閘道而會產生一些錯誤,導致必須使用額外的跳脫字元。
空白字元、Tab字元、以及換行字元一般雖也可直接是為單一的ASCII字元來使用,然而,若是郵件中有使用了編碼過的字串,則必須特別注意這些字元有無被使用在其他地方。而加號字元+
的一種編碼方式可以是+-
。
其他的字元則必須被編碼成UTF-16然後轉換為修改的Base64。這些區塊的開頭會以+
符號來標示,結尾則以任何不在Base64裡定義的字元來標示。若是在Base64區塊之後使用-
(連字暨減號)標示為結束的話,則解碼器會從下個字元繼續解碼,反之則用此字元當非Base64的區塊的開頭繼續解碼。
範例
- "Hello, World!"會被編碼為"Hello, World!"
- "1 + 1 = 2"會被編碼為"1 +- 1 +AD0 2"
- "£1"會被編碼為"+AKM-1".第一個字元£(英鎊的符號)的Unicode碼為U+00A3(在UTF-16即為00A316),接著轉換至修改的Base64格式,如同下表。表中可見有兩個位元多了出來,被以0填補上。
16進位碼 0 0 A 3 2進位碼 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 索引 0 10 12 Base64編碼 A K M
手動編碼與解碼UTF-7的演算法
編碼
首先必須先決定哪些字元呈現為ASCII格式,哪些字元呈現在Unicode區塊。簡單的編碼器可以假設所有的字元皆可以很安全的被直接編碼。然而要將原本屬於Unicode區塊的字元視為ASCII來加以編碼的代價是需要額外的2⅔字元。
Unicode序列一旦被認定後,其必須以下面的程序來加以編碼,併以適當的符號加以標注:
我們將使用£† (0x00A3) (0x2020)字元序列來作為以下的範例。
- 將字元的Unicode數值 (UTF-16)以二進位呈現:
0x00A3 → 0000 0000 1010 0011
0x2020 → 0010 0000 0010 0000
- 將二進位序列合併
0000 0000 1010 0011 and 0010 0000 0010 0000 → 0000 0000 1010 0011 0010 0000 0010 0000
- 重新將二進位序列編組,以六位數為一組,由左開始:
0000 0000 1010 0011 0010 0000 0010 0000 → 000000 001010 001100 100000 001000 00
- 如果最後一組小於六位數,則不足的位數以0補足尾數:
0000 0000 1010 0011 0010 0000 0010 0000 → 000000 001010 001100 100000 001000 000000
- 將每一組六位數的數值以對應的Base64碼取代:
000000 001010 001100 100000 001000 000000 → AKMgIA
解碼
首先訊息必須被拆分到純文字與Unicode區塊,緊接著Unicode區塊必須以下面的程序來進行解譯(使用上面提到的範例):
- 將每一個Base64碼以二進位序列來描述,如下:
AKMgIA → 000000 001010 001100 100000 001000 000000 - 重新將二進位編組,以使其16位數一組,從左開始:
000000 001010 001100 → 0000000010100011 0010000000100000 0000 - 若有其中一組無法完全編成16位數一組,則先排除它:
0000000010100011 0010000000100000 - 每一個16位元的一組二進位碼為Unicode(UTF-16)的數字字元並且可以被改寫為如下:
0000 0000 1010 0011 ≡ 0x00A3 ≡ 16310
參考
- http://www.kb.cert.org/vuls/id/989144, Vulnerability Note VU#989144, Google Mini and Google Search Appliance vulnerable to cross-site scripting
- Seng, James, UTF-5, a transformation format of Unicode and ISO 10646, 28 Jan 2000, retrieved 23 Aug 2007
- Welter, Mark; Brian W. Spolarich, WALID, Inc. . Internet Engineering Task Force (IETF) INTERNET-DRAFT. The Internet Society. 2000-11-16 [2007-08-28].