Exemples

Caractéristiques

Dans toute chaîne de caractères codée en UTF-8, on remarque que :

• tout octet de bit de poids fort nul désigne un unique « point de code » affecté à un caractère du répertoire de l'US-ASCII et codé sur ce seul octet, d'une valeur scalaire identique à celle du codet utilisé dans le codage US-ASCII ;
• tout octet de bits de poids fort valant 11 est le premier octet d'une séquence unique représentant un « point de code » (affecté à un caractère ou un non-caractère) et codé sur plusieurs octets ;
• tout octet de bits de poids fort valant 10 est un des octets suivants d'une séquence unique représentant un « point de code » (affecté à un caractère ou un non-caractère) et codé sur plusieurs octets ;
• aucun octet ne peut prendre une valeur hexadécimale entre C0 et C1, ni entre F5 et FF (le plus haut point de code valide et affecté à un caractère représentable est U+10FFFD ; c’est un caractère à usage privé alloué dans le 17^e plan valide).

Le plus grand point de code valide affectable à un caractère valide non privé est U+EFFFD dans le 15^e plan (il n’est pas encore affecté mais pourrait le devenir à l’avenir), mais le codage UTF-8 peut être utilisé aussi, de façon conforme aux normes, pour représenter n’importe quel caractère valide à usage privé (dans une des trois plages U+E000 à U+F8FF, U+F0000 à U+FFFFD, et U+100000 à U+10FFFD).

L’acceptation ou non des non-caractères ou des caractères d’usage privé est laissée aux applications ou protocoles de transport de texte. Cependant les non-caractères ne sont normalement pas acceptés dans des textes interopérables et strictement conformes au standard Unicode où à la norme ISO/CEI 10646.

Certaines applications imposent des restrictions supplémentaires sur les points de code utilisables (par exemple, les standards HTML et XML interdisent, dans tout document conforme à ces spécifications, la présence de la plupart des caractères de contrôle entre U+0000 et U+001F et entre U+0080 et U+009F, en dehors du contrôle de la tabulation U+0009 considéré comme un caractère blanc, et interdisent aussi les non-caractères).

Tout point de code est toujours représenté par exactement la même séquence binaire, quelle que soit sa position relative dans le texte, et ces séquences sont autosynchronisées sur la position indivise des codets significatifs (ici les octets : on peut toujours savoir si un octet débute ou non une séquence binaire effective) ; ce codage autorise donc les algorithmes rapides de recherche de texte, tels que l'algorithme de Boyer-Moore.

Ce n'est pas toujours le cas des codages contextuels (qui utilisent généralement la compression de données, par exemple SCSU défini dans la note technique standard UTS#6 optionnelle complétant le standard Unicode) et qui peuvent nécessiter de lire le texte complètement depuis le début, ni des codages basés sur plus d'une seule variable d'état (ou qui incorporent des codes supplémentaires de redondance) ; au mieux certains de ces codages peuvent demander d'utiliser des algorithmes complexes de resynchronisation, basés souvent sur des heuristiques qui peuvent échouer ou conduire à de fausses interprétations si on ne lit pas le texte depuis le début (par exemple BOCU-1).

Types d'octets, séquences valides et décodage

Le codage est prédictif et permet toujours de retrouver la position du premier octet d'une séquence représentant un point de code, à partir de la valeur d'un octet quelconque et de la lecture d'un nombre limité d'octets voisins, dans les deux directions de lecture (ce sera toujours l’octet lui-même, ou le premier éligible dans un des 1 à 3 octets voisins).

• Tout octet de continuation dans une séquence UTF-8 valide ne peut prendre que les valeurs hexadécimales 80 à BF :
  • il ne peut exister qu'à la suite d'un octet de début de séquence (représentant un point de code), qui sera le dernier codé dans un des 1 à 3 octets précédents et qui n'est pas non plus un octet de continuation ;
  • le point de code suivant, s’il y en a un, ne peut commencer au maximum que dans les 1 à 3 octets suivants.
• Le premier octet d'une séquence UTF-8 valide ne peut prendre que les valeurs hexadécimales 00 à 7F ou C2 à F4 :
  • le premier octet hexadécimal 00 à 7F d'une séquence n'est suivi d'aucun octet de continuation ;
  • le premier octet hexadécimal C2 à DF d'une séquence est toujours suivi d'un seul octet de continuation (chacun de valeur hexadécimale entre 80 et BF) ;
  • le premier octet hexadécimal E0 à EF d'une séquence est toujours suivi de deux octets de continuation (chacun de valeur hexadécimale entre 80 et BF) ;
    • cependant, si le premier octet d'une séquence prend la valeur hexadécimale E0, le premier octet de continuation est restreint à une valeur hexadécimale entre A0 et BF ;
    • cependant, si le premier octet d'une séquence prend la valeur hexadécimale ED, le premier octet de continuation est restreint à une valeur hexadécimale entre 80 et 9F ;
  • le premier octet hexadécimal F0 à F4 d'une séquence est toujours suivi de trois octets de continuation (chacun de valeur hexadécimale entre 80 et BF) ;
    • cependant, si le premier octet d'une séquence prend la valeur hexadécimale F0, le premier octet de continuation est restreint à une valeur hexadécimale entre 90 et BF ;
    • cependant, si le premier octet d'une séquence prend la valeur hexadécimale F4, le premier octet de continuation est restreint à une valeur hexadécimale entre 80 et 8F.

Séquences interdites

• Les points de code sont toujours représentés par la séquence d’octets la plus courte possible :
  • par conséquent, aucune séquence d’octets ne contient des octets initiaux de valeur hexadécimale C0 ou C1 dans un texte valide codé en UTF-8 ;
  • de même, aucune séquence commençant par l'octet initial E0 ne peut avoir un premier octet de continuation de valeur hexadécimale 80 à 9F.
• Les points de code allant de U+D800 à U+DFFF sont interdits (leur valeur scalaire est réservée pour la représentation UTF-16 des points de code supplémentaires avec des paires de demi-codets) :
  • par conséquent, le premier octet de continuation d’une séquence qui commence par l’octet hexadécimal ED ne peut prendre aucune des valeurs hexadécimales A0 à BF ;
  • ces séquences interdites en UTF-8 sont en revanche autorisées dans la transformation CESU-8 (non recommandée, qui ne doit en aucun cas être confondue avec UTF-8, car CESU-8 utilise ces séquences pour coder les caractères des plans supplémentaires en 2 séquences de 3 octets chacune, au lieu d'une seule séquence de 4 octets en UTF-8).
• De même que tout codage pouvant donner un point de code de valeur supérieure à U+10FFFF est interdit :
  • par conséquent, le premier octet de continuation d’une séquence qui commence par l'octet hexadécimal F4 ne peut prendre aucune des valeurs hexadécimales 90 à BF ;
  • et aucune séquence d’octets ne contient des octets initiaux de valeur hexadécimale F5 à FF.

De telles séquences sont dites mal formées (ill-formed). (Voir la référence ci-dessus, notamment la seconde table dans la clause de conformité D36 du standard ou l'article Unicode).

En revanche, les points de code réservés (pas encore alloués à des caractères) sont autorisés (même si l'interprétation des caractères peut rester ambigüe) : il appartient aux applications de décider si ces caractères sont acceptables ou non, sachant que les mêmes applications continueront probablement à être utilisées alors que ces positions auront été assignées dans les normes Unicode et ISO 10646 à de nouveaux caractères parfaitement valides.

De même les autres points de code assignés de façon permanente aux autres « non-caractères » sont interdits dans les textes conformes à la norme ISO/CEI 10646 ou au standard Unicode : par exemple U+xFFFE à U+xFFFF (où x indique un numéro de plan hexadécimal de 0 à 10). Mais ils restent encodables et décodables en tant que tels en UTF-8 (les « non-caractères » sont à disposition des applications qui peuvent en faire un usage au sein d'API internes, par exemple comme codes intermédiaires nécessaires à la mise en œuvre interne de certains traitements, par exemple comme codes intermédiaires de pseudo-décomposition des variantes de certains caractères durant la génération de clés de collation pour le tri).

La restriction de l'espace de représentation aux seuls points de code inférieurs ou égaux à U+10FFFF (non compris les points de codes assignés aux « demi-codets ») n’a pas toujours été appliquée :

• Cela n'a pas toujours été le cas dans la norme ISO/CEI 10646, qui prévoyait à l'origine de pouvoir coder un très grand nombre de plans possibles (l'UCS-4 permettait un codage jusqu’à 31 bits), alors que Consortium Unicode (depuis la fusion du répertoire commun dans sa version 1.1) n'utilisait encore que le plan multilingue de base et n'avait pas encore envisagé de couvrir autant d'écritures qu'aujourd'hui ;
• L'introduction par Unicode du codage UTF-16 dans une annexe standard (quand il a admis que plus de 65536 caractères seraient rapidement nécessaires) a demandé l'allocation préalable par l'ISO/CEI 10646 d'un bloc de points de codes pour des « demi-codets » qui étaient considérés au début par l'ISO/CEI 10646 comme des caractères spéciaux (une concession faite à Unicode alors que l'UCS-4 avait été créé comme un espace de codage linéaire où tous les points de code avaient une valeur scalaire), alors qu'Unicode n'utilisait encore que le sous-espace UCS-2 et pas l'espace UCS-4 complet ;
  • Pour éviter des problèmes d'interopérabilité avec les autres applications (non Unicode) basées sur UCS-2, une première révision de l'UTF-8 a été publiée par l'ISO en 1998, mentionnant que ces demi-codets n'avaient donc pas de valeur scalaire définie et qu'aucun point de code assignés aux « demi-codets » dans les deux blocs successifs alloués ne devait pas être codés en UTF-8 ;
• Mais selon l'accord final intervenu entre le comité technique du Consortium Unicode et celui chargé de la norme ISO/CEI 10646, toute utilisation de plus de 17 plans a été proscrite, afin d'assurer l'interopérabilité totale avec le codage UTF-16 défini par Unicode, un codage déjà massivement déployé dans les systèmes d'exploitation (par exemple Microsoft Windows), ou sous-systèmes (par exemple OpenType), ou encore dans de nombreux langages de programmation qui en dépendent pour leur interopérabilité (dont certains issus de normes nationales ou internationales, tels que les langages C et C++ qui ont eu des difficultés à supporter le répertoire universel) ;
  • En effet, après une vingtaine d'années d'efforts pour la définition de l'UCS pour toutes les écritures du monde, des règles plus strictes ont été établies pour limiter les caractères codables selon un modèle assurant une compatibilité ascendante mais aussi de meilleures pratiques de codage. Pratiquement toutes les écritures modernes du monde ont été codées, et on dispose d'estimations fiables de l'ordre de grandeur sur la quantité de caractères nécessaires pour le support des autres écritures, ainsi que sur les besoins de codage pour de nouveaux caractères ;
  • La croissance initiale très forte des allocations dans l'UCS (ou des caractères restant encore à coder) s'est fortement ralentie, et seulement 6 des 17 plans sont utilisés fin 2011 (mais deux seulement ont un taux de remplissage significatif : le plan multilingue de base, pratiquement plein, et le plan idéographique supplémentaire ; c'est sur le plan multilingue complémentaire que se concentrent la majorité des autres écritures anciennes restant à coder, ou des nouveaux ensembles de symboles et caractères de notation technique) ;
  • Le rythme de croissance des allocations dans l'UCS pour la norme ISO/CEI 10646 ne permet pas d'envisager sa saturation avant un terme dépassant de très loin le cycle de vie des normes internationales (et encore plus celui des standards industriels comme Unicode). À ce terme trop lointain, il est tout à fait possible que UTF-16 soit devenu obsolète depuis fort longtemps, ou qu'une nouvelle norme de codification ait vu le jour et ait été massivement déployée (et que les outils de conversion automatique auront aussi été normalisés et déployés). Rien ne justifie encore de maintenir une extension possible non nécessaire au besoin immédiat d'interopérabilité des normes et standards actuels ou des futures normes envisagées ;
  • Un ou deux autres plans seulement sont envisagés pour les écritures sinographiques, anciennes écritures cunéiformes ou hiéroglyphiques, et éventuellement un autre plan pour des collections de symboles et pictogrammes nécessaires à l'interopérabilité de certaines applications modernes (par exemple les emojis des messageries et services interactifs est-asiatiques, ou des symboles nécessaires à des normes internationales de signalisation ou de sécurité) ;
  • Les « groupes » supplémentaires d'usage privé à la fin de l'UCS-4, ainsi que les « plans » supplémentaires d'usage privé dans l'UCS-4 à la fin du groupe 0, qui avaient été envisagés par l'ISO depuis le début de ses travaux de normalisation, ont été abandonnés pour ne garder, parmi les 17 premiers plans du premier groupe, que les deux derniers plans à cet usage privé (en plus du bloc d'usage privé U+E000 à U+F8FF déjà alloué dans le plan multilingue de base), ce qui s'avère suffisant pour toutes les applications ;
  • Cela a fait l‘objet de la révision en 2003 de la RFC publiée par le comité technique de l'ISO définissant le codage UTF-8 pour la norme ISO/CEI 10646, et simultanément d'une mise à jour de l'annexe standard au standard Unicode (une annexe standard qui a, depuis, été intégrée au standard lui-même)  ;
  • Depuis ces mises à jour de 2003, le codage UCS-4 défini par la norme ISO/CEI 10646 est devenu en pratique équivalent à UTF-32 (défini dans la norme Unicode qui adjoint des propriétés supplémentaires mais sans différence de codage). Et la dernière RFC publiée par l'ISO et approuvée par l'IETF en 2003 fait d'ailleurs maintenant une référence normative à la définition de l'UTF-8 publiée conjointement avec (ou dans) le standard Unicode.

Universalité

Ce codage permet de représenter les milliers de caractères du répertoire universel, commun à la norme ISO/CEI 10646 et au standard Unicode (du moins depuis sa version 1.1.1).

Compatibilité avec US-ASCII

Un texte en US-ASCII est codé identiquement en UTF-8 (lorsque le BOM n'est pas utilisé).

Interopérabilité

Du fait qu'un caractère est découpé en une suite d'octets (et non en mots de plusieurs octets), il n'y a pas de problème de boutisme (endianness en anglais).

• Ce problème apparaît avec les codages UTF-16 et UTF-32 par exemple, si on ne les utilise pas avec un marqueur d'ordonnancement (appelé BOM pour Byte Order Mark) codé en début de fichier à l'aide du caractère U+FEFF, qui était auparavant destiné à un autre usage (ZWNBSP pour zero-width non-breaking space, une fonction d'agglutination de mots à afficher sans espace séparatrice ni césure que remplit aujourd'hui le caractère WJ pour word-joiner). En revanche, les codages dérivés UTF-16BE, UTF-16LE, UTF-32BE et UTF-32LE sont conçus avec un ordonnancement précis ne nécessitant l'emploi d'aucun BOM ;
• Pour différentes raisons de compatibilité (notamment via des processus de transcodage), il est cependant resté admis qu'un BOM (U+FEFF), non absolument nécessaire, puisse encore être codé en tête d'un fichier UTF-8 (leur interprétation reste celle du caractère ZWNBSP, même si de nombreux protocoles ont choisi d'ignorer et filtrer silencieusement ce caractère puisqu'il ne sert plus qu'à cet usage et que son ancienne fonction, quand elle reste nécessaire à l'interprétation du texte lui-même, est désormais transférée sur un autre caractère codé exprès).

Efficacité

Pour la plupart des langues à écriture latine, les fichiers de données numériques ou les codes sources de programmes, ou de nombreux protocoles textuels de communication (comme FTP, HTTP ou MIME), qui utilisent abondamment (voire parfois exclusivement dans certaines parties) les caractères US-ASCII, UTF-8 nécessite moins d'octets que l'UTF-16 ou l'UTF-32.

Réutilisabilité

De nombreuses techniques de programmation informatique valables avec les caractères uniformément codés sur un octet le restent avec UTF-8, notamment :

• la manière de repérer la fin d'une chaîne de caractères C, car tout octet binaire 00000000 trouvé dans une chaîne de caractères codés en UTF-8 est toujours le caractère nul (en revanche il est alors impossible de représenter le caractère NUL lui-même comme membre de la chaîne de caractères, à moins que l'information de longueur effective du texte codé soit stockée ou transportée en dehors de celui-ci, auquel cas cet octet sera interprété comme tel au sein même des chaînes codées en UTF-8) ;
• la manière de trouver une sous-chaîne est identique.

Fiabilité

Il s'agit d'un codage auto-synchronisant (en lisant un seul octet on sait si c'est le premier d'un caractère ou non).

• Il est possible, depuis n'importe quelle position dans un texte codé, de remonter au premier octet de la séquence en lisant une toute petite quantité d'octets antérieurs, soit au maximum 3 octets, ou de trouver facilement le début de la séquence suivante, là encore en ne sautant qu'au maximum 3 octets) ;
• une séquence décrivant un caractère n'apparaît jamais dans une séquence plus longue décrivant un autre caractère (comme c'est le cas de Shift-JIS) ;
• il n'existe pas de code « d'échappement » changeant l'interprétation (comme caractères) de la suite d'une séquence d'octets.

Taille variable

Les points de code sont représentés en UTF-8 par des séquences d'octets de taille variable (de même qu'en UTF-16), ce qui rend certaines opérations sur les chaînes de points de code plus compliquées : le calcul du nombre de points de code ; le positionnement à une distance donnée (exprimée en nombre de points de code) dans un fichier texte et en règle générale toute opération nécessitant l'accès au point de code de position N dans une chaîne.

Une taille variable des caractères d'une chaine empêche l'exploitation d'algorithmes efficaces en matière de comparaisons de chaines, telles que l'algorithme de Knuth-Morris-Pratt et pénalise donc fortement les traitements de données en masse comme dans l'exploitation des bases de données. Ce problème est toutefois davantage lié aux aspects de normalisation que de codage.

Efficacité

Pour les langues utilisant beaucoup de caractères extérieurs à US-ASCII, UTF-8 occupe sensiblement plus d'espace. Par exemple, les idéogrammes courants employés dans les textes de langues asiatiques comme le chinois ou le japonais (kanji, par exemple) utilisent 3 octets en UTF-8 contre 2 octets en UTF-16.

De manière générale, les écritures employant beaucoup de points de code de valeur égale ou supérieure à U+0800 occupent plus de mémoire que s'ils étaient codés avec UTF-16 (UTF-32 sera plus efficace uniquement pour les textes utilisant majoritairement des écritures anciennes ou rares codées hors du plan multilingue de base, c'est-à-dire à partir de U+10000, mais il peut aussi s'avérer utile localement dans certains traitements pour simplifier les algorithmes, car les caractères y ont toujours une taille fixe, la conversion des données d'entrée ou de sortie depuis ou vers UTF-8 ou UTF-16 étant triviale).

Séquences non valides

Par son système de codage, il était éventuellement possible de représenter un code de différentes manières en UTF-8, ce qui pouvait poser un problème de sécurité : un programme mal écrit peut accepter un certain nombre de représentations UTF-8, normalement non valides selon la RFC 3629^[8] et dans les spécifications (maintenant équivalentes entre elles) publiées par l'ISO 10646 et Unicode ; mais ce n'était pas le cas selon la spécification originale, qui permettait de les convertir comme un seul et même caractère.

Ainsi, un logiciel détectant certaines chaînes de caractères (pour prévenir les injections SQL, par exemple) pouvait échouer dans sa tâche (ce n'est plus le cas si la conformité du codage avec la définition stricte et normalisée d'UTF-8 est vérifiée avant toute chose).

Prenons un exemple tiré d'un cas réel de virus attaquant des serveurs HTTP du Web en 2001 ((en)Crypto-Gram: July 15, 2000 Microsoft IIS and PWS Extended Unicode Directory Traversal Vulnerability Microsoft IIS 4.0/5.0 Web Directory Traversal Vulnerability). Une séquence à détecter pourrait être « /../ » représentée en ASCII (a fortiori en UTF-8) par les octets « 2F 2E 2E 2F » en notation hexadécimale. Cependant, une manière malformée de coder cette chaîne en UTF-8 serait « 2F C0 AE 2E 2F », appelée aussi en anglais overlong form (forme superlongue). Si le logiciel n'est pas soigneusement écrit pour rejeter cette chaîne, en la mettant par exemple sous forme canonique, une brèche potentielle de sécurité est ouverte. Cette attaque est appelée directory traversal.

Les logiciels acceptant du texte codé en UTF-8 ont été blindés pour rejeter systématiquement ces formes longues car non conformes à la norme : soit le texte entier est rejeté ; mais parfois les séquences non valides sont remplacées par un caractère de substitution (généralement U+FFFD si l'application accepte et traite ce caractère normalement ; parfois un point d'interrogation ou le caractère de contrôle de substitution SUB U+001A de l'ASCII, qui peuvent poser d'autres problèmes de compatibilité) ; moins souvent, ces séquences interdites sont éliminées silencieusement (ce qui est très peu recommandé).

Caractère nul

UTF-8 ne peut représenter le caractère de contrôle nul (U+0000) qu'avec un seul octet nul, ce qui pose des problèmes de compatibilité avec le traitement de chaînes qui ne codifient pas séparément leur longueur effective car cet octet nul ne représente alors aucun caractère mais la fin de chaîne (cas très courant en langage C ou C++ et dans les API des systèmes d'exploitation). Si un caractère nul doit être stocké dans un texte sur de tels systèmes, il sera nécessaire de recourir à un système d'échappement, spécifique de ce langage ou système avant de coder en UTF-8 le texte ainsi transformé. En pratique, aucun texte valide ne devrait contenir ce caractère. Une autre solution est d'utiliser une des séquences interdites dans le codage UTF-8 standard afin de coder le caractère par cette séquence ; mais le texte ainsi codé ne sera pas conforme au codage UTF-8 standard, même si le codage ainsi modifié reste un format de transformation universelle conforme (qui ne doit cependant pas être désigné comme « UTF-8 »). Voir la section ci-dessous relative aux variantes non standards basées sur UTF-8.

Représentation dans les SGBD

L'utilisation d'UTF-8, comme de tout codage à pas variable, dans une base de données pose de multiples problèmes de performances.

Les opérations de comparaisons (=, >, <, BETWEEN, LIKE...), de tri (ORDER BY), de regroupement (GROUP BY), comme les opérations de dédoublonnement (DISTINCT) reposant sur la sémantique des informations, sont impossibles à gérer directement en UTF-8.

En effet, pour des chaînes de caractères comportant le même nombre de lettres (par exemple CHAR(8)), le nombre d'octets pouvant être différent (du fait notamment des caractères diacritiques : accents, ligatures...), les algorithmes utilisés doivent, pour la plupart, effectuer un alignement avant de pouvoir opérer, ce qui induit un surcoût de traitement non négligeable.

Par exemple le SGBD MySQL/MariaDB a choisi de représenter les caractères des chaînes présentées comme UTF-8 en utilisant systématiquement 3 octets par caractère. Les conséquences sont les suivantes : triplement du volume des données et division par trois de la longueur potentielle des clefs d'index par rapport au codage ASCII, et allongement des temps d'exécution pour les comparaisons, les tris, les regroupements ou le dédoublonnement. La chaîne est restituée en final sous la forme UTF-8 après un nettoyage des octets inutiles.

D'autres SGBD comme Microsoft SQL Server ont choisi de compresser le support de l'UTF-8 en intercalant les caractères supplémentaires dans un codage à 2 octets, basé sur l'UNICODE en profitant des emplacements laissés vides par la spécification. L'effort supplémentaire pour la traduction en UTF-8 ne se situe qu'au recodage des caractères codés sur 2 octets et à l'expansion de ceux codés sur 3.

Évolution des usages

Graphe indiquant l'utilisation d'UTF-8 (bleu clair) dépassant les principaux autres codages de caractères de texte sur le Web. Vers 2010 la prévalence d'UTF-8 était de l'ordre de 50%. Cette prévalence est estimée à partir du texte et non pas à partir de l'étiquette contenue dans l'en-tête^[13] et le jeu de caractère le plus simple était sélectionné^[14]. De ce fait, du texte ASCII mais avec un en-tête UTF-8 ou ISO-8859-1 est identifié comme étant de l'ASCII. En Août 2016, l'utilisation déclarée de l'UTF-8 était de 87,4%^[3].

Restrictions successives

Le codage original FSS-UTF était destiné à remplacer le codage multi-octets UTF-1 initialement proposé par l'ISO 10646. Ce codage initialement permissif, permettait plusieurs représentations binaires pour le même caractère (cela a été interdit dans la version normalisée dans la RFC publiée par le Consortium X/Open, et approuvé par Kenneth Thompson).

De plus il pouvait (dans une version préliminaire non retenue) coder tous les caractères dont la valeur de point de code comprenait jusqu'à 32 bits en définissant un huitième type d'octet (dans des séquences comprenant jusqu'à 6 octets), au lieu des 7 types d'octets finalement retenus pour ne coder (dans des séquences comprenant aussi jusqu'à 6 octets) que les points de code jusqu'à 31 bits dans la version initiale d'UTF-8 (publiée par le Consortium X/Open sous le nom FSS-UTF, puis proposé par le comité technique d'ISO 10646 comme la proposition « UTF-2 » alors encore en concurrence avec la proposition « UTF-1 », jusqu'à ce que la proposition UTF-2 soit retenue et adopte le nom UTF-8 déjà retenu et utilisé dans X/Open et Plan 9).

Ce codage UTF-8 a été restreint encore lorsque Unicode et ISO 10646 sont convenus de n'allouer des caractères que dans les 17 premiers plans afin de maintenir indéfiniment la compatibilité avec UTF-16 (sans devoir le modifier), en restreignant les séquences jusqu'à 4 octets seulement et en n'utilisant que les 5 premiers des 7 types d'octets (ce qui a nécessité de définir comme non valides de nouvelles valeurs d'octet et certaines séquences d'octets pourtant valides individuellement).

Prise en charge

L'IETF exige maintenant qu'UTF-8 soit pris en charge par défaut (et non pas simplement supporté en tant qu'extension) par tous les nouveaux protocoles de communication d'Internet (publiés dans ses RFC numérotées) qui échangent du texte (les plus anciens protocoles n'ont toutefois pas été modifiés pour rendre ce support obligatoire, mais seulement étendus si possible, pour le supporter de façon optionnelle, si cela produit des incompatibilités ou introduit de nouveaux risques de sécurité : c'est le cas de protocoles Internet très utilisés comme DNS, HTTP, FTP, Telnet et de HTML dans ses versions initiales alors pas encore standardisés par le W3C et l'ISO).

Il est devenu incontournable, notamment dans les principaux logiciels de communication du web et aujourd'hui les systèmes d'exploitation :

• Navigateurs web : la prise en charge d'UTF-8 commença à être répandue à partir de 1998.
  • Les anciens navigateurs web ne supportant pas UTF-8 affichent tout de même correctement les 127 premiers caractères ASCII ;
  • Netscape Navigator supporte UTF-8 à partir de sa version 4 (juin 1997) ;
  • Microsoft Internet Explorer supporte UTF-8 à partir de sa version 4 (octobre 1997) pour Microsoft Windows et pour Mac OS (janvier 1998) ;
  • Les navigateurs basés sur le moteur de rendu Gecko (1998) supportent UTF-8 : Mozilla, Mozilla Firefox, SeaMonkey, etc.
  • Opera supporte UTF-8 à partir de sa version 6 (novembre 2001) ;
  • Konqueror supporte UTF-8 ;
  • Safari sur Macintosh et Windows supporte UTF-8 ;
  • OmniWeb sur Macintosh supporte UTF-8 ;
  • Chrome de Google supporte UTF-8.
• Fichiers et noms de fichiers : de plus en plus courant sur les systèmes de fichiers GNU/Linux et Unix, mais pas très bien supporté sous les anciennes versions de Windows (antérieures à Windows 2000 et Windows XP, lesquels peuvent maintenant les prendre en charge sans difficulté puisque le support d'UTF-8 est maintenant totalement intégré au système, en plus d'UTF-16 présent depuis les premières versions de Windows NT et de l'API système Win32).

  Noter que le système de fichiers FAT historique de MS-DOS et Windows a été étendu depuis Window NT 4 et Windows XP pour prendre en charge UTF-16 (pour une meilleure compatibilité avec NTFS) et non UTF-8 (mais cette transformation est équivalente et transparente aux applications) avec quelques restrictions sur les caractères autorisés ou considérés comme équivalents (de telles exceptions ou restrictions existent aussi sur tous les systèmes de fichiers pour GNU/Linux, Unix, Mac OS X et d'autres systèmes, y compris les systèmes de fichiers distribués sur Internet comme HTTP/WebDAV).

• Client de messagerie : tous les logiciels de messagerie utilisés aujourd'hui supportent UTF-8.
  • Apple Mail ;
  • Thunderbird ;
  • Windows Mail ;
  • Microsoft Outlook ;
  • Lotus Notes ;
  • Novell GroupWise ;
  • etc.

Extensions ou variantes non standards

Toutefois, des variantes d'UTF-8 (basées sur les possibilités de codage de la version initiale non restreinte) ont continué à être utilisées (notamment dans l'implémentation de la sérialisation des chaînes Java) pour permettre de coder sous forme d'un échappement multioctets certains caractères ASCII réservés normalement codés sur un seul octet (par exemple le caractère nul).

De plus, certains systèmes utilisent des chaînes de caractères non restreints : par exemple, Java (et d'autres langages y compris des bibliothèques de manipulation de chaînes en C, PHP, Perl, etc.) représentent les caractères avec des unités de codage sur 16 bits (ce qui permet de stocker les chaînes en utilisant le codage UTF-16, mais sans les contraintes de validité imposées par UTF-16 concernant les valeurs interdites et l'appariement dans l'ordre des « demi-codets » ou surrogates) ; dans ce cas, les unités de codage sont traitées comme des valeurs binaires et il est nécessaire de les sérialiser de façon individuelle (indépendamment de leur interprétation possible comme caractères ou comme demi-points de code). Dans ce cas, chaque unité de codage 16 bits qui représente un « caractère » (non-contraint) est sérialisé sous forme de séquences comprenant jusqu'à 3 octets chacune, et certains octets interdits par l'implémentation (par exemple les caractères nuls ou la barre de fraction « / » dans un système de fichiers ou d'autres caractères codés sur un octet dans d'autres protocoles) sont codés sous forme de séquences d'échappement à deux octets dont aucun n'est nul, en utilisant simplement le principe de codage de la première spécification de FSS-UTF (avant celle qui a été retenue par le Consortium X/Open dans sa RFC initiale où ces échappements étaient spécifiquement interdits et le sont restés).

Avant l'adoption de la proposition UTF-2 retenue pour UTF-8, il a également existé une variante UTF-1, où les codages multiples étaient impossibles, mais cela nécessitait un codage/décodage plus difficile, devant prendre en compte la position de chaque octet et utilisant un certain nombre de valeurs « magiques ».

Ces extensions ou variantes ne doivent pas être appelées « UTF-8 ».

Articles connexes

• UTF-16, UTF-32, CESU-8
• Unicode, ISO/CEI 10646
• ISO/CEI 646
• ISO/CEI 8859, ISO/CEI 8859-1
• Analyse syntaxique

Liens externes

• (fr) Formulaire de conversion UTF-8, UTF-16, UTF-32
• (fr) Conformité - Traduction du Standard Unicode en français [PDF]
• (en) The Unicode Consortium, The Unicode Standard, Version 6.0.0, Mountain View (Californie, États-Unis), février 2011 (ISBN 978-1-936213-01-6, présentation en ligne, lire en ligne), chap. 3 (« Conformance »), pp. 88–100.
• (en) RFC 3629^[1] - UTF-8, a transformation format of ISO 10646, novembre 2003 (standard, totalement compatible avec Unicode) :
  • (en) RFC 2279^[2] - UTF-8, a transformation format of ISO 10646, janvier 1998 (ancienne révision, obsolète) ;
  • (en) RFC 2044^[3] - UTF-8, a transformation format of Unicode and ISO 10646, octobre 1996 (version initiale approuvée par l'IETF, obsolète) ;
  • (en) Papier original sur UTF-8, de Rob Pike et Ken Thompson (informatif, obsolète) [PDF].
• (en) RFC 2277^[4] - IETF policy on character sets and languages, janvier 1998.
• (en) Histoire de la création d'UTF-8, par Rob Pike.
• (en) (en) UTF-8 Everywhere Manifesto, 14 septembre 2012 (lire en ligne)