この記事の要点

gzip は 1992 年に Jean-loup Gailly と Mark Adler が GNU プロジェクトのために開発した単一ファイル圧縮形式 圧縮アルゴリズムは ZIP と同じ Deflate（LZ77 + ハフマン符号） HTTP の Content-Encoding: gzip として、Web の転送効率化に欠かせない TAR と組み合わせた tar.gz / .tgz は Unix 系の事実標準アーカイブ gunzip、zcat、zless、zgrep など、展開せず読むツールが豊富 マジックナンバーは 1F 8B（2 バイト） 単一ファイル圧縮であり、複数ファイルをまとめる機能はない（だから TAR と組む）

概要

gzip（GNU zip）は 1992 年、当時広く使われていた compress コマンドの .Z 形式が特許問題を抱えていたことを受け、その代替として Jean-loup Gailly（gzip 作者）と Mark Adler（Deflate 共同設計者）が GNU プロジェクトのために開発した、フリーで自由に使える圧縮形式です。

採用アルゴリズムは Deflate（LZ77 による辞書圧縮 + ハフマン符号）で、これは ZIP / PNG / HTTP の Content-Encoding と同じものです。Deflate そのものの仕様は RFC 1951、gzip ファイル形式は RFC 1952 で標準化されており、Web 関連の RFC との親和性が高いことから、HTTP/1.1 以降は事実上の Web 転送圧縮として広く使われています。

gzip の重要な性質は 「単一ファイルしか圧縮できない」 ことです。ZIP のように複数ファイルをまとめる機能はないため、ディレクトリを圧縮したいときは tar でひとつのストリームにまとめてから gzip に流します。これが .tar.gz や .tgz（DOS の 8.3 文字制限の名残）の正体で、Unix 系 OSS の配布アーカイブの大半がこの形式です。

内部構造とマジックナンバー

gzip ファイルの先頭 2 バイトのマジックナンバーは 1F 8B です。続いて圧縮方式（08 = Deflate）、フラグ、オリジナルのタイムスタンプ（mtime）、エクストラフラグ、OS 種別が並びます。オプションでオリジナルのファイル名（NULL 終端）や任意コメントを格納でき、末尾には CRC32（誤り検出）と ISIZE（展開後サイズの下位 32 bit）が付きます。

仕様上は複数の gzip ストリームを単純連結したものも有効で、gunzip はそれを順次展開します。これにより並列 gzip 実装である pigz はマルチスレッドで圧縮しても標準の gunzip で展開できる、という重要な互換性を担保しています。

圧縮レベルは -1（最速・低圧縮）から -9（最遅・高圧縮）まで指定可能で、デフォルトは -6。--rsyncable オプションを使うと rsync 差分が効きやすいブロック境界で圧縮するため、バックアップ用途で重宝します。

主な用途

• Web サーバの転送圧縮（HTTP Content-Encoding: gzip、Nginx / Apache / CDN すべてが対応）
• tar.gz によるソースコード配布（GNU/Linux 系 OSS の大半）
• サーバログの世代圧縮（logrotate がデフォルトで gzip）
• データベースダンプの保存（mysqldump の出力をパイプで gzip）
• ゲノム配列や CSV データなど、テキストベース大容量データの保管

関連形式との比較

形式	圧縮率	速度	マルチスレッド	暗号化	備考
gzip	中	速い	pigz で可	なし	Web/Unix 標準
bzip2	高い	遅い	pbzip2 で可	なし	旧来の高圧縮
xz (LZMA2)	非常に高い	非常に遅い	-T で可	なし	カーネル配布
zstd	中〜高	非常に速い	-T0 で可	なし	新世代標準
ZIP (Deflate)	中	速い	不可	AES-256	同じ Deflate を使う

コマンド・ツール

# 単一ファイルを gzip 圧縮（元ファイルは消える）
gzip access.log
# → access.log.gz が作られる

# 圧縮レベル最大で
gzip -9 huge.csv

# 元ファイルを残して圧縮
gzip -k access.log

# 展開（元の .gz は消える）
gunzip access.log.gz
# または
gzip -d access.log.gz

# 展開せず中身を見る（パイプラインで便利）
zcat access.log.gz | grep ERROR
zless access.log.gz       # ページャ
zgrep '500' access.log.gz # grep
ztail access.log.gz       # 環境による

# tar と組み合わせて tar.gz を作成・展開
tar czvf backup.tar.gz mydir/
tar xzvf backup.tar.gz

# mysqldump をストリーム圧縮
mysqldump -u root mydb | gzip > mydb-$(date +%F).sql.gz

# マルチスレッド圧縮（pigz）
pigz -p 8 huge.csv         # 8 スレッド使用
tar c mydir/ | pigz -p 8 > backup.tar.gz

注意点・落とし穴

• 単一ファイルしか圧縮できない — フォルダごと圧縮したいなら必ず tar と組み合わせる。これを知らず「ファイル消えた」と慌てる初心者が多い。
• デフォルトで元ファイルが消える — gzip foo.log を打つと foo.log は無くなり foo.log.gz だけが残る。元を残したいなら -k を付ける。
• 暗号化機能はない — 機密データを圧縮しても保護されない。必要なら GPG と組み合わせる（gzip foo && gpg -c foo.gz など）。
• ランダムアクセスが弱い — gzip ストリームは先頭から順に解凍しないと中身を取り出せない。巨大ログから途中の 1 行だけ高速取得したい場合は zstd の --long モードや、bgzip / dictzip のような特殊ツールを検討する。
• 32bit の ISIZE フィールド — フッタの展開後サイズは下位 32 bit のみ。4GB 超のデータでも展開はできるが、gzip -l で表示されるサイズが正しくない場合がある。
• HTTP gzip 圧縮の罠 — すでに圧縮済みのコンテンツ（PNG/JPEG/動画/zip）に gzip をかけても CPU を消費するだけでサイズは減らない。Nginx の gzip_types で text/* と application/json などに限定するのが定石。

関連リンク

• アーカイブ・圧縮形式（親カテゴリ）
• ファイル拡張子とは
• zip ファイルやディレクトリを zip 形式に圧縮する
• unzip zip ファイルを解凍する