Ich bin, was perlfunc pack und perlfunc unpack angeht, nicht so firm, vielleicht übersehe ich da auch was.

Woher kommen denn die Integer-Werte? Sind die wirklich größer als die vorhandene Architektur hergibt? (wie in Deinem Beispiel 128bit auf 64bit-Architektur)

Vielleicht kann man die schon beim Einlesen auf das notwendige Maß der vorhandenen Architektur einschränken und dann mit unpack(pack()) mit den entsprechenden Masken verarbeiten.

perlfunc read, perlfunc sysread bieten Möglichkeiten, x Bytes auf einmal zu lesen...
Auch mit <$fh> kann man aufs Byte genau lesen, wenn man die Variable $/ entsprechend setzt: perlvar $RS