地址编码的转换

问题

遇到一个与地址相关的问题:新生成的合约地址本质上与其它地址一样,都是 32 字节的byte数组;但是,当试图将地址转化为适合人类阅读的字符串时,转换出的结果却是乱码。

原因分析

每个字节是通过 8 位二进制数来表示的,这 8 位二进制数具体表示的 256 种可能的字符在 ASCII 码中给出了明确的定义。

问题就在于这 256 种字符中只有一部分是我们平时理解中的字符:

  • [48~57]:0-9 十个数字;
  • [65~90]:26 个大些英文字母;
  • [97~122]:26 个小写英文字母。

因此,将地址转化为字符串显示时,超出以上范围的值显示的就只能是我们所不能理解的形式了,即乱码。

解决思路

既然显示乱码是因为 ASCII 码超出了所需的范围,那么就可以通过某种编码方式,将二进制数值进行编码,使其落到能够正常显示的区间内就可以了。

而编码方式的具体实现,早就有人已经做好了,我们不再需要重复造轮子,拿过来直接使用即可。

具体的实现有 Base 编码系列:Base64、Base32、Base16。

这里采用的是 Base32 编码:

使用32个可打印字符(字母A-Z和数字2-7)对任意字节数据进行编码,编码后的字符串不用区分大小写并排除了容易混淆的字符,可以方便地由人类使用并由计算机处理。

其特点有:

  • 不区分大小写,便于人类口语交流或记忆
  • 结果可用作文件名,因为不包含路径分隔符/等符号
  • 排除了视觉上容易混淆的字符:忽略了数字1、8、0,因为它们可能与字母I、B、O混淆)。

那么来实践一下:

byte[] before = ...
byte[] after = new Base32().encode(before);

得到的结果是 56 字节的byte数组,超出了我们需要的 32 字节的长度,为什么会这样呢?

深入研究

仔细看一下 Base32 编码的原理:

将输入的byte数组的每个字节对应的二进制值(不足 8 位的,通过补 0 补成 8 位)串联起来;按照 5 位一组进行切分,将每组二进制值按照规则转换成 Base32 字母表中的字符(又扩展为 8 位)。

符号 符号 符号 符号
0 A 8 I 16 Q 24 Y
1 B 9 J 17 R 25 Z
2 C 10 K 18 S 26 2
3 D 11 L 19 T 27 3
4 E 12 M 20 U 28 4
5 F 13 N 21 V 29 5
6 G 14 O 22 W 30 6
7 H 15 P 23 X 31 7

在这个编码的过程中无疑会放大字节数组的长度,经过计算,32 字节的byte数组被放大为了 56 字节的byte数组;而如果要求最终的结果为 32 字节的byte数组的话,要求输入值为 20 字节的byte数组!

获得 20 字节的byte数组的方式很简单:

  1. 从 32 字节的byte数组中截取
  2. 对 32 字节的byte数组做一次RIPEMD160哈希运算(一种单向函数,接收任意长度的输入产生数据指纹摘要),得到 20 字节的byte数组

我们选择的是第二种方式,理由是:经过哈希运算产生的结果很难出现重复,而截取的话就不能保证了。

对结果进行验证:

byte[] before = ...
byte[] ripHash = RIPEMD160(before)
byte[] after = new Base32().encode(ripHash);

============================================
address is: IIYCWKDXVBC4OYQ7KC36TEWOE32C5YS6

如此,就得到了我们所需的能够正常显示的字符串地址了。

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