众所周知，计算机存储和处理的都是二进制数据。为了简洁，实际上使用最多的是二进制的一个变种——十六进制。比如笔者 的名字叫嘉文，中文拼音是jiawen（全小写），在计算机里存储的就是6A696177656E。很明显，人类容易记住jiawen，而其相应的十六进 制代码6A696177656E就很考验人的记忆力了。同样，人类很难记住十六进制的数据，但如果是十六进制编码的文本字符串，就相对好记好读一些了。以 下是一张ASCII码表的一部分。

DEC  OCT  HEX    BIN         Symbol   HTML Number   HTML Name Description
0    000   00    00000000    NUL      �        Null char
1    001   01    00000001    SOH              Start of Heading
2    002   02    00000010    STX              Start of Text
3    003   03    00000011    ETX              End of Text
4    004   04    00000100    EOT              End of Transmission
5    005   05    00000101    ENQ              Enquiry
6    006   06    00000110    ACK              Acknowledgment
7    007   07    00000111    BEL              Bell
8    010   08    00001000    BS               Back Space
9    011   09    00001001    HT       	        Horizontal Tab
10   012   0A    00001010    LF       
        Line Feed
11   013   0B    00001011    VT               Vertical Tab
...
47   057   2F    00101111    /        /         Slash or divide
48   060   30    00110000    0        0         Zero
49   061   31    00110001    1        1         One
50   062   32    00110010    2        2         Two
51   063   33    00110011    3        3         Three
52   064   34    00110100    4        4         Four
53   065   35    00110101    5        5         Five
54   066   36    00110110    6        6         Six
55   067   37    00110111    7        7         Seven
56   070   38    00111000    8        8         Eight
57   071   39    00111001    9        9         Nine
58   072   3A    00111010    :        :         Colon
...
70   106   46    01000110    F        F         Uppercase F
71   107   47    01000111    G        G         Uppercase G
72   110   48    01001000    H        H         Uppercase H
73   111   49    01001001    I        I         Uppercase I
74   112   4A    01001010    J        J         Uppercase J
75   113   4B    01001011    K        K         Uppercase K
76   114   4C    01001100    L        L         Uppercase L
77   115   4D    01001101    M        M         Uppercase M
78   116   4E    01001110    N        N         Uppercase N
79   117   4F    01001111    O        O         Uppercase O
80   120   50    01010000    P        P         Uppercase P
81   121   51    01010001    Q        Q         Uppercase Q
82   122   52    01010010    R        R         Uppercase R
www.ascii-code.com 6A696177656E

十六进制的07是一个Bell（响铃），如果试着用计算机程序去打印，结果是不可见，也不可理解的，只能听到一声 铃声。但是文本字符串"07"则相对容易理解和记忆。上文提到过，比特币地址都是十六进制的数，不做转换，打印的话毫无意义，人类无法直观地辨识。大家可 以想象一下查询自己的银行账户余额的场景：假如账户里只有77块钱了，查询结果打印的是大写字符M（十进制的编码是77）。我相信大部分用户都不知道那是 77的意思。相对的，如果把数字77转换成文本“77”（其十六进制编码是3737）后再打印，对于显示在屏幕上的文本77，用户就会理解了。总结一下：

下面的几节将讨论用文本来表示十六进制数据的几种编码方式。

3.3.1　Base64

这是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法，通常exe、jpg、pdf等文件都是二进制文件，用文本编辑器打开都是乱码，那么就需要一个方法，可以将二进制编码成字符串的格式，这样可以将二进制文件用文本打开查看。

那么，既然是Base64，就是通过64个字符来编码的，具体是哪64个字符呢？请见下表：

Base64编码主要用在传输、存储、表示二进制等领域，还可以用来加密。但是这种加密比较简单，只是一眼看上去不知道什么内容罢了，对应编码规则，可以很容易的解码，当然也可以对Base64的字符序列进行定制来进行加密，我们来看下Base64的编码过程。

首先，既然是使用上述64个字符的范围来表示的，那么要能够表示出64个字符的各种组合，得起码用6个bit才 行，根据排列组合，6个bit可以总共表示出26个组合的字符排列；针对一份需要转化的二进制文件，可以这样来处理，每3个字节一组，这样一共是 24bit，然后可以针对这个24bit再来划分，划分成每6bit一组，这样一共可以分成4组，则对照上表去查找对应的字符就可以了，这样就可以转换为 Base64了，简单吧。

那么，如果在3个字节一组划分的时候，如果不是3的倍数怎么办呢？这样就需要使用\x00字节在末尾补足，再在编码的末尾加上1个或2个=号，表示补了多少字节。

由于标准的Base64编码后可能出现字符+和/，在URL中就不能直接作为参数，所以又有一种url safe的Base64编码，其实就是把字符+和/分别变成-和_。

根据这个原理，其实还是比较容易理解这种编码思想的，而且也可以看出，这种编码是可以逆向的，以"yes"这个字符串为例，它的Base64编码是eWVz，大家可以自行尝试几个例子。

3.3.2　Base58

顾名思义，Base58是基于58个字母和数字组成的，有了Base64的基础，我们就比较容易理解Base58了，实际上就是Base64的一个子集，相对于Base64来说，Base58不包括以下Base64的字符：

·数字0

·大写字母O

·大写字母I

·小写字母l

·+与/

可以看出，小写o和大写O很容易和数字0混淆，小写l和大写I很容易和数字1混淆，Base58就是Base64去除了几个看起来容易混淆的字符，以及容易导致转义的/和+。Base58的编码表如下：

123456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghijkmnopqrstuvwxyz

必须注意，不同的应用实现使用的编码表内容是一样的，但是顺序可能不一样，比如：

1）比特币地址：123456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghijkmnopqrstuvwxyz；

2）Ripple地址：rpshnaf39wBUDNEGHJKLM4PQRST7VWXYZ2bcdeCg65jkm8oFqi1tuvAxyz。

接下来我们来了解一下Base58Check，比特币使用的是改进版的Base58算法，是为了解决Base58编码的字符串没有完整性校验机制。在传播过程中，如果出现某些字符损坏或者遗漏，就没法检测出来了，所以使用了改进版的算法Base58Check。

3.3.3　Base58Check

在二进制数据的传输过程中，为了防止数据传输的错误，保护数据安全，通常会加一个校验码，通过校验码的配合可以发 现数据是否被破坏或者是否在发送时输入错误了。Base58Check就是Base58加上校验码，或者可以说是Base58的一种编码形式，在比特币系 统中生成钱包地址的时候就使用到了这种编码形式。我们知道，钱包地址是用来转账的，虽然Base58编码已经可以做到避免一些容易混淆的字符，但是还不能 保证用户的误输入或者地址信息在传输过程中由于某种原因被损坏，这会给用户带来潜在的损失风险。

Base58Check的编码方式，在我们第1章中介绍比特币地址的时候已经提到过，它的编码方式是这样的：进行 编码前，在待编码的内容字符串中加入一个字节的版本信息，版本信息可以自行约定，比如比特币地址采用了0x00作为版本信息，然后再加入待编码内容字符串 的哈希值，通常只要取得哈希值中的4个字节就可以了，加到一起后，然后再整体进行Base58编码。比特币地址的生成过程中，是将版本字节放在了头部，而 将4个字节的哈希值放在了尾部，然后进行编码生成。这个原理还是很简单的，哈希算法具有先天的数据完整性检测能力，在这里我们又看到了哈希算法的又一个应 用。

经过整体编码后的数据在传输过程中如果有发生损坏或者篡改，接收方在得到数据后，会对原始数据进行同样的校验码计 算，并且和接收到的结果中的校验码进行比较。由于哈希算法的特点，只要原始数据有任何更改，计算出的哈希值都会发生变更，因此只要校验码不一致就说明数据 不是合法的。

来源：我是码农，转载请保留出处和链接！

本文链接：http://www.54manong.com/?id=102

• 大家谈之《区块链大革命》2018-09-25 09:54
• 第5章　共识算法详解2018-09-30 14:50
• 第一章 区块链：信任的机器2018-09-25 15:24
• 二、程序设计理念的变化2018-09-25 15:00