3分钟带你了解 Go 密码学编程之 Hex 编码!
3分钟带你了解 Go 密码学编程之 Hex 编码!
最近准备把常用的密码学相关的一些算法都过一遍，先从最简单的 Hex 编码开始吧!
在我自己学习的过程中，看过别人的文章，自己也看过源码，发现有些文章的介绍是有问题的。
所以我这里会讲的更细致一些，尽量通俗易懂，但我也不会像讲计算机基础那样，细枝末节的知识就略过了。
基础
计算机存储数据，大部分时候都是以字节为单位的，我们这里称为 1Byte。
但是实际上 1Byte 还可以分的更细，即分为 8 个 bit 位。
bit 位应该大家都熟悉了，1bit 只能存储 0 或者 1， 那么 8bit 能存储数据的范围就是 0000'0000~1111'1111 ，转换成 10 进制就是 0~255，至于是带不带符号，我们这里不关心的，因为编码的时候只管这 8bit 里的 2 进制值。
另外有个地方很多人会混淆的，就是 1Byte 存储数值和存储字符的时候，底层实际的值是不一样的(很多讲 Hex 的文章这一块都讲错了，这些文章没有把数值和字符做区分)。
比如存储数值 1 的时候，1Byte 中的 8 bit 值是 0000'0001，存储字符 "1" 的时候，1Byte 中的 8 bit 值是 0011'0001。
Hex 编码简介
Hex 编码是将数据转换成符合 Intel Hex 文件格式的一种编码方式。
Hex 编码的最小单位是 1Byte 也即 8 个 bit 位。
算法
- 将 1Byte 分成高 4bit 和低 4bit。
- 算出高 4bit 对应的 16 进制数值，这里记为数值 a。
- 找出这个数值 a 对应的字符 "a"。
- 找出这个字符 "a" 对应的 ascii 码，这个 ascii 码是 8bit 的，也即 1Byte。
- 通过相同的方法找出低 8bit 算出来的 ascii 码。
- 将上面算出来的 2 个 Byte 拼在一起就得到编码后的 2Byte 数据。
特点
- Hex 编码后的数据大小是原来的 2 倍。
- 由于算法内部是对 4bit 进行转换，所以编码后的数据从显示上来看是由 0~F 这 16 个字符组成。
我们来看两个例子：
- Byte 存储实际数值的情况 假定有 1Byte，里面存放的数值是十进制 226，那么它存储的 8 位二进制值是 1110'0010。高4位是 1110，低4位是 0010。
Hex编码的时候，先取高 4 位 1110 转成十六进制的 e ，然后去寻找字符 "e" 对应的 ascii 码，即为 0110'0101。再取低 4 位 0010 转成十六进制的 2 ，然后去寻找字符 "2" 对应的 ascii 码，即为 0011'0010。最终转换后的数据是 0110'0101 0011'0010。按照字符串显示就是 e2。
Go语言实现的代码如下：
package main
import (
"encoding/hex"
"fmt"
)
func main() {
data := make([]byte, 1, 1)
//这里 data 存放的是真实的数值
data[0] = 226
fmt.Println(data)
//调用 Go 自带的 hex 库来进行编码
res := hex.EncodeToString(data)
fmt.Println(res)
}
- Byte 存储字符的情况 假定有 1Byte，里面存放的是字符 "g"，那么它存储的 8 位二进制值是 0110'0111，高4位是 0110，低4位是 0111。
Hex编码的时候，先取高 4 位 0110 转成十六进制的 6 ，然后去寻找字符 "6" 对应的 ascii 码，即为 0011'0110，再取低 4 位 0111 转成十六进制的 7 ，然后去寻找字符 "7" 对应的 ascii 码，即为 0011'0111， 最终转换后的数据是 0011'0110 0011'0111，按照字符串显示就是 67。
Go语言实现的代码如下：
package main
import (
"encoding/hex"
"fmt"
)
func main() {
data := make([]byte, 1, 1)
//这里 data 存放的是字符
data[0] = 'g'
fmt.Println(data)
//调用 Go 自带的 hex 库来进行编码
res := hex.EncodeToString(data)
fmt.Println(res)
}你学废了么？