RLP編碼和解碼

github上英文介紹（解碼部分為本人所編輯）：

rlp(recursive length prefix，遞迴的長度字首)是一種編碼規則，可用於編碼任意巢狀的二進位制陣列資料。rlp編碼的結果也是二進位制序列。rlp主要用來序列化/反序列化資料。

rlp編碼的定義只處理以下2類底層資料：

所有上層型別的資料需要轉成以上的2類資料，才能進行rlp編碼。轉換的規則rlp編碼不統一規定，可以自定義轉換規則。例如struct可以轉成列表；int可以轉成二進位制序列（屬於字串這一類, 必須去掉首部0，必須用大端模式表示）；map型別可以轉換為由k和v組成的結構體、k按字典順序排列的列表：[[k1,v1],[k2,v2]…] 等。

從上面的資料型別定義中可以看出，rlp編碼的資料是可巢狀的。從rlp編碼的名字可以看出，rlp編碼是遞迴的，這一點從下面的規則和**可以看出。

rlp編碼的重點是給原始資料前面新增若干位元組的字首，而且這個字首是和資料的長度相關的，並且是遞迴的。

rlp編碼中的長度是資料的實際儲存空間的位元組大小，去掉首位0的正整數，用大端模式表示的二進位制格式表示。

rlp編碼規定資料（字串或列表）的長度的長度不得大於8位元組。因為超過8位元組後，乙個位元組的字首就不能儲存了。

如果字串的長度是1個位元組，並且它的值在[0x00, 0x7f] 範圍之間，那麼其rlp編碼就是字串本身。即字首為空，用字首代表字串本身；

否則，如果乙個字串的長度是0-55位元組，其rlp編碼是字首跟上(拼接)字串本身，字首的值是0x80加上字串的長度。由於在該規則下，字串的最大長度是55,因此字首的最大值是0x80+55=0xb7，所以在本規則下字首(第乙個位元組)的取值範圍是[0x80, 0xb7]；

如果字串的長度大於55個位元組，其rlp編碼是字首跟上字串的長度再跟上字串本身。字首的值是0xb7加上字串長度的二進位制形式的位元組長度（即字串長度的儲存長度）。即用額外的空間儲存字串的長度，而字首中只存字串的長度的長度。例如乙個長度是1024的字串，字串長度的二進位制形式是\x04\x00，因此字串長度的長度是2個位元組，所以字首應該是0xb7+2=0xb9，由此得到該字串的rlp編碼是\xb9\x04\x00再跟上字串本身。因為字串長度的長度最少需要1個位元組儲存，因此字首的最小值是0xb7+1=0xb8；又由於長度的最大值是8個位元組，因此字首的最大值是0xb7+8=0xbf，因此在本規則下字首的取值範圍是[0xb8, 0xbf]；

以上3個規則是針對字串的，接下來的兩個規則針對列表的。由於列表的任意巢狀的，因此列表的編碼是遞迴的，先編碼最裡層列表，再逐步往外層列表編碼。如果乙個列表的總長度（payload，列表的所有項經過編碼後拼接在一起的位元組大小）是0-55位元組，其rlp編碼是字首依次跟上列表中各項的rlp編碼。字首的值是0xc0加上列表的總長度。在本規則下字首的取值範圍是[0xc0, 0xf7]。本規則與規則2類似；

如果乙個列表的總長度大於55位元組，它的rlp編碼是字首跟上列表的長度再依次跟上列表中各元素項的rlp編碼。字首的值是0xf7加上列表總長度的長度。編碼的第乙個位元組的取值範圍是[0xf8, 0xff]。本規則與規則3類似；

**如下：

def
rlp_encode
(input):
if isinstance(input,str):
if len(input) == 1
and ord(input) <= 0x7f: return input
else: return encode_length(len(input), 0x80) + input
elif isinstance(input,list):
output = ''
for item in input: output += rlp_encode(item)
return encode_length(len(output), 0xc0) + output
defencode_length
(l,offset):
if l < 56:
return chr(l + offset)
elif l < 256**8:
bl = to_binary(l)
return chr(len(bl) + offset + 55) + bl
else:
raise exception("input too long")
defto_binary
(x):
if x == 0：
return
''else:
return to_binary(int(x / 256)) + chr(x % 256)

根據rlp編碼規則和過程，rlp解碼的輸入一律視為二進位制字元陣列，其過程如下：

根據輸入首位元組資料，解碼資料型別、實際資料長度和位置；

根據型別和實際資料，解碼不同型別的資料；

繼續解碼剩餘的資料；

其中，解碼資料型別、實際資料型別和位置的規則如下：

如果首位元組(prefix)的值在[0x00, 0x7f]範圍之間，那麼該資料是字串，且字串就是首位元組本身；

如果首位元組的值在[0x80, 0xb7]範圍之間，那麼該資料是字串，且字串的長度等於首位元組減去0x80，且字串位於首位元組之後；

如果首位元組的值在[0xb8, 0xbf]範圍之間，那麼該資料是字串，且字串的長度的位元組長度等於首位元組減去0xb7，資料的長度位於首位元組之後，且字串位於資料的長度之後；

如果首位元組的值在[0xc0, 0xf7]範圍之間，那麼該資料是列表，在這種情況下，需要對列表各項的資料進行遞迴解碼。列表的總長度（列表各項編碼後的長度之和）等於首位元組減去0xc0，且列表各項位於首位元組之後；

如果首位元組的值在[0xf8, 0xff]範圍之間，那麼該資料為列表，列表的總長度的位元組長度等於首位元組減去0xf7，列表的總長度位於首位元組之後，且列表各項位於列表的總長度之後；

**如下：

def
rlp_decode
(input):
if len(input) == 0:
return
output = ''
(offset, datalen, type) = decode_length(input)
if type is str:
output = instantiate_str(substr(input, offset, datalen))
elif type is list:
output = instantiate_list(substr(input, offset, datalen))
output + rlp_decode(substr(input, offset + datalen))
return output
defdecode_length
(input):
length = len(input)
if length == 0:
raise exception("input is null")
prefix = ord(input[0])
if prefix <= 0x7f:
return (0, 1, str)
elif prefix <= 0xb7
and length > prefix - 0x80:
strlen = prefix - 0x80
return (1, strlen, str)
elif prefix <= 0xbf
and length > prefix - 0xb7
and length > prefix - 0xb7 + to_integer(substr(input, 1, prefix - 0xb7)):
lenofstrlen = prefix - 0xb7
strlen = to_integer(substr(input, 1, lenofstrlen))
return (1 + lenofstrlen, strlen, str)
elif prefix <= 0xf7
and length > prefix - 0xc0:
listlen = prefix - 0xc0;
return (1, listlen, list)
elif prefix <= 0xff
and length > prefix - 0xf7
and length > prefix - 0xf7 + to_integer(substr(input, 1, prefix - 0xf7)):
lenoflistlen = prefix - 0xf7
listlen = to_integer(substr(input, 1, lenoflistlen))
return (1 + lenoflistlen, listlen, list)
else:
raise exception("input don't conform rlp encoding form")
defto_integer
(b)length = len
(b)if
length == 0:
raise exception("input is null")
elif length == 1:
return ord(b[0])
else:
return ord(substr(b, -1)) + to_integer(substr(b, 0, -1)) * 256

與其他序列化方法相比，rlp編碼的優點在於使用了靈活的長度字首來表示資料的實際長度，並且使用遞迴的方式能編碼相當大的資料。

當接收或者解碼經過rlp編碼後的資料時，根據第1個位元組就能推斷資料的型別、大概長度和資料本身等資訊。而其他的序列化方法，不能根據第1個位元組獲得如此多的資訊量。

RLP編碼和解碼

編碼和解碼

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