文/韓大楠
原文首發(fā)幣乎
大家好侣签，我是大楠呀痢法！
這是「幣圈小白進階計劃」的第十六篇氏义，希望大家多多給出建議。
謝謝大家饺饭！
寫在前面
最近大楠再看各種算法，共識寫完了职车，也寫完了加密算法瘫俊，但是還有編碼/解碼算法......
你可知道密碼學(xué)么？在此之前提鸟，我只知道柵欄加密法和凱撒密碼這兩種军援。密碼學(xué)它是一種隱藏信息的科學(xué)和藝術(shù)，它們是保密的称勋，也可以說是一種秘密消息傳遞的科學(xué)胸哥。
在計算機語言中，要對信息進行加密赡鲜。而區(qū)塊鏈的世界中也是樣的空厌，要對信息進行加密，保證數(shù)據(jù)安全银酬，使之不被篡改嘲更。
而這篇文章寫的只是區(qū)塊鏈骨骼中的一部分——編碼/解碼算法。編碼算法包括Base64揩瞪、Base6458赋朦、Base58Check。
文章會寫的比較硬李破，你可能真心看不懂宠哄，但大楠也是在探索中，有些的東西也搞得不是很明白嗤攻，所以毛嫉，這可以作為小白進階資料。
編碼/解碼算法
計算機使用二進制進行編碼妇菱，而不是我們熟悉的十進制承粤，最重要的原因是二進制物理上更容易實現(xiàn)。二進制是計算技術(shù)中廣泛采用的一種數(shù)制闯团。二進制數(shù)據(jù)是用0和1兩個數(shù)碼來表示的數(shù)辛臊。
比如說，數(shù)字2323偷俭，轉(zhuǎn)化為二進制就是100100010011浪讳。但是，二進制考驗人的記憶力涌萤，人們很難記住16進制的信息淹遵，如果是16進制編碼的文本字符串就相對好記好讀一些了口猜。
那這里就有一張ASCII碼表（其中的一部分）。
我們來看上圖透揣，07是一個Bell（響鈴）济炎，如果用計算機程序去打印，結(jié)果是辐真，只能聽到一聲鈴聲须尚。而比特幣的地址是16進制的數(shù)，不做轉(zhuǎn)換侍咱，人們根本不知道那是什么耐床。
假如，你的賬戶有77塊錢楔脯，根據(jù)10進制的編碼就是大寫字符M撩轰。如果把數(shù)字77轉(zhuǎn)換成文本“77”（16進制編碼是3737）后再打印，那么顯示在屏幕上的文本就是77昧廷。
咱們來看這個表：
Base64
Base64編碼主要用在傳輸堪嫂、存儲、表示二進制等領(lǐng)域木柬，還可以用來加密皆串，但是這種加密比較簡單。
用64個字符來表示任意二進制數(shù)據(jù)的方法眉枕，通常exe恶复、jpg、pdf等文件都是二進制文件速挑，
Base64寂玲，就是通過64個字符來編碼的，具體請見下表：
Base64的編碼過程：
Base64可以將ASCII字符串或者是二進制編碼成只包含A—Z梗摇，a—z，0—9想许，+伶授，/ 這64個字符（ 26個大寫字母，26個小寫字母流纹，10個數(shù)字糜烹，1個+，一個 / 剛好64個字符）漱凝。
這64個字符用6個bit位就可以全部表示出來疮蹦，一個字節(jié)有8個bit 位，那么還剩下兩個bit位茸炒，這兩個bit位用0來補充愕乎。
一個Base64字符仍然是8個bit位阵苇，但是有效部分只有右邊的6個 bit，左邊兩個永遠是0感论。
Base64的編碼規(guī)則是將3個8位字節(jié)(3×8=24位)編碼成4個6位的字節(jié)(4×6=24位)绅项，之后在每個6位字節(jié)前面，補充兩個0比肄，形成4個8位字節(jié)的形式快耿，那么取值范圍就變成了0~63。
2的6次方等于64芳绩，所以每6個位組成一個單元掀亥。
Base58
Base58是基于58個字母和數(shù)字組成的，Base58實際上就是Base64的一個子集妥色，相對于Base64來說搪花，Base58不包括以下Base64的字符：
數(shù)字0
大寫字母O
大寫字母I
小寫字母l
+與/
小寫o和大寫O很容易和數(shù)字0混淆，小寫l和大寫I很容易和數(shù)字1混淆垛膝，Base58就是Base64去除了幾個看起來容易混淆的字符以及容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)義的/和+鳍侣。
Base58的編碼表如下：
123456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghijkmnopqrstuvwxyz
必須注意，不同的應(yīng)用實現(xiàn)使用的編碼表內(nèi)容是一樣的吼拥，但是順序可能不一樣倚聚，比如：
1）比特幣地址：123456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghijkmnopqrstuvwxyz
2）Ripple 地址：rpshnaf39wBUDNEGHJKLM4PQRST7VWXYZ2bcdeCg65jkm8oFqi1tuvAxyz
Ripple （一個開源、分布式的支付協(xié)議）
Base58Check
Base58Check可以說是Base58的一種編碼形式凿可，在比特幣系統(tǒng)中生成錢包地址的時候就使用到了這種編碼形式惑折，Base58Check就是Base58加上校驗碼。
在二進制數(shù)據(jù)的傳輸過程中枯跑，為了防止數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e誤惨驶，保護數(shù)據(jù)安全，通常會加一個校驗碼敛助。
Base58Check的編碼方式是這樣的：進行編碼前粗卜，在待編碼的內(nèi)容字符串中加入一個字節(jié)的版本信息，版本信息可以自行約定纳击。
比如比特幣地址采用了0×00作為版本信息续扔，然后再計入編碼內(nèi)容字符串的哈希值，通常只要取得哈希值中的4個字節(jié)就可以了焕数，加到一起后纱昧，然后再整體進行Base58編碼。
比特幣地址的生成過程中堡赔，是將版本字節(jié)放在了頭部识脆，而將4個字節(jié)的哈希值放在了尾部，然后進行編碼生成。
經(jīng)過整理編碼后的數(shù)據(jù)在傳輸過程中如果有發(fā)生損壞或者篡改灼捂，接收方在得到數(shù)據(jù)后离例，會對原始數(shù)據(jù)進行同樣的校驗碼計算，并且和接收到的結(jié)果中的校驗碼進行比較纵东。
由于哈希算法的特點粘招，只要原始數(shù)據(jù)有任何更改，計算出的哈希值都會發(fā)生變更偎球，因此只要校驗碼不一致就說明數(shù)據(jù)不是合法的洒扎。
參考資料
1、https://ke.qq.com/course/322857?taid=2781154533240105
https://baike.baidu.com/item/base64/8545775?fr=aladdin
https://en.bitcoin.it/wiki/Base58Check_encoding
https://mistydew.github.io/blog/2018/05/base58-encoding.html
2衰絮、參考書籍《白話區(qū)塊鏈》袍冷、《區(qū)塊鏈：定義未來金融和經(jīng)濟新格局》
寫在后面
以上就是大楠的小白科普第十六篇——“區(qū)塊鏈的骨骼”之編碼算法，你要是發(fā)現(xiàn)了什么不對的地方猫牡，要和大楠說啊胡诗，就在評論區(qū)，留言給我啦淌友。
感謝大家盎突帧！
大楠是誰震庭？
一個很偶然撞進幣乎的幣圈小白瑰抵，是個正在不斷成長的大楠。
那你喜歡她么器联？
當(dāng)然喜歡啦二汛，大楠歡迎來撩哦。
微信：15222567477拨拓，加大楠也要備注的呢肴颊，就叫簡書~
