[以太坊源码分析]：RLP编码

2019-02-09 本文已影响0人 jea的笔记本

RLP编码是以太坊对象序列化和反序列化的主要方法，可编码任意嵌套的二进制数据。以太坊中多个地方都用到了RLP编码，例如区块，交易等。

RLP是 Recursive Length Prefix 三个单词的缩写，分别是递归，长度，前缀。以下是我的理解：递归指可以处理嵌套的数据结构，长度指编码是对数据的长度进行处理，前缀指编码结果是在数据前加一个前缀。

01.为什么要使用RLP编码
02.RLP编码规则
03.总结

使用RLP编码的情况下，需要保存的额外数据比较少。RLP编码结果的前缀不会超过9个字节，举个例子：

type Tests struct{
    Name string
}
t := Tests{Name:"abc"}

t的有效的数据长度为3个字节，采用JSON编码的时候，额外的数据长度为11个字节，而采用RLP编码的时候，额外的数据长度为1个字节（即前缀）。由此可见，RLP编码可以节省编码后的数据的存储空间，这对以太坊来说是很必要的，区块和交易编码后的长度跟原来的长度相差不大，节省了存储空间的开销。

在以太坊的黄皮书附录B中，定义了如下的两种数据结构：

简单的理解为，L为列表类型的数据，B为字节数组，字符串类型的数据。如果是其他的数据类型，则需要先转换为这两种数据类型，比如说，结构体转换为嵌套的列表，布尔类型转换为整型。对此两种数据类型的RLP编码表示为：

RLP编码的规则一共有5个，3个对于字节数组而言，剩下2个与列表有关。

字节数组的编码过程

R_b(x)涉及了3个规则：

举个例子：

1.单个字节：z => “7A”
（z的十六进制ascii码为7A）
2.长度小于56的字节数组：xyz => “8378797A”
（83为128+3的十六进制表示，xyz分别为78 79 7A）
3.长度大于等于56的字节数组：“Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit” =>“B8384C6F72656D20697073756D20646F6C6F722073697420616D65742C20636F6E7365637465747572206164697069736963696E6720656C6974”
(B8为183+1，1为字节数组长度56的编码长度；38为字节数组长度56十六进制；其余为各个字节的编码）

BE(x)，去掉前导零的大端表示 (b_n是8个字节的，所以以8个字节为例）
例如：1024 -> 0x00 00 00 00 00 00 04 00 -> 0x0400

(a)·(b,c)·(d,e) = (a,b,c,d,e)，指的是字节的拼接，类似于把字符串连接起来。

列表的编码过程

R_l(x)涉及了2个规则：

举个例子：

1.长度小于56的列表：[ 1, 2, 3] => “C3010203”
（C3为192+3的十六进制表示）
2.长度大于等于56的列表：["aaa", "bbb", "ccc", "ddd", "eee", "fff", "ggg", "hhh", "iii", "jjj", "kkk", "lll", "mmm", "nnn", "ooo“] =>“F83C836161618362626283636363836464648365656583666666836767678368686883696969836A6A6A836B6B6B836C6C6C836D6D6D836E6E6E836F6F6F”
（F8为247+1，1为总的列表长度60的编码长度；3C为60十六进制表示；bbb为一个子列表83626262，80+3，以及b为62）