以太坊RLP序列化

RLP序列化

RLP是Recursive Length Prefix的简写。是以太坊中的序列化方法，以太坊的所有对象都会使用RLP方法序列化为字节数组。

字节数组中数据部分的每个元素均为ascii编码，即小于127

元素集合：T

T为序列化后的对象的集合，元素分为两种:

• B：代表了所有可能的字节数组（一些字节的序列，这些字节构成了某个特定的元素，比如一个字符，一个字符串，或一个数字）
• L：递归列表结构，其中所有元素为T类型，即B类型或L类型

我们使用两个子函数来定义RLP函数，这两个子函数分别处理上面说到的两种结构(L或者B)

类型B的处理函数

伪代码如下：

func Rb(bytes []byte) []byte {
    if len(bytes) == 1 && bytes[0] < 127 {
        return bytes
    }
    if len(bytes) < 56 {
        // 数据部分字节数组长度小于56时，前缀为128+数组长度
        bytes = append([]byte{uint8(128 + len(bytes))}, bytes...)
    } else {
        // 前缀1：存储字节数组长度的数值需占用的字节数
        var lbe int
        lbe = len(BE(len(bytes)))
        // 前缀2：示字符数组长的十六进制数
        var be []byte
        be = BE(len(bytes))
        // 附上前缀2
        bytes = append(be, bytes...)
        // 附上前缀1
        bytes = append([]byte{uint8(183 + lbe)}, bytes...)
    }
    return bytes
}

• (a).（b,c).(d,e) = (a,b,c,d,e) 代表了concat的操作，也就是字符串的相加操作。 "hello "+"world" = "hello world"
• BE(x)函数其实是去掉了前导0的大端模式。 比如4个字节的整形0x1234用大端模式来表示是 00 00 12 34 那么用BE函数处理之后返回的其实是 12 34. 开头的多余的00被去掉了。

序列化后数值的语义

当数据x被序列化后，即成为字节序列。

• 若数值在区间[0,128)，表明该处为一个ascii字符
• 若数值在区间[128,192)，表明其后有一个字节数组
• 若数值（n）在区间[128,183)，表明该处的数据由两部分构成，第一个字节数值n及其后一个长度为 n-128 的字符序列

• 若数值（n）在区间[183,192)，表明该处的数据由三部分构成

  • 第一部分，同时也为第一个字节：lbe = len(BE(len(x)))，即存储字节数组长度的数值需占用的字节数
  • 第二个部分，占用lbe个字节：存储表示字符数组长的十六进制数
  • 第三个部分：数据本身

类型L的处理函数

伪代码如下：

func Rl(x []T) []byte {
    var bytes []byte
    // 先序列化并拼接所有元素成一个字节数组
    for _, member := range x {
        bytes = append(bytes, RLB(member)...)
    }
    // 加上前缀
    if len(bytes) < 56 {
        // 拼接后数据部分字节数组长度小于56时，前缀为192+数组长度
        bytes = append([]byte{uint8(192 + len(bytes))}, bytes...)
    } else {
        // 前缀1：存储字节数组长度的数值需占用的字节数
        var lbe int
        lbe = len(BE(len(bytes)))
        // 前缀2：示字符数组长的十六进制数
        var be []byte
        be = BE(len(bytes))
        // 附上前缀2
        bytes = append(be, bytes...)
        // 附上前缀1
        bytes = append([]byte{uint8(247 + lbe)}, bytes...)
    }
    return bytes
}

文档数值的语义

• 若数值（n）在区间[192,256)，表明其后有一个对象列表
• 若数值（n）在区间[192,247)，表明该处的数据由两部分构成，第一个字节数值n及其后一个长度为 n-192 的字符序列

• 若数值（n）在区间[247,256)，表明该处的数据由三部分构成

  • 第一部分，同时也为第一个字节：lbe = len(BE(len(x)))，即存储字节数组长度的数值需占用的字节数
  • 第二个部分，占用lbe个字节：存储表示字符数组长的十六进制数
  • 第三个部分：数据本身