Hex编码详解

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

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

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

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

1. 将 1Byte 分成高 4bit 和低 4bit
2. 算出高 4bit 对应的 16 进制数值，这里记为数值 a
3. 找出这个数值 a 对应的字符 "a"
4. 找出这个字符 "a" 对应的 ascii 码，这个 ascii 码是 8bit 的，也即 1Byte
5. 通过相同的方法找出低 8bit 算出来的 ascii 码
6. 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

1. Hex 编码后的数据大小是原来的 2 倍
2. 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

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

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