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2024年4月29日发(作者：楞严咒回向偈全文)
第２７卷第４期
内蒙古民族大学学报（自然科学版）
Ｖｏｌ＿２７ Ｎｏ．４
２０１２年７月
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｆｏｒ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ
Ｊｕ１．２０１２
基于６进制的信息编码与解码算法
额尔敦必力格 ，张莫日根。
（１．内蒙古民族大学网络中心，内蒙古通辽０２８０００；２．上海交通大学物理系０８届毕业生，上海２０１１０１）
（摘 要］编程人员常常需要通过再编码将信息显示为一种不可识别的形式．比如著名的Ｂａｓｅ６４编码技术就是
通过对Ｅ—ｍａｉｌ原文的再编码，使网络上传输的是一堆不可直接识别原意的“乱码”，从而实现了信息隐藏．所不
同的是本文提出并构建了另一种３６个码元构成码元集，其中只使用了０到９的数字和２６个大写拉丁字母，并在
此基础上实现了完整的编码与解码算法，最后提出了对该算法进一步加以扩展的大体思路．
［关键词］码元集；编码；解码；算法
［中图分类号］ＴＰ３９９ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１６７１—０１８５（２０ｌ２）０４—０４ｌ４—０３
Ａｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ Ｏｆ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ Ａｎｄ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｉｎ Ｂａｓｅ ６
Ｅｒｄｅｎｂｉｌｉｇ ，Ｍｏｒｇａｎ
（１．Ｔｈｅ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆｒ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，Ｔｏｎｇｌｉａｏ ０２８０００，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏ Ｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１１０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒｓ ｏｆｔｅｎ ｒｅ－ｃｏｄｅ ｔｈｅ ｍｅｓｓａｇｅｓ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍａｋｅ ｔｈｅｍ ｃａｎ ｎｏｔ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｓｕｃｈ ａｓ ｉｎ
Ｂａｓｅ６４，Ｅ－ｍａｌｌ’Ｓ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｔｅｘｔ ｉＳ ｒｅ—ｃｏｄｅｄ ｉｎｔｏ”ｍｅｓｓｙ ＷＯｒｄｓ”ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｃａｎ ｎｏｔ ｉｄｅｎｔｉｉｆｅｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ，ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ｉｓ ｈｉｄｄｅｎ．Ｕｎｌｉｋｅ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ，ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ ａ ｃｏｄｅ ｓｅｔ ｉｎ ｂａｓｅ ６，ｉｎ ｗｈｉｃｈ ３６
ｃｏｄｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ（ｔｈｅｙ ａｒｅ ０—９ ｄｉｇｉｔｓ ａｎｄ ２６ ｃａｐｉｔａｌ ｌａｔｔｉｎ ｌｅｔｔｅｒｓ）ａｒｅ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ．Ａｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｌａｓｔ ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｓｕｇｇｅｓｔ ｈｏｗ ｔｏ
ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ Ｕｎｉｃｏｄｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｏｄｅ ｓｅｔ；Ｅｎｃｏｄｉｎｇ；Ｄｅｃｏｄｉｎｇ；Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
１ 引言
在编程实践中常常需要通过再编码将信息显示为一种不可直接识别的形式，即所谓实现信息隐藏．在已知的著名编
码系统中有Ｂａｓｅ６４编码技术，它使用５２个大小写拉丁字母、０到９个数字码外加“＋”和“一”两个字符共６４个码元构成的码
元集．众所周知，该编码系统在Ｅ—ｍａｉｌ的传输中得到了应用．本文旨在提供一种字符编码新算法，以实现３６个码元构成的编
码方案．其特点是使用涵盖０到９个数字及２６个大写拉丁字母构成一个含有３６个码元构成的码元集．
２算法要点
（１）６进制码元集
内码、外码
Ｏ ００ １ ０１ ２ ０２ ３ ０３ ４ ０４ ５ ０５
６ １０ ７ １１ ８ １２ ９ １３ Ａ １４ Ｂ １５
Ｃ ２０ Ｄ ２１ Ｅ ２２ Ｆ ２３ Ｇ ２４ Ｈ ２５
●
Ｉ ３０ Ｊ ３ｌ Ｋ ３２ Ｌ ３３ Ｍ ３４ Ｎ ３５
０ ４０ Ｐ ４１ Ｑ ４２ Ｒ ４３ Ｓ ４４ Ｔ ４５
Ｕ ５０ Ｖ ５１ Ｗ ５２ Ｘ ５３ Ｙ ５４ Ｚ ５５
作者简介：额尔敦必力格，内蒙古民族大学网络中心副教授
第４期 额尔敦必力格等：基于６进制的信息编码与解码算法 ４１５
从上表中可注意到用两位６进制码正好可把数字和大写拉丁字母包含进来．信息经过该码元集处理后，只能看到数字
和大写拉丁字母，从视觉效应上来讲不像Ｂａｓｅ６４那样大小写混杂在一起，显得杂乱无序．比如字符串”Ｈｅｌｌｏ Ｗｏｒｌｄ！”经处理
后可随机输出为：”Ｃ３９２ＴＫ３０Ｋ３０Ｋ３３Ｋ５Ｆ９２ＦＫ３３Ｋ３６Ｋ３０Ｋ２ＳＫ５Ｌ９”
（２）ＡＳＣＩＩ扩展字符集内的字符内码转换为６进制后有效位数从最小为１，到最大为４位，如０的６进制码为０，２５５的６
进制码位１１０３，所以为了处理方便，可用６位码长进行编码．这样做的目的是为了保留两位数的尾码，用于保存补位的位数．
比如６的６进制内码正好为１０，占用两位．补位的策略是：有效位数不足６位者需要补足６位，并将所有补位除尾码占用外全
部都用６进制随机数加以填充，已达到信息加扰的目的．再次特别强调的是：６位码中补位的位数需要在尾码中显式给出，
以便在解码中将尾码中提示的补足位数加以去除，并分检出有效位用于解码．
３编码与解码
（１）构建码表
首先要将码表构建在字典中（当然也可考虑哈希表），其中字典ＥｎＣｏｄｅ为６进制内码转外码，字典ＤｅＣｏｄｅ为６进制外
码转内码，字典的定义如下：
Ｄｉｅｔｉｏｎａｒｙ＜ｉｎｔ，ｃｈａｒ＞ＥｎＣｏｄｅ＝ｎｅｗ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ＜ｉｎｔ，ｃｈａｒ＞（）；
Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ＜ｃｈａｒ，ｉｎｔ＞ＤｅＣｏｄｅ＝ｎｅｗ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ＜ｃｈａｒ。ｉｎｔ＞（）；
构建码表的过程实际就是将Ｏ…９数字的内码和Ａ…ｚ字符的内码转换为６进制内码的过程．数字０…９对应内码为
４８．．；５９，大写拉丁字母Ａ…ｚ对应内码为６５…９Ｏ，由此可看出他们并不是连续分布的，所以该过程要分段进行．
构建码表算法如下：
ｆｏｒ（ｉｎｔ ｉ＝０；ｉ＜３６；ｉ＋＋）ＤｅＣｏｄｅ．Ａｄｄ（Ｃｏｎｖｅ￣．ＴｏＣｈａｒ（ｉ＜１０ ７ ｎＣｈａｒｌ：
｛ ｎＣｈａｒ２），ａ＋ｃａｒｒｙ）；
ａ＝ｉ％６；，／取得个位 ｉｆ（ｉ＜１０）ｎＣｈａｒｌ＋＋：
ｃａｒｒｙ＝（ｉ／６） １０；，／取得６进制进位，并累加得６ ｅｌｓｅ ｎＣｈａｒ２＋＋；
进制数
，，６进制内码与外码互为访问键，保存到 ａ＝Ｏ；
字典中 ｃａｒｒｙ＝０：
ＥｎＣｏｄｅ．Ａｄｄ（ａ＋ｃａｒｒｙ，Ｃｏｎｖｅ￣．ＴｏＣｈａｒ（ｉ＜１０ ７ １
ｎＣｈａｒｌ：ｎＣｈａｒ２））；
（２）编码算法
首先要将源信息串转换为６进制表达的内码，假设用ｓｔｒ表示输入的信息串，经过转换得到用大数表示的６进制内码
ＢｉｇＩｎｔ．算法中的变量ｉｃ的初值为１００００００，这是本编码系统的要点，因为要用６位６进制数表示源信息内码，所以每次要为
下一个源信息码预留出６位，然后用累加和的方式用低６位表示下一个６进制信息码．
请注意几个特殊的临界内码：比如０和２５５的内码需要单独处理，６的内码为６进制的１Ｏ，３６的６进制内码为１００，２５５
的６进制内码为１０００，这样就构成了补位区间：０需要补足６位，区间１…５需要补足５位，区间６…３５需要补足４位，区间
３６…２５４需要补足３位，２５５需要补足２位．算法如下：
ｆｏｒｅａｅｈ（ｃｈａｒ ｃｈ ｉｎ ｓｔｒ）
（ＮｅｗＮｕｍ＞＝６＆＆ＮｅｗＮｕｍ＜３６）？２：
｛
（ＮｅｗＮｕｍ＞＝３６＆＆ＮｅｗＮｕｍ＜２１６）？３：４：
ａ＝ｂ＝ｃｈ；
ｗｈｉｌｅ（ｂ＞ｏ）／／生成６进制内码
ｓｗｉｔｃｈ（ｎｓｗｉｔｃｈ）
｛
｛
ａ＝ａ％６：
ｃａｓｅ０：
ＮｅｗＮｕｍ＋＝ａ ＝ｉＣｏｕｎｔ；
ＮｅｗＮｕｍ ＝１００００００；／／确定补位位数
ｉＣｏｕｎｔ ＝１０；
ｆｏｒｃｎｔ＝５；，，确定干扰位的位数
ａ＝ｂ／＝６：
ｒｅａｒｎｕｍ＝０；／／确定６进制码的尾码数
ｌ
ｂｒｅａｋ；
，／考虑几个特殊的临界内码的处理
｝
ｎｓｗｉｔｃｈ＝（ＮｅｗＮｕｍ＝＝０）？０：
，／然后根据ｆｏｒｅｎｔ变量所确定的干扰位数，再通过
（ＮｅｗＮｕｍ＞０＆＆ＮｅｗＮｕｍ＜６）？１：
循环生成干扰数将干扰位加以填充 ．
４１６ 内蒙古民族大学学报 ２０１２焦
转换后的结果．先给出简化代码如下：
Ｂｕｍ ＝１０；
ｗｈｉｌｅ（ｂ＞０）
Ｂｕｍ＋＝ｒａｎｄ．Ｎｅｘｔ（０，５）；
｛
ｓｔｒ＋＝ＥｎＣｏｄｅ［（ａ％＝１００）．ＩｎｔＶａｌｕｅ（）］．ＴｏＳｔｒｉｎｇ
（）；／１：ｔ￣６进制内码转为对应的外码
ａ＝ｂ／＝１００；／／分检出下一个两位６进制数
接下来需要进一步将得到的６进制内码转换为对应 ｌ
的外码，这样就可以得到文中开头的字符串“Ｈｅｌｌｏ Ｗｏｒｌｄ！”
（３）解码算法
解码过程首先要将６进制外码转换为对应的内码．设输入一个６进制字符串ｓｔｒ，输出一个６进制内码构成的大数
Ｂｉｇｌｎｔ．简化代码如下：
ｆｏｒｅａｃｈ（ｃｈａｒ ｃｈｉｎＳｔｒ）
ｎｓｗｉｔｃｈ＝＝４ ７ １０ｏ００：
｛
ｎｓｗｉｔｃｈ＝＝３ ７ ｌ０ｏＯ：
Ｂｉｇｌｎｔ＋＝ＤｅＣｏｄｅ［ｃｈ）；／／６进制外码转换为内码
ｎｓｗｉｔｅｈ＝＝２ ７ １００：１００００００；
ＢｉｇＩｎｔ ＝１ｏｏ；／／留出下一６进制内码位置
｝
ａｌ＝ａ２＝ａ．ＩｎｔＶａｌｕｅ（）；
再将６进制内码转换为源外码：
ｗｈｉｌｅ（ａ２＞０）
ｗｈｉｌｅ（ｂ＞０）
｛
｛
，／还原为源码内码
，／每个源字符转换为６位６进制数不足６位者添加
ａｌ＝（ａｌ％＝１０） ｉＣｏｕｎｔ；
补足
Ｂｉｇ＋＝ａｌ；
ａ％＝１００００００；１１￣＂离出６位，每６位６进制代表一
ｉＣｏｕｎｔ ＝６：
个ＡＳＣＩＩ字符
ａｌ＝ａ２，＝１０；
ｎｓｗｉｔｃｈ＝（ａ％ｌＯ）．ＩｎｔＶａｌｕｅ（）；／／￣－离出有效位
｝
ａ／＝ｎｓｗｉｔｅｈ＝＝５ ７ １００（０￣：
以上算法经过１０万次随机生成的字符串的测试通过．
４小结
通过以上算法分析可注意到每个源字符需要三个６进制码元来表达，这无论从空间开销，还是运算开销来讲都是得不
偿失的，好在本系统不是为大块信息的转换而设计，而是用于短信息的处理．众所周知，共享软件的盈利模式是通过用户有
偿注册实现的．目前较为普遍的作法就是获取用户的注册申请码，然后由软件作者对用户注册申请码进行再计算，将得到
的结果进行加密后再发回给用户完成注册．其中用户注册申请码一般都是与用户机器相关的，可以是主板序列号、硬盘序
列号、网卡物理地址、或者是它们的组合等，其中网卡物理地址是有结构的，很容易看出来．我们可以用上述编码系统对这
些信息进行打包处理，这样发给软件作者前用户看到的是打包后的信息，从而达到信息隐藏这一目的．
本系统设计的初衷是用于处理ＡＳＣＩＩ扩展字符集，但稍加改动即可扩展至更宽域内的字符集，比如Ｕｎｉｃｏｄｅ字符集，汉
字字码正好包含在其中．Ｕｎｉｃｏｄｅ字符集码元只比ＡＳＣＩＩ扩展字符集多出一个字节，所以第一只需将本系统的６个码长为一
组改为ｌ２个码长为一组．第二需要适当改动加扰位并标记加扰位位数．第三是需要将汉字的内码转为６进制表达即可完成
扩展．
本系统是用ｃ＃开发的，其与Ｃ代码相近，很容易移植到Ｃ＋＋中，这样就可以编译成机器代码并用动态链接库的形式固
定下来．一方面使代码的安全性提高一个档次，另一方面还可以在其它语言平台中调用之．
参考文 献
［１］于应刚．巧用Ｂａｓｅ６４编码和ＧＵＩＤ实现数据加密［Ｊ］．电脑编程技巧与维护，２００９，１２：５６—５８．
［２］Ｂａｓｅ６４编码解码与实现［ｕｒｌ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｉｙｂ１．ｃｏｍ／ｃｏｕｒｓｅ／３＿ｐｒｏｇｒａｍ／ｃ／ｃ．＿ｊｓ／２００９０９１４／１７５１００．ｈｔｍ１］
［３］中文字符集与字符编码的基础知识［ｕｒｌ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂｌｏｇｊａｖａ．ｎｅｔ／ｓｐａｒｌｄａｒｃｈｉｖｅ／２００６／０９／２９／７２７４８．ｈｔｍ１］
（责任编辑郑瑛）
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