为什么我将四个字节转换为二进制只有 30 个二进制数字？答案

【问题标题】：Why does my conversion of four bytes to binary have only 30 binary digits?为什么我将四个字节转换为二进制只有 30 个二进制数字？
【发布时间】：2019-04-14 06:01:46
【问题描述】：

我有一个字符串形式的 IP 地址 R（即："255.255.255.0"），我正在对其进行哈希处理，并获取该哈希的前 4 个字节。然后我想将该散列结果转换为二进制格式：

def H(R):
    h = hashlib.sha256(R.encode('utf-8'))
    return unhexlify(h.hexdigest())[0:4]

我尝试执行以下操作，但我只得到 30 位而不是 32 位（我删除了字符串的前 2 个字符，因为它是 0b 前缀）：

bin(struct.unpack('!I', H(R))[0])[2:]

我怎样才能正确地做到这一点？ H(R) 的结果类似于 b',\xc3Z\xfb'。我已经尝试过这里的方法，但没有一个适用于我要转换的格式。 Convert bytes to bits in python

我所拥有的：来自 32 位 IP 地址字符串哈希的 4 个字节，即：b',\xc3Z\xfb'
我想要得到的是：32 位二进制表示为字符串，即：'10101010101010101010101010101010'

【问题讨论】：

你问如何正确地做“那个”。你能描述一下“那个”到底是什么吗？在英语中，这段代码的目标是什么？周围的用例是什么？你能给出示例输入和预期输出吗？
@JohnZwinck 编辑澄清了吗？
您知道 IPv4 地址是 4 个字节吗？为什么还要对它进行哈希处理然后取前 4 个字节？您可以直接使用二进制值。
@JohnZwinck 公平地说，这里的想法可能是为了记录目的匿名 IP 地址（获取二进制表示可能是为了测试匿名方案是否足够“随机”）。

标签： python python-3.x binary byte bit

【解决方案1】：

猜猜这会做的工作

import hashlib
import binascii

def H(R):
    h = hashlib.sha256(R.encode('utf-8'))
    return binascii.unhexlify(h.hexdigest())[0:4]

def binstr(x: bytes) -> str:
    s = ""
    for char in x:
        ch = bin(char)[2:] # 0b101 -> 101
        s += "0" * (8-len(ch)) + ch # 101 -> 00000101
    return s

print(binstr(H("127.0.0.1"))) # 00010010110010100001011110110100
print(binstr(H("255.255.255.255"))) # 11110100010101000110001010111111

【讨论】：

【解决方案2】：

bin() 为您提供整数的二进制表示。在这种情况下，您要求二进制表示的特定整数是 struct.unpack('!I', b',\xc3Z\xfb')[0] 的结果，恰好是 751000315：

>>> struct.unpack('!I', b',\xc3Z\xfb')[0]
751000315

bin() 给你的 751000315 的二进制表示是0b101100110000110101101011111011，这是正确的：

>>> bin(751000315)
'0b101100110000110101101011111011'
>>> 0b101100110000110101101011111011
751000315

它有 30 位数字（加上 0b 前缀），因为这是表示该整数所需的位数。如果struct.unpack('!I', H(R))[0] 的结果是整数38（例如，如果R 是'247.69.16.15'），那么bin() 给你的二进制表示将是0b100110，它甚至更短。

bin() 猜不出你想要前导零，当然也猜不出有多少。你需要做的是format你的整数，像这样：

>>> '{:032b}'.format(struct.unpack('!I', b',\xc3Z\xfb')[0])
'00101100110000110101101011111011'

…或者，在我上面给出的极端例子中：

>>> '{:032b}'.format(struct.unpack('!I', H('247.69.16.15'))[0])
'00000000000000000000000000100110'

【讨论】：