磁力链接的BASE32编码向HEX编码的转换

Posted 2023-02-17 失散糖

1、传统格式

磁力链接（简称“磁链”）是一种下载链接格式，下载时的效果相当于使用种子文件进行下载，但是比种子文件便于记录与传播。

传统的磁力链接格式，举例如下：

magnet:?xt=urn:btih:22566ff577354de67fc6315f11c3f3e8804a2356&tr.0=http://tracker.ktxp.com:6868/announce

其中，20个字节的“ magnet:?xt=urn:btih: ”可以认为是头，然后是40个字节的十六进制数（HEX格式）称为哈希值，最后是“ & ”符号带的可选结构。

经过实际试验，发现把“&”符号及其后边的可选结构去掉，绝大多数客户端依然可以正确下载。因此，上述磁链可以简化为只有开始的60个字节。

下文将这种格式的磁力链接称作“HEX编码磁链”。

2、变种格式

动漫爱好者在“花园”使用磁链时，会发现磁链的哈希值部分有大量的字母而只有很少的数字，这和HEX的印象差远了，比如：

magnet:?xt=urn:btih:SCC2WWKVWVS7EZICVDG5KBK4R4TG2BEW&dn=&tr=http%3A%2F%2F208.67.16.113%3A8000%2Fannounce&tr=udp%3A%2F%2F208.67.16.113%3A8000%2Fannounce&tr=http%3A%2F%2Ftracker.openbittorrent.com%3A80%2Fannounce&tr=http%3A%2F%2Ftracker.publicbt.com%3A80%2Fannounce&tr=http%3A%2F%2Ftracker.prq.to%2Fannounce&tr=http%3A%2F%2Fopen.acgtracker.com%3A1096%2Fannounce&tr=http%3A%2F%2Ftr.bangumi.moe%3A6969%2Fannounce&tr=https%3A%2F%2Ft-115.rhcloud.com%2Fonly_for_ylbud&tr=http%3A%2F%2Fbtfile.sdo.com%3A6961%2Fannounce&tr=http%3A%2F%2Fexodus.desync.com%3A6969%2Fannounce&tr=https%3A%2F%2Ftr.bangumi.moe%3A9696%2Fannounce&tr=http%3A%2F%2Ft2.popgo.org%3A7456%2Fannounce

先不管其 “ & ”符号带的可选结构有多长，把这些可选结构去掉后，剩下52字节。其中，头仍然占20字节，但是哈希值只有32字节。有些网盘可以识别HEX格式磁链，却无法识别这样的变种格式的磁链。

那么，变种磁链的哈希值部分是不是用的三十二进制呢？假设是三十二进制，我们可以很容易的算出来，它们各自转化成二进制后的位数：

对于HEX格式磁链，哈希值的每个字节等效于4位，40个字节等效于160位。

对于三十二进制，哈希值的每个字节等效于5位，32个字节等效于160位。

就是说，它们的位数是相等的。将十六进制扩展到三十二进制，使用的字符是数字的'0'～'9'和字母的'A'～'V'，但是例子中却含有字母'W'和'Z'，所以，变种磁链既是又不是三十二进制的。

答案是BASE32编码。

BASE32编码采用字母'A'～'Z'分别表示0～25，用数字'2'～'7'分别表示26～31。

那么如何把BASE32编码转换为HEX编码呢？考虑到4和5的最小公倍数是20，所以把BASE32编码按照4字节一组，翻译成二进制，再转换为5字节的HEX编码就行了。

3、编码转换

示例代码如下（未封装、未做错误处理）：

char *m="magnet:?xt=urn:btih:SCC2WWKVWVS7EZICVDG5KBK4R4TG2BEW";

int main()

    const char *base32 = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ234567";
    int i = 0;

    printf ("magnet:?xt=urn:btih:");

    for (i = 20; i < 52; i += 4)
    
        long b3 = strchr (base32, m[i + 0]) - base32;
        long b2 = strchr (base32, m[i + 1]) - base32;
        long b1 = strchr (base32, m[i + 2]) - base32;
        long b0 = strchr (base32, m[i + 3]) - base32;
        long b = b3 << 15 | b2 << 10 | b1 << 5 | b0;
        printf ("%05X", b);
    

    printf ("\\n");

    return 0;

代码通过strchr库函数把BASE32编码转化成三十二进制编码，实际上可以有很多别的方法更高效，这里只讲原理，没有做优化、错误处理之类的展开。

接下来移位合并，最后以HEX格式输出。

输出结果：

magnet:?xt=urn:btih:9085AB5955B565F26502A8CDD5055C8F266D0496

分别用客户端识别这个输出结果的磁链和原始磁链，发现识别结果是一样的。

反过来的转换也是可行的，只不过HEX格式可以简单地用“%05X”格式化输出，BASE32编码的输出则要麻烦些。