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<?php
# 算法结构: 基础要素 | 校验和 | 位混淆 | 编码转换
# 目标码数量: 10亿
# 目标码范围: 12位纯字母全大写 => 目标码可能性 = pow(26, 12) = 95428956661682176 = 95428956亿
# 二进制长度: pow(2, 56) = 72057594037927936 = 72057594亿. 选择56个二进制位做基础数据, 可保证算法结果是12位字母
# 编码转换采用进制转换大法
# 礼品码目标量级10亿, 选择32位存储, 支持40亿.
# 24位校验位分配:
# 礼品码类型 8位
# 校验和 4位
# 签名码 12位
# 基础数据定义
# 基础数据 := <礼品码类型 8位> <目标码0-7位 8位> <目标码8-15位 8位> <校验和 4位> <目标码16-23位 8位> <签名码 12位> <目标码24-31位 8位>
# 礼品码类型 := 0-127的数字, 表示128种活动. 其中最高位算法保留为1. 确保结果为12位字母.
# 校验和 := 0-15的数字, 根据校验算法, 产生的校验和
# 签名码 := 0-4095的数字, 每种校验算法, 提供固定1个签名码
# 目标码 := 1亿开始顺序增长的数字. 应用层控制
# Demo实现
class Code {
const DEBUG = 0;
const SIGN = 0x842; # 可替换
const BASE_26_CHARS = 'ACNMSWEYXTQZILGDKHFPOJRUVB'; # 可替换. 保证是不重复的26个大写字母即可
public static function gen($type, $target) {
$type = $type & 0x7F;
$target = $target & 0xFFFFFFFF;
$sign = self::SIGN;
$sum = self::get_sum($sign, $target);
if (self::DEBUG) {
printf("\tEncoding eles: type[%-4d 0X%02X] sum[%-2d 0X%01X] sign[%-4d 0X%02X] target[%d]\n",
$type, $type, $sum, $sum, $sign, $sign, $target);
}
# 基础数据 := <礼品码类型 7位> <目标码0-7位 8位> <目标码8-15位 8位> <校验和 4位> <目标码16-23位 8位> <签名码 12位> <目标码24-31位 8位>
$code = ($type << 48) | (($target & 0xFF000000) << 16) | (($target & 0xFF0000) << 16) | ($sum << 28) | (($target & 0xFF00) << 12) | ($sign << 8) | ($target & 0xFF);
if (self::DEBUG) {
printf("\tEncoding mixed: 0X%07X %d\n", $code, $code);
}
# 混淆
$code = self::confuse_encode($code);
if (self::DEBUG) {
printf("\tEncoding confuse: 0X%07X %d\n", $code, $code);
}
# 补最高位
$code |= 0x80000000000000;
if (self::DEBUG) {
printf("\tEncoding replenish: 0X%07X %d\n", $code, $code);
}
return self::convertToNBase(self::BASE_26_CHARS, $code);
}
public static function check($code) {
$code = self::convertFromNBase(self::BASE_26_CHARS, $code);
if (self::DEBUG) {
printf("\tDecoding from nbase: 0X%07X %d\n", $code, $code);
}
# 去最高位
$code &= 0x7FFFFFFFFFFFFF;
if (self::DEBUG) {
printf("\tDecoding replenish: 0X%07X %d\n", $code, $code);
}
$code = self::confuse_decode($code);
if (self::DEBUG) {
printf("\tDecoding confuse: 0X%07X %d\n", $code, $code);
}
# 基础数据 := <礼品码类型 7位> <目标码0-7位 8位> <目标码8-15位 8位> <校验和 4位> <目标码16-23位 8位> <签名码 12位> <目标码24-31位 8位>
$type = $code >> 48 & 0x7F;
$target_0 = ($code >> 40) & 0xFF;
$target_1 = ($code >> 32) & 0xFF;
$sum = ($code >> 28) & 0xF;
$target_2 = ($code >> 20) & 0xFF;
$sign = ($code >> 8) & 0xFFF;
$target_3 = $code & 0xFF;
$target = ($target_0 << 24) | ($target_1 << 16) | ($target_2 << 8) | $target_3;
if (self::DEBUG) {
printf("\tDecoding eles: type[%-4d 0X%02X] sum[%-2d 0X%01X] sign[%-4d 0X%02X] target[%d]\n",
$type, $type, $sum, $sum, $sign, $sign, $target);
}
if (self::SIGN != $sign) {
return FALSE;
}
return self::check_sum($sign, $target, $sum);
}
public static function get_sum($sign, $target) {
$sum = 0;
$tmp = ($sign << 32) | $target;
$ele_0 = $tmp & 0x00000000F;
$ele_1 = ($tmp & 0x0000000F0) >> 4;
$ele_2 = ($tmp & 0x000000F00) >> 8;
$ele_3 = ($tmp & 0x00000F000) >> 12;
$ele_4 = ($tmp & 0x0000F0000) >> 16;
$ele_5 = ($tmp & 0x000F00000) >> 20;
$ele_6 = ($tmp & 0x00F000000) >> 24;
$ele_7 = ($tmp & 0x0F0000000) >> 28;
$ele_8 = ($tmp & 0xF00000000) >> 32;
$sum = $ele_0 + $ele_1 + $ele_2 + $ele_3 + $ele_4 + $ele_5 + $ele_6 + $ele_7 + $ele_8;
$sum = $sum & 0xF;
return $sum;
}
public static function check_sum($sign, $target, $user_sum) {
if (self::DEBUG) printf("\tCheck sum: sign[%d 0X%01X], user-sum[%d 0X%01X], calc-sum[%d 0X%01X], target[%d]\n",
$sign, $sign, $user_sum, $user_sum, $calc_sum, $calc_sum, $target);
$calc_sum = self::get_sum($sign, $target);
return $calc_sum == $user_sum;
}
public static function confuse_encode($code) {
// 参与混淆的只有55位, 最高位在混淆后补位
$bin_code = sprintf("%055s", decbin($code));
// 每5位一组, 分11组
$bin_code_arr = str_split($bin_code, 5);
if (self::DEBUG >= 2) printf("\t\t%05s\n\n", implode(' ', $bin_code_arr));
# 整组交换
# 0 <==> 5
# 1 <==> 9
# 10 <==> 7
# 6 <==> 8
# 4 <==> 2
# 3
self::swap($bin_code_arr, 0, 5);
if (self::DEBUG >= 2) printf("\t\t%05s\n", implode(' ', $bin_code_arr));
self::swap($bin_code_arr, 1, 9);
if (self::DEBUG >= 2) printf("\t\t%05s\n", implode(' ', $bin_code_arr));
self::swap($bin_code_arr, 10, 7);
if (self::DEBUG >= 2) printf("\t\t%05s\n", implode(' ', $bin_code_arr));
self::swap($bin_code_arr, 3, 8);
if (self::DEBUG >= 2) printf("\t\t%05s\n", implode(' ', $bin_code_arr));
self::swap($bin_code_arr, 4, 2);
if (self::DEBUG >= 2) printf("\t\t%05s\n", implode(' ', $bin_code_arr));
return bindec(implode($bin_code_arr));
}
public static function confuse_decode($code) {
// 目前实现是可逆运算
return self::confuse_encode($code);
}
public static function swap(&$array, $a, $b) {
$tmp = $array[$a];
$array[$a] = $array[$b];
$array[$b] = $tmp;
}
/**
* convertToNBase
* 十进制转N进制
* @param string $charTable N进制字母表
* @param int $number 十进制数字
* @return string
*/
protected static function convertToNBase($charTable, $number) {
$nbase = strlen($charTable);
$result = '';
while ($number > 0) {
$result = $charTable[bcmod($number, $nbase)] . $result;
$number = bcdiv($number, $nbase);
}
return $result;
}
/**
* convertFromNBase
* N进制字母表
* @param string $charTable N进制字母表
* @param string $number N进制字符串
* @return int
*/
protected static function convertFromNBase($charTable, $number) {
$nbase = strlen($charTable);
$length = strlen($number);
$offset = 0;
$result = 0;
while ($offset < $length) {
$result += pow($nbase, $offset) * strpos($charTable, $number[$length - $offset - 1]);
$offset ++;
}
return $result;
}
}