在 unsigned int 中使用第一位作为标志

Question

如果作为服务器的客户端应该为他们的加密密钥重新设置密钥，我正在尝试使用 unsigned int 的第一位作为标志。我想使用其余的 unsigned int 作为正在发送的剩余数据的长度。

目前我正在尝试这个，但它似乎不起作用。

unsigned int payloadLength;
read(sock, &payloadLength, sizeof(payloadLength));
short bit = (payloadLength >> 0) & 1U; // get first bit

payloadLength &= 1UL << 0; // set first bit to 0
payloadLength = ntohl(payloadLength);

if (bit == 1) 
   //rekey
else
  //read more data

rekey 标志似乎设置正确，但在尝试获取长度时，它总是以错误的数字结束。

编辑：我应该澄清我的意思是最高有效位，而不是第一位

Answer 1

payloadLength &= 1UL << 0; 会将除第一个以外的所有位归零。 payloadLength &= ~1UL; 会将第一位归零。

Answer 2

让我们看一下这段代码：

short bit = (payloadLength >> 0) & 1U; // get first bit
payloadLength &= 1UL << 0; // set first bit to 0
payloadLength = ntohl(payloadLength);

虽然您以这种方式对这些语句进行排序是完全合法的，但存在无法按您希望的方式工作的风险。具体来说，您可能想要解码有效负载以使用主机字节顺序在开始戳和刺激字节之前。否则，如果您将数据从一个系统发送到另一个系统，则存在读回错误位的风险。但这并不难修复 - 只需将解码 payloadLength 的最后一条语句移动到顶部，如下所示：

/* CAUTION: This still has errors! */
payloadLength = ntohl(payloadLength);
short bit = (payloadLength >> 0) & 1U; // get first bit
payloadLength &= 1UL << 0; // set first bit to 0

接下来，有一个问题是关于您尝试读取的是哪一位。看起来您正在尝试读取数字的 least-significant 位。如果是这种情况，您不需要包含任何移位，因为按零位移位没有任何效果。让我们删除那些，给这个：

/* CAUTION: This still has errors! */
payloadLength = ntohl(payloadLength);
short bit = payloadLength & 1U; // get first bit
payloadLength &= 1UL; // set first bit to 0

您提取数字最后一位的代码是正确的。它会屏蔽除最低位以外的所有内容，然后将值存储在变量 bit 中。（出于好奇，是否有任何理由将其存储为 short？如果您正在寻找布尔值 "do I need to reencode this?,"，您可能只想使用 bool 并写一些东西喜欢

bool reencode = (payloadLength & 1U) != 0;

不过，这由您决定。）

但是，您清除最后一位的代码不正确。现在，当你写

payloadLength &= 1UL; // set first bit to 0

你实际上做的与你的意图相反 - 你正在清除每一位 除了第一个。那是因为如果您将 payloadLength 与一个值进行 AND payloadLength，您会将 payloadLength 中的每一位归零，但 1UL 中等于 1 的位除外。但是，1UL 在最后一个位置只有一个 1 位。你可能打算写类似

的东西

payloadLength &= ~1UL; // set first bit to 0

其中 ~ 运算符翻转掩码的位。总的来说，这会给你以下内容：

payloadLength = ntohl(payloadLength);
short bit = payloadLength & 1U; // get first bit
payloadLength &= ~1UL; // set first bit to 0

不过，我还有最后一个问题。通过以这种方式重新利用数字的最低位，您需要您的有效载荷长度始终为偶数，因为您正在利用有效载荷长度的 1 位来编码是否重新加密。如果您对此表示满意，那就太好了！您无需执行任何操作。

另一方面，如果这是个问题，您有几个选择，我会留给您 select 来自：

不使用 least-significant 位，而是使用 most-significant 位。但是，如果您尝试发送大小为 2³¹ 或更大的有效载荷，这将导致问题。
使用least-significant位，但让数字的高31位代表实际负载长度。要提取有效负载长度，只需将所有内容移动一个位置即可。不过，它的缺点是不支持大小为 2³¹ 或更大的有效载荷。
根本不要使用这些位来编码！相反，发送有效载荷长度，然后让有效载荷以 header 开头，告诉您是否重新加密等。这每个有效载荷使用更多字节，但也为您提供了更多的灵活性（如果您需要也发送其他标志？)

希望对您有所帮助！

在 unsigned int 中使用第一位作为标志

Using first bit as a flag in an unsigned int

c++

bit

c++11