概括
RLP（递归长度前缀）是以太坊用于数据序列化的重要方法，高效编码嵌套数据结构。
它确保数据在节点间传输标准化，适合以太坊的交易和状态管理。
编码规则简单：单字节、字符串和列表有不同前缀，示例如“hello, 123”编码为0xc78568656c6c6f7b。
什么是RLP？
RLP，全称Recursive Length Prefix（递归长度前缀），是以太坊的一种数据编码方案，用于将复杂数据结构序列化。序列化是将数据转换为可存储或传输的格式，便于以后重构。在以太坊中，RLP特别适合编码嵌套的二进制数据数组，比如交易和区块数据。
为什么重要？
以太坊需要一种统一的方式让节点间传输数据。RLP提供了一种空间高效的方法，确保数据易于存储、传输和解码。这对维护以太坊网络的完整性和互操作性至关重要。
如何工作？
RLP通过在数据前添加长度前缀来工作，支持单项（如字符串、整数）和嵌套列表。编码规则包括：
单字节（0x00-0x7f）直接用自身编码。
字符串长度小于56字节时，前缀为0x80+长度+字符串。
列表则用0xc0+长度+各项目的编码。
例如，列表[“hello”, 123]的RLP编码为0xc78568656c6c6f7b，具体过程见示例。
以太坊的RLP（Recursive Length Prefix，递归长度前缀）是一种数据序列化方法，用于高效编码复杂的数据结构，特别是在以太坊的执行层中标准化节点间的数据传输。本文将深入浅出地介绍RLP的定义、工作原理、重要性和实际应用，并通过示例和详细规则说明其在以太坊中的角色。
背景与定义
RLP是Ethereum.org官方文档中定义的一种序列化方法，主要用于以太坊的执行客户端（execution clients）。序列化是将数据结构或对象转换为可存储或传输的格式，并在以后可以重构的过程。RLP特别设计为编码任意嵌套的二进制数据数组，这对于以太坊表示交易、区块和状态树等复杂数据结构至关重要。
根据Ethereum.org: RLP，RLP的目的是编码结构，而非具体数据类型（如字符串、浮点数）的编码，这部分由更高层次的协议处理。它的设计目标是空间高效，适合以太坊网络中节点间的通信。
RLP的重要性
以太坊作为一个去中心化的区块链，需要确保所有节点对数据的理解一致。RLP通过提供一种标准化的编码方式，确保数据在传输和存储时保持一致性。例如，在处理交易时，RLP编码后的数据可以被签名并提交到网络，这对以太坊的安全性和效率至关重要。
Medium上的文章“Data structure in Ethereum | Episode 1: Recursive Length Prefix (RLP) Encoding/Decoding”\
Medium 上的文章“Data structure in Ethereum |第 1 集：递归长度前缀 （RLP） 编码/解码”指出，RLP是计算机科学中数据序列化的必要工具，帮助以太坊处理复杂数据形式，使其能够以单一格式存储或传输，并快速重构。
RLP的工作原理
RLP的编码规则基于数据的类型和长度，分为单字节、字符串和列表三种情况。以下是详细的编码规则，基于Ethereum.org和GitHub wiki的说明：
项目类型
字节范围
编码规则
正整数
-
最短大端序字节数组，编码为字符串。
单字节
[0x00, 0x7f] [0x00、0x7f]
字节本身即为编码。
字符串 (0-55字节)
[0x80, 0xb7] [0x80、0xb7]
0x80 + 长度 + 字符串。
字符串 (>55字节)
[0xb8, 0xbf] [0xb8、0xbf]
0xb7 + 长度长度（字节数）+ 长度 + 字符串；例如，1024字节：0xb9 0x04 0x00 + 字符串。
字符串限制
-
最大2^64字节，超过无法编码。
列表 (有效负载0-55字节)
[0xc0, 0xf7] [0xc0、0xf7]
0xc0 + 有效负载长度 + 连接的RLP编码。
列表 (>55字节)
[0xf8, 0xff] [0xf8、0xff]
0xf7 + 有效负载长度长度 + 有效负载长度 + 连接的RLP编码。
这些规则确保RLP能够处理嵌套结构。例如，列表可以包含其他列表，这使得它适合表示以太坊中的复杂数据，如状态树或交易列表。
正整数的特殊规则
根据RLP · ethereum/wiki Wiki · GitHub，正整数必须以大端序二进制形式表示，且不能有前导零。这样，整数0等同于空字节数组。解码时，如果发现正整数有前导零，视为无效，这在以太坊黄皮书中（Appendix B）有详细说明。
RLP编码示例
为了更直观地理解RLP的工作原理，以下是一个具体示例：假设我们有一个列表，包含字符串“hello”和数字123。
编码“hello”：
“hello”长度为5字节，小于56，因此前缀为0x80+5=0x85。
字符串“hello”在十六进制中为0x68656c6c6f。
最终编码为0x8568656c6c6f。
编码123：
123在十六进制中为0x7b，小于0x80，直接用自身编码为0x7b。
编码列表[“hello”, 123]：
列表的两个项目的编码总长度为6（0x8568656c6c6f）+1（0x7b）=7字节。
7小于56，列表前缀为0xc0+7=0xc7。
最终编码为0xc7后跟0x8568656c6c6f7b，即0xc78568656c6c6f7b。
这个示例展示了RLP如何递归地处理嵌套结构，编码结果清晰且可逆。
字典编码建议
如果需要用RLP编码字典，GitHub wiki建议两种规范形式：
使用[[k1,v1],[k2,v2]...]，键按字典序排列。
使用更高层次的Patricia Tree编码，这是以太坊实际使用的状态树编码方式。
为什么选择RLP用于以太坊？
根据Ethereum Stack Exchange上的讨论“history - Why was RLP chosen as the low level protocol encoding algorithm?”\
根据 Ethereum Stack Exchange 上的讨论“history - Why was select RLP as the low level protocol encoding algorithm？”，RLP似乎是为以太坊专门设计的，而不是从其他系统借用。它不完全是数据类型无关的，因为对正整数有特殊编码要求（如无前导零），这使其特别适合以太坊的低层次协议需求。
Medium上的“Comprehensive Guide to RLP Encoding in Ethereum”A Comprehensive Guide to RLP Encoding in Ethereum进一步指出，RLP解决了以太坊在数据序列化中的效率和一致性问题，尤其是在交易签名和网络提交时。
结论
RLP是以太坊架构的关键组成部分，提供了一种标准化且高效的方式来序列化数据。其处理嵌套结构的能力使其非常适合以太坊的复杂数据需求，如交易、状态树等。理解RLP对于深入研究以太坊技术的人来说至关重要，因为它支撑了协议的许多操作，包括节点间的通信和数据一致性。
关键引文
Ethereum.org RLP data structures and encoding\
Ethereum.org RLP 数据结构和编码
Ethereum Wiki RLP encoding method\
以太坊 Wiki RLP 编码方法
Data structure in Ethereum RLP encoding decoding\
以太坊 RLP 编码解码中的数据结构
Comprehensive Guide to RLP Encoding in Ethereum\
以太坊 RLP 编码综合指南
Why RLP chosen as Ethereum protocol encoding\
为什么选择 RLP 作为以太坊协议编码