福野泰介の一日一創

DNAはまるでマシン語。ACGT、4種類の塩基の並びがアミノ酸を表し、タンパク質の設計図になる。

せっかくの美しい4種類、バイナリエンコーディング「Base4DNA」としてつくってみました。

「code4fukui/Base4DNA」
パブリックドメインまたはCC0のオープンソースです。
セパレータとしてハイフン「-」を任意の場所に入れてOKです。
ESMモジュールなので、ブラウザ上やDenoで下記のようにお使いいただけます。

import { Base4DNA } from "https://code4fukui.github.io/Base4DNA/Base4DNA.js"; const rnd = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(32)); const s = Base4DNA.encode(rnd); console.log(s); // ex) TATGGTATTTATCCGAGATCTGTCAGGAATCGGTTTGCAAGCAGACGGTGGTCAAAAACACGGCGAATTTTGGATTAGCAGCGCGACATGGTTGGTATCGATTAGTATAGACTATGGTACCAGCTTCG const bin = Base4DNA.decode(s); console.log(bin);

Base62UX、16進法(Base16)、Base64URLとの比較です。

import { Base4DNA } from "https://code4fukui.github.io/Base4DNA/Base4DNA.js"; import { Base62UX } from "https://code4fukui.github.io/Base62UX/Base62UX.js"; import { Base64URL } from "https://code4fukui.github.io/Base64URL/Base64URL.js"; import { Base16 } from "https://code4fukui.github.io/Base16/Base16.js"; const rnd = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(32)); console.log(Base16.encode(rnd)); // 1 console.log(Base64URL.encode(rnd)); // 2 console.log(Base62UX.encode(rnd)); // 3 console.log(Base4DNA.encode(rnd)); // 4

4bitでエンコードするので、1byteは4文字になります。8bitでエンコードするBase16の倍！

1. b8197e9908d5626eba370e256cbddd911321daa7db73da21dcd1ddd6d577adaf (Base16)
2. uBl-mQjVYm66Nw4lbL3dkRMh2qfbc9oh3NHd1tV3ra8 (Base64URL)
3. heeR_UzJ3ctmAHScd15TBTTQeL3jn9BEWNxt6mSNsypb (Base62UX)
4. GATTCTAAAGCCGCCCTGATCTTGTTACACATTCAGTGGTTAAAACACGCATGGATTCACATAAGTGGTCGCAAGAGAGCACTTCAAGTAAGAATGCGCACGAAGGGCCAACCTAGCGCTTCGTATAT (Base4DNA)

長いけど、かわいい！そんなエンコーディングです。

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- コピペフレンドリーなバイナリエンコーディング、Base62UX.js
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公開鍵などのバイナリデータを16進法で表すと長すぎ、Base64だと変な記号が入ってコピペしづらい。そこで、数値とアルファベット大文字小文字の62種類を使ったUX重視、コピペフレンドリーなバイナリエンコーディング、Base62UXを提案します。

「code4fukui/Base62UX」
パブリックドメインまたはCC0のオープンソースです。

セパレータとしてアンダースコア「_」を任意の場所に入れてOKの仕様としていて、デフォルトで4文字の後に「_」を入れ、約1500万通りある先頭4文字で簡易識別できるようにしています。

ESMモジュールなので、ブラウザ上やDenoで下記のようにお使いいただけます。

import { Base62UX } from "https://code4fukui.github.io/Base62UX/Base62UX.js"; const rnd = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(32)); const s = Base62UX.encode(rnd); console.log(s); // ex) yVd1_g1ljLmxku5s6UjERdMGX7BVHJYT6UE1BWNPyrZT const bin = Base62UX.decode(s); console.log(bin);

16進法(Base16)、Base64URLとの比較です。

import { Base62UX } from "https://code4fukui.github.io/Base62UX/Base62UX.js"; import { Base64URL } from "https://code4fukui.github.io/Base64URL/Base64URL.js"; import { Base16 } from "https://code4fukui.github.io/Base16/Base16.js"; const rnd = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(32)); console.log(Base16.encode(rnd)); // 1 console.log(Base64URL.encode(rnd)); // 2 console.log(Base62UX.encode(rnd)); // 3

適度に短くて、ダブルクリックで全選択できることをご確認ください！
1. b8197e9908d5626eba370e256cbddd911321daa7db73da21dcd1ddd6d577adaf (Base16)
2. uBl-mQjVYm66Nw4lbL3dkRMh2qfbc9oh3NHd1tV3ra8 (Base64URL)
3. heeR_UzJ3ctmAHScd15TBTTQeL3jn9BEWNxt6mSNsypb (Base62UX)

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- 点字を使ったエンジニアフレンドリーなエンコーディング braille-encode、Base256B.js
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バイナリデータのフォーマットを新たに作る際、数に何ビット使うか悩みますよね。

そこで、可変長バイナリフォーマット、Varuint！（参考、Variable-length quantity、LEB128）

「Varuint」
可変(variable)、符号なし(unsigned)、整数(int)なので、var u int。下記のように使います。

import { Varuint } from "https://code4fukui.github.io/Varuint/Varuint.js"; const bin = Varuint.encode(300); console.log(bin); // Uint8Array(2) [172, 2] const n = Varuint.decode(bin); console.log(n); // 300 const len = Varuint.length(n); console.log(len); // 2

0-127であれば1byte、128-16,383であれば2byte、16,384-2,097,151であれば3byteで表現できます。

BigIntに対応しています。

const len = Varuint.length(100000000000000000000n); console.log(len); // 10

1垓（=10の20乗）は、10byteで表せる！