Little endian
+1
Decimal
0d
Hex Bytes (Big Endian)
0x
0 bytes
Hex Bytes (Little Endian)
0x
0 bytes
Field Size
Any
2 Bytes
4 Bytes
8 Bytes
12 Bytes
16 Bytes
32 Bytes
0 secs
术语 little-endian 指的是在计算机中存储整数时的字节顺序。它是指最低有效字节（least-significant byte）排在最前面，或者更简单地说，就是字节顺序相反。
原始比特币数据中的几乎所有整数都以 little-endian 字节顺序存储，因此非常值得习惯它。
示例¶
什么是 little-endian？
假设我们要将一个交易输出（output）的金额（amount）设置为 12345678 聪（satoshis）。
该金额字段的大小为 8 字节。如果我们把这个数值转换为十六进制字节（hexadecimal bytes），它看起来是这样的：
这种字节顺序被称为 big-endian。
我们显然没有用满这个字段，因为这个 8 字节字段能容纳的最大整数是 0xffffffffffffffff（即 18446744073709551615）。这很明显，因为左边有许多零，而作为人类，我们期望在左边看到最大的数字。
然而，计算机（以及比特币）喜欢从另一个方向读取这些字节：
这种字节顺序被称为 little-endian。
我们拥有完全相同的字节，但它们的顺序相反。因此，我们不是从右到左读取最小的字节，而是从左到右读取它们。
字节顺序 (Byte Orders)¶
如前所述，在计算机上存储整数时，有两种不同的字节排序方式：
有些计算机使用 big-endian 架构，而另一些则使用 little-endian 架构。
1. Big Endian¶
（在比特币中极少使用）
这是更符合“人类阅读习惯”的格式。包含最大数值的字节排在最前面：
或者从更技术性的角度来说，是指最高有效字节（most-significant byte）存储在一组字节的最低内存地址中。例如：
┌────────────────┬──────────┐
│ Memory Address │ Contents │
├────────────────┼──────────┤
│ 100 │ 0x00 │
│ 101 │ 0x00 │
│ 102 │ 0x00 │
│ 103 │ 0x00 │
│ 104 │ 0x00 │
│ 105 │ 0xbc │
│ 106 │ 0x61 │
│ 107 │ 0x4e │
└────────────────┴──────────┘
该表中的最低内存地址位于顶部。我已将内存地址从低到高排序。
内存地址。 地址是计算机内存中的一个位置。每个内存字节都有自己的地址。这里的 100 到 107 地址只是示例。这是一个关于内存地址的 10 分钟视频。
2. Little Endian¶
（在比特币中常用）
这是更符合“计算机阅读习惯”的格式。包含最小数值的字节排在最前面：
或者从更技术性的角度来说，是指最高有效字节（most-significant byte）存储在一组字节的最高内存地址中。例如：
┌────────────────┬──────────┐
│ Memory Address │ Contents │
├────────────────┼──────────┤
│ 100 │ 0x4e │
│ 101 │ 0x61 │
│ 102 │ 0xbc │
│ 103 │ 0x00 │
│ 104 │ 0x00 │
│ 105 │ 0x00 │
│ 106 │ 0x00 │
│ 107 │ 0x00 │
└────────────────┴──────────┘
正如你所猜测的，中本聪（Satoshi）在编写比特币程序时，使用的是一台 little-endian 架构的计算机。
命名来源 (Terminology)¶
为什么它们被称为 "little-endian" 和 "big-endian"？
基本上，是因为鸡蛋。
术语 "little-endian" 和 "big-endian" 源自 1726 年的小说《格列佛游记》（Gulliver's Travels）。书中提到了两类不同的人：一类人从“小端”（little end）敲开鸡蛋，而另一类人则从“大端”（big end）敲开鸡蛋。
这些“小端”和“大端”的说法随后被借用来描述计算机上字节排序的两种不同方式。
在比特币中的应用 (Usage)¶
我们什么时候在比特币中使用 little-endian？
在处理网络消息（network messages）中的整数时，你会在比特币中发现 little-endian 字段。
最常见到 little-endian 的地方是原始交易数据（transaction data）和原始区块头（block headers）。
交易数据 (Transaction Data)¶
这是一笔原始交易。我将其拆分并用绿色高亮显示了 little-endian 字段。
02000000 <- version (little-endian)
01 <- input count
79fe743502ff8cd181121572fececac3feee5ef3034edfb3ccd2bfaa24537dae <- txid
01000000 <- vout (little-endian)
6a 473044022...915 <- scriptsig
fdffffff <- sequence (little-endian)
01 <- output count
2a5f020000000000 <- output amount (little-endian)
19 76a914a9970b7ed051822ea52a088b9c628eb158dd57e588ac <- scriptpubkey
ff30a00 <- locktime (little-endian)
例如，vout 是一个 4 字节的 little-endian 字段，在此交易中它引用前一个输出编号为 1。如果该字段是 big-endian，它将是 00000001，但因为它是 little-endian，字节顺序是相反的 01000000。
区块头 (Block Header)¶
这是一个原始区块头。
00000020 <- version (little-endian)
b91fd2b09d4a8238ad4c814e4fa0ab9ed34bf0f75a3a00000000000000000000 <- previous block hash
330b32016c8176153071283d3e5fe87c2318b3fd41d6ca1b1a8bf12670908e38 <- merkle root
daf0d861 <- time (little-endian)
ab980b17 <- bits (little-endian)
0e69d05c <- nonce (little-endian)
如你所见，所有的 little-endian 字段都是包含某种数值的字段。
例如，区块头中的时间是一个 4 字节的 little-endian 字段，包含一个 Unix 时间戳。这里它是 daf0d861，在 big-endian 中将是 61d8f0da。如果我们将其转换为十进制，得到 1641607386，这是 2022 年 1 月 8 日 02:03:06 UTC 的 Unix 时间戳。
转换方式 (Converting)¶
如何在 big-endian 和 little-endian 之间进行转换
如果你正在处理字符串，一种简单粗暴的逆转字节顺序的方法是将字符串分割成由 2 个字符组成的一组（2 个十六进制字符 = 1 字节（byte）），然后反转该数组。
# integer
amount = 12345678
# ----------
# Hex Strings
# -----------
# convert integer to 8-byte hexadecimal string (big endian)
big_endian = amount.to_s(16).rjust(16, "0") # 16 hex characters = 8 bytes
puts big_endian #=> 0000000000bc614e
# convert big-endian hexadecimal string to little-endian (reverse the byte order)
little_endian = big_endian.scan(/../).reverse.join
puts little_endian #=> 4e61bc0000000000
或者（更专业的方法），你可以使用 pack 和 unpack 函数在数字和实际原始字节之间进行转换。
# integer
amount = 12345678
# -----
# Bytes - pack() and unpack()
# -----
# Pack directives for integers:
#
# C< = 8-bit integer (unsigned), (a single byte has no endianness)
# S< = 16-bit integer (unsigned), little-endian
# L< = 32-bit integer (unsigned), little-endian
# Q< = 64-bit integer (unsigned), little-endian
#
# v = 16-bit integer (unsigned), little-endian (same as <S)
# V = 32-bit integer (unsigned), little-endian (same as <L)
#
# Note: The "<" forces little-endian. Without it pack() will use the endianness of your system (i.e. native byte order).
# Note: An asterisk "*" will repeat the directive for all remaining elements.
# Source: https://ruby-doc.org/core-3.1.0/Array.html#method-i-pack
# convert integer to 8 bytes in little-endian
bytes = [amount].pack("Q<")
# convert bytes to hexadecimal string
string = bytes.unpack("H*")[0]
puts string #=> 4e61bc0000000000
这里是在命令行上进行 big-endian 和 little-endian 快速转换的简单命令：
感谢 Greg Tonoski 提供这个实用的 bash 单行命令。
争议与看法 (Popularity)¶
little-endian 是比特币开发者们普遍喜欢的选择吗？
并不完全是。自 2011 年以来就有相关的讨论：
我最想改的第一件事，就是把网络协议改为 big endian。
error, bitcointalk.org
Little Endian 很烦人，我已经说过很多次了。
Christian Decker, bitcointalk.org
固定 little endian 就很好，而且刚好符合我们目前 99.9% 的使用场景。
jgarzik, bitcointalk.org
如今几乎所有的 CPU 都原生以 little-endian 运行。要操作 big-endian 数字，需要额外的字节交换指令。对大多数事情来说，我认为这种影响微乎其微。网络协议需要一个规范来表示事物，比特币的创始人选了一个。实际选择其实并不重要。
Pieter Wuille, bitcoin.stackexchange.com
所以，如果你觉得使用 little-endian 很别扭，你并不孤单。
基本上有两个阵营：
- Little-endian 合理是因为大多数现代计算机内部使用 little-endian 架构。
- Big-endian 合理是因为大多数网络通信都使用 big-endian。
我个人认为在所有地方都使用 big-endian 会容易得多。
这会让比特币开发变得更加直观，因为它能消除为了弄清“这个字段是 little-endian 吗？”而频繁查阅文档的需要。另外，交易 ID 和 区块哈希 在显示时其字节顺序都会反转为 big-endian 格式，因此使用 big-endian 会让一切保持一致。更不用说 big-endian 更符合人类的阅读习惯了。
但是这都无关紧要。比特币从一开始就是 little-endian，改变它将导致一场极具争议且收效甚微的硬分叉（hard fork），因此它不会改变。
好的一面是，这确实给了你一个学习 little-endian 和 big-endian 字节顺序差异的机会。在开始研究比特币数据之前，我甚至不知道有字节顺序这回事。
为什么比特币使用 little-endian？¶
因为中本聪是在一台使用 little-endian 架构的计算机上开发比特币的。
起初这看起来可能很不寻常，但 little-endian 字节顺序实际上比你想象的更普遍：
如今几乎所有的 CPU 都原生以 little-endian 运行。
Pieter Wuille, bitcoin.stackexchange.com
现代计算机内部几乎总是使用 little-endian。
theymos, bitcoin.stackexchange.com
因此，虽然它在人类看来是反向的，但在计算机上却是非常标准的。
你可以使用 Python 检查你的计算机架构是 big-endian 还是 little-endian：
在日常编程中，你通常不会关心系统的底层架构。但是，当你开始处理通过网络发送的原始数据字节（例如交易数据）时，字节顺序（endianness）可能就会变得相关。
总结¶
Little-endian 是我们在原始比特币数据中存储整数（以及其他多字节结构，例如 bits 字段）时所使用的字节顺序，例如在交易和区块头中。
在人类眼中，little-endian 看起来像是字节以相反的顺序排列。然而，许多现代计算机使用 little-endian 架构，且中本聪在 little-endian 计算机上编写了比特币的第一个版本，这就是我们在比特币中使用 little-endian 的原因。
从开发角度来看，所有东西都采用 big-endian 可能会更容易，但 little-endian 是中本聪做出的选择，所以你只需要习惯它。
欢迎来到比特币编程的世界。