IPv6 的正则表达式 (RegEx) 与 IPv4 分开

Question

请在标记为重复之前阅读

我无法创建或找到适用于所有 IPv6 格式的 RegEx（我的测试用例如下）。我知道每个人都指向的这个问题：Regular expression that matches valid IPv6 addresses 但是，它们都将 IPv6 与 IPv4 结合起来和/或不适用于我的所有测试用例。

要求：

1. 我不希望它也验证 IPv4 值，我已经有一个单独的 IPv4 验证函数。
2. 我需要一个适用于Coldfusion 的模式和一个适用于PL/SQL 的模式。
3. 因为我在PL/SQL 中使用它，所以它的模式必须保持在512 个字符以下。而Oracle 只支持RegExp 语言的一小部分。因此，ColdFusion 模式最终可能与 PL/SQL 模式不同，这很好，只要它们都有效。
4. 最终结果不是一个很长的正则表达式，可以拆分。

这是我正在尝试的最新模式：

^(?>(?>([a-f0-9]{1,4})(?>:(?1)){7}|(?!(?:.*[a-f0-9](?>:|$)){8,})((?1)(?>:(?1)){0,6})?::(?2)?)|(?>(?>(?1)(?>:(?1)){5}:|(?!(?:.*[a-f0-9]:){6,})(?3)?::(?>((?1)(?>:(?1)){0,4}):)?)?(25[0-5]|2[0-4][0-9]|1[0-9]{2}|[1-9]?[0-9])(?>\.(?4)){3}))$

ColdFusion 接近但不是 100%。它在PL/SQL 中根本不起作用。

测试结果http://regex101.com/r/wI8cI0 粗体项是模式在ColdFusion中不起作用的项：

1. 匹配
2. 匹配
3. 匹配
4. 匹配
5. 匹配
6. ma​​tch（但@Michael Hampton 说这不应该匹配，因为它不是有效的 IPv6 地址，但其他人告诉我它是有效的，所以我不确定这个测试用例。）
7. 匹配（:: 实际上是一种有效的格式，感谢@Sander Steffann。）
8. 匹配
9. 不匹配
10. 匹配
11. 不匹配
12. 不匹配
13. 不匹配
14. 匹配
15. 匹配
16. 不匹配
17. 不匹配
18. 不匹配
19. 不匹配

我从：http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/iseries/v5r3/index.jsp?topic=%2Frzai2%2Frzai2ipv6addrformat.htm 获得了测试用例 8-11 并被告知：测试 9 和 11 用于 IPv6 地址前缀，而不是 IPv6 地址，因此不应匹配。

最终结果，我需要他们在这样的语句中工作：

冷融合：

<cfset IndexOfOccurrence1=REFind("^(?>(?>([a-f0-9]{1,4})(?>:(?1)){7}|(?!(?:.*[a-f0-9](?>:|$)){8,})((?1)(?>:(?1)){0,6})?::(?2)?)|(?>(?>(?1)(?>:(?1)){5}:|(?!(?:.*[a-f0-9]:){6,})(?3)?::(?>((?1)(?>:(?1)){0,4}):)?)?(25[0-5]|2[0-4][0-9]|1[0-9]{2}|[1-9]?[0-9])(?>\.(?4)){3}))$",value[i])>

PL/SQL：

if ( REGEXP_LIKE(v,'^(?>(?>([a-f0-9]{1,4})(?>:(?1)){7}|(?!(?:.*[a-f0-9](?>:|$)){8,})((?1)(?>:(?1)){0,6})?::(?2)?)|(?>(?>(?1)(?>:(?1)){5}:|(?!(?:.*[a-f0-9]:){6,})(?3)?::(?>((?1)(?>:(?1)){0,4}):)?)?(25[0-5]|2[0-4][0-9]|1[0-9]{2}|[1-9]?[0-9])(?>\.(?4)){3}))$','i') ) then

Answer 1

在@nhahtdh 在这个答案中提供了很多帮助 https://stackoverflow.com/a/21943960/3112803 我发现将其拆分是最好的解决方案。下面是如何在PL/SQL 中执行此操作的示例，但可以在其他语言中以这种方式完成。我会在ColdFusion 中做同样的事情。对于PL/SQL，模式需要保持在 512 个字符以下，因此将其分解效果很好并且易于理解。它通过了我在原始问题中的所有测试用例。

if (
    /* IPv6 expanded */
    REGEXP_LIKE(v, '\A[[:xdigit:]]{1,4}(:[[:xdigit:]]{1,4}){7}\z')
    /* IPv6 shorthand */
    OR (NOT REGEXP_LIKE(v, '\A(.*?[[:xdigit:]](:|\z)){8}')
    AND REGEXP_LIKE(v, '\A([[:xdigit:]]{1,4}(:[[:xdigit:]]{1,4}){0,6})?::([[:xdigit:]]{1,4}(:[[:xdigit:]]{1,4}){0,6})?\z'))
    /* IPv6 dotted-quad notation, expanded */
    OR REGEXP_LIKE(v, '\A[[:xdigit:]]{1,4}(:[[:xdigit:]]{1,4}){5}:(25[0-5]|2[0-4][0-9]|1[0-9]{2}|[1-9]?[0-9])(\.(25[0-5]|2[0-4][0-9]|1[0-9]{2}|[1-9]?[0-9])){3}\z')
    /* IPv6 dotted-quad notation, shorthand */
    OR (NOT REGEXP_LIKE(v, '\A(.*?[[:xdigit:]]:){6}')
    AND REGEXP_LIKE(v, '\A([[:xdigit:]]{1,4}(:[[:xdigit:]]{1,4}){0,4})?::([[:xdigit:]]{1,4}:){0,5}(25[0-5]|2[0-4][0-9]|1[0-9]{2}|[1-9]?[0-9])(\.(25[0-5]|2[0-4][0-9]|1[0-9]{2}|[1-9]?[0-9])){3}\z'))
) then

Answer 2

据我研究，没有适用于所有 IPv6 格式的 RegEx。即使有，它也非常复杂且难以维护（不易阅读）。此外，它也可能导致性能问题。因此我决定为此编写一个方法（函数）。您也可以根据需要轻松添加任何特殊情况。我已经用 C# 编写了它，但我认为您可以将此算法转换为任何语言：

class IPv6Validator
{
    string charValidator = @"[A-Fa-f0-9]";
    string IPv4Validation = @"^((25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)\.){3}(25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)$";

    public bool IsIPv6(string maybeIPv6)
    {
        if (maybeIPv6 == "::")
        {
            return true;
        }

        int numberOfEmptyDigitGroups = 0;
        int expectedDigitGroupsLength = 8;
        string[] arrMaybeIPv6 = maybeIPv6.Split(':');

        if (arrMaybeIPv6.Length > 9 || arrMaybeIPv6.Length < 3)
        {
            return false;
        }

        for (int i = 0; i < arrMaybeIPv6.Length; i++)
        {
            //IF IPv6 starts or ends with "::" (ex ::1)
            if ((i == 0 || i == arrMaybeIPv6.Length - 2) && IsEmptyDigitGroup(arrMaybeIPv6[i]) && IsEmptyDigitGroup(arrMaybeIPv6[i+1]))
            {
                expectedDigitGroupsLength = 9;
                numberOfEmptyDigitGroups++;
                i++;
            }
            else if (arrMaybeIPv6[i].Trim() == string.Empty) //If IPv6 contains :: (ex 1:2::3)
            {
                numberOfEmptyDigitGroups++;
            }

            //Cannot have more than one "::"  (ex ::1:2::3)
            if (numberOfEmptyDigitGroups > 1)
            {
                return false;
            }

            //Mapped IPv4 control
            if (i == arrMaybeIPv6.Length - 1 && IsIPv4(arrMaybeIPv6[i]) && arrMaybeIPv6.Length < 8)
            {
                return true;
            }
            else if (i == arrMaybeIPv6.Length - 1 && HasSpecialCharInIPv6(arrMaybeIPv6[i], IsEmptyDigitGroup(arrMaybeIPv6[i - 1]))) //If last digit group contains special char (ex fe80::3%eth0)
            {
                return true;
            }
            else //if not IPV4, check the digits
            {
                //Cannot have more than 4 digits (ex 12345:1::)
                if (arrMaybeIPv6[i].Length > 4)
                {
                    return false;
                }

                //Check if it has unvalid char
                foreach (char ch in arrMaybeIPv6[i])
                {
                    if (!IsIPv6Char(ch.ToString()))
                    {
                        return false;
                    }
                }
            }

            //Checks if it has extra digit (ex 1:2:3:4:5:6:7:8f:)
            if (i >= expectedDigitGroupsLength)
            {
                return false;
            }

            //If it has missing digit at last or end (ex 1:2:3:4:5:6:7:)
            if ((i == 0 || i == arrMaybeIPv6.Length - 1) && IsEmptyDigitGroup(arrMaybeIPv6[i]) && expectedDigitGroupsLength != 9)
            {
                return false;
            }

            //If it has missing digits (ex 1:2:3:4:5:6)
            if (i == arrMaybeIPv6.Length - 1 && numberOfEmptyDigitGroups == 0 && arrMaybeIPv6.Length < 8)
            {
                return false;
            }
        }

        return true;
    }

    bool IsIPv4(string lastDigitGroup)
    {
        //If lastDigitGroup has special char, then get the first group for IPV4 validation (ex ::123.12.2.1/60)
        string maybeIPv4 = lastDigitGroup.Split('/','%')[0];

        Match match = Regex.Match(maybeIPv4, IPv4Validation);
        return match.Success;
    }

    bool IsIPv6Char(string strChar)
    {
        Match match = Regex.Match(strChar, charValidator);
        return match.Success;
    }

    bool IsSpecialChar(char ch)
    {
        if (ch == '%' || ch == '/')
        {
            return true;
        }
        return false;
    }

    bool HasSpecialCharInIPv6(string lastDigitGroup, bool isPreviousDigitGroupEmpty)
    {
        for (int i = 0; i < lastDigitGroup.Length; i++)
        {
            //If cannot find any special char at first 5 chars then leave the for loop
            if (i == 5)
                break;

            //If the first digit is special char, check the previous digits to be sure it is a valid IPv6 (ex FE80::/10)
            if (i == 0 && IsSpecialChar(lastDigitGroup[i]) && isPreviousDigitGroupEmpty)
                return true;

            if (i != 0 && IsSpecialChar(lastDigitGroup[i]))
                return true;

            if (!IsIPv6Char(lastDigitGroup[i].ToString()))
                return false;
        }
        return false;
    }

    bool IsEmptyDigitGroup(string digitGroup)
    {
        if (digitGroup.Trim() == string.Empty)
            return true;

        return false;
    }

}

我还添加了其他方法，例如如何在文本或文件中搜索 IPv6。您可以查看：Regular expression that matches valid IPv6 addresses

编辑摘要：Ipv4 映射字符和特殊字符已被覆盖，例如“::123.23.23.23”、“fe80::3%eth0”、“::ffff:192.1.56.10/96” .

Answer 3

:: 是一个有效的 IPv6 地址（全零地址），为什么不接受呢？

如果您不想接受最后 32 位以 IPv4 表示法编写的 IPv6 地址（为什么不接受，它们是有效的地址表示形式），那么只需撤销处理它们的正则表达式的最后一部分（以::(ffff 开头）。

无论如何，正则表达式确实在 IPv4 符号部分包含一些错误。 IPv4 表示法只是写入 IPv6 地址的最后 32 位的另一种方式，并且正则表达式不能处理它的所有有效变体。此外，它甚至忘记转义.，因此它也会接受许多无效字符串。