Base64编码


文章目录
Base64编码
一、Base64是什么？
二、Base64怎么用？
三、Base64的相关点
参考博文

一、Base64是什么？
Base64是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法。它是一种编码方式，而非加密方式。它通过将二进制数据转变为64个“可打印字符”，完成了数据在HTTP协议上的传输。
什么情况下我们会用到Base64呢？Base64一般用于在HTTP协议下传输二进制数据，由于HTTP协议是文本协议，所以在HTTP协议下传输二进制数据需要将二进制数据转换为字符数据。然而直接转换是不行的。因为网络传输只能传输可打印字符。
什么是可打印字符？在ASCII码中规定，0-31、128这33个字符属于控制字符，32-127这95个字符属于可打印字符，也就是说网络传输只能传输这95个字符，不在这个范围内的字符无法传输。那么该怎么才能传输其他字符呢？其中一种方式就是使用Base64。
Base64，就是使用64个可打印字符来表示二进制数据的方法。这64个字符中包括大小写字母、数字、＋和／，还有用来补缺的特殊字符＝。
注意：由于base64编码用了8位字符来表示信息中的6个位，所以base64编码字符串大约比原始值扩大了33%。
Base64的索引与对应字符的关系如下表所示：



也就是说，如果将索引转换为对应的二进制数据的话需要至多6个Bit。然而ASCII码需要8个Bit来表示，那么怎么使用6个Bit来表示8个Bit的数据呢？6个Bit当然不能存储8个Bit的数据，但是4×6个Bit可以存储3×8个Bit的数据啊！如下表所示：


可以看到“Son”通过Base64编码转换成了“U29u”。这是刚刚好的情况，3个ASCII字符刚好转换成对应的4个Base64字符。但是，当需要转换的字符数不是3的倍数的情况下该怎么办呢？Base64规定，当需要转换的字符不是3的倍数时，一律采用补0的方式凑足3的倍数，具体如下表所示：


每6个Bit为一组，第一组转换后为字符“U”，第二组末尾补4个0转换后为字符“w”。剩下的使用“=”替代。即字符“S”通过Base64编码后为“Uw==”。这就是Base64的编码过程。
如果要编码的二进制数据不是3的倍数，最后会剩下1个或2个字节怎么办？Base64用\x00字节在末尾补足后，再在编码的末尾加上1个或2个=号，表示补了多少字节，解码的时候，会自动去掉。
这是字节的位总数不是6的倍数的情况，当剩下4位时，我们需要补2个=凑齐8的倍数；当剩下的是2位时，我们需要补齐1个 = 抽泣8的倍数。


二、Base64怎么用？
Java已经替我们写好Base64的实现细节，使用的时候直接调用即可。具体代码如下所示：
package com.first;
 
import org.junit.Test;
 
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.Base64;
 
public class Test {
 
    @Test
    public void test() throws UnsupportedEncodingException {
        // 编码
        String encode = Base64.getEncoder().encodeToString("So".getBytes("UTF-8"));
        System.out.println(encode);
        // 解码
        byte[] decode = Base64.getDecoder().decode(encode);
        System.out.println(new String(decode, "UTF-8"));
    }
 
}

三、Base64的相关点

首先这算法是编码,不是压缩,编码后只会增加字节数;字节数会成为原字节数的4/3；
算法简单, 几乎不会影响效率;
算法可逆, 解码很方便, 不用于私密信息通信;
虽然解码方便, 但毕竟编码了, 肉眼还是不能直接看出原始内容;
加密后的字符串只有[0-9a-zA-Z+/=],不可打印字符(包括转移字符)也可传输;

参考博文
什么是Base64？
让你完全理解base64是怎么回事
base64加密原理详解

BASE64编码
参考文章
概述
编码方法
例1
例2

Base64编码表





BASE64编码



参考文章

base64 百度百科
base64 在线编/解码
概述

Base64是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法。Base64编码要求把3个8位字节（3*8=24）转化为4个6位的字节（4*6=24），之后在6位的前面补两个0，形成8位一个字节的形式。 如果剩下的字符不足3个字节，则用0填充，输出字符使用=，因此编码后输出的文本末尾可能会出现1或2个=。

本质上，牺牲存储空间以实现减少编码个数。

编码方法



例1

原始数据
byte 0
  
byte 1
  
byte 2
s
  
1
  
3
- 转成ascii

byte 0
  
byte 1
  
byte 2
115
  
49
  
51
- 转换2进制

byte 0
  
byte 1
  
byte 2
01110011
  
00110001
  
00110011
8个一组，也就是01110011**00110001**00110011

重新分组
组 0
  
组 1
  
组 2
  
组 3
011100
  
110011
  
000100
  
110011
6个一组，也就是**011100**110011**000100**110011

补0
组 0
  
组 1
  
组 2
  
组 3
0011100
  
00110011
  
00000100
  
00110011
也就是**00**011100**00**110011**00**000100**00**110011

转成ascii
byte 0
  
byte 1
  
byte 2
  
byte 3
28
  
51
  
4
  
51
- 查Base64编码表

byte 0
  
byte 1
  
byte 2
  
byte 3
c
  
z
  
E
  
z
例2

原始数据
byte 0
1
- 转成ascii

byte 0
49
- 转换2进制

byte 0
00110001
8个一组，也就是00110001

重新分组 

分组时，不够6个组的右边补0
组 0
  
组 1
001100
  
010000
6个一组，也就是**001100**010000

补0
组 0
  
组 1
00001100
  
00010000
也就是**00**001100**00**010000

转成ascii
byte 0
  
byte 1
12
  
16
- 查Base64编码表

byte 0
  
byte 1
M
  
Q
输出数据需要是4的倍数，输出补=。也就是结果修正为：

byte 0
  
byte 1
  
byte 2
  
byte 3
M
  
Q
  
=
  
=
Base64编码表

码值
  
字符
  
码值
  
字符
  
码值
  
字符
  
码值
  
字符
0
  
A
  
16
  
Q
  
32
  
g
  
48
  
w
1
  
B
  
17
  
R
  
33
  
h
  
49
  
x
2
  
C
  
18
  
S
  
34
  
i
  
50
  
y
3
  
D
  
19
  
T
  
35
  
j
  
51
  
z
4
  
E
  
20
  
U
  
36
  
k
  
52
  
0
5
  
F
  
21
  
V
  
37
  
l
  
53
  
1
6
  
G
  
22
  
W
  
38
  
m
  
54
  
2
7
  
H
  
23
  
X
  
39
  
n
  
55
  
3
8
  
I
  
24
  
Y
  
40
  
o
  
56
  
4
9
  
J
  
25
  
Z
  
41
  
p
  
57
  
5
10
  
K
  
26
  
a
  
42
  
q
  
58
  
6
11
  
L
  
27
  
b
  
43
  
r
  
59
  
7
12
  
M
  
28
  
c
  
44
  
s
  
60
  
8
13
  
N
  
29
  
d
  
45
  
t
  
61
  
9
14
  
O
  
30
  
e
  
46
  
u
  
62
  
+
15
  
P
  
31
  
f
  
47
  
v
  
63
  
/

base64编码的目的 

base64编码的目的是将字符串中含有的不可见字符用可见字符表示出来，以便复制粘贴。 

例如电子邮件的附件一般使用Base64编码，因为附件数据往往含有不可见字符。

base64原理 

base64的主要思想是将输入的字符串或数据编码成只含有{‘A‘-‘Z‘, ‘a‘-‘z‘, ‘0‘-‘9‘, ‘+‘, ‘/‘}这64个可打印字符的串，故称为“Base64”。 

Base64编码的方法是，将输入数据流每次取6 bit，用此6 bit的值(0-63)作为索引去查表，输出相应字符。这样，每3个字节将编码为4个字符(3×8 → 4×6)；不满4个字符的以‘=‘填充。

base64编码/解码帮助类

using System;
using System.Text;

namespace Helper
{
    public class Base64Helper
    {
        public static string GetString(string base64String, Encoding encode)
        {
            byte[] byteArray = Convert.FromBase64String(base64String);
            return GetString(byteArray, encode);
        }

        public static string GetBase64String(string inputString, Encoding encode)
        {
            byte[] byteArray = GetBytes(inputString, encode);
            return Convert.ToBase64String(byteArray, 0, byteArray.Length);
        }

        public static string GetString(byte[] byteArray, Encoding encode)
        {
            return encode.GetString(byteArray);
        }

        public static byte[] GetBytes(string inputString, Encoding encode)
        {
            return encode.GetBytes(inputString);
        }
    }
}



string base64String = Base64Helper.GetBase64String("tt", ASCIIEncoding.Default);//base64String = "dHQ=";
string commonString = Base64Helper.GetString(base64String, ASCIIEncoding.Default);//commonString = "tt";

 Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一，在发送电子邮件时，服务器认证的用户名和密码需要用Base64编码，附件也需要用Base64编码。
下面简单介绍Base64算法的原理，由于代码太长就不在此贴出
Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节（3*8 = 4*6 = 24），然后把6Bit再添两位高位0，组成四个8Bit的字节，也就是说，转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。
转换后，我们用一个码表来得到我们想要的字符串（也就是最终的Base64编码），这个表是这样的：
0 A 17 R 34 i 51 z 
1 B 18 S 35 j 52 0 
2 C 19 T 36 k 53 1 
3 D 20 U 37 l 54 2 
4 E 21 V 38 m 55 3 
5 F 22 W 39 n 56 4 
6 G 23 X 40 o 57 5 
7 H 24 Y 41 p 58 6 
8 I 25 Z 42 q 59 7 
9 J 26 a 43 r 60 8 
10 K 27 b 44 s 61 9 
11 L 28 c 45 t 62 + 
12 M 29 d 46 u 63 / 
13 N 30 e 47 v 
14 O 31 f 48 w (pad) = 
15 P 32 g 49 x 
16 Q 33 h 50 y 
原文的字节最后不够3个的地方用0来补足，转换时Base64编码用=号来代替。这就是为什么有些Base64编码会以一个或两个等号结束的原因，但等号最多只有两个。
举一个例子，abc经过Base64编码以后的结果是YWJj.

发邮件的时候所写的信息自动在后台转换然后传输...