为什么要用base64编码？
 
base64简单描述：
 
ASCII码一个字符用8位二进制码表示，base64一个字符只需要6位（一个字节为8位所以最高位补两个0），3*8=4*6 = 24 ，由此可见4位base64码的字符可以很好的表示3位ASCII码的字符（也就是说base64 编码后会比原本的字符长），而且base64规定 被转码的字符如果不足3的倍数，在后面补0，补足3的倍数，转码后，0会被转码为“=”号，所以我们看到的有些base64码是以“=”或者“==”结尾的。
 
base64的转码对象为字节码，不能是字符串。
 
转码前
转码后
b'a'
b'YQ=='
b'aa'
b'YWE='
b'aaa'
b'YWFh'
b'是'
b'5piv'
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Base64有什么用？
 
用记事本打开exe、jpg、pdf这些文件时，我们都会看到一大堆乱码，因为二进制文件包含很多无法显示和打印的字符。
 
所以，如果要让记事本这样的文本处理软件能处理二进制数据，或者使用json保存二进制信息，需要先把数据先做一个Base64编码，统统变成可见字符，再保存。
 
在Base64中的可打印字符包括大写英文字母A-Z、小写英文字母a-z、阿拉伯数字0-9，这样共有62个字符，此外两个可打印符号在不同的系统中而不同，通常用加号（+）和正斜杠（/）。外加“补全符号”，通常用等号（=）。
 
Base64是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法，常用于在URL、Cookie、网页中传输少量二进制数据。
 
Base64原理
 
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。
 
(原文)转换前         11111111, 11111111, 11111111 （二进制）
(Base64编码)转换后   00111111, 00111111, 00111111, 00111111 （二进制）
 
Qt中Base64的使用
 
     //========>base64编码<========//
    char src[] = "我爱C语言";
    int src_len = strlen(src);//所需头文件#include <string.h>
    //qDebug()所需头文件：#include <QDebug>
    qDebug() << "1[我爱C语言] toBase64 = " << QByteArray(src, src_len).toBase64(); 

    QString str = "我爱C语言";
    QByteArray array;
    array.append(str);
    QByteArray base64 = array.toBase64();
    qDebug() << "2[我爱C语言] toBase64 = " << base64;

    char tmp[1024] = {0};
    strcpy(tmp, base64.data());
    qDebug() << "3[我爱C语言] toBase64 = " << tmp;

    //========>base64解码<========//
    QByteArray dst = QByteArray::fromBase64( tmp );
    qDebug() << "dst = " << dst.data();
 
运行效果： 
 
 
C语言中使用Base64
 
base64.h：
 
#ifndef BASE64_H
#define BASE64_H

//bindata编码成base64
//bindata：  源字符串
//binlength: 源字符串长度
//base64：目的字符串，base64字符串
//返回值：base64字符串
char * base64_encode( const unsigned char * bindata, int binlength, char * base64 );

//解码base64
//base64：源字符串
//bindata: 目的字符串
//返回值：目的字符串长度
int base64_decode( const char * base64, unsigned char * bindata );

#endif // BASE64_H
 
base64.c：
 
#include <string.h>

const char * base64char = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

//bindata编码成base64
//bindata：  源字符串
//binlength: 源字符串长度
//base64：目的字符串，base64字符串
//返回值：base64字符串
char * base64_encode( const unsigned char * bindata, int binlength, char * base64 )
{
    int i, j;
    unsigned char current;

    for ( i = 0, j = 0 ; i < binlength ; i += 3 )
    {
        current = (bindata[i] >> 2) ;
        current &= (unsigned char)0x3F;
        base64[j++] = base64char[(int)current];

        current = ( (unsigned char)(bindata[i] << 4 ) ) & ( (unsigned char)0x30 ) ;
        if ( i + 1 >= binlength )
        {
            base64[j++] = base64char[(int)current];
            base64[j++] = '=';
            base64[j++] = '=';
            break;
        }
        current |= ( (unsigned char)(bindata[i+1] >> 4) ) & ( (unsigned char) 0x0F );
        base64[j++] = base64char[(int)current];

        current = ( (unsigned char)(bindata[i+1] << 2) ) & ( (unsigned char)0x3C ) ;
        if ( i + 2 >= binlength )
        {
            base64[j++] = base64char[(int)current];
            base64[j++] = '=';
            break;
        }
        current |= ( (unsigned char)(bindata[i+2] >> 6) ) & ( (unsigned char) 0x03 );
        base64[j++] = base64char[(int)current];

        current = ( (unsigned char)bindata[i+2] ) & ( (unsigned char)0x3F ) ;
        base64[j++] = base64char[(int)current];
    }
    base64[j] = '\0';
    return base64;
}

//解码base64
//base64：源字符串
//bindata: 目的字符串
//返回值：目的字符串长度
int base64_decode( const char * base64, unsigned char * bindata )
{
    int i, j;
    unsigned char k;
    unsigned char temp[4];
    for ( i = 0, j = 0; base64[i] != '\0' ; i += 4 )
    {
        memset( temp, 0xFF, sizeof(temp) );
        for ( k = 0 ; k < 64 ; k ++ )
        {
            if ( base64char[k] == base64[i] )
                temp[0]= k;
        }
        for ( k = 0 ; k < 64 ; k ++ )
        {
            if ( base64char[k] == base64[i+1] )
                temp[1]= k;
        }
        for ( k = 0 ; k < 64 ; k ++ )
        {
            if ( base64char[k] == base64[i+2] )
                temp[2]= k;
        }
        for ( k = 0 ; k < 64 ; k ++ )
        {
            if ( base64char[k] == base64[i+3] )
                temp[3]= k;
        }

        bindata[j++] = ((unsigned char)(((unsigned char)(temp[0] << 2))&0xFC)) |
                ((unsigned char)((unsigned char)(temp[1]>>4)&0x03));
        if ( base64[i+2] == '=' )
            break;

        bindata[j++] = ((unsigned char)(((unsigned char)(temp[1] << 4))&0xF0)) |
                ((unsigned char)((unsigned char)(temp[2]>>2)&0x0F));
        if ( base64[i+3] == '=' )
            break;

        bindata[j++] = ((unsigned char)(((unsigned char)(temp[2] << 6))&0xF0)) |
                ((unsigned char)(temp[3]&0x3F));
    }
    return j;
}
 
main.c：
 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "base64.h"

int main()
{

    //bindata编码成base64
    //bindata：  源字符串
    //binlength: 源字符串长度
    //base64：目的字符串，base64字符串
    //返回值：base64字符串
    //char * base64_encode( const unsigned char * bindata, int binlength, char * base64 );
    char src[] = "我爱C语言";
    int src_len = strlen(src);

    char base64[1024] = {0};
    base64_encode(src, src_len, base64); //base64编码
    printf("base64 = %s\n", base64);

    memset(src, 0, sizeof(src) );
    src_len = 0;

    //解码base64
    //base64：源字符串
    //bindata: 目的字符串
    //返回值：目的字符串长度
    //int base64_decode( const char * base64, unsigned char * bindata );
    src_len = base64_decode(base64, src);
    printf("src = %s, strlen(src) = %lu, src_len = %d\n", src, strlen(src), src_len);


    return 0;
}
 
运行效果： 
 
 
本教程源码下载地址：http://download.csdn.net/detail/tennysonsky/9878452
 
参考资料： 
 1、https://www.zhihu.com/question/36306744/answer/71626823 
 2、http://www.cnblogs.com/yejianfei

 
 
在互联网中的每一刻，你可能都在享受着Base64带来的便捷，但对于Base64的基础原理又了解多少？今天这篇博文带领大家了解一下Base64的底层实现。
 
 
Base64的由来
 
目前Base64已经成为网络上常见的传输8Bit字节代码的编码方式之一。在做支付系统时，系统之间的报文交互都需要使用Base64对明文进行转码，然后再进行签名或加密，之后再进行（或再次Base64）传输。那么，Base64到底起到什么作用呢？
 
在参数传输的过程中经常遇到的一种情况：使用全英文的没问题，但一旦涉及到中文就会出现乱码情况。与此类似，网络上传输的字符并不全是可打印的字符，比如二进制文件、图片等。Base64的出现就是为了解决此问题，它是基于64个可打印的字符来表示二进制的数据的一种方法。
 
电子邮件刚问世的时候，只能传输英文，但后来随着用户的增加，中文、日文等文字的用户也有需求，但这些字符并不能被服务器或网关有效处理，因此Base64就登场了。随之，Base64在URL、Cookie、网页传输少量二进制文件中也有相应的使用。
 
Base64的编码原理
 
Base64的原理比较简单，每当我们使用Base64时都会先定义一个类似这样的数组：
 
['A', 'B', 'C', ... 'a', 'b', 'c', ... '0', '1', ... '+', '/']
 
上面就是Base64的索引表，字符选用了"A-Z、a-z、0-9、+、/" 64个可打印字符，这是标准的Base64协议规定。在日常使用中我们还会看到“=”或“==”号出现在Base64的编码结果中，“=”在此是作为填充字符出现，后面会讲到。
 
具体转换步骤
 
第一步，将待转换的字符串每三个字节分为一组，每个字节占8bit，那么共有24个二进制位。
第二步，将上面的24个二进制位每6个一组，共分为4组。
第三步，在每组前面添加两个0，每组由6个变为8个二进制位，总共32个二进制位，即四个字节。
第四步，根据Base64编码对照表（见下图）获得对应的值。
 
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　　　

15　P　　32　g　　　49　x

16　Q　　33　h　　　50　y
 
从上面的步骤我们发现：
 
Base64字符表中的字符原本用6个bit就可以表示，现在前面添加2个0，变为8个bit，会造成一定的浪费。因此，Base64编码之后的文本，要比原文大约三分之一。
为什么使用3个字节一组呢？因为6和8的最小公倍数为24，三个字节正好24个二进制位，每6个bit位一组，恰好能够分为4组。
 
示例说明
 
以下图的表格为示例，我们具体分析一下整个过程。
 
 
第一步：“M”、“a”、"n"对应的ASCII码值分别为77，97，110，对应的二进制值是01001101、01100001、01101110。如图第二三行所示，由此组成一个24位的二进制字符串。
第二步：如图红色框，将24位每6位二进制位一组分成四组。
第三步：在上面每一组前面补两个0，扩展成32个二进制位，此时变为四个字节：00010011、00010110、00000101、00101110。分别对应的值（Base64编码索引）为：19、22、5、46。
第四步：用上面的值在Base64编码表中进行查找，分别对应：T、W、F、u。因此“Man”Base64编码之后就变为：TWFu。
 
位数不足情况
 
上面是按照三个字节来举例说明的，如果字节数不足三个，那么该如何处理？
 
 
两个字节：两个字节共16个二进制位，依旧按照规则进行分组。此时总共16个二进制位，每6个一组，则第三组缺少2位，用0补齐，得到三个Base64编码，第四组完全没有数据则用“=”补上。因此，上图中“BC”转换之后为“QKM=”；
一个字节：一个字节共8个二进制位，依旧按照规则进行分组。此时共8个二进制位，每6个一组，则第二组缺少4位，用0补齐，得到两个Base64编码，而后面两组没有对应数据，都用“=”补上。因此，上图中“A”转换之后为“QQ==”；
 
注意事项
 
大多数编码都是由字符串转化成二进制的过程，而Base64的编码则是从二进制转换为字符串。与常规恰恰相反，
Base64编码主要用在传输、存储、表示二进制领域，不能算得上加密，只是无法直接看到明文。也可以通过打乱Base64编码来进行加密。
中文有多种编码（比如：utf-8、gb2312、gbk等），不同编码对应Base64编码结果都不一样。
 
延伸
 
上面我们已经看到了Base64就是用6位（2的6次幂就是64）表示字符，因此成为Base64。同理，Base32就是用5位，Base16就是用4位。大家可以按照上面的步骤进行演化一下。
 
Java 验证
 
最后，我们用一段Java代码来验证一下上面的转换结果：
 
package com.secbro2.blog.utils;

import sun.misc.BASE64Encoder;

/**
 * @author zzs
 */
public class Base64Utils {

	public static void main(String[] args) {
		String man = "Man";
		String a = "A";
		String bc = "BC";

		BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
		System.out.println("Man base64结果为：" + encoder.encode(man.getBytes()));
		System.out.println("BC base64结果为：" + encoder.encode(bc.getBytes()));
		System.out.println("A base64结果为：" + encoder.encode(a.getBytes()));
	}
}
 
打印结果为：
 
Man base64结果为：TWFu
BC base64结果为：QkM=
A base64结果为：QQ==
 
以上结果与我们分析所得完全一致。
 
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   public static String strConvertBase(String str) {
        if(null != str){
            Base64.Encoder encoder = Base64.getEncoder();
            return encoder.encodeToString(str.getBytes());
        }
        return null;
    }

    public static String baseConvertStr(String str) {
        if(null != str){
            Base64.Decoder decoder = Base64.getDecoder();
            try {
                return new String(decoder.decode(str.getBytes()), "GBK");
            } catch (UnsupportedEncodingException e) {
                return null;
            }
        }
        return null;
    }