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Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一,Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。可查看RFC2045~RFC2049,上面有MIME的详细规范。Base64编码是从二进制到字符的过程,可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。采用Base64编码具有不可读性,需要解码后才能阅读。Base64由于以上优点被广泛应用于计算机的各个领域,然而由于输出内容中包括两个以上“符号类”字符(+, /, =),不同的应用场景又分别研制了Base64的各种“变种”。为统一和规范化Base64的输出,Base62x被视为无符号化的改进版本。 展开全文
Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一,Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。可查看RFC2045~RFC2049,上面有MIME的详细规范。Base64编码是从二进制到字符的过程,可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。采用Base64编码具有不可读性,需要解码后才能阅读。Base64由于以上优点被广泛应用于计算机的各个领域,然而由于输出内容中包括两个以上“符号类”字符(+, /, =),不同的应用场景又分别研制了Base64的各种“变种”。为统一和规范化Base64的输出,Base62x被视为无符号化的改进版本。
信息
特    性
Base64编码具有不可读性
外文名
base64
定    义
8Bit字节代码的编码方式之一
可用于
在HTTP环境下传递较长的标识信息
中文名
基于64个可打印字符来表示二进制数据
属    性
编码方式
应    用
用于传输8Bit字节代码
base64简介
标准的Base64并不适合直接放在URL里传输,因为URL编码器会把标准Base64中的“/”和“+”字符变为形如“%XX”的形式,而这些“%”号在存入数据库时还需要再进行转换,因为ANSI SQL中已将“%”号用作通配符。为解决此问题,可采用一种用于URL的改进Base64编码,它在末尾填充'='号,并将标准Base64中的“+”和“/”分别改成了“-”和“_”,这样就免去了在URL编解码和数据库存储时所要作的转换,避免了编码信息长度在此过程中的增加,并统一了数据库、表单等处对象标识符的格式。另有一种用于正则表达式的改进Base64变种,它将“+”和“/”改成了“!”和“-”,因为“+”,“*”以及前面在IRCu中用到的“[”和“]”在正则表达式中都可能具有特殊含义。此外还有一些变种,它们将“+/”改为“_-”或“._”(用作编程语言中的标识符名称)或“.-”(用于XML中的Nmtoken)甚至“_:”(用于XML中的Name)。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。关于这个编码的规则:①.把3个字节变成4个字节。②每76个字符加一个换行符。③.最后的结束符也要处理。转换前 11111111, 11111111, 11111111 (二进制)转换后 00111111, 00111111, 00111111, 00111111 (二进制)上面的三个字节是原文,下面的四个字节是转换后的Base64编码,其前两位均为0。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:(摘自RFC2045)转换表Table 1: The Base64 Alphabet转换前 10101101,10111010,01110110转换后 00101011, 00011011 ,00101001 ,00110110十进制 43 27 41 54对应码表中的值 r b p 2所以上面的24位编码,编码后的Base64值为 rbp2解码同理,把 rbq2 的二进制位连接上再重组得到三个8位值,得出原码。(解码只是编码的逆过程,有关MIME的RFC还有很多,如果需要详细情况请自行查找。)第一个字节,根据源字节的第一个字节处理。规则:源第一字节右移两位,去掉低2位,高2位补零。既:00 + 高6位第二个字节,根据源字节的第一个字节和第二个字节联合处理。规则如下,第一个字节高6位去掉然后左移四位,第二个字节右移四位即:源第一字节低2位 + 源第2字节高4位第三个字节,根据源字节的第二个字节和第三个字节联合处理,规则第二个字节去掉高4位并左移两位(得高6位),第三个字节右移6位并去掉高6位(得低2位),相加即可第四个字节,规则,源第三字节去掉高2位即可//用更接近于编程的思维来说,编码的过程是这样的://第一个字符通过右移2位获得第一个目标字符的Base64表位置,根据这个数值取到表上相应的字符,就是第一//个目标字符。//然后将第一个字符与0x03(00000011)进行与(&)操作并左移4位,接着第二个字符右移4位与前者相或(|),即获得第二个目标字符。//再将第二个字符与0x0f(00001111)进行与(&)操作并左移2位,接着第三个字符右移6位与前者相或(|),获得第三个目标字符。//最后将第三个字符与0x3f(00111111)进行与(&)操作即获得第四个目标字符。//在以上的每一个步骤之后,再把结果与 0x3F 进行 AND 位操作,就可以得到编码后的字符了。原文的字节数量应该是3的倍数,如果这个条件不能满足的话,具体的解决办法是这样的:原文剩余的字节根据编码规则继续单独转(1变2,2变3;不够的位数用0补全),再用=号补满4个字节。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。因为一个原字节至少会变成两个目标字节,所以余数任何情况下都只可能是0,1,2这三个数中的一个。如果余数是0的话,就表示原文字节数正好是3的倍数(最理想的情况)。如果是1的话,转成2个Base64编码字符,为了让Base64编码是4的倍数,就要补2个等号;同理,如果是2的话,就要补1个等号。
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问答
  • base64

    万次阅读 2018-07-20 10:17:31
    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...

    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'

     

     

     

     

     

     

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  • Base64

    千次阅读 2017-06-23 10:18:32
    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...

    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:
    这里写图片描述

    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:
    这里写图片描述

    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

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  • 一篇文章彻底弄懂Base64编码原理

    万次阅读 多人点赞 2018-08-16 07:42:09
    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...

    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。

    在这里插入图片描述

    • 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?

    在这里插入图片描述

    • 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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  • 转载请注明出处。 public static String strConvertBase(String str) { if(null != str){ Base64.Encoder encoder = Base64.getEncoder(); return encoder.encodeToString(str.getB...

     

       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;
        }

     

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空空如也

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