從這一篇起整理一下常見的加密算法以及在java中使用的demo,首先從最簡單的開始.
簡單了解
Base64嚴格來說并不是一種加密算法,而是一種編碼/解碼的實作方式.
我們都知道,資料在計算機網絡之間是使用位元組流的方式進行傳遞的,所有的資訊都要最終轉換為0101的二進制,這本身就涉及到編碼,解碼的應用.
Base64,顧名思義,是使用了64個基本的字元來對任意資料進行編碼的一種實作方式,那既然有Base64,是不是也有Base32,Base16呢? 答案是沒錯,有.
下面先看一下Base64的編碼表:
由圖可見,Base64使用了26個字母的大小寫,也就是52個字元,再加上10個數字和兩個特殊的"+","/"組成,一共64個字元,其中最後兩個字元選取不一定總是這兩個.
java代碼實作
首先看代碼,然後再細說Base64實作的原理和應用:
1 package com.wang.encryption;
2 import com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.dv.util.Base64;
3 import sun.misc.BASE64Decoder;
4 import sun.misc.BASE64Encoder;
5 import java.io.IOException;
6 /**
7 * @author yogo.wang
8 * @date 2016/11/03-下午3:58.
9 */
10 public class Base64Test {
11
12 public static void main(String[] args) throws IOException {
13
14 String msg="wang";
15 byte[] bys=msg.getBytes("utf-8");
16
17 /**
18 * 使用BASE64 加密(編碼)
19 */
20 //第一種方式
21 BASE64Encoder base64Encoder=new BASE64Encoder();
22 String s = base64Encoder.encodeBuffer(bys);
23 System.out.println(s);
24 System.out.println("---------------------");
25 //第二種方式
26 String s1 = Base64.encode(bys);
27 System.out.println(s1);
28 System.out.println("---------------------");
29 /**
30 * 使用BASE64 解密(解碼)
31 */
32 //第一種方式
33 BASE64Decoder base64Decoder=new BASE64Decoder();
34 byte[] bys2 = base64Decoder.decodeBuffer(s);
35 System.out.println(new String(bys2));
36 System.out.println("---------------------");
37 //第二種方式
38 byte[] bys3 = Base64.decode(s);
39 System.out.println(new String(bys3));
40
41
42 }
43 } 輸出結果如下:
d2FuZw==
---------------------
wang
原理和應用
根據代碼,可以看到,字元"wang"通過Base64的編碼轉化成了一個字元串"d2FuZw==",那麼到底内部是怎麼實作的呢?
Base64使用了64的字元,那麼隻需要6個二進制位就可以表示,但是一個Base64字元是8個二進制位的,即8Bit,也就是說Base64在6Bit的基礎上在左邊加了倆0,所有它的左邊兩位永遠為0.
我們知道,一個字元是占了8位的,那怎麼用6Bit表示8Bit的數呢,這好辦,因為8和6的最小公倍數是24,那麼,我用4個Base64的字元來表示3個正常的字元就可以了.
知道了這些,我們就可以來看看"wang"這個字元串是怎麼被編碼成"d2FuZw=="的了.
第一步:把正常字元轉換為ASCII.
第二步:把ASCII碼轉為8位2進制
第三步:每6位2進制數劃為一組
第四步:将2進制轉為10進制
第五步:根據Base64編碼表對應找出相應的字元
對應下面的圖:
因為每三個正常字元,對應四個Base64字元,如果不夠的話,會在後邊補0,這裡的"wang"是4個字元,不是3的整數倍,是以需要補0,那為什麼編碼的結果是"d2FuZw==",而不是"d2FuZwAA"呢?
原因其實也很簡單,因為最後兩個AA是沒有實際意義的,并不攜帶有效資訊,為了解碼友善,Base64編碼選擇了使用"="來代替最後的"A",是以就是我們看到的"d2FuZw=="了.
通過以上的過程我們可以發現,其實Base64是一種編碼方式而非加密方式,因為它的編碼解碼過程是完全可逆的,且不需要額外資訊,你隻要有一張Base64的編碼表就可以了,是以,不要将他用于對資料的加密.
Base64的應用
說了這麼多,好像還是不太明白這種編碼有什麼必須存在的理由.....
我們知道在計算機中任何資料都是按ascii碼存儲的，而ascii碼的128～255之間的值是不可見字元。而在網絡上交換資料時，比如說從A地傳到B地，往往要經過多個路由裝置，由于不同的裝置對字元的處理方式有一些不同，這樣那些不可見字元就有可能被處理錯誤，這是不利于傳輸的。是以就先把資料先做一個Base64編碼，統統變成可見字元，這樣出錯的可能性就大降低了(這段來自知乎)。
不僅如此,比如說我們可以使用HTML來内嵌Base64編碼的圖檔,這樣就避免了不必要的外部資源加載,不過還是要量力而為,這種場景一般适用于尺寸比較小的圖檔,如果是高清圖檔,用這種方式會導緻Base64編碼後的字元串很大,反而影響加載速度.