Base64編碼原理概要

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袁吳範2019-03-31 09:15:21

Base64是一種基于64個可列印字元來表示二進制資料的表示方法。由于 2的6次方是64，是以每6個比特為一個單元，對應某個可列印字元。3個位元組有24個比特，對應于4個Base64單元，即3個位元組可由4個可列印字元來表示。它可用來作為電子郵件的傳輸編碼。在Base64中的可列印字元包括字母A-Z、a-z、數字0-9，這樣共有62個字元，此外兩個可列印符号在不同的系統中而不同。

在MIME格式中，剩餘兩個字元是加号+和斜杠/，等号=用來作為字尾用途。

UTF-7是一個修改版Base64，主要的差別在于不用等号=補餘，因為該字元通常需要大量的轉譯。

在IRCu等軟體所使用的P10 IRC伺服器間協定中，将+/改成了[]。

Base64編碼可用于在HTTP環境下傳遞，不在末尾填充=号，并将标準Base64中的+和/分别改成了-和_。

base64的原理

base64編碼後的資料比原始資料略長，比原來長1/3。為什麼會長1/3？我們學習下原理，之後工作中base64就再也不會擋道了。

轉換的時候，将3位元組的資料，先後放入一個24位的緩沖區中，先來的位元組占高位。資料不足3位元組的話，于緩沖器中剩下的比特用0補足。每次取出6比特，按照其值選擇ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的字元作為編碼後的輸出，直到全部輸入資料轉換完成。若原資料長度不是3的倍數時且剩下1個輸入資料，則在編碼結果後加2個=；若剩下2個輸入資料，則在編碼結果後加1個=。

換句話，本來3個位元組，base64經過自己的編碼成為4個位元組。比原理多了1/3。

來，舉個例子

文本helascii 編碼104101108二進制011010000110010101101100base64 6位01101000 0110010101101100base64 10進制編号2662144base64 結果aGVs

hel的base64編碼結果就是aGVs

base64碼表

base64的應用

base64的應用特别廣泛，個人在開發中遇到最多的兩個方面，第一個是URL的base64，另一個是圖檔base64。

先說第一種，已經有urlencode了，為什麼還需要base64 的URL。各有用途。

urlencode是将-_. 之外的所有非字母數字字元都将被替換成百分号（%）後跟兩位十六進制數，空格則編碼為加号（+）。如果一個URL裡面有+ 有空格，是不是urlencode就搞不定，使用base64就會迎刃而解。帶來的代價就URL比原理長了1/3

圖檔編碼的問題，經常跟用戶端開發的時候，用戶端使用二進制流上傳圖檔的時候比較複雜，就可以使用base64将圖檔的二進制編碼轉成base64，服務端接到資料之後再basedecode之後就是圖檔的二進制流。特别友善，帶來的結果就是，傳輸的資料多了1/3。

遇到的問題

根據RFC 822規定，每76個字元，還需要加上一個回車換行。

出問題的一般都是822規定，有的語言，對base64decode的時候，發現有換行符就decode失敗了，究其原因基本都市822規定，有很多換行，decode的時候解碼失敗，知道原因了就特别簡單，将換行符\r|\r\n 替換成 空，再base64decode就可以了。

原文來自：https://www.linuxidc.com/Linux/2019-03/157393.htm

本文位址：https://www.linuxprobe.com/base64-encoding-content.html