Base64由来,与编码方式

时间:2024-03-21 09:27:57

Base64到底是一个什么东西?它有什么用?它是怎么来的?
世界上几乎所有的东西,都不会无中生有。Base64也一样。
我们知道在计算机中任何数据都是按ascii码存储的,而ascii码的128~255之间的值是不可见字符。而在网络上交换数据时,比如说从A地传到B地,往往要经过多个路由设备,由于不同的设备对字符的处理方式有一些不同,这样那些不可见字符就有可能被处理错误,这是不利于传输的。所以就先把数据先做一个Base64编码,统统变成可见字符,这样出错的可能性就大降低了。

Base64的初衷,是为了满足电子邮件中不能直接使用非ASCII码字符的规定因为早期的一些邮件服务器只支持文本信息,不支持二进制信息和文件。而base64编码后的结果都是ASCII低128位,也就是都是纯文本的,适合用电子邮件来传送二进制数据。这就是Base64的由来。后来它就演变成了网络上常见的用于传输8bit字节数据的一种编码方式之一
最常用的应用场景就是在http协议上传输较长的文本信息。它是将用户输入的二进制数据,打包成一种安全格式,将其作为http首部字段的值发送出去,而无须担心其中包含会破坏HTTP分析程序的冒号、换行符或二进制值。BASE64 编码与将二进制数据文本化的uuencode和binhex标准在本质上是类似的,但是空间效率更高。
Base64的原理很简单,首先,准备一个包含64个字符的数组:
[‘A’, ‘B’, ‘C’, … ‘a’, ‘b’, ‘c’, … ‘0’, ‘1’, … ‘+’, ‘/’]
然后,对二进制数据进行处理,每3个字节一组,一共是3x8=24bit,划为4组,每组正好6个bit:
Base64由来,与编码方式
这样我们得到4个数字作为索引,然后查表,获得相应的4个字符,就是编码后的字符串。
所以,Base64编码会把3字节的二进制数据编码为4字节的文本数据,长度增加33%,好处是编码后的文本数据可以在邮件正文、网页等直接显示。
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。
由于标准的Base64编码后可能出现字符+和/,在URL中就不能直接作为参数,所以又有一种"url safe"的base64编码,其实就是把字符+和/分别变成-和_

还可以自己定义64个字符的排列顺序,这样就可以自定义Base64编码,不过,通常情况下完全没有必要。
Base64是一种通过查表的编码方法,不能用于加密,即使使用自定义的编码表也不行。
Base64适用于小段内容的编码,比如数字证书签名、Cookie的内容等。
由于=字符也可能出现在Base64编码中,但=用在URL、Cookie里面会造成歧义,所以,很多Base64编码后会把=去掉:
去掉=后怎么解码呢?因为Base64是把3个字节变为4个字节,所以,Base64编码的长度永远是4的倍数,因此,需要加上=把Base64字符串的长度变为4的倍数,就可以正常解码了。
请写一个能处理去掉=的base64解码函数
Base64是一种任意二进制到文本字符串的编码方法,常用于在URL、Cookie、网页中传输少量二进制数据。
严格来说base64不能算是一种加密,只能说是编码转换。使用base64的初衷。是为了方便把含有不可见字符串的信息用可见字符串表示出来,以便复制粘贴。

每个6位值都表示了从0~63之间的数字,对应base64字母表中的64个字符之一。下图是转换表,摘自RFC2045
Base64由来,与编码方式