Base64的由來

目前Base64已經(jīng)成為網(wǎng)絡上常見的傳輸8Bit字節(jié)代碼的編碼方式之一颠蕴。在做支付系統(tǒng)時，系統(tǒng)之間的報文交互都需要使用Base64對明文進行轉(zhuǎn)碼棍丐，然后再進行簽名或加密，之后再進行（或再次Base64）傳輸旋炒。那么，Base64到底起到什么作用呢签杈？
在參數(shù)傳輸?shù)倪^程中經(jīng)常遇到的一種情況：使用全英文的沒問題瘫镇，但一旦涉及到中文就會出現(xiàn)亂碼情況。與此類似，網(wǎng)絡上傳輸?shù)淖址⒉蝗强纱蛴〉淖址闼模热缍M制文件接奈、圖片等。Base64的出現(xiàn)就是為了解決此問題通孽，它是基于64個可打印的字符來表示二進制的數(shù)據(jù)的一種方法序宦。
電子郵件剛問世的時候，只能傳輸英文背苦，但后來隨著用戶的增加互捌，中文、日文等文字的用戶也有需求行剂，但這些字符并不能被服務器或網(wǎng)關有效處理秕噪，因此Base64就登場了。隨之厚宰，Base64在URL腌巾、Cookie、網(wǎng)頁傳輸少量二進制文件中也有相應的使用铲觉。

Base64的編碼原理

Base64的原理比較簡單澈蝙，每當我們使用Base64時都會先定義一個類似這樣的數(shù)組：

['A', 'B', 'C', ... 'a', 'b', 'c', ... '0', '1', ... '+', '/']

上面就是Base64的索引表，字符選用了”A-Z撵幽、a-z灯荧、0-9、+盐杂、/” 64個可打印字符逗载，這是標準的Base64協(xié)議規(guī)定。在日常使用中我們還會看到“=”或“==”號出現(xiàn)在Base64的編碼結(jié)果中链烈，“=”在此是作為填充字符出現(xiàn)厉斟，后面會講到。

具體轉(zhuǎn)換步驟

第一步测垛，將待轉(zhuǎn)換的字符串每三個字節(jié)分為一組捏膨，每個字節(jié)占8bit秧均，那么共有24個二進制位食侮。
第二步，將上面的24個二進制位每6個一組目胡，共分為4組锯七。
第三步，在每組前面添加兩個0誉己，每組由6個變?yōu)?個二進制位眉尸，總共32個二進制位，即四個字節(jié)。
第四步噪猾，根據(jù)Base64編碼對照表（見下圖）獲得對應的值霉祸。

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

從上面的步驟我們發(fā)現(xiàn)：

• Base64字符表中的字符原本用6個bit就可以表示，現(xiàn)在前面添加2個0袱蜡，變?yōu)?個bit丝蹭，會造成一定的浪費。因此坪蚁，Base64編碼之后的文本奔穿，要比原文大約三分之一。
• 為什么使用3個字節(jié)一組呢敏晤？因為6和8的最小公倍數(shù)為24贱田，三個字節(jié)正好24個二進制位，每6個bit位一組嘴脾，恰好能夠分為4組男摧。

示例說明

以下圖的表格為示例，我們具體分析一下整個過程译打。

• 第一步：“M”彩倚、“a”、”n”對應的ASCII碼值分別為77扶平，97帆离，110，對應的二進制值是01001101结澄、01100001哥谷、01101110。如圖第二三行所示麻献，由此組成一個24位的二進制字符串们妥。
• 第二步：如圖紅色框，將24位每6位二進制位一組分成四組勉吻。
• 第三步：在上面每一組前面補兩個0监婶，擴展成32個二進制位，此時變?yōu)樗膫€字節(jié)：00010011齿桃、00010110惑惶、00000101、00101110短纵。分別對應的值（Base64編碼索引）為：19带污、22、5香到、46鱼冀。
• 第四步：用上面的值在Base64編碼表中進行查找报破，分別對應：T、W千绪、F充易、u。因此“Man”Base64編碼之后就變?yōu)椋篢WFu荸型。

位數(shù)不足情況

上面是按照三個字節(jié)來舉例說明的蔽氨，如果字節(jié)數(shù)不足三個，那么該如何處理帆疟？

• 兩個字節(jié)：兩個字節(jié)共16個二進制位鹉究，依舊按照規(guī)則進行分組。此時總共16個二進制位踪宠，每6個一組自赔，則第三組缺少2位，用0補齊柳琢，得到三個Base64編碼绍妨，第四組完全沒有數(shù)據(jù)則用“=”補上。因此柬脸，上圖中“BC”轉(zhuǎn)換之后為“QKM=”他去；
• 一個字節(jié)：一個字節(jié)共8個二進制位，依舊按照規(guī)則進行分組倒堕。此時共8個二進制位灾测，每6個一組，則第二組缺少4位垦巴，用0補齊媳搪，得到兩個Base64編碼，而后面兩組沒有對應數(shù)據(jù)骤宣，都用“=”補上秦爆。因此，上圖中“A”轉(zhuǎn)換之后為“QQ==”憔披；

注意事項

• 大多數(shù)編碼都是由字符串轉(zhuǎn)化成二進制的過程等限，而Base64的編碼則是從二進制轉(zhuǎn)換為字符串。與常規(guī)恰恰相反芬膝，
• Base64編碼主要用在傳輸望门、存儲、表示二進制領域蔗候，不能算得上加密怒允，只是無法直接看到明文埂软。也可以通過打亂Base64編碼來進行加密锈遥。
• 中文有多種編碼（比如：utf-8纫事、gb2312、gbk等）所灸，不同編碼對應Base64編碼結(jié)果都不一樣丽惶。

轉(zhuǎn)自：https://blog.csdn.net/wo541075754/article/details/81734770