Base64編碼-作用

原文地址:http://blog.csdn.net/benbenxiongyuan/article/details/7756912

Base64編碼的作用:由于某些系統(tǒng)中只能使用ASCII字符。Base64就是用來將非ASCII字符的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ASCII字符的一種方法。它使用下面表中所使用的字符與編碼。

而且base64特別適合在http,mime協(xié)議下快速傳輸數(shù)據(jù)。

base64其實(shí)不是安全領(lǐng)域下的加密解密算法。雖然有時(shí)候經(jīng)??吹剿^的base64加密解密。其實(shí)base64只能算是一個(gè)編碼算法,對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行編碼來適合傳輸。雖然base64編碼過后原文也變成不能看到的字符格式,但是這種方式很初級(jí),很簡單。

Base64編碼方法要求把每三個(gè)8Bit的字節(jié)轉(zhuǎn)換為四個(gè)6Bit的字節(jié),其中,轉(zhuǎn)換之后的這四個(gè)字節(jié)中每6個(gè)有效bit為是有效數(shù)據(jù),空余的那兩個(gè) bit用0補(bǔ)上成為一個(gè)字節(jié)。因此Base64所造成數(shù)據(jù)冗余不是很嚴(yán)重,Base64是當(dāng)今比較流行的編碼方法,因?yàn)樗幤饋硭俣瓤於液唵?/p>

舉個(gè)例子,有三個(gè)字節(jié)的原始數(shù)據(jù):aaaaaabb bbbbccccc ccdddddd(這里每個(gè)字母表示一個(gè)bit位)

那么編碼之后會(huì)變成:      00aaaaaa 00bbbbbb 00cccccc 00dddddd

所以可以看出base64編碼簡單,雖然編碼后不是明文,看不出原文,但是解碼也很簡單

各位看官應(yīng)該都是資深的網(wǎng)蟲了,小弟斗膽在此問問大家,平時(shí)上網(wǎng)時(shí),除了泡MM、到論壇灌水、扔版磚……之外,進(jìn)行的最多的是什么活動(dòng)?對(duì)了,你一定會(huì)說:是收發(fā)電子郵件?。ㄕl敢說自己沒收/發(fā)過電子郵件的?拉出去槍斃了!?。?br> 收 /發(fā)E-mail的時(shí)候有一個(gè)安全性的問題--假想一下,你花了一整天時(shí)間給系花寫的情書,在發(fā)送的過程中被隔壁宿舍張三那小子截獲了(難道他是黑 客??),更糟的是他是你的情敵啊……天,后果不堪設(shè)想??!因此,我們必須有一種比較可靠的加密方法,能夠?qū)﹄娮余]件的明文進(jìn)行轉(zhuǎn)換,至少要得出一個(gè)無法 被別人一眼就看出內(nèi)容來的東西,而且編碼/解碼的速度還要足夠快。(這時(shí)你可以再假想一下啦,張三那家伙截獲了你的肉麻情書,可是他一看:“咦?怎么亂七 八糟的?垃圾郵件?。 ?-這樣一來你不就逃過大難了??。?/p>

Base64就是在這種背景下產(chǎn)生的加密方法。它的特點(diǎn)是:1、速度非??臁?、能夠?qū)⒆址瓵轉(zhuǎn)換成字符串B,而且如果你光看字符串B,是絕對(duì)猜不出字符串A的內(nèi)容來的。不信嗎?讓我們來看看下面這串東西:

xOO6w6Osu7bTrbniwdnAz8LetcTnzbfXzOy12KOh

呵呵,是什么啊?猜出來了嗎?其實(shí)它就是下面這段文字經(jīng)過Base64編碼產(chǎn)生的東東:

你好,歡迎光臨老羅的繽紛天地!

介紹說完啦,讓我們開始探討實(shí)質(zhì)性的東西。

Base64是網(wǎng)絡(luò)上最常見的用于傳輸8Bit字節(jié)代碼的編碼方式之一,大家可以查看RFC2045~RFC2049,上面有MIME的詳細(xì)規(guī)范。

Base64要求把每三個(gè)8Bit的字節(jié)轉(zhuǎn)換為四個(gè)6Bit的字節(jié)(38 = 46 = 24),然后把6Bit再添兩位高位0,組成四個(gè)8Bit的字節(jié),也就是說,轉(zhuǎn)換后的字符串理論上將要比原來的長1/3。

這樣說會(huì)不會(huì)太抽象了?不怕,我們來看一個(gè)例子:

轉(zhuǎn)換前 aaaaaabb ccccdddd eeffffff
轉(zhuǎn)換后 00aaaaaa 00bbcccc 00ddddee 00ffffff

應(yīng)該很清楚了吧?上面的三個(gè)字節(jié)是原文,下面的四個(gè)字節(jié)是轉(zhuǎn)換后的Base64編碼,其前兩位均為0。

轉(zhuǎn)換后,我們用一個(gè)碼表來得到我們想要的字符串(也就是最終的Base64編碼),這個(gè)表是這樣的:(摘自RFC2045)

Table 1: The Base64 Alphabet

value Encoding value Encoding value Encoding value Encoding
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 (pad) =
15 P 32 g 49 x
16 Q 33 h 50 y

讓我們?cè)賮砜匆粋€(gè)實(shí)際的例子,加深印象!

轉(zhuǎn)換前 10101101 10111010 01110110
轉(zhuǎn)換后 00101011 00011011 00101001 00110110
十進(jìn)制 43 27 42 54
對(duì)應(yīng)碼表中的值 r b q 2

所以上面的24位編碼,編碼后的Base64值為 rbq2
解碼同理,把 rbq2 的二進(jìn)制位連接上再重組得到三個(gè)8位值,得出原碼。
(解碼只是編碼的逆過程,在此我就不多說了,另外有關(guān)MIME的RFC還是有很多的,如果需要詳細(xì)情況請(qǐng)自行查找。)

用更接近于編程的思維來說,編碼的過程是這樣的:

第一個(gè)字符通過右移2位獲得第一個(gè)目標(biāo)字符的Base64表位置,根據(jù)這個(gè)數(shù)值取到表上相應(yīng)的字符,就是第一個(gè)目標(biāo)字符。
然后將第一個(gè)字符左移6位加上第二個(gè)字符右移4位,即獲得第二個(gè)目標(biāo)字符。
再將第二個(gè)字符左移4位加上第三個(gè)字符右移6位,獲得第三個(gè)目標(biāo)字符。
最后取第三個(gè)字符的右6位即獲得第四個(gè)目標(biāo)字符.

So easy! That’s all!!!

可是等等……聰明的你可能會(huì)問到,原文的字節(jié)數(shù)量應(yīng)該是3的倍數(shù)啊,如果這個(gè)條件不能滿足的話,那該怎么辦呢?

我們的解決辦法是這樣的:原文的字節(jié)不夠的地方可以用全0來補(bǔ)足,轉(zhuǎn)換時(shí)Base64編碼用=號(hào)來代替。這就是為什么有些Base64編碼會(huì)以一個(gè)或兩個(gè)等號(hào)結(jié)束的原因,但等號(hào)最多只有兩個(gè)。因?yàn)椋?/p>

余數(shù) = 原文字節(jié)數(shù) MOD 3

所以余數(shù)任何情況下都只可能是0,1,2這三個(gè)數(shù)中的一個(gè)。如果余數(shù)是0的話,就表示原文字節(jié)數(shù)正好是3的倍數(shù)(最理想的情況啦)。如果是1的話,為了讓Base64編碼是4的倍數(shù),就要補(bǔ)2個(gè)等號(hào);同理,如果是2的話,就要補(bǔ)1個(gè)等號(hào)。

講到這里,大伙兒應(yīng)該全明白了吧?如果還有不清楚的話就返回去再仔細(xì)看看,其實(shí)不難理解的。

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