(转)base64编码是怎么工作的?

按:在PHP中级班的课堂上,有位同学问这样一个问题:
“我在用 base64_encode 对用户名进行编码时,会出来等号,是不是可以去掉?”
跟我来看完这篇文章,答案即揭晓.

1: 为什么需要base64?

ASCII码一共规定了128个字符的编码,这128个符号,范围在[0,127]之间.
其中,[0,31],及127, 33个属于不可打印的控制字符.

在电子邮件传输信息时,有些邮件网关会把[0,31]这些控制字符给悄悄清除.
还有的早期程序,收到[128,255]之间的国际字符时,甚至会发生错误.

如何在不同邮件网关之间安全的传输控制字符,国际字符,甚至二进制文件?
于是作为MIME多媒体电子邮件标准的一部分—base64被开发出来.

2: 一句话说完base64怎么工作的?

把N字节的内容对应的8*N位, 每6位砍成1段,得到 (8*N)/6 个单元,
每个单元的值,都在[0,63]之间,再把其值对应1个ascii字符,拼接起来,OK!

base64_encode(’PHP’) ==> ‘UEhQ’, 编码过程如下:

3: 如果每6位砍成1段,但不能整除,余下2个位或4位怎么办?

用”0″来补至6位, 并再次转化为”base64字符表”中的某个字符.

然后,再用”=”字符当做6个位,继续填充,直至总位数能被8带整除.

字符串	二进制序列(红字为填充位)	编码结果
PHP	010100 000100 100001 010000	UEhQ
it	011010 010111 0100 00 xxxxxx	aXQ=
bool	011000 100110 111101 101111 011011 00 0000 xxxxxx xxxxxx	Ym9vbA==

4:base64表示图片

通过上面的演示,可以看出,base64也可以编码二进制文件,如邮件中的图片和附件.
编码后,我们可以在网页或邮件的源码里,直接体现此图片,
而不必把图片放在服务器上,引用其链接.

用例:base64(’abc.png’) ==> ‘encoded-result’;
则在网页中, <img src=”data:image/png;base64,encoded-result” />

看到下面这个5角星了吗? 右键看源码,就会发现图片是一串字符串 

5: base64编码后字节的变化

很容易推算出, 编码后,每6个位变成8个位.
因此,编码后字节约比编码前多33%.

6: base64串结尾的”=”可以去掉吗?

从上面的编码规则可以反推出, 在base64解码的过程中, 要清除掉结尾处的等号,
然后再反查”base64索引与字母对照表”,转换成原始的字节序列.

那么,去掉尾部的等号,并没有丢失原始信息,但结构变得不规范.
解码前是否判断完整性,这取决于你的应用程序.

实测PHP中的base64_decode函数,并不检测尾部的等号是否完整.

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