第二章 Base64与URLBase64

2.1、算法基本规则：

• 加密的算法公开
• 加密的密钥不公开

Base64算法公开、密钥也公开的特性不符合基本算法规则，所以很容易被破解，所以一般不用于企业级的加密操作。

注意：具体的算法与密钥（对于Base64来讲，是一张字符映射表）可在《Java加密与解密的艺术（第2版）》第5章“电子邮件传输算法--Base64”中查看

2.2、应用场景

• 简单加密（加密要求不高的情况下，即一眼看不穿的那种情况下使用）
• 加密（改造字符映射表，即私藏秘钥）
• 电子邮件传输（邮件内容使用Base64加密，实际上主要是处理中文问题的）
• 网络数据传输（与URLBase64相关，下边会讲）
• 密钥存储（密钥是一段二进制数据，密钥在通信双方的传递过程：甲方将密钥采用Base64编码，写入文档，通过安全途径（例如线下等）传给乙方，采用Base64存储密钥是为了增强密钥的易读性）
• 数字证书存储
• OpenSSL操作Base64产生数字证书

通常，我们使用Base64最多的情况就是存储密钥。

2.3、Base64实现方式

实现方式有三种：

• Commons Codec（简称“CC”）
• Bouncy Castle（简称“BC”）
• JDK（不推荐使用，当做JDK没实现即可）

其中，最推荐使用Commons Codec。

注意：cc与bc的版本号，还有我实在jdk1.6下边调的

2.3.1、基于CC实现的Base64加解密

第一步：加入jar

第二步：编写代码

 package com.util.base64;

 import java.io.UnsupportedEncodingException;
 import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

 /**
  * 基于Commons Codec的Base64加密
  */
 public class Base64CoderCC {
     private static final String ENCODING = "UTF-8";

     /**
      * 一般Base64加密
      */
     public static String encode(String data) throws UnsupportedEncodingException{
         byte[] encodedByte = Base64.encodeBase64(data.getBytes(ENCODING));
         return new String(encodedByte, ENCODING);
     }

     /**
      * 安全Base64加密
      */
     public static String encodeSafe(String data) throws UnsupportedEncodingException{
         /*
          * 注意：这里采用的encodeBase64(byte[] bytes, boolean arg1)
          * arg1为true时，加密后的字符串每行为76个字符，不论每行够不够76个字符，都要在行尾添加“\r\n”
          */
         byte[] encodedByte = Base64.encodeBase64(data.getBytes(ENCODING),true);
         return new String(encodedByte, ENCODING);
     }

     /**
      * Base64解密
      */
     public static String decode(String data) throws UnsupportedEncodingException{
         byte[] decodedByte = Base64.decodeBase64(data.getBytes(ENCODING));
         return new String(decodedByte, ENCODING);
     }

     /**
      * 测试
      * @param args
      * @throws UnsupportedEncodingException
      */
     public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
         /********************测试一般encode*********************/
         String data = "找一个好姑娘做老婆是我的梦 想！";
         System.out.println("原文-->"+data);
         String encodedStr = Base64CoderCC.encode(data);
         System.out.println("加密后-->"+encodedStr);
         String decodedStr = Base64CoderCC.decode(encodedStr);
         System.out.println("解密后-->"+decodedStr);
         System.out.println(data.equals(decodedStr));
         System.out.println("================================");
         /********************测试安全encode*********************/
         String data2 = "找一个好姑娘做老婆是我的梦 想！找一个好姑娘做老婆是我的梦 想！";
         System.out.println("原文-->"+data2);
         String encodedStr2 = Base64CoderCC.encodeSafe(data2);
         System.out.println("加密后-->"+encodedStr2);
         String decodedStr2 = Base64CoderCC.decode(encodedStr2);
         System.out.println("解密后-->"+decodedStr2);
         System.out.println(data2.equals(decodedStr2));
     }
 }

第三步：测试

上述代码的main()方法。

测试结果：

注意：可以采用debug断点调试来查看每一个变量的值来验证上边的情况。

2.3.2、基于BC实现的Base64加解密算法

对于BC来讲，只有一般Base64加密算法，jar包以及简要代码如下：

 package com.util.base64;

 import java.io.UnsupportedEncodingException;

 import org.bouncycastle.util.encoders.Base64;

 /**
  * 基于Bouncy Castle的Base64加密
  */
 public class Base64CoderBC {
     private static final String ENCODING = "UTF-8";

     /**
      * Base64加密
      */
     public static String encode(String data) throws UnsupportedEncodingException{
         byte[] encodedByte = Base64.encode(data.getBytes(ENCODING));
         return new String(encodedByte, ENCODING);
     }

     /**
      * Base64解密
      */
     public static String decode(String data) throws UnsupportedEncodingException{
         byte[] decodedByte = Base64.decode(data.getBytes(ENCODING));
         return new String(decodedByte, ENCODING);
     }

     /**
      * 测试
      * @param args
      * @throws UnsupportedEncodingException
      */
     public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
         String data = " 找一个好姑娘做老婆是我的梦 想！  ";
         System.out.println("原文-->"+data);
         String encodedStr = Base64CoderBC.encode(data);
         System.out.println("加密后-->"+encodedStr);
         String decodedStr = Base64CoderBC.decode(encodedStr);
         System.out.println("解密后-->"+decodedStr);
         System.out.println(data.equals(decodedStr));
     }
 }

2.4、URLBase64实现方式

一般来讲这种算法仅用于使用get方式传递私密数据和以get方式传递二进制数据。

• commons codec（CC，推荐使用，因为不采用尾部补全，所以数据长度较短，减少了网络传输时间，尾部补全是Base64的）
• bouncy castle（BC）

2.4.1、基于CC实现URLBase64

 package com.util.base64;

 import java.io.UnsupportedEncodingException;
 import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
 /**
  * 基于Commons Codec的URLBase64加密
  */
 public class URLBase64CoderCC {
     private static final String ENCODING = "UTF-8";
     /**
      * URLBase64加密
      */
     public static String encode(String data) throws UnsupportedEncodingException{
         byte[] encodedByte = Base64.encodeBase64URLSafe(data.getBytes(ENCODING));
         return new String(encodedByte, ENCODING);
     }
     /**
      * URLBase64解密
      */
     public static String decode(String data) throws UnsupportedEncodingException{
         byte[] decodedByte = Base64.decodeBase64(data.getBytes(ENCODING));
         return new String(decodedByte, ENCODING);
     }

     /**
      * 测试
      * @param args
      * @throws UnsupportedEncodingException
      */
     public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
         String data = "找一个好姑娘做老婆是我的梦 想！";
         System.out.println("原文-->"+data);
         String encodedStr = URLBase64CoderCC.encode(data);
         System.out.println("加密后-->"+encodedStr);
         String decodedStr = URLBase64CoderCC.decode(encodedStr);
         System.out.println("解密后-->"+decodedStr);
         System.out.println(data.equals(decodedStr));
     }
 }

测试结果自己查看。

2.4.2、基于BC实现URLBase64

 package com.util.base64;

 import java.io.UnsupportedEncodingException;
 import org.bouncycastle.util.encoders.UrlBase64;
 /**
  * 基于BC的URLBase64加密
  */
 public class URLBase64CoderBC {
     private static final String ENCODING = "UTF-8";
     /**
      * URLBase64加密
      */
     public static String encode(String data) throws UnsupportedEncodingException{
         byte[] encodedByte = UrlBase64.encode(data.getBytes(ENCODING));
         return new String(encodedByte, ENCODING);
     }
     /**
      * URLBase64解密
      */
     public static String decode(String data) throws UnsupportedEncodingException{
         byte[] decodedByte = UrlBase64.decode(data.getBytes(ENCODING));
         return new String(decodedByte, ENCODING);
     }

     /**
      * 测试
      * @param args
      * @throws UnsupportedEncodingException
      */
     public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
         String data = "找一个好姑娘做老婆是我的梦 想！";
         System.out.println("原文-->"+data);
         String encodedStr = URLBase64CoderBC.encode(data);
         System.out.println("加密后-->"+encodedStr);
         String decodedStr = URLBase64CoderBC.decode(encodedStr);
         System.out.println("解密后-->"+decodedStr);
         System.out.println(data.equals(decodedStr));
     }
 }

测试结果自己查看加密后的字符串与CC加密后字符串有什么不同。