Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一

Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一，大家可以查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的详细规范。Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采用了Base64来将一个较长的唯一标识符（一般为128-bit的UUID）编码为一个字符串，用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用Base64编码具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。

外文名

base64

属性

编码方式

应用

用于传输8Bit字节代码

定义

8Bit字节代码的编码方式之一

可用于

在HTTP环境下传递较长的标识信息

特性

Base64编码具有不可读性

Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采用了Base64来将一个较长的唯一标识符（一般为128-bit的UUID）编码为一个字符串，用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用Base64编码不仅比较简短，同时也具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。

然而，标准的Base64并不适合直接放在URL里传输，因为URL编码器会把标准Base64中的“/”和“+”字符变为形如“%XX”的形式，而这些“%”号在存入数据库时还需要再进行转换，因为ANSI SQL中已将“%”号用作通配符。

为解决此问题，可采用一种用于URL的改进Base64编码，它不仅在末尾填充'='号，并将标准Base64中的“+”和“/”分别改成了“-”和“_”，这样就免去了在URL编解码和数据库存储时所要作的转换，避免了编码信息长度在此过程中的增加，并统一了数据库、表单等处对象标识符的格式。

另有一种用于正则表达式的改进Base64变种，它将“+”和“/”改成了“!”和“-”，因为“+”,“*”以及前面在IRCu中用到的“[”和“]”在正则表达式中都可能具有特殊含义。

此外还有一些变种，它们将“+/”改为“_-”或“._”（用作编程语言中的标识符名称）或“.-”（用于XML中的Nmtoken）甚至“_:”（用于XML中的Name）。

其他应用

Mozilla Thunderbird和Evolution用Base64来保密电子邮件密码

Base64 也会经常用作一个简单的“加密”来保护某些数据，而真正的加密通常都比较繁琐。

垃圾讯息传播者用Base64来避过反垃圾邮件工具，因为那些工具通常都不会翻译Base64的讯息。

在LDIF档案，Base64用作编码字串。

3简介编辑

标准的Base64并不适合直接放在URL里传输，因为URL编码器会把标准Base64中的“/”和“+”字符变为形如“%XX”的形式，而这些“%”号在存入数据库时还需要再进行转换，因为ANSI SQL中已将“%”号用作通配符。

为解决此问题，可采用一种用于URL的改进Base64编码，它在末尾填充'='号，并将标准Base64中的“+”和“/”分别改成了“-”和“_”，这样就免去了在URL编解码和数据库存储时所要作的转换，避免了编码信息长度在此过程中的增加，并统一了数据库、表单等处对象标识符的格式。

此外还有一些变种，它们将“+/”改为“_-”或“._”（用作编程语言中的标识符名称）或“.-”（用于XML中的Nmtoken）甚至“_:”（用于XML中的Name）。

Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节（3*8 = 4*6 = 24），然后把6Bit再添两位高位0，组成四个8Bit的字节，也就是说，转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。

规则

关于这个编码的规则：

①.把3个字符变成4个字符。

②每76个字符加一个换行符。

③.最后的结束符也要处理。

例子（1）

转换前 11111111, 11111111, 11111111 （二进制）

转换后 00111111, 00111111, 00111111, 00111111 （二进制）

上面的三个字节是原文，下面的四个字节是转换后的Base64编码，其前两位均为0。

转换后，我们用一个码表来得到我们想要的字符串（也就是最终的Base64编码），这个表是这样的：（摘自RFC2045）

转换表

Table 1: The Base64 Alphabet

索引	对应字符	索引	对应字符	索引	对应字符	索引	对应字符
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

例子（2）

转换前 10101101,10111010,01110110

转换后 00101011, 00011011 ,00101001 ,00110110

十进制 43 27 41 54

对应码表中的值 r b p 2

所以上面的24位编码，编码后的Base64值为 rbp2

解码同理，把 rbq2 的二进制位连接上再重组得到三个8位值，得出原码。

（解码只是编码的逆过程，有关MIME的RFC还有很多，如果需要详细情况请自行查找。）

第一个字节，根据源字节的第一个字节处理。

规则：源第一字节右移两位，去掉低2位，高2位补零。

既：00 + 高6位

第二个字节，根据源字节的第一个字节和第二个字节联合处理。

规则如下，第一个字节高6位去掉然后左移四位，第二个字节右移四位

即：源第一字节低2位 + 源第2字节高4位

第三个字节，根据源字节的第二个字节和第三个字节联合处理，

规则第二个字节去掉高4位并左移两位（得高6位），第三个字节右移6位并去掉高6位（得低2位），相加即可

第四个字节，规则，源第三字节去掉高2位即可

//用更接近于编程的思维来说，编码的过程是这样的：

//第一个字符通过右移2位获得第一个目标字符的Base64表位置，根据这个数值取到表上相应的字符，就是第一//个目标字符。

//然后将第一个字符与0x03(00000011)进行与(&)操作并左移4位,接着第二个字符右移4位与前者相或(|)，即获得第二个目标字符。

//再将第二个字符与0x0f(00001111)进行与(&)操作并左移2位,接着第三个字符右移6位与前者相或(|)，获得第三个目标字符。

//最后将第三个字符与0x3f(00111111)进行与(&)操作即获得第四个目标字符。

//在以上的每一个步骤之后，再把结果与 0x3F 进行 AND 位操作，就可以得到编码后的字符了。

可是等等……聪明的你可能会问到，原文的字节数量应该是3的倍数啊，如果这个条件不能满足的话，那该怎么办呢？

我们的解决办法是这样的：原文剩余的字节根据编码规则继续单独转(1变2,2变3;不够的位数用0补全)，再用=号补满4个字节。这就是为什么有些Base64编码会以一个或两个等号结束的原因，但等号最多只有两个。因为：

一个原字节至少会变成两个目标字节

所以余数任何情况下都只可能是0，1，2这三个数中的一个。如果余数是0的话，就表示原文字节数正好是3的倍数（最理想的情况）。如果是1的话，转成2个Base64编码字符，为了让Base64编码是4的倍数，就要补2个等号；同理，如果是2的话，就要补1个等号。

4代码实现编辑

BASH版

base64Table=(A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u

v w x y z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 + /);

function str2binary() {

idx=0;

for((i=0; i<${#str}; i++)); do

dividend=$(printf "%d" "'${str:i:1}");

for((j=0;j<8;j++)); do

let idx=8*i+7-j;

let bin[$idx]=$dividend%2;

dividend=$dividend/2;

done;

let idx=${#str}*8;

for((i=0; i<appendEqualCnt*2; i++)); do

let bin[$idx]=0;

let idx++;

done;

}

function calcBase64() {

for((i=0; i<${#bin[*]}/6; i++)); do

sum=0;

for((j=0; j<6; j++)); do

let idx=i*6+j;

let n=6-1-j;

let sum=sum+${bin[$idx]}*2**n;

done;

echo -n ${base64Table[$sum]};

done

}

declare -a bin

function base64Encode() {

read -p "please enter ASCII string:" str;

let appendZero=${#str}*8%6;

let bits=${#str}*8;

appendEqualCnt=0;

if [[ $appendZero -ne 0 ]]; then

let appendEqualCnt=(6-$appendZero)/2;

fi

str2binary;

calcBase64;

if [[ $appendEqualCnt -eq 2 ]]; then

echo -n "==";

elif [[ $appendEqualCnt -eq 1 ]]; then

echo -n "=";

fi

echo;

}

Java版

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//模板类模板类写好了再按思路写个实现就可以了

publicinterfaceBase64{

/**

*根据传进来的字符的字节码，查询base64码表的索引，并返回所查到的索引

*

*@paramb一个编码后的字节码

*@return返回base64码表的索引

*/

publicabstractbytebaseIndex(byteb);

/**

*解码的方法

*传进来的是编码后的base64字符的字节码

*解析时是4个一组进行解析

*@paramb编码后的字符的字节码数组

*@return返回原来的字符串

*/

publicabstractStringbackEncode(byte[]b);

/**

*解码

*将4个字节码中的第1个的后6位（00xxxxxx）和第2个

*字节的前4位的后2位（00yy0000）

*还原为原来的字节码（xxxxxxyy）

*

*@paramfirst4个字节码中的第1个

*@paramsecond4个字节码中的第2个

*@return原来的字符的字节码

*/publicabstractbytebackFirst(bytefirst,bytesecond);

/**

*解码

*将4个字节码中的第2个的后4位（0000xxxx）和第3个

*字节的前6位的后4位（00yyyy00）

*还原为原来的字节码（xxxxyyyy）

*@paramsecond4个字节码中的第2个

*@paramthird4个字节码中的第3个

*@return原来的字符的字节码

*/

publicabstractbytebackSecond(bytesecond,bytethird);

/**

*解码

*将4个字节码中的第3个的后2位（000000xx）和第4个

*字节的后6位（00yyyyyy）

*还原为原来的字节码（xxyyyyyy）

*@paramthird传进来的第3个字符

*@paramfourth传进来的第4个字符

*@return原来的字符的字节码

*/publicabstractbytebackThird(bytethird,bytefourth);

/**

*解码

*将编码后的字符串数组的最后2个字节码还原为原来的字节码

*假如数组末尾剩下2个字节：

*将倒数第2个字节的前后6位(00xxxxxx)

*和倒数第一个字节的后2位(000000yy)

*还原为原来的编码（xxxxxxyy）

*假如数组末尾剩下3个字节：

*将倒数第2个字节的前后4位(0000xxxx)

*和倒数第一个字节的后4位(0000yyyy)

*还原为原来的编码（xxxxyyyy）

*@paramlast_b倒数第2个字节

*@paramnext_b倒数第1个字节

*@parammove_l倒数第2个字节移动位数的参数

*@parammove_b倒数第1个字节移动位数的参数

*@return原来的字符的字节码

*/

publicbytebackLastOne(bytelast_b,bytenext_b,intmove_l,intmove_b);

/**

*编码

*将传进来的字符编码为base64，返回一个base64的字符串

*编码时3个字节一组进行编码，传进来的是要进行编码的字符串数组

*@paramb要进行编码的字符串数组

*@return编码后的字符串

*/

publicabstractStringencode(byte[]b);

/**

*假如字符长度%3！=0，使用此方法编码末尾字符

*假如b=xxxxyyyy

*假如末尾字节个数等于1：

*将这个字节的前6位作为一个字节(00xxxxyy)

*将这个字节的后6位作为一个字节(00xxyyyy)

*假如末尾字节个数等于2：

*将这个字节的后6位作为一个字节(00xxyyyy)

*@paramb末尾的字符的字节码

*@parammove末尾的字符的字节码要移动的位数的参数

*@return编码后的字节码

*/

publicabstractbytelastOneByte(byteb,intmove);

/**

*编码

*假如b=xxxxyyyy

*将第1个字节的前6位编码为base64

*将3个字节中的第1个子节码转为（00xxxxyy）

*@paramb3个字节中的第1个字节

*@return编码后的字节码

*/

publicabstractbytefirstByte(byteb);

/**

*编码

*假如last_b=xxxxyyyynext_b=kkkkffff

*将3个字节中的第1个字节的最后2位（000000yy）

*和第2个字节的前4位（kkkk0000）编码为（00yykkkk）

*

*@paramlast_b3个字节中的第1个字节

*@paramnext_b3个字节中的第2个字节

*@return编码后的字节码

*/

publicabstractbytesecondByte(bytelast_b,bytenext_b);

/**

*编码

*假如last_b=xxxxyyyynext_b=kkkkffff

*将3个字节中的第2个字节的最后4位（0000yyyy）

*和第4个字节的前2位（kk000000）编码为（00yyyykk）

*

*@paramlast_b3个字节中的第2个字节

*@paramnext_b3个字节中的第3个字节

*@return编码后的字节码

*/

publicabstractbytethirdByte(bytelast_b,bytenext_b);

/**

*编码

*假如b=xxxxyyyy

*将3个字节中的第3个字节的最后6位（00xxyyyy）

*转码为（00xxyyyy）

*@paramb3个字节中的第3个字节

*@return编码后的字节码

*/

publicabstractbytefourthByte(byteb);

}

======================以下是实现类代码=====================分界线======

importjava.util.Enumeration;

importjava.util.Vector;

publicclassMyBase64EncoderimplementsBase64{

/**

*base64码表

*/

privatestaticfinalbytebase[]={0x41,0x42,0x43,0x44,0x45,0x46,

0x47,0x48,0x49,0x4a,0x4b,0x4c,0x4d,0x4e,0x4f,0x50,0x51,

0x52,0x53,0x54,0x55,0x56,0x57,0x58,0x59,0x5a,0x61,0x62,

0x63,0x64,0x65,0x66,0x67,0x68,0x69,0x6a,0x6b,0x6c,0x6d,

0x6e,0x6f,0x70,0x71,0x72,0x73,0x74,0x75,0x76,0x77,0x78,

0x79,0x7a,0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,

0x39,0x2b,0x2f};

@Override

publicbytebaseIndex(byteb){

for(inti=0;i<base.length;i++){

if(base[i]==b){

return(byte)i;

}

return-1;

}

@Override

publicStringbackEncode(byte[]b){

StringBuffersb=newStringBuffer();

Vector<Byte>list=newVector<Byte>();

intreal_len=b.length;

intlen=real_len-2;

intmore_len=len&3;

intuse_len=len-more_len;

for(inti=0;i<use_len;i+=4){

list.add(backFirst(baseIndex(b[i]),baseIndex(b[i+1])));

list.add(backSecond(baseIndex(b[i+1]),baseIndex(b[i+2])));

list.add(backThird(baseIndex(b[i+2]),baseIndex(b[i+3])));

}

Enumeratione=list.elements();

bytebytes[]=newbyte[list.size()];

intk=-1;

while(e.hasMoreElements()){

bytes[++k]=(Byte)e.nextElement();

}

sb.append(newString(bytes));

if(more_len==2){

byteb_1[]=newbyte[1];

b_1[0]=backLastOne(baseIndex(b[len-2]),baseIndex(b[len-1]),2,6);

sb.append(newString(b_1));

}

if(more_len==3){

byteb_2[]=newbyte[2];

b_2[0]=backFirst(baseIndex(b[len-3]),baseIndex(b[len-2]));

b_2[1]=backLastOne(baseIndex(b[len-2]),baseIndex(b[len-1]),4,4);

sb.append(newString(b_2));

}

returnsb.toString();

}

@Override

publicbytelastOneByte(byteb,intmove){

intr_b=b&0xff;

r_b=r_b<<move;

r_b=r_b>>>2;

return(byte)(r_b&0x3f);

}

@Override

publicbytebackLastOne(bytelast_b,bytenext_b,intmove_l,intmove_b){

intr_l=last_b&0xff;

intr_n=next_b&0xff;

r_l=r_l<<move_l;

r_n=r_n<<move_b;

r_n=r_n>>>move_b;

return(byte)((r_l|r_n)&0xff);

}

@Override

publicbytebackFirst(bytefirst,bytesecond){

intr_f=first&0xff;

intr_s=second&0xff;

r_f=r_f<<2;

r_s=r_s>>>4;

return(byte)((r_f|r_s)&0xff);

}

@Override

publicbytebackSecond(bytesecond,bytethird){

intr_s=second&0xff;

intr_t=third&0xff;

r_s=r_s<<4;

r_t=r_t>>>2;

return(byte)((r_s|r_t)&0xff);

}

@Override

publicbytebackThird(bytethird,bytefourth){

intr_t=third&0xff;

intr_f=fourth&0xff;

r_t=r_t<<6;

return(byte)((r_t|r_f)&0xff);

}

@Override

publicStringencode(byte[]b){

StringBuffersb=newStringBuffer();

intlen=b.length;

intmore_len=len%3;

intuse_len=len-more_len;

byte[]bytes=newbyte[4];

for(inti=0;i<use_len;i+=3){

bytes[0]=base[firstByte(b[i])];

bytes[1]=base[secondByte(b[i],b[i+1])];

bytes[2]=base[thirdByte(b[i+1],b[i+2])];

bytes[3]=base[fourthByte(b[i+2])];

sb.append(newString(bytes));

}

if(more_len==1){

byteb_2[]=newbyte[2];

b_2[0]=base[firstByte(b[len-1])];

b_2[1]=base[lastOneByte(b[len-1],6)];

sb.append(newString(b_2));

returnsb.append("==").toString();

}elseif(more_len==2){

byteb_3[]=newbyte[3];

b_3[0]=base[firstByte(b[len-2])];

b_3[1]=base[secondByte(b[len-2],b[len-1])];

b_3[2]=base[lastOneByte(b[len-1],4)];

sb.append(newString(b_3));

returnsb.append("=").toString();

}

returnsb.toString();

}

@Override

publicbytefirstByte(byteb){

//00000000000000000000000001010011

//01010011

intr_f=b&0xff;

r_f=r_f>>>2;

return(byte)(r_f&0x3f);

}

@Override

publicbytesecondByte(bytelast_b,bytenext_b){

intr_l=last_b&0xff;

intr_n=next_b&0xff;

r_l=r_l<<6;

r_l=r_l>>>2;

r_n=r_n>>>4;

return(byte)((r_l|r_n)&0x3f);

}

@Override

publicbytethirdByte(bytelast_b,bytenext_b){

intr_l=last_b&0xff;

intr_n=next_b&0xff;

r_l=r_l<<4;

r_l=r_l>>>2;

r_n=r_n>>>6;

return(byte)((r_l|r_n)&0x3f);

}

@Override

publicbytefourthByte(byteb){

intr_b=b&0xff;

r_b=r_b<<2;

r_b=r_b>>>2;

return(byte)(r_b&0x3f);

}

PHP版

[下列代码仅在GBK中实现，UTF8代码请把 if($button=="迅雷地址->普通地址") echo substr(base64_decode(str_ireplace("thunder://","",$txt1)),2,-2); 这句改为if($button=="迅雷地址->普通地址") echo substr(mb_convert_encoding(base64_decode(str_ireplace("thunder://","",$txt1))),2,-2); 并把charset=gb2312改为charset=utf-8]

<?php

$txt1=trim($_POST['text1']);

$txt2=trim($_POST['text2']);

$txt3=trim($_POST['text3']);

$button=$_POST['button'];

?>

<!DOCTYPEHTMLPUBLIC"-//W3C//DTDHTML4.0Transitional//EN">

<html>

<head>

<title>迅雷和FlashGet,QQ旋风地址地址转换工具</title>

<metahttp-equiv="Content-Type"content="text/html;charset=gb2312">

<metacontent="迅雷,FlashGet,地址转换,"name="keywords">

</head>

<body>

<formname="form1"method="post"action="">

<hrsize="1">

<h3>迅雷转换</h3>

<P>转换地址：

<inputname="text1"value="<?phpecho$txt1;?>"type="text"style="width:516px;"/></P>

<P>转换后的：

<inputtype="text"value="<?php

if($button=="普通地址->迅雷地址")echo"thunder://".base64_encode("AA".$txt1."ZZ");

if($button=="迅雷地址->普通地址")echosubstr(base64_decode(str_ireplace("thunder://","",$txt1)),2,-2);

?>"style="width:516px;"/></P>

<P>

<inputtype="submit"name="button"value="普通地址->迅雷地址"/>

<inputtype="submit"name="button"value="迅雷地址->普通地址"/></P>

<h3>FlashGet转换</h3>

<P>FlashGet地址：

<inputname="text2"value="<?phpecho$txt2;?>"type="text"style="width:516px;"/></P>

<P>转换后地址：

<inputtype="text"value="<?php

if($button=="普通地址->FlashGet地址")echo"flashget://".base64_encode($txt2);

if($button=="FlashGet地址->普通地址")echostr_ireplace("[FLASHGET]","",base64_decode(str_ireplace("flashget://","",$txt2)));

?>"style="width:516px;"/></P>

<P>

<inputtype="submit"value="普通地址->FlashGet地址"name="button"/>

<inputtype="submit"value="FlashGet地址->普通地址"name="button"/></P>

<h3>QQ旋风转换</h3>

<P>QQ旋风地址：

<inputname="text3"value="<?phpecho$txt3;?>"type="text"style="width:516px;"/></P>

<P>转换后地址：

<inputtype="text"value="<?php

if($button=="普通地址->QQ旋风")echo"qqdl://".base64_encode($txt3);

if($button=="QQ旋风->普通地址")echobase64_decode(str_ireplace("qqdl://","",$txt3));

?>"style="width:516px;"/></P>

<P>

<inputtype="submit"value="普通地址->QQ旋风"name="button"/>

<inputtype="submit"value="QQ旋风->普通地址"name="button"/></P>

</form>

</body>

</html>