Atitit.Base64编码原理与实现设计

Atitit.Base64编码原理与实现设计

1. Base64编码1

1.1. 为什么要用自己的base64编码方案1

2. Base64编码由来1

3. Base64编码原理1

3.1. 具体来说，转换方式可以分为四步：2

3.2. 注意2

3.3. Padding3

4. URL安全的Base64编码3

1. Base64编码

1.1. 为什么要用自己的base64编码方案

防止apache codec  jdk的jar冲突。

2. Base64编码由来

Base64最早是用来解决电子邮件的传输问题。

传统的电子邮件是1982年定下技术规范的，详见rfc0822。该规范的一个重要特点，就是规定电子邮件只能使用ASCII可打印字符。这就导致非英语字符或二进制文件（比如图片）不同通过电子邮件进行传输了。

作者::  ★(attilax)>>>   绰号:老哇的爪子 （ 全名：：Attilax Akbar Al Rapanui 阿提拉克斯 阿克巴 阿尔 拉帕努伊 ） 汉字名：艾龙，  EMAIL:1466519819@qq.com

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3. Base64编码原理

简单来说, Base64编码就是从ASCII码中选出64个字符----大写字母A-Z、小写字母a-z、数字0-9、符号"+"、"/"（再加上作为填充字符的"="，实际上是65个字符），作为一个基本字符集。然后，其他所有符号都转换成这个字符集中的字符。

3.1. 具体来说，转换方式可以分为四步：

1. 将每三个字节分成一组，一共24个二进制位：3*8=24

2. 将这24个二进制位分成4组，每组有6个二进制位：24/4=6

3. 在每组前加两00，扩展成32个二进制位，即4个字节：4*(6+2)=32

4.

根据下面的编码表，得到扩展后每个字节的对应符号，就是Base64的编码值

5.

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

6.

3.2. 注意

1. 因为转换后的每个字符的最高两位都是0，所以实际有效位数是6位，也就是2⁶=64个字符就可以覆盖所有的编码。

2. 如果剩下的字符不足3个字节，则用0填充，输出字符使用"="，因此编码后输出的文本末尾可能会出现1或2个"="。

3. 因为Base64将3个字节转化成4个字节，因此Base64编码后的文本，会比原文本大出三分之一左右。

3.3. Padding

Base64是三个字节(Bytes)作为一组(24-bit block)的编码转换，如果字节数不是三的倍数，那么就会出最后一组只有一个或者两个字节的情况，按下面的规则处理:

1. 一个字节的情况：将这一个字节的8个二进制位，按照每组6个二进制位转成二组，最后一组除了前面加二个0以外，后面再加4个0。这样得到一个二位的Base64编码，再在末尾补上两个"="号。

2. 二个字节的情况：将这二个字节的一共16个二进制位，按每组6个二进制位转成三组，最后一组除了前面加两个0以外，后面也要加两个0。这样得到一个三位的Base64编码，再在末尾补上一个"="号。

参考base64架构图片

4. URL安全的Base64编码

由于‘+’,‘/’两个字符在URL中有特殊含义，将Base64编码后的数据在通过URL传输时需要通过URL编码进行转义，但是这样子会导致URL无意义的变长，而且多了一个URL编解码步骤。为了避免这个问题，出现了一种用于URL的改进Base64编码变种，它其实就是简单的把标准Base64中的'+'和'/'分别改成了'-'和'_'。对于填充字符'='，有些变种是把它直接去掉，有些则是把它替换成'.'。

Base64编码学习笔记 - 简书.html