Base64编码
原文地址:https://blog.****.net/goodlixueyong/article/details/52132250
X.509公钥证书也好,电子邮件数据也好,经常要用到Base64编码,那么为什么要作一下这样的编码呢?
我们知道在计算机中任何数据都是按ascii码存储的,而ascii码的128~255之间的值是不可见字符。而在网络上交换数据时,比如说从A地传到B地,往往要经过多个路由设备,由于不同的设备对字符的处理方式有一些不同,这样那些不可见字符就有可能被处理错误,这是不利于传输的。所以就先把数据先做一个Base64编码,统统变成可见字符,这样出错的可能性就大降低了。
对证书来说,特别是根证书,一般都是作Base64编码的,因为它要在网上被许多人下载。电子邮件的附件一般也作Base64编码的,因为一个附件数据往往是有不可见字符的。
简单来将,Base64就是一种用64个Ascii字符来表示任意二进制数据的方法。主要用于将不可打印的字符转换成可打印字符,或者简单的说将二进制数据编码成Ascii字符。Base64是网络上最常用的传输8bit字节数据的编码方式之一。
Base64的原理其实很简单,首先,需要准备一个包含64个字符的表格(如下表),0~63分别对应了唯一一个字符,比如18对应的是S。
然后,对二进制数据进行处理,每3个字节一组,一共3x8=24bit,将这24bit划分为4组,每组正好6个bit,6bit的数据刚好可以表示0~63的范围,也就可以对应上表的64个字符。这样我们就得到了4个数字作为索引,然后查表获得相应的4个字符,就得到了编码后的字符串。下表将整个处理的过程描述的很清楚。
文本 | M | a | n | |||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ASCII编码 | 77 | 97 | 110 | |||||||||||||||||||||
二进制位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
索引 | 19 | 22 | 5 | 46 | ||||||||||||||||||||
Base64编码 | T | W | F | u |
所以,Base64编码会把3字节的二进制数据编码为4字节的文本数据,长度增加为原来的4/3。如果要编码的二进制数据不是3的倍数,最后会剩下1个或2个字节怎么办?此时,需在原数据后面添加1个或2个零值字节,使其字节数是3的倍数。然后,在编码后的字符串后面添加1个或2个等号“=”,表示所添加的零值字节数。解码的时候,会自动去掉。
下面来看一下Base64编码的优缺点。
优点:可以将二进制数据转换成可打印字符,方便传输数据;对数据进行简单的加密,肉眼安全。
缺点:内容编码后的体积会变大,编码和解码需要额外的工作量。
它的使用场景有很多,比如将图片等资源文件以Base64编码形式直接放于代码中,使用的时候反Base64后转换成Image对象使用;有些文本协议不支持不可见字符的传递,只能转换成可见字符来传递信息。有时在一些特殊的场合,大多数消息是纯文本的,偶尔需要用这条纯文本通道传一张图片之类的情况发生的时候,就会用到Base64,比如多功能Internet 邮件扩充服务(MIME)就是用Base64对邮件的附件进行编码的。