5、Base64加密算法

来源：互联网发布：上瘾网络剧花絮百度云编辑：程序博客网时间：2024/05/22 15:25

Base64加密算法编码规则

Base64编码的思想是采用64个基本的ASCII码字符对数据进行重新编码。他将需要编码的数据拆分成字节数组，以三个字节为一组。按顺序排列24位数据，再把这24位数据分成四组，即每组6位。再在每组的最高位前补两个0凑足一个字节。这样就把一个3字节为一组的数据重新编码成了4个字节。当所要编码的数据的字节数不是3的整数倍，也就是说在分组时最后一组不足3个字节。这时在最后一组填充1到2个0字节。并在最后编码完成后在结尾添加1到2个‘=’。

例如：将RON进行Base64编码：

首先取RON对应的ASCII码值：R(82)O(79)N(78)；
再取二进制值：R(01010010)O(01001111)N(01001110)；
然后把这三个字节的二进制码接起来（010100100100111101001110）；
再以6位为单位分成4个数据块,并在最高位填充两个0后形成4个字节的编码后的值，(00010100)(00100100)(00111101)(00001110)；
再把这四个字节转换为10进制数据得到：(20)(36)(61)(14)，这里算出来的值实际上是数据在字符表中的索引。
最后根据BASE64给出的64个基本字符表，查出对应的ASCII码字符：(U)(k)(9)(O)。

注：BASE64字符表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/=

Base64加密算法解码规则

解码过程就是把4个字节再还原成3个字节再根据不同的数据形式把字节数组重新整理成数据。

例如：将Uk9O解码

首先取Uk9O在编码表中的索引：U(20)k(36)9(61)O(14)；
再取二进制值：U(00010100)k(00100100)9(00111101)O(00001110)；
然后将四个字节的二进制码高位两个0去掉然后拼接起来：（010100100100111101001110）
再以8位为单位分成3个数据块：(01010010)(01001111)(01001110);
再把3个字节转换为10进制数据得到：(82)(79)(78)，得到的十进制数据即为字符的ASCII码。
根据ASCII码查出字符：RON，这里是ASCII码表中的实际字符，并非我们定义的由65个字符组成的编码表。

Base64编码解码java实现

package ron.blog.blog_common.custom;/** * @Comment 自定义实现BASE64编码和解码 * @Author Ron * @Date 2017年9月13日 上午9:53:39 * @return */public class CustomBase64 {    /**     * 编码表     */    private static final byte[] encodingTable = {             (byte) 'A', (byte) 'B', (byte) 'C', (byte) 'D', (byte) 'E', (byte) 'F', (byte) 'G', (byte) 'H', (byte) 'I', (byte) 'J',             (byte) 'K', (byte) 'L', (byte) 'M', (byte) 'N', (byte) 'O', (byte) 'P', (byte) 'Q', (byte) 'R', (byte) 'S', (byte) 'T',             (byte) 'U', (byte) 'V', (byte) 'W', (byte) 'X', (byte) 'Y', (byte) 'Z', (byte) 'a', (byte) 'b', (byte) 'c', (byte) 'd',             (byte) 'e', (byte) 'f', (byte) 'g', (byte) 'h', (byte) 'i', (byte) 'j', (byte) 'k', (byte) 'l', (byte) 'm', (byte) 'n',             (byte) 'o', (byte) 'p', (byte) 'q', (byte) 'r', (byte) 's', (byte) 't', (byte) 'u', (byte) 'v', (byte) 'w', (byte) 'x',             (byte) 'y', (byte) 'z', (byte) '0', (byte) '1', (byte) '2', (byte) '3', (byte) '4', (byte) '5', (byte) '6', (byte) '7',             (byte) '8', (byte) '9', (byte) '+', (byte) '/', (byte) '='         };    /**     * 解码表     */    private static final byte[] decodingTable;    static {        decodingTable = new byte[128];        for (int i = 0; i < encodingTable.length; i++) {            decodingTable[encodingTable[i]] = (byte) i;        }    }    /**     * @Comment BASE64编码     * @Author Ron     * @Date 2017年9月13日 上午9:56:02     * @return     */    public static byte[] encode(byte[] data) {        byte[] bytes;        int modulus = data.length % 3;        if (modulus == 0) {            bytes = new byte[(4 * data.length) / 3];        } else {            bytes = new byte[4 * ((data.length / 3) + 1)];        }        int dataLength = (data.length - modulus);        int a1;        int a2;        int a3;        for (int i = 0, j = 0; i < dataLength; i += 3, j += 4) {            a1 = data[i] & 0xff;            a2 = data[i + 1] & 0xff;            a3 = data[i + 2] & 0xff;            bytes[j] = encodingTable[(a1 >>> 2) & 0x3f];            bytes[j + 1] = encodingTable[((a1 << 4) | (a2 >>> 4)) & 0x3f];            bytes[j + 2] = encodingTable[((a2 << 2) | (a3 >>> 6)) & 0x3f];            bytes[j + 3] = encodingTable[a3 & 0x3f];        }        int b1;        int b2;        int b3;        int d1;        int d2;        switch (modulus) {        case 0: /* nothing left to do */            break;        case 1:            d1 = data[data.length - 1] & 0xff;            b1 = (d1 >>> 2) & 0x3f;            b2 = (d1 << 4) & 0x3f;            bytes[bytes.length - 4] = encodingTable[b1];            bytes[bytes.length - 3] = encodingTable[b2];            bytes[bytes.length - 2] = (byte) '=';            bytes[bytes.length - 1] = (byte) '=';            break;        case 2:            d1 = data[data.length - 2] & 0xff;            d2 = data[data.length - 1] & 0xff;            b1 = (d1 >>> 2) & 0x3f;            b2 = ((d1 << 4) | (d2 >>> 4)) & 0x3f;            b3 = (d2 << 2) & 0x3f;            bytes[bytes.length - 4] = encodingTable[b1];            bytes[bytes.length - 3] = encodingTable[b2];            bytes[bytes.length - 2] = encodingTable[b3];            bytes[bytes.length - 1] = (byte) '=';            break;        }        return bytes;    }    public static byte[] decode(byte[] data) {        byte[] bytes;        byte b1;        byte b2;        byte b3;        byte b4;        data = discardNonBase64Bytes(data);        if (data[data.length - 2] == '=') {            bytes = new byte[(((data.length / 4) - 1) * 3) + 1];        } else if (data[data.length - 1] == '=') {            bytes = new byte[(((data.length / 4) - 1) * 3) + 2];        } else {            bytes = new byte[((data.length / 4) * 3)];        }        for (int i = 0, j = 0; i < (data.length - 4); i += 4, j += 3) {            b1 = decodingTable[data[i]];            b2 = decodingTable[data[i + 1]];            b3 = decodingTable[data[i + 2]];            b4 = decodingTable[data[i + 3]];            bytes[j] = (byte) ((b1 << 2) | (b2 >> 4));            bytes[j + 1] = (byte) ((b2 << 4) | (b3 >> 2));            bytes[j + 2] = (byte) ((b3 << 6) | b4);        }        if (data[data.length - 2] == '=') {            b1 = decodingTable[data[data.length - 4]];            b2 = decodingTable[data[data.length - 3]];            bytes[bytes.length - 1] = (byte) ((b1 << 2) | (b2 >> 4));        } else if (data[data.length - 1] == '=') {            b1 = decodingTable[data[data.length - 4]];            b2 = decodingTable[data[data.length - 3]];            b3 = decodingTable[data[data.length - 2]];            bytes[bytes.length - 2] = (byte) ((b1 << 2) | (b2 >> 4));            bytes[bytes.length - 1] = (byte) ((b2 << 4) | (b3 >> 2));        } else {            b1 = decodingTable[data[data.length - 4]];            b2 = decodingTable[data[data.length - 3]];            b3 = decodingTable[data[data.length - 2]];            b4 = decodingTable[data[data.length - 1]];            bytes[bytes.length - 3] = (byte) ((b1 << 2) | (b2 >> 4));            bytes[bytes.length - 2] = (byte) ((b2 << 4) | (b3 >> 2));            bytes[bytes.length - 1] = (byte) ((b3 << 6) | b4);        }        return bytes;    }    public static byte[] decode(String data) {        byte[] bytes;        byte b1;        byte b2;        byte b3;        byte b4;        data = discardNonBase64Chars(data);        if (data.charAt(data.length() - 2) == '=') {            bytes = new byte[(((data.length() / 4) - 1) * 3) + 1];        } else if (data.charAt(data.length() - 1) == '=') {            bytes = new byte[(((data.length() / 4) - 1) * 3) + 2];        } else {            bytes = new byte[((data.length() / 4) * 3)];        }        for (int i = 0, j = 0; i < (data.length() - 4); i += 4, j += 3) {            b1 = decodingTable[data.charAt(i)];            b2 = decodingTable[data.charAt(i + 1)];            b3 = decodingTable[data.charAt(i + 2)];            b4 = decodingTable[data.charAt(i + 3)];            bytes[j] = (byte) ((b1 << 2) | (b2 >> 4));            bytes[j + 1] = (byte) ((b2 << 4) | (b3 >> 2));            bytes[j + 2] = (byte) ((b3 << 6) | b4);        }        if (data.charAt(data.length() - 2) == '=') {            b1 = decodingTable[data.charAt(data.length() - 4)];            b2 = decodingTable[data.charAt(data.length() - 3)];            bytes[bytes.length - 1] = (byte) ((b1 << 2) | (b2 >> 4));        } else if (data.charAt(data.length() - 1) == '=') {            b1 = decodingTable[data.charAt(data.length() - 4)];            b2 = decodingTable[data.charAt(data.length() - 3)];            b3 = decodingTable[data.charAt(data.length() - 2)];            bytes[bytes.length - 2] = (byte) ((b1 << 2) | (b2 >> 4));            bytes[bytes.length - 1] = (byte) ((b2 << 4) | (b3 >> 2));        } else {            b1 = decodingTable[data.charAt(data.length() - 4)];            b2 = decodingTable[data.charAt(data.length() - 3)];            b3 = decodingTable[data.charAt(data.length() - 2)];            b4 = decodingTable[data.charAt(data.length() - 1)];            bytes[bytes.length - 3] = (byte) ((b1 << 2) | (b2 >> 4));            bytes[bytes.length - 2] = (byte) ((b2 << 4) | (b3 >> 2));            bytes[bytes.length - 1] = (byte) ((b3 << 6) | b4);        }        return bytes;    }    private static byte[] discardNonBase64Bytes(byte[] data) {        byte[] temp = new byte[data.length];        int bytesCopied = 0;        for (int i = 0; i < data.length; i++) {            if (isValidBase64Byte(data[i])) {                temp[bytesCopied++] = data[i];            }        }        byte[] newData = new byte[bytesCopied];        System.arraycopy(temp, 0, newData, 0, bytesCopied);        return newData;    }    private static String discardNonBase64Chars(String data) {        StringBuffer sb = new StringBuffer();        int length = data.length();        for (int i = 0; i < length; i++) {            if (isValidBase64Byte((byte) (data.charAt(i)))) {                sb.append(data.charAt(i));            }        }        return sb.toString();    }    private static boolean isValidBase64Byte(byte b) {        if (b == '=') {            return true;        } else if ((b < 0) || (b >= 128)) {            return false;        } else if (decodingTable[b] == -1) {            return false;        }        return true;    }    public static void main(String[] args) {        String codeStr = "RON";        byte[] codeByteArr = codeStr.getBytes();        byte[] encodeByteArr = CustomBase64.encode(codeByteArr);        String encodeStr = new String(encodeByteArr);        byte[] decodeByteArr = CustomBase64.decode(encodeByteArr);        String decodeStr = new String(decodeByteArr);        System.out.println("Source:" + codeStr);        System.out.println("自己实现编码:" + encodeStr);        System.out.println("自己实现解码:" + decodeStr);    }}

以上仅仅只是根据算法的实现原理，我们对Base64编码解码做了一个简单的实现。但是在实际的应用过程中，我们并不用关心具体的实现方案，我们直接引入org.apache.commons.codec.binary.Base64包，调用已经实现的编码解码方法即可。

/*** @Comment Base64解码* @Author Ron* @Date 2017年9月12日 下午4:45:19* @return*/public static byte[] decryptBASE64(String key) {    return Base64.decodeBase64(key);}/*** @Comment Base64编码* @Author Ron* @Date 2017年9月12日 下午4:47:55* @return*/public static String encryptBASE64(byte[] bytes) {    return Base64.encodeBase64String(bytes);}

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