Base64编码的原理及实现（源码）

    Base64编码在邮件中最为常见，呵呵，因为我最近就是在做邮箱报警，SMTP验证就是Base64编码用户名和密码进行验证的，并且附件也是要转换成base64编码的数据，然后再发送的。该编码使用64个明文来编码任意的二进制文件，它里面只使用了A-Z,a-z，0-9，+，/这64个字符。编码里面还有“=”号啊，不过等号不属于编码字符，而是填充字符。

    我在网上查了很多关于Base64编码代码，大都比较的复杂和冗长，还有，Base64编码函数内尽量不要有strlen()这个函数，因为当我获取图片数据时，明明read返回54，strlen却为4，可能中间有些'\0'吧。所以，一气之下，就自己写了一个。

 

一、base64编码原理：

    1）base64的编码都是按字符串长度，以每3个8bit的字符为一组，

    2）然后针对每组，首先获取每个字符的ASCII编码，
    3）然后将ASCII编码转换成8bit的二进制，得到一组3*8=24bit的字节
    4）然后再将这24bit划分为4个6bit的字节，并在每个6bit的字节前面都填两个高位0，得到4个8bit的字节
    5）然后将这4个8bit的字节转换成10进制，对照Base64编码表 ，得到对应编码后的字符。

 

二、源码：

static const char* base64_chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

//chsrc为源数据，chdes为Base64编码后的数据，len为数据长度

void Base64_Code(unsigned char* chsrc, unsigned char* chdes, int len)
{
      unsigned char char_array_3[3], char_array_4[4];
      int i = 0, j = 0;
 
      while(len--)
      {
            char_array_3[i++] = *(chsrc++);
            if(3 == i)
            {
                  char_array_4[0] = (char_array_3[0] & 0xfc) >> 2;
                  char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] & 0xf0) >> 4);
                  char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] & 0xc0) >> 6);
                  char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;

                  for(i = 0; i < 4; i++)
                        *(chdes+i) = base64_chars[char_array_4[i]];
    
                  i = 0;
                 chdes += 4;
            }
      }

      if(i)
      {
             for(j = i; j < 3; j++)
             char_array_3[j] = '\0';
  
            char_array_4[0] = (char_array_3[0] & 0xfc) >> 2;
            char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] & 0xf0) >> 4);
            char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] & 0xc0) >> 6);
            char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;
  
            for(j = 0; j < (i+1); j++)
                  *(chdes++) = base64_chars[char_array_4[j]];
   
            while((3 > i++))
                  *(chdes++) = '=';
      }
 
      *chdes = '\0';
      return;
}   

 

顺便用C++模仿写一个吧（因为我是用作邮箱报警的，所以，Base64编码是Email中的一个操作）：

string Email::base64_encode(unsigned char const* bytes_to_encode, unsigned int in_len)
{
     string dest;
     int i = 0, j = 0;
     unsigned char char_array_3[3], char_array_4[4];

     while(in_len--)
     {
          char_array_3[i++] = *(bytes_to_encode++);
          if (3 == i) 
          {
               char_array_4[0] = (char_array_3[0] & 0xfc) >> 2;
               char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] & 0xf0) >> 4);
               char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] & 0xc0) >> 6);
               char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;

               for(i = 0; i < 4; i++)
                   dest += base64_chars[char_array_4[i]];
               i = 0;
            }
     }

     if (i)
     {
          for(j = i; j < 3; j++)
              char_array_3[j] = '\0';

          char_array_4[0] = (char_array_3[0] & 0xfc) >> 2;
          char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] & 0xf0) >> 4);
          char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] & 0xc0) >> 6);
          char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;

          for (j = 0; j < (i + 1); j++)
               dest += base64_chars[char_array_4[j]];

          while((i++ < 3))
               dest += '=';  
      }

     return dest;
}

      Base64解码我就不管了，因为一般用到的情况很少，而且，最重要的是，我目前还用不到。