base64编码解码及sun.misc.BASE64Decoder的用法

来源:互联网 发布:开淘宝店知识 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 08:58

一、什么是Base64 

按照RFC 2045的定义,Base64被定义为:Base64内容传送编码被设计用来把任意序列的8位字节描述为一种不易被人直接识别的形式。(The Base64 Content-Transfer-Encoding is designed to represent arbitrary sequences of octets in a form that need not be humanly readable. 


二、为什么要使用Base64

在设计这个编码的时候,我想设计人员最主要考虑了3个问题:
1. 是否加密? 
2. 加密算法复杂程度和效率 
3. 如何处理传输?  

加密是肯定的,但是加密的目的不是让用户发送非常安全的Email。这种加密方式主要就是防君子不防小人。即达到一眼望去完全看不出内容即可。 

基于这个目的加密算法的复杂程度和效率也就不能太大和太低。和上一个理由类似,MIME协议等用于发送Email的协议解决的是如何收发Email,而并不是如何安全的收发Email。因此算法的复杂程度要小,效率要高,否则因为发送Email而大量占用资源,路就有点走歪了。  

但是,如果是基于以上两点,那么我们使用最简单的恺撒法即可,为什么Base64看起来要比恺撒法复杂呢?这是因为在Email的传送过程中,由于历史原因,Email只被允许传送ASCII字符,即一个8位字节的低7位。因此,如果您发送了一封带有非ASCII字符(即字节的最高位是1)的Email通过有历史问题的网关时就可能会出现问题。网关可能会把最高位置为0!很明显,问题就这样产生了!因此,为了能够正常的传送Email,这个问题就必须考虑!所以,单单靠改变字母的位置的恺撒之类的方案也就不行了。关于这一点可以参考RFC 2046 


基于以上的一些主要原因产生了Base64编码。 

三、Base64 算法详解 

Base64编码要求把38位字节(3*8=24)转化为46位的字节(4*6=24),之后在6位的前面补两个0,形成8位一个字节的形式。 
具体转化形式见下图: 
字符串”3” 
110101
01  11000101  00110011 

00110101  00011100 00010100 00110011 


可以这么考虑:把8位的字节连成一串110101011100010100110011
然后每次顺序选6个出来之后再把这6二进制数前面再添加两个0(表1中的00,就成了一个新的字节。之后再选出6个来,再添加0,依此类推,直到24个二进制数全部被选完。 
让我们来看看实际结果: 

字符串3” 

11010101   11000101   00110011 

 HEX: D5       HEX: C5      HEX: 33 


00110101   00011100   00010100   00110011 
字符’5’      字符’^\’        字符’^T’      字符’3’ 
十进制53   十进制34    十进制20    十进制51 


这样3 ”这个字符串就被Base64表示为”5^\^T3”了么?。错! 
Base64编码方式并不是单纯利用转化完的内容进行编码。像’^\’字符是控制字符,并不能通过计算机显示出来,在某些场合就不能使用了。Base64有其自身的编码表: 

The Base64 Alphabet(字符映射表)Value Encoding Value Encoding Value Encoding Value Encoding 0A17R34i51z1B18S35j5202C19T36k5313D20U37l5424E21V38m5535F22W39n5646C23X40o5757H24Y41p5868I25Z42q5979J26a43r60810K27b44s61911L28c45t62+12M29d46u63/13N30e47v(pad)=14O31f48w  15P32g49x  16Q33h50y  

这也是Base64名称的由来,而Base64编码的结果不是根据算法把编码变为高两位是0而低6为代表数据,而是变为了上表的形式,如”A”就有7位,而”a”就只有6位。表中,编码的编号对应的是得出的新字节的十进制值。因此,从表2可以得到对应的Base64编码: 


字符串3” 

11010101  11000101  00110011

 HEX:D5      HEX:C5      HEX:33


00110101   00011100   00010100   00110011 
字符’5’         字符’^\’        字符’^T’       字符’3’ 
十进制53    十进制34     十进制20    十进制51 
字符’1’         字符’i’          字符’U’      字符’z’ 


这样,字符串3”经过编码后就成了字符串“1iUz”了。 
Base643个字节转变为4个字节,因此,编码后的代码量(以字节为单位,下同)约比编码前的代码量多了1/3。之所以说是,是因为如果代码量正好是3的整数倍,那么自然是多了1/3。但如果不是呢? 
细心的人可能已经注意到了,在TheBase64 Alphabet中的最后一个有一个(pad)=字符。这个字符的目的就是用来处理这个问题的。 当代码量不是3的整数倍时,代码量/3的余数自然就是2或者1。转换的时候,结果不够6位的用0来补上相应的位置,之后再在6位的前面补两个0。转换完空出的结果就用就用“=”来补位。譬如结果若最后余下的为2个字节的 

字符串” 

11010101   11000101 

HEX:D5       HEX:C5 


00110101   00011100   00010100 
十进制53    十进制34    十进制20      pad 
字符’1’       字符’i’           字符’U’         字符’=’ 


这样,最后的2个字节被整理成了“1iU=” 
同理,若原代码只剩下一个字节,那么将会添加两个“=”。只有这两种情况,所以,Base64的编码最多会在编码结尾有两个“=” .
至于将Base64的解码,只是一个简单的编码的逆过程,读者可以自己探讨。我将在文章的最后给出解码算法。 

四、算法实现 

其实在算法详解的时候基本上已经说的很清楚了。用于程序上,除去约束判断,大概可以分为如下几步: 

右移两位,清0……依此类推。AND取第一个字节的后2位和第二个字节的前4位,移位放入新变量中,右移两位,高两位清0,AND取前6位,放入新的变量中,读取数据3字节 

1、解码的类C语言实现的算法: 

BYTE LMoveBit(int base, int MoveNum) { BYTE result=base; if(MoveNum==0)return 1; if(MoveNum==1)return MoveNum; result=base<<(MoveNum-1); return result; } char base64_alphabet[]= {'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','+','/','='}; BYTE Base64Decode(char *base64code, DWORD base64length) { char buf[4]; int i,j; int k; int l=0; BYTE temp1[4],temp2; BYTE *Buffer=new BYTE[base64length*3/4]; DWORD base64a=(base64length/4)-1;DWORD base64b=0; for(;base64b<base64a+1;base64b++){ for(i=0;i<4;i++) { buf[i]=*(base64code+(base64b*4)+i); for(j=0;j<65;j++) { if(buf[i]==base64_alphabet[j]) { temp1[i]=j; break; } } } i--; for(k=1;k<4;k++) { if(temp1[i-(k-1)]==64){m_padnum++; continue;} temp1[i-(k-1)]=temp1[i-(k-1)]/LMoveBit(2,(k-1)*2); temp2=temp1[i-k]; temp2=temp2&(LMoveBit(2,k*2)-1); temp2*=LMoveBit(2,8-(2*k));//move 4 temp1[i-(k-1)]=temp1[i-(k-1)]+temp2; Buffer[base64b*3+(3-k)]=temp1[i-(k-1)]; } } return Buffer; } 

2、java实现:

// 将 s 进行 BASE64 编码public static String getBASE64(String s) {if (s == null)return null;return (new sun.misc.BASE64Encoder()).encode(s.getBytes());}// 将 BASE64 编码的字符串 s 进行解码public static String getFromBASE64(String s) {if (s == null)return null;BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();try {byte[] b = decoder.decodeBuffer(s);return new String(b);} catch (Exception e) {return null;}}

五、一个用sun.misc.BASE64Decoder实现的对图片的解码和编码

package com.test;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileNotFoundException;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import sun.misc.BASE64Decoder;import sun.misc.BASE64Encoder;/** * title:利用base64编码存取文件系统上的图片 * @author mihoo *  */public class Base64Test {private String imageURL = "c:/test.jpg";public void testBase64Encoder() {BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();try {StringBuilder pictureBuffer = new StringBuilder();InputStream input = new FileInputStream(new File(imageURL));ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();byte[] temp = new byte[1024];for (int len = input.read(temp); len != -1; len = input.read(temp)) {out.write(temp, 0, len);pictureBuffer.append(encoder.encode(out.toByteArray()));out.reset();}System.out.println(pictureBuffer.toString());System.out.println("编码图片成功!");BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();FileOutputStream write = new FileOutputStream(new File("c:/test2.png"));byte[] decoderBytes = decoder.decodeBuffer(pictureBuffer.toString());write.write(decoderBytes);System.out.println("解码图片成功!");} catch (FileNotFoundException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public static void main(String[] args) {new Base64Test().testBase64Encoder();}}


转载自:http://blog.csdn.net/cyzero/article/details/8161600