Base64编码原理

一、Base64编码原理

1、Base64编码原理简单介绍

Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节（3*8 = 4*6 = 24），然后把6Bit再添两位高位0，组成四个8Bit的字节，也就是说，转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。编码原理如下所示：

（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。

2、Base64编码表

Base64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，不过等号不属于编码字符，而是填充字符。Base64编码表如下所示：

3、一个简单的实例

以字符串“Ow!”为例：

（1）字符串“Ow!”被分拆成3个8位的字节（0x4F、0x77、0x21）；

（2）这3个字节构成一个24位的二进制值：01001111 01110111 00100001；

（3）这些位被划分为4个6位的序列：010011、110111、011100、100001；

（4）每个6bit的字节前面都填两个高位0，得到4个8bit的字节：00010011、00110111、00011100、00100001；

（5）这4个8bit的字节对应的10进制的数值分别为：19、55、28、33，对照Base64编码表，得到对应编码后的字符：T、3、c、h。到此编码结束。

4、Base64编码填充机制

Base64编码收到一个8位字节序列，将这个二进制序列划分成6位的快。二进制序列有时不能正好平分成6位的块，在这种情况下，就在序列末尾填充零位，使二进制的序列成为24的倍数（6和8的最小公倍数）。

对已填充的二进制串进行编码时，任何完全填充（不包含原始数据中位）的6位组都由特殊的第65个字符“=”表示。如果6位组是部分填充的，就将填充位设置为0。一个实例如下表所示：

“a:a”和“a:aaaa”分别为3个字节和6个字节，是3的倍数，因此无需填充。“a:aa”和“a:aaa”分别为4个字节和5个字节，不是3的倍数，因此需要填充。