@qidiandasheng
2020-11-28T17:53:48.000000Z
字数 2056
阅读 1308
Base64编码（😁）
密码学
什么是Base64？
Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。
就是说选出64个字符----小写字母a-z、大写字母A-Z、数字0-9、符号"+"、"/"（再加上作为垫字的"="，实际上是65个字符）----作为一个基本字符集。然后，其他所有符号都转换成这个字符集中的字符。
转换步骤
第一步，将每三个字节作为一组，一共是24个二进制位。
第二步，将这24个二进制位分为四组，每个组有6个二进制位（刚好6个二进制位可以表示64个字符）。
第三步，在每组前面加两个00，扩展成32个二进制位，即四个字节。
第四步，根据Base64字符集，得到扩展后的每个字节的对应符号，这就是Base64的编码值。
示例一
| Text content | M | a | n |
|---|---|---|---|
| ASCII | 77 | 97 | 110 |
| Bit pattern | 01001101 | 01100001 | 01101110 |
第一步，"M"、"a"、"n"的ASCII值分别是77、97、110，对应的二进制值是01001101、01100001、01101110，将它们连成一个24位的二进制字符串
010011010110000101101110。第二步，将这个24位的二进制字符串分成4组，每组6个二进制位：010011、010110、000101、101110。
第三步，在每组前面加两个00，扩展成32个二进制位，即四个字节：00010011、00010110、00000101、00101110。它们的十进制值分别是19、22、5、46。
第四步，根据字符集得到每个值对应Base64编码，即T、W、F、u。
二个字节的情况
将这二个字节的一共16个二进制位，按照上面的规则，转成三组，最后一组除了前面加两个0以外，后面也要加两个0。这样得到一个三位的Base64编码，再在末尾补上一个"="号。
比如，"Ma"这个字符串是两个字节，可以转化成三组00010011、00010110、00000100以后，对应Base64值分别为T、W、E，再补上一个"="号，因此"Ma"的Base64编码就是TWE=。
一个字节的情况
将这一个字节的8个二进制位，按照上面的规则转成二组，最后一组除了前面加二个0以外，后面再加4个0。这样得到一个二位的Base64编码，再在末尾补上两个"="号。
比如，"M"这个字母是一个字节，可以转化为二组00010011、00010000，对应的Base64值分别为T、Q，再补上二个"="号，因此"M"的Base64编码就是TQ==。
示例二
以下这张是网上找的图片，转换过程看起来更直观一点：
为什么使用Base64？
Base64最早就是用于邮件传输协议中的，原因是邮件传输协议只支持ASCII字符传递，如果要传输二进制文件，如：图片、视频是无法实现的。因此采用Base64将二进制文件内容编码为只包含ASCII字符的内容。
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。
Base64能够将任何数据转换为易移植的字符串，避免了传输过程中失真问题。最初，Base64是为了解决电子邮件中无法直接使用非ASCII字符的问题。一段数据先经过Base64编码统统变成可见字符，转为ASCII字符串后，可以在接收端，通过Base64解码还原为原数据后，而无需担心传输过程中失真。
跨系统的行尾编码的差异意味着ASCII字符10（换行）和13（回车）有时也会被修改。比如我想发一条有两行文字的短信：
Hello,world!
直接转换为ASCII发送（字节10在某些系统中已损坏）：
72 101 108 108 111 44 10 119 111 114 108 100 33
通过base64编码后转为ASCII发送：
SGVsbG8sCndvcmxkIQ==
83 71 86 115 98 71 56 115 67 110 100 118 99 109 120 107 73 61 61
使用场景
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。
比如http协议当中的key value字段的值，必须进行URLEncode ，
因为一些特殊符号（等号或者空格）是有特殊含义的，造成混淆，解析失败，那么需要把这些值统一处理为可见字符，传输完再解析回来。前端在实现页面时，对于一些简单图片，通常会选择将图片内容直接内嵌在页面中，避免不必要的外部资源加载，增大页面加载时间，但是图片数据是二进制数据，该怎么嵌入呢？绝大多数现代浏览器都支持一种名为 Data URLs 的特性，允许使用Base64对图片或其他文件的二进制数据进行编码，将其作为文本字符串嵌入网页中。
