base64加密和解碼原理和代碼
阿新 • • 發佈：2017-05-06
先來 自動 clas enter 緩沖區 urn rar col his
Base64編碼，是我們程序開發中經常使用到的編碼方法。它是一種基於用64個可打印字符來表示二進制數據的表示方法。它通常用作存儲、傳輸一些二進制數據編碼方法！也是MIME（多用途互聯網郵件擴展，主要用作電子郵件標準）中一種可打印字符表示二進制數據的常見編碼方法！它其實只是定義用可打印字符傳輸內容一種方法，並不會產生新的字符集！有時候，我們學習轉換的思路後，我們其實也可以結合自己的實際需要，構造一些自己接口定義編碼方式。好了，我們一起看看，它的轉換思路吧！
Base64實現轉換原理
它是用64個可打印字符表示二進制所有數據方法。由於2的6次方等於64，所以可以用每6個位元為一個單元，對應某個可打印字符。我們知道三個字節有24個位元，就可以剛好對應於4個Base64單元，即3個字節需要用4個Base64的可打印字符來表示。在Base64中的可打印字符包括字母A-Z、a-z、數字0-9 ，這樣共有62個字符，此外兩個可打印符號在不同的系統中一般有所不同。但是，我們經常所說的Base64另外2個字符是：“+/”。
這64個字符，所對應表如下。
| 編號 | 字符 | 編號 | 字符 | 編號 | 字符 | 編號 | 字符 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | A | 16 | Q | 32 | g | 48 | w | |||
| 1 | B | 17 | R | 33 | h | 49 | x | |||
| 2 | C | 18 | S | 34 | i | 50 | y | |||
| 3 | D | 19 | T | 35 | j | 51 | z | |||
| 4 | E | 20 | U | 36 | k | 52 | 0 | |||
| 5 | F | 21 | V | 37 | l | 53 | 1 | |||
| 6 | G | 22 | W | 38 | m | 54 | 2 | |||
| 7 | H | 23 | X | 39 | n | 55 | 3 | |||
| 8 | I | 24 | Y | 40 | o | 56 | 4 | |||
| 9 | J | 25 | Z | 41 | p | 57 | 5 | |||
| 10 | K | 26 | a | 42 | q | 58 | 6 | |||
| 11 | L | 27 | b | 43 | r | 59 | 7 | |||
| 12 | M | 28 | c | 44 | s | 60 | 8 | |||
| 13 | N | 29 | d | 45 | t | 61 | 9 | |||
| 14 | O | 30 | e | 46 | u | 62 | + | |||
| 15 | P | 31 | f | 47 | v | 63 | / |
轉換的時候，將三個byte的數據，先後放入一個24bit的緩沖區中，先來的byte占高位。數據不足3byte的話，於緩沖區中剩下的bit用0補足。然後，每次取出6個bit，按照其值選擇ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的字符作為編碼後的輸出。不斷進行，直到全部輸入數據轉換完成。
如果最後剩下兩個輸入數據，在編碼結果後加1個“=”；如果最後剩下一個輸入數據，編碼結果後加2個“=”；如果沒有剩下任何數據，就什麽都不要加，這樣才可以保證資料還原的正確性。編碼後的數據比原始數據略長，為原來的4/3。無論什麽樣的字符都會全部被編碼，因此不像Quoted-printable 編碼，還保留部分可打印字符。所以，它的可讀性不如Quoted-printable編碼！
| 文本 | M | a | n | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASCII編碼 | 77 | 97 | 110 | |||||||||||||||||||||
| 二進制位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 索引 | 19 | 22 | 5 | 46 | ||||||||||||||||||||
| Base64編碼 | T | W | F | u | ||||||||||||||||||||
M的Ascii碼是77,前六位對應值為19，對應base64字符是T，如此類推。其它字符編碼就可以自動轉換得到！我們看看另外不是剛好是3個字節的情況！
| 文本（1 Byte） | A | |||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 二進制位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||||||||||||||||
| 二進制位（補0） | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||||||||
| Base64編碼 | Q | Q | = | = | ||||||||||||||||||||
| 文本（2 Byte） | B | C | ||||||||||||||||||||||
| 二進制位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | x | x | x | x | x | x | ||
| 二進制位（補0） | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | x | x | x | x | x | x |
| Base64編碼 | Q | k | M | = | ||||||||||||||||||||
下面是js代碼實現base64的轉換
/* utf.js - UTF-8 <=> UTF-16 convertion
*
* Copyright (C) 1999 Masanao Izumo <[email protected]>
* Version: 1.0
* LastModified: Dec 25 1999
* This library is free. You can redistribute it and/or modify it.
*/
/*
* Interfaces:
* utf8 = utf16to8(utf16);
* utf16 = utf8to16(utf8);
*/
function utf16to8(str) {
var out, i, len, c;
out = "";
len = str.length;
for(i = 0; i < len; i++) {
c = str.charCodeAt(i);
if((c >= 0x0001) && (c <= 0x007F)) {
out += str.charAt(i);
} else if(c > 0x07FF) {
out += String.fromCharCode(0xE0 | ((c >> 12) & 0x0F));
out += String.fromCharCode(0x80 | ((c >> 6) & 0x3F));
out += String.fromCharCode(0x80 | ((c >> 0) & 0x3F));
} else {
out += String.fromCharCode(0xC0 | ((c >> 6) & 0x1F));
out += String.fromCharCode(0x80 | ((c >> 0) & 0x3F));
}
}
return out;
}
function utf8to16(str) {
var out, i, len, c;
var char2, char3;
out = "";
len = str.length;
i = 0;
while(i < len) {
c = str.charCodeAt(i++);
switch(c >> 4) {
case 0:
case 1:
case 2:
case 3:
case 4:
case 5:
case 6:
case 7:
// 0xxxxxxx
out += str.charAt(i - 1);
break;
case 12:
case 13:
// 110x xxxx 10xx xxxx
char2 = str.charCodeAt(i++);
out += String.fromCharCode(((c & 0x1F) << 6) | (char2 & 0x3F));
break;
case 14:
// 1110 xxxx 10xx xxxx 10xx xxxx
char2 = str.charCodeAt(i++);
char3 = str.charCodeAt(i++);
out += String.fromCharCode(((c & 0x0F) << 12) |
((char2 & 0x3F) << 6) |
((char3 & 0x3F) << 0));
break;
}
}
return out;
}
//上面的這段代碼中定義了兩個函數，utf16to8()用於將utf-16轉成utf-8，utf8to16用於將utf-8轉成utf-16。
//
//下面才是真正用於base64編碼的函數。
/* Copyright (C) 1999 Masanao Izumo <[email protected]>
* Version: 1.0
* LastModified: Dec 25 1999
* This library is free. You can redistribute it and/or modify it.
*/
/*
* Interfaces:
* b64 = base64encode(data);
* data = base64decode(b64);
*/
var base64EncodeChars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
var base64DecodeChars = new Array(-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 62, -1, -1, -1, 63,
52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14,
15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40,
41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, -1, -1, -1, -1, -1);
function base64encode(str) {
var out, i, len;
var c1, c2, c3;
len = str.length;
i = 0;
out = "";
while(i < len) {
c1 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
if(i == len) {
out += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
out += base64EncodeChars.charAt((c1 & 0x3) << 4);
out += "==";
break;
}
c2 = str.charCodeAt(i++);
if(i == len) {
out += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
out += base64EncodeChars.charAt(((c1 & 0x3) << 4) | ((c2 & 0xF0) >> 4));
out += base64EncodeChars.charAt((c2 & 0xF) << 2);
out += "=";
break;
}
c3 = str.charCodeAt(i++);
out += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
out += base64EncodeChars.charAt(((c1 & 0x3) << 4) | ((c2 & 0xF0) >> 4));
out += base64EncodeChars.charAt(((c2 & 0xF) << 2) | ((c3 & 0xC0) >> 6));
out += base64EncodeChars.charAt(c3 & 0x3F);
}
return out;
}
function base64decode(str) {
var c1, c2, c3, c4;
var i, len, out;
len = str.length;
i = 0;
out = "";
while(i < len) {
/* c1 */
do {
c1 = base64DecodeChars[str.charCodeAt(i++) & 0xff];
} while (i < len && c1 == -1);
if(c1 == -1)
break;
/* c2 */
do {
c2 = base64DecodeChars[str.charCodeAt(i++) & 0xff];
} while (i < len && c2 == -1);
if(c2 == -1)
break;
out += String.fromCharCode((c1 << 2) | ((c2 & 0x30) >> 4));
/* c3 */
do {
c3 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
if(c3 == 61)
return out;
c3 = base64DecodeChars[c3];
} while (i < len && c3 == -1);
if(c3 == -1)
break;
out += String.fromCharCode(((c2 & 0XF) << 4) | ((c3 & 0x3C) >> 2));
/* c4 */
do {
c4 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
if(c4 == 61)
return out;
c4 = base64DecodeChars[c4];
} while (i < len && c4 == -1);
if(c4 == -1)
break;
out += String.fromCharCode(((c3 & 0x03) << 6) | c4);
}
return out;
}
//上面代碼中的base64encode()用於編碼，base64decode()用於解碼。
//因此，對utf-8字符進行編碼要這樣寫：
var str = "hello world"
sEncoded = base64encode(utf16to8(str));
console.log(sEncoded);//aGVsbG8gd29ybGQ=
//然後，解碼要這樣寫：
sDecoded = utf8to16(base64decode(sEncoded));
console.log(sDecoded);//hello world
base64加密和解碼原理和代碼