Base64编码原理

Base64的由来

目前Base64已经成为网络上常见的传输8Bit字节代码的编码方式之一。在做支付系统时，系统之间的报文交互都需要使用Base64对明文进行转码，然后再进行签名或加密，之后再进行（或再次Base64）传输。那么，Base64到底起到什么作用呢？

在参数传输的过程中经常遇到的一种情况：使用全英文的没问题，但一旦涉及到中文就会出现乱码情况。与此类似，网络上传输的字符并不全是可打印的字符，比如二进制文件、图片等。Base64的出现就是为了解决此问题，它是基于64个可打印的字符来表示二进制的数据的一种方法。

电子邮件刚问世的时候，只能传输英文，但后来随着用户的增加，中文、日文等文字的用户也有需求，但这些字符并不能被服务器或网关有效处理，因此Base64就登场了。随之，Base64在URL、Cookie、网页传输少量二进制文件中也有相应的使用。

Base64的编码原理

Base64的原理比较简单，每当我们使用Base64时都会先定义一个类似这样的数组：

1. ['A', 'B', 'C', ... 'a', 'b', 'c', ... '0', '1', ... '+', '/']

上面就是Base64的索引表，字符选用了”A-Z、a-z、0-9、+、/“ 64个可打印字符，这是标准的Base64协议规定。在日常使用中我们还会看到“=”或“==”号出现在Base64的编码结果中，“=”在此是作为填充字符出现，后面会讲到。

具体转换步骤

• 第一步，将待转换的字符串每三个字节分为一组，每个字节占8bit，那么共有24个二进制位。

• 第二步，将上面的24个二进制位每6个一组，共分为4组。

• 第三步，在每组前面添加两个0，每组由6个变为8个二进制位，总共32个二进制位，即四个字节。

• 第四步，根据Base64编码对照表（见下图）获得对应的值。

1. 0　A　　17　R　　　34　i　　　51　z

3. 1　B　　18　S　　　35　j　　　52　0

5. 2　C　　19　T　　　36　k　　　53　1

7. 3　D　　20　U　　　37　l　　　54　2

9. 4　E　　21　V　　　38　m　　　55　3

11. 5　F　　22　W　　　39　n　　　56　4

13. 6　G　　23　X　　　40　o　　　57　5

15. 7　H　　24　Y　　　41　p　　　58　6

17. 8　I　　25　Z　　　42　q　　　59　7

19. 9　J　　26　a　　　43　r　　　60　8

21. 10　K　　27　b　　　44　s　　　61　9

23. 11　L　　28　c　　　45　t　　　62　+

25. 12　M　　29　d　　　46　u　　　63　/

27. 13　N　　30　e　　　47　v

29. 14　O　　31　f　　　48　w　　　

31. 15　P　　32　g　　　49　x

33. 16　Q　　33　h　　　50　y

从上面的步骤我们发现：

• Base64字符表中的字符原本用6个bit就可以表示，现在前面添加2个0，变为8个bit，会造成一定的浪费。因此，Base64编码之后的文本，要比原文大约三分之一。

• 为什么使用3个字节一组呢？因为6和8的最小公倍数为24，三个字节正好24个二进制位，每6个bit位一组，恰好能够分为4组。

轉自https://www.cnblogs.com/yanzi-meng/p/10689279.html