为什么我们使用Base64？

Question

当需要对二进制数据进行编码时，通常需要使用Base64编码方案，该二进制数据需要在旨在处理文本数据的媒体上存储和传输。这是为了确保数据在传输过程中保持完整而无需修改。但是，不是因为我们的机器存储的内存始终以二进制形式存储/传输数据，而是仅以二进制形式存储/传输数据吗？因此，无论您编码位模式010011010110000101101110为ManASCII或如TWFu为Base64，你最终将存储相同的位模式。如果最终编码是用零和一表示的，并且每台机器和媒体都可以处理它们，那么将数据表示为ASCII还是Base64有什么关系呢？“旨在处理文本数据的媒体”是什么意思？他们可以处理二进制=>他们可以处理任何东西。谢谢大家，我想我现在明白了。当我们发送数据时，我们不能确定数据将以我们期望的格式解释。因此，我们发送双方都可以理解的以某种格式（例如Base64）编码的数据。这样，即使发送方和接收方对相同内容的解释不同，但由于它们在编码格式上达成共识，因此不会错误地解释数据。以Mark Byers为例如果我要发送Helloworld!一种方法是像ASCII一样发送72 101 108 108 111 10 119 111 114 108 100 33但是字节10可能无法在另一端正确解释为换行符。因此，我们使用ASCII的子集对其进行编码，如下所示83 71 86 115 98 71 56 115 67 110 100 118 99 109 120 107 73 61 61即使接收器碰巧对其余字符集有不同的解释，这也会以相同信息量传输更多数据为代价，从而确保接收器可以按预期方式解码数据。

Answer 1

您的第一个错误是认为ASCII编码和Base64编码可以互换。他们不是。它们用于不同的目的。

使用ASCII编码文本时，您将从文本字符串开始并将其转换为字节序列。

在Base64中对数据进行编码时，您将从字节序列开始并将其转换为文本字符串。

要了解为什么首先需要Base64，我们需要一些计算历史。

计算机以二进制形式（0和1）进行通信，但是人们通常希望与更丰富的表单数据（例如文本或图像）进行通信。为了在计算机之间传输此数据，首先必须将其编码为0和1，然后发送，然后再次解码。以文本为例-有许多不同的方法可以执行此编码。如果我们都可以同意一个编码，这会简单得多，但不幸的是事实并非如此。

最初，创建了许多不同的编码（例如Baudot码），每个字符使用不同的位数，直到最终ASCII成为每个字符7位的标准。但是，大多数计算机将二进制数据存储在每个字节由8位组成的字节中，因此ASCII不适合传输此类数据。有些系统甚至会擦除最高位。此外，跨系统的行尾编码的差异意味着有时还会修改ASCII字符10和13。

为了解决这些问题，引入了Base64编码。这样，您就可以将ribribry字节编码为已知可以安全发送而不损坏的字节（ASCII字母数字字符和几个符号）。缺点是使用Base64编码消息会增加其长度-每3个字节的数据就会编码为4个ASCII字符。

发送文本可靠，你可以先编码，使用您的选择（例如UTF-8），然后的文本编码字节后的Base64编码生成的二进制数据转换为文本字符串，它是安全发送编码为ASCII。接收者将不得不逆转此过程以恢复原始消息。当然，这要求接收者知道使用了哪种编码，并且该信息通常需要单独发送。

从历史上看，它已用于对电子邮件中的二进制数据进行编码，其中电子邮件服务器可能会修改行尾。一个更现代的示例是使用Base64编码将图像数据直接嵌入HTML源代码中。在这里，有必要对数据进行编码，以避免像“ <”和“>”这样的字符被解释为标签。

这是一个工作示例：

我希望发送两行短信

你好

世界！

如果以ASCII（或UTF-8）格式发送，则如下所示：

72 101 108 108 111 10 119 111 114 108 100 33

字节10在某些系统中已损坏，因此我们可以将这些字节以64为基数编码为Base64字符串：

SGVsbG8sCndvcmxkIQ ==

使用ASCII编码时，如下所示：

83 71 86 115 98 71 56 115 67 110 100 118 99 109 120 107 73 61 61

这里的所有字节都是已知的安全字节，因此，几乎没有任何系统会破坏此消息的机会。我可以发送此消息而不是原始消息，然后让接收者撤消该过程以恢复原始消息。

Answer 2

用XML编码二进制数据

假设您要在XML文档中嵌入几个图像。图像是二进制数据，而XML文档是文本。但是XML无法处理嵌入式二进制数据。你是怎么做到的？

一种选择是将图像编码为base64，将二进制数据转换为XML可以处理的文本。

代替：

<images>

  <image name="Sally">{binary gibberish that breaks XML parsers}</image>

  <image name="Bobby">{binary gibberish that breaks XML parsers}</image>

</images>

你做：

<images>

  <image name="Sally" encoding="base64">j23894uaiAJSD3234kljasjkSD...</image>

  <image name="Bobby" encoding="base64">Ja3k23JKasil3452AsdfjlksKsasKD...</image>

</images>

XML解析器将能够正确解析XML文档并提取图像数据。