[转]MIME邮件格式

在RFC 2822文档中定义了简单的 ASCII编码的Email的邮件格式，然而随着Internet的发展，Email邮件仅仅传输简单的文本已经满足不了用户的需求，为了在Email 中传输大量HTML、图像、声音以及各种附件格式，一种新的扩展的邮件格式应运而生——MIME。由于在MIME邮件格式非常复杂，大量的RFC文档中对MIME邮件格式进行了定义与说明，比如RFC2045, RFC2046, RFC2047, RFC2049, RFC2231, RFC2387, RFC4288, RFC4289等。因此，MIME邮件格式为我们提供了极大的灵活性的同时也给我们解读MIME格式的Email邮件带来了极大的困难。以下就一封具体的邮件原始信息对MIME邮件格式作出一个概要的介绍。

Message-ID: <000601c7114a$2fd50450$9360ccca@JSJ104>
From: <ctp_41023@163.com>
To: <ctp_41023@163.com>
Subject: =?gb2312?B?MTIzMTIzxOO6wzEyMzEyMw==?=
Date: Sun, 26 Nov 2006 19:01:04 +0800
MIME-Version: 1.0
Content-Type: multipart/alternative;
    boundary="----=_NextPart_000_0003_01C7118D.38E01920"

------=_NextPart_000_0003_01C7118D.38E01920
Content-Type: text/plain;
charset="gb2312"
Content-Transfer-Encoding: base64

------=_NextPart_000_0003_01C7118D.38E01920
Content-Type: text/html;
charset="gb2312"
Content-Transfer-Encoding: base64

PCFET0NUWVBFIEhUTUwgUFVCTElDICItLy9XM0MvL0RURCBIVE1MIDQuMCBUcmFuc2l0aW9uYWwv
L0VOIj4NCjxIVE1MPjxIRUFEPg0KPE1FVEEgaHR0cC1lcXVpdj1Db250ZW50LVR5cGUgY29udGVu
dD0idGV4dC9odG1sOyBjaGFyc2V0PWdiMjMxMiI+DQo8TUVUQSBjb250ZW50PSJNU0hUTUwgNi4w
MC4yOTAwLjI5OTUiIG5hbWU9R0VORVJBVE9SPg0KPFNUWUxFPjwvU1RZTEU+DQo8L0hFQUQ+DQo8
Qk9EWSBiZ0NvbG9yPSNmZmZmZmY+DQo8RElWPjxGT05UIHNpemU9Mj4xMjMxMjMxMjM8L0ZPTlQ+
PC9ESVY+PC9CT0RZPjwvSFRNTD4NCg==

这封Email具有一个邮件首部，然后是邮件的主体部分，它包括一个文本和一个HTML类型。可以注意到这样一行编码“boundary="----=_NextPart_000_0003_01C7118D.38E01920" ”，它是用来隔离MIME邮件的各个实体部分。

field-name ":" [ field-body ] CRLF
例如：
MIME-Version: 1.0
Content-Type: multipart/alternative;
Content-Type: text/plain;
Content-Transfer-Encoding: base64

最常见也用途最都的MIME首部是以Content-Type开头的，在RFC2046给出了它的定义，大致与如下内容相似：
Content-Type: text/plain;
Content-Type: text/plain; charset=ISO-8859-1
Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
Content-Type: text/plain; charset=utf-8
Content-Type: text/html;
Content-Type: text/html; charset=ISO-8859-1
Content-Type: text/css
Content-Type: image/gif; name=image004.gif
Content-Type: image/jpeg; name="image005.jpg"
Content-Type: message/delivery-status
Content-Type: message/rfc822
Content-Type: audio/x-mpeg
Content-Type: video/mpeg-2
Content-Type: application/msword
Content-Type: application/mspowerpoint
Content-Type: application/zip

Content-Type: multipart/mixed;     boundary="----=_Part_3431_12384933.1139387792352"
Content-Type: multipart/alternative; boundary="----=_Part_4088_29304219.1115463798628"
Content-Type: multipart/related;     boundary="----=_Part_2067_9241611.1139322711488"
Content-Type: multipart/digest;     boundary="----=Next message 15543233913938263541"
Content-Type: multipart/report; report-type=delivery-status;
              boundary="k04G6HJ9025016.1136391237/carbon.singnet.com.sg"
Content-Type: multipart/parallel

1) Content-Type: multipart/mixed
它表明这封Email邮件中包含各种格式的MIME实体但没有具体给出每个实体的类型。

2) Content-Type: multipart/alternative
如果同一封Email邮件既以文本格式又以HTML格式发送，那么要使用Content-Type: multipart/alternative。这两种邮件格式实际上是显示同样的内容但是具有不同的编码。

3) Content-Type: multipart/related
用于在同一封邮件中发送HTML文本和图像或者是其他类似类型。

主要是包括quoted-printable与base64两种类型的编码。Base64和Quoted-Printable都属于MIME（多用途部分、多媒体电子邮件和 WWW 超文本）的一种编码标准，用于传送诸如图形、声音和传真等非文本数据）。
一.Base64
　　Base64是现今在互联网上应用最多的一种编码，绝大多数的电子邮件软件头把它作为默认的二进制编码,比如我们常用的Outlook。
Base64内容传输编码被设计用于以人无法可读的方式来表述八位组的任意序列。编码与解码算法很简单，但是编码数据总是比非编码数据长33％。这种编码实际上类似于RFC1421中定义的在增强保密邮件(PEM)应用程序中使用的编码方式。
　　编码程序将字符流顺序放入一个 24 位的缓冲区，缺字符的地方补零。从左到右，一个24位输入组通过级联3个八位输入组组成。随后这24位截断成为 4 个部分，每个部分 6 位,分别被翻译为base64字母表中的一个单独数字。当通过Base64编码一个位流时，位流必须假设为以最高有效位优先的顺序排列。也就是说，流中的第一位将是第一字节中的高端位，而第八位则位第一字节中的低端字节位。
　　如果输入数据不足24个字符，即只有一个或两个字节时，则需要经过特殊处理——在数据末尾填充"="字符，这可以隔断附加的信息造成编码的混乱。
在Base64编码数据中，任何在Base64字母表之外的字符将被忽略。Base64编码中的非法字符序列也将被忽略，例如"=====".
二.Quoted-Printable
Quoted-Printable与Base64一样，常常用在Email系统中。它通常用于少量文本方式的8位字符的编码，例如Foxmail就用它做对主题和信体的编码。这种编码的应该是很好辨认的：它有大量的'='。
QP的算法非常的简单但是编码效率很低（1:3），它是专门为了处理8位字符制定的。它的算法是：读一个字符，如果ASCII码大于127，即字符的第8位是1的话，进行编码，否则忽略（有时也对7位字符编码）。

MIME的编码介绍(由网上资料和实践经验整合)

一、MIME: Multipurpose Internet Mail Extensions

　　英国帝国大学计算机在线字典FOLDOC对MIME的解释为:“多部分(multi-part)、多媒体电子邮件和WWW超文本的一种编码标准，用于传送诸如图形、声音和传真等非文本数据。MIME定义于RFC1341，用MIMENCODE的方法将二进制数据转换成为一种被称为BASE64的ASCII子集的字符的组合。”

　　Internet上有专门讨论MIME的新闻组: comp.mail.mime。该新闻组的FAQ可以从下面的网点获得：
http://www.cis.ohio-state.edu/hypertext/faq/usenet/mail/mime-faq/mime0/faq.html

　　MIMENCODE最早称为MMENCODE，提出用MIMENCODE代替UUENCODE，是因为UUENCODE使用了一些字符在一些邮件网关（特别是那些转换ASCII和EBCDIC码的网关）中造成传输障碍，（还有一些软件不能对所有 UUENCODE 的算法进行正确解码而导致邮件的阅读困难），因此 MIME 被设计用于替代UUENCODE，但是结果是这些协议共存。

在MIME出台之前，使用RFC 822只能发送基本的ASCII码文本信息，邮件内容如果要包括二进制文件、声音和动画等，实现起来非常困难。
MIME提供了一种可以在邮件中附加多种不同编码文件的方法，弥补了原来的信息格式的不足。实际上不仅仅是邮件编码，现在MIME经成为HTTP协议标准的一个部分。

二、MIME编码方式简介

　　对邮件进行编码最初的原因是因为 Internet 上的很多网关不能正确传输8bit内码的字符，比如汉字等。编码的原理就是把8bit的内容转换成7bit的形式以能正确传输，在接收方收到之后，再将其还原成8bit的内容。

　　在MIME协议之前，邮件的编码曾经有过UUENCODE等编码方式，但是由于MIME协议算法简单，并且易于扩展，现在已经成为邮件编码方式的主流，不仅是用来传输8bit的字符，也可以用来传送二进制的文件，如邮件附件中的图像、音频等信息，而且扩展了很多基于MIME 的应用。从编码方式来说，MIME定义了两种编码方法Base64与QP(Quote-Printable)。

1.Base64编码

　　Base64是一种通用的方法，其原理很简单，就是把三个Byte的数据用4个Byte表示。在这四个Byte中，实际用到的都只有前面6bit，这样就不存在只能传输7bit的字符的问题了。Base64的缩写一般是“B”。

   Base64将输入的字符串或一段数据编码成只含有{'A'-'Z', 'a'-'z', '0'-'9', '+', '/'}这64个字符的串，'='用于填充。
   其编码的方法是，将输入数据流每次取6bit，用此6bit的值(0-63)作为索引去查表，输出相应字符。
   这样，每3个字节将编码为4个字符(3×8 → 4×6)；不满4个字符的以'='填充。
   有的场合，以“=?charset?B?xxxxxxxx?=”表示xxxxxxxx是Base64编码，且原文的字符集是charset。在段体内则直接编码，适当时机换行，MIME建议每行最多76个字符。
   Base64的算法很简单，它将字符流顺序放入一个24位的缓冲区，缺字符的地方补零。
   然后将缓冲区截断成为4个部分，高位在先，每个部分6位，用64个字符重新表示。如果输入只有一个或两个字节，那么输出将用等号“=”补足。这可以隔断附加的信息造成编码的混乱。

2.QP编码

　　另一种方法是QP(Quote-Printable) 方法，通常缩写为“Q”方法，其原理是把一个8bit的字符用两个16进制数值表示，然后在前面加“=”。所以我们看到经过QP编码后的文件通常是这个样子：=B3=C2=BF=A1=C7=E5=A3= AC=C4=FA=BA=C3=A3=A1。
Quoted -printable根据输入的字符串或字节范围进行编码，若是不需编码的字符，直接输出。若需要编码，则先输出'='，后面跟着以2个字符表示的十六进制字节值。有的场合，以“=?charset?Q?xxxxxxxx?=”表示xxxxxxxx是Quoted-printable编码，且原文的字符集是charset。在段体内则直接编码，适当时机换行，换行前额外输出一个'='。

三、MIME的头信息

邮件头

在邮件头中，有很多从RFC 822沿用的域名，MIME也增加了一些。常见的标准域名和含义如下:

   域名                          含义              添加者
   Received                     传输路径           各级邮件服务器
   Return-Path                  回复地址           目标邮件服务器
   Delivered-To                 发送地址           目标邮件服务器
   Reply-To                     回复地址           邮件的创建者
   From                         发件人地址       邮件的创建者
   To                           收件人地址       邮件的创建者
   Cc                           抄送地址           邮件的创建者
   Bcc                          暗送地址           邮件的创建者
   Date                         日期和时间       邮件的创建者
   Subject                      主题              邮件的创建者
   Message-ID                   消息ID            邮件的创建者
   MIME-Version                 MIME版本          邮件的创建者
   Content-Type                 内容的类型       邮件的创建者
   Content-Transfer-Encoding    内容的传输编码方式邮件的创建者

非标准的、自定义域名都以X-开头，例如X-Mailer, X-MSMail-Priority等，通常在接收和发送邮件的是同一程序时才能理解它们的意义。

段头

在段头中，大致有如下一些域:

   域名                              含义
   Content-Type                     段体的类型
   Content-Transfer-Encoding        段体的传输编码方式
   Content-Disposition              段体的安排方式
   Content-ID                       段体的ID
   Content-Location                 段体的位置(路径)
   Content-Base                     段体的基位置

有的域除了值之外，还带有参数。值与参数、参数与参数之间以“;”分隔。参数名与参数值之间以“=”分隔。

1.MIME-Version

　　表示使用的MIME的版本号，一般是1.0;
    如:
    MIME-Version: 1.0

2.Content-Type

Content-Type定义了正文的类型，我们实际上是通过这个标识来知道正文内是什么类型的文件。比如：text/plain 表示的是无格式的文本正文，text/html 表示的 Html 文档，image/gif 表示的是 gif 格式的图片等等。Content-Type都是“主类型/子类型”的形式。主类型有text, image, audio, video, application, multipart, message等，分别表示文本、图片、音频、视频、应用、分段、消息等。每个主类型都可能有多个子类型，如text类型就包含plain, html, xml, css等子类型。以X-开头的主类型和子类型，同样表示自定义的类型，未向IANA正式注册，但大多已经约定成俗了。如application/x-zip-compressed是ZIP文件类型。在Windows中，注册表的“HKEY_CLASSES_ROOT\MIME\Database\Content Type”内列举了除multipart之外大部分已知的Content-Type。

关于参数的形式，RFC里有很多补充规定，有的允许带几个参数，较为常见的有:

   主类型          参数名          含义
   text           charset        字符集
   image          name           名称
   application    name           名称
   multipart      boundary       边界

multipart类型

邮件中常用到的复合类型:multipart。
multipart类型表示正文是由多个部分组成的，后面的子类型说明的是这些部分之间的关系。

邮件中用到的三个类型有:
(1).multipart/alternative：表示正文由两个部分组成，可以选择其中的任意一个。主要作用是在征文同时有text格式和html格式时，可以在两个正文中选择一个来显示，支持 html 格式的邮件客户端软件一般会显示其 HTML 正文，而不支持的则会显示其Text正文；
(2).multipart/mixed：表示文档的多个部分是混合的，指正文与附件的关系。如果邮件的MIME类型是multipart/mixed，即表示邮件带有附件。
(3).multipart/related：表示文档的多个部分是相关的，一般用来描述 Html 正文与其相关的图片。

multipart类型，是MIME邮件的精髓。邮件体被分为多个段，每个段又包含段头和段体两部分，这两部分之间也以空行分隔。它们之间的层次关系可归纳为下图所示：

     +------------------------- multipart/mixed ----------------------------+
     |                                                                      |
     | +----------------- multipart/related ------------------+            |
     | |                                                      |            |
     | | +----- multipart/alternative ------+ +----------+ | +------+ |
     | | |                                  | | 内嵌资源 | | | 附件 | |
     | | | +------------+ +------------+ | +----------+ | +------+ |
     | | | | 纯文本正文 | | 超文本正文 | |                |             |
     | | | +------------+ +------------+ | +----------+ | +------+ |
     | | |                                  | | 内嵌资源 | | | 附件 | |
     | | +----------------------------------+ +----------+ | +------+ |
     | |                                                      |            |
     | +------------------------------------------------------+            |
     |                                                                      |
     +----------------------------------------------------------------------+

可以看出，如果在邮件中要添加附件，必须定义multipart/mixed段；如果存在内嵌资源，至少要定义multipart/related段；如果纯文本与超文本共存，至少要定义multipart/alternative段。什么是“至少”？举个例子说，如果只有纯文本与超文本正文，那么在邮件头中将类型扩大化，定义为multipart/related，甚至multipart/mixed，都是允许的。

multipart诸类型的共同特征是，在段头指定“boundary”参数字符串，段体内的每个子段以此串定界。所有的子段都以“--”+boundary行开始，父段则以“--”+boundary+“--”行结束。段与段之间也以空行分隔。在邮件体是multipart类型的情况下，邮件体的开始部分(第一个“--” +boundary行之前)可以有一些附加的文本行，相当于注释，解码时应忽略。段间也可以有一些附加的文本行，不会显示出来。

　　这些复合类型又是可以嵌套使用的，比如说一个带有附件的邮件，同时有html与text两种格式的正文，则邮件的结构是：

　　Content-Type: multipart/mixed

　　部分一：

　　Content Type : multipart/alternative：

　　Text 正文；

　　Html 格式的正文　

　　部分二：

　　附件

　　邮件结束符；

　　由于复合类型由多个部分组成，因此，需要一个分隔符来分隔这多个部分，这就是上面的邮件源文件中的boundary所描述的，对于每一个Contect type :multipart/* 的内容，都会有这么一个说明，表示多个部分之间的分隔。

　　含有 MIME/BASE64编码的邮件，你查看它的源码时一般都含有:“This is a multi-part message in MIME format.”这样的句子。也可以被绝大多数的email程序进行解码，包括Netscape、MS Mail、Eudora等。这些程序可以正确识别邮件的正文，恢 MIME/BASE64 编码的部分为正确的文字或夹带的二进制文件。

3.Content-Transfer-Encoding

它表示了这个部分文档的编码方式。只有识别了这个说明，才能用正确的解码方式实现对其解码。
Content-Transfer-Encoding共有Base64, Quoted-printable, 7bit, 8bit, Binary等几种。
其中7bit是缺省的编码方式。电子邮件源码最初设计为全部是可打印的ASCII码的形式。
非ASCII码的文本或数据要编码成要求的格式。
Base64, Quoted-Printable是在非英语国家使用最广使的编码方式。
Binary方式只具有象征意义，而没有任何实用价值。

4.boundary

这个分隔符是正文中不可能出现的一串古字符的组合，在文档中，以"--"加上这个boundary 来表示一个部分的开始，在文档的结束，以"--"加boundary再在最后加上"--"来表示文档的结束。由于复合类型是可以嵌套使用的，因此，邮件中可能会多个boundary。