Base64算法

简单概念理解：

      Base64算法使用了单表置换算法的思想。Base64使用一个由64个字符组成的映射表，见Base64字符映射表，然后其他的所有符号都根据这个映射表转换成对应的字符。

      注意：Base64是在给定字符编码（如：gbk,utf-8）的基础上进行的,因为经过这些字符编码的编码之后，已经转换成该编码的二进制字节码了

                 这样Base64才能使用它的64字符进行转换

 

 

Base64的实现原理：

      1）将给定的字符串转换成对应的字符编码（如：GBK、UTF-8）

      2）将获得该字符编码转换成二进制码

      3）对获得的二进制码进行分组操作

               第一步：每3个字节（8位二进制）为一组，一共24个二进制位

               第二步：将这个24个二进制位分成4组，每个组有6个二进制位，不足6位的，后面补0。

               第三步：在每个组前面加两个0，这样每个组就又变成了8位，即每个组一个字节，4个组就4个字节了。

               第四步：根据Base64的转码表找到每个字节对应的符号，这个符号就是Base64的编码值

 

 

 

Base64编码表

       

 

           Value指二进制对应的十进制编码，Encoding指Base64的编码值

 

 

 

Base64编码规则：

        经过Base64编码后的字符串的字符数一定是4的整数倍。在使用Base64编码时，如果得到的字符数不为4的整数倍，则后面使用等号 ‘=’补足

 

 

 

举例说明：

        举一个具体的实例，演示英语单词Man如何转成Base64编码。

Text content	M								a								n
ASCII	77								97								110
Bit pattern	0	1	0	0	1	1	0	1	0	1	1	0	0	0	0	1	0	1	1	0	1	1	1	0
Index	19						22						5						46
Base64-Encoded	T						W						F						u

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，根据上表，得到每个值对应Base64编码，即T、W、F、u。

    因此，Man的Base64编码就是TWFu。

 

       如果字节数不足三，则这样处理：

a）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、00010000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=。

b）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==。

 

     再举一个中文的例子，汉字"严"如何转化成Base64编码？
     这里需要注意，汉字本身可以有多种编码，比如gb2312、utf-8、gbk等等，每一种编码的Base64对应值都不一样。下面的例子以utf-8为例。
     首先，"严"的utf-8编码为E4B8A5，写成二进制就是三字节的"11100100 10111000 10100101"。将这个24位的二进制字符串，按照第3节中的规则，转换成四组         一共32位的二进制值"00111001 00001011 00100010 00100101"，相应的十进制数为57、11、34、37，它们对应的Base64值就为5、L、i、l。
     所以，汉字"严"（utf-8编码）的Base64值就是5Lil。

 

Java版Base64编码和解码实现：

 

     方案一：使用Apache的org.apache.commons.codec.binary.Base64类

      //Base64编码

   /*String str = new String(Base64.encodeBase64("中国".getBytes("gbk")) ,"gbk");

     System.out.println(str);*/

        

   //Base64编码，对输出结果中，每76个字符追加一个回车换行符

   String str = new String(Base64.encodeBase64("中国".getBytes("gbk") ,true) ,"gbk");

   System.out.println(str);

        

   //Base64解码

   String str2 = new String(Base64.decodeBase64(str.getBytes("gbk")) ,"GBK");

   System.out.println(str2);

 

  方案二：使用sun内部使用类 sun.misc.BASE64Encoder、sun.misc.BASE64Decoder 

    

   //Base64编码

   BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();

   String encodeStr = encoder.encode("中国".getBytes("gbk"));

   System.out.println(encodeStr);

        

   //Base64解码

   BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();

   String str = new String(decoder.decodeBuffer(encodeStr) ,"gbk");

   System.out.println(str);  

 

 

 

 

 

 

 

 

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