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Base64 算法原理，以及编码、解码【加密、解密】介绍

2014-05-18 23:04 841 查看

Base64编码，是我们程序开发中经常使用到的编码方法。它是一种基于用64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。它通常用作存储、传输一些二进制数据编码方法！也是MIME（多用途互联网邮件扩展，主要用作电子邮件标准）中一种可打印字符表示二进制数据的常见编码方法！它其实只是定义用可打印字符传输内容一种方法，并不会产生新的字符集！有时候，我们学习转换的思路后，我们其实也可以结合自己的实际需要，构造一些自己接口定义编码方式。好了，我们一起看看，它的转换思路吧！

Base64实现转换原理

它是用64个可打印字符表示二进制所有数据方法。由于2的6次方等于64，所以可以用每6个位元为一个单元，对应某个可打印字符。我们知道三个字节有24个位元，就可以刚好对应于4个Base64单元，即3个字节需要用4个Base64的可打印字符来表示。在Base64中的可打印字符包括字母A-Z、a-z、数字0-9 ，这样共有62个字符，此外两个可打印符号在不同的系统中一般有所不同。但是，我们经常所说的Base64另外2个字符是：“+/”。这64个字符，所对应表如下。

编号	字符		编号	字符		编号	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	/

转换的时候，将三个byte的数据，先后放入一个24bit的缓冲区中，先来的byte占高位。数据不足3byte的话，于缓冲区中剩下的bit用0补足。然后，每次取出6个bit，按照其值选择

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/

中的字符作为编码后的输出。不断进行，直到全部输入数据转换完成。

如果最后剩下两个输入数据，在编码结果后加1个“=”；如果最后剩下一个输入数据，编码结果后加2个“=”；如果没有剩下任何数据，就什么都不要加，这样才可以保证资料还原的正确性。

编码后的数据比原始数据略长，为原来的4/3。无论什么样的字符都会全部被编码，因此不像Quoted-printable 编码，还保留部分可打印字符。所以，它的可读性不如Quoted-printable编码！

文本	M	a	n
ASCII编码	77	97	110
二进制位	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编码	T	W	F	u

M的Ascii码是77,前六位对应值为19，对应base64字符是T，如此类推。其它字符编码就可以自动转换得到！我们看看另外不是刚好是3个字节的情况！

文本（1 Byte）	A
二进制位	0	1	0	0	0	0	0	1
二进制位（补0）	0	1	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
Base64编码	Q	Q	=	=
文本（2 Byte）	B	C
二进制位	0	1	0	0	0	0	1	0	0	1	0	0	0	0	1	1			x	x	x	x	x	x
二进制位（补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编码	Q	k	M	=

Base64转换代码实现

既然知道了方法，那么我们如果要自己写个简单转换，好像也是很容易的！下面，我写下我做转换php代码！

<?php

/**

*base64编码方法、本方法只是做base64转换过程代码举例说明，通过该例子可以任意改造不同语言版

*@author 程默

*@copyright http://blog.chacuo.net

*@param $src 原字符串

*@return string base64字符串*

*/

function

c_base64_encode(

$src

static

$base

"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"

////将原始的3个字节转换为4个字节

$slen

strlen

$src

);

$smod

=(

$slen

%3);

$snum

floor

$slen

/3);

$desc

array

();

for

$i

=0;

$i

$snum

$i

++)

////读取3个字节

$_arr

array_map

'ord'

str_split

substr

$src

$i

*3,3)));

///计算每一个base64值

$_dec0

$_arr

[0]>>2;

$_dec1

=((

$_arr

[0]&3)<<4)|(

$_arr

[1]>>4);

$_dec2

=((

$_arr

[1]&0xF)<<2)|(

$_arr

[2]>>6);

$_dec3

$_arr

[2]&63;

$desc

array_merge

$desc

array

$base

$_dec0

],

$base

$_dec1

],

$base

$_dec2

],

$base

$_dec3

]));

if

$smod

==0)

return

implode(

''

$desc

);

///计算非3倍数字节

$_arr

array_map

'ord'

str_split

substr

$src

$snum

*3,3)));

$_dec0

$_arr

[0]>>2;

///只有一个字节

if

(!isset(

$_arr

[1]))

$_dec1

=((

$_arr

[0]&3)<<4);

$_dec2

$_dec3

"="

else

///2个字节

$_dec1

=((

$_arr

[0]&3)<<4)|(

$_arr

[1]>>4);

$_dec2

$base

[(

$_arr

[1]&7)<<2];

$_dec3

"="

$desc

array_merge

$desc

array

$base

$_dec0

],

$base

$_dec1

],

$_dec2

$_dec3

));

return

implode(

''

$desc

);

好了，通过这个例子，我想base64编码转换原理、算法有些了解了吧！它转换过程很简单，只需要做个映射表，然后将原先做一些移位运算就可以完成！我们通过该例子，是不是可以做个自己的base32这类的编码呢！欢迎朋友们交流！

作者：程默的博客 QQ:8292669
原文网址：http://blog.chacuo.net/719.html
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编号	字符		编号	字符		编号	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	/

编号	字符		编号	字符		编号	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	/

Base64 算法原理，以及编码、解码【加密、解密】 介绍

Base64 算法原理，以及编码、解码【加密、解密】介绍

编号	字符		编号	字符		编号	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
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15	P	31	f	47	v	63	/