Base64实现编码、解码原理

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的方法！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！

Base64实现编码原理

它是用64个可打印字符表示二进制所有数据方法。由于26=64，所以可以用每6个位元（6个1或0）位一个单位，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，刺猬两个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。



转换的时候，将三个byte的数据，先后放入一个24bit的缓冲区，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，按照其值选择上表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2个“=”；如果最后剩下一个输入数据，在编码结果后加1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！



M的Ascii码是77，前六位对应值为19，对应base64字符为T，如此类推。其他字符编码就而自动转换得到。我们看看不是刚好3个字节的情况！



Java实现Base64编码、解码

package urlConnection;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
public class Base64 {
private static char[] base64EncodeChars = new char[] { 'A', 'B', 'C', 'D',
'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q',
'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd',
'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q',
'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3',
'4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/' };
private static byte[] base64DecodeChars = new byte[] { -1, -1, -1, -1, -1,
-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
-1, -1, -1, -1, 62, -1, -1, -1, 63, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59,
60, 61, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, -1,
-1, -1, -1, -1, -1, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37,
38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, -1, -1, -1,
-1, -1 };
private Base64() {
}

/**
* Base64编码
* Administrator
* 2015年11月25日 上午10:34:28
* @param data
* @return
*/
public static String encode(byte[] data) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
int len = data.length;
int i = 0;
int b1, b2, b3;
while (i < len) {
b1 = data[i++] & 0xff;
if (i == len) {
sb.append(base64EncodeChars[b1 >>> 2]);
sb.append(base64EncodeChars[(b1 & 0x3) << 4]);
sb.append("==");
break;
}
b2 = data[i++] & 0xff;
if (i == len) {
sb.append(base64EncodeChars[b1 >>> 2]);
sb.append(base64EncodeChars[((b1 & 0x03) << 4)
| ((b2 & 0xf0) >>> 4)]);
sb.append(base64EncodeChars[(b2 & 0x0f) << 2]);
sb.append("=");
break;
}
b3 = data[i++] & 0xff;
sb.append(base64EncodeChars[b1 >>> 2]);
sb.append(base64EncodeChars[((b1 & 0x03) << 4)
| ((b2 & 0xf0) >>> 4)]);
sb.append(base64EncodeChars[((b2 & 0x0f) << 2)
| ((b3 & 0xc0) >>> 6)]);
sb.append(base64EncodeChars[b3 & 0x3f]);
}
return sb.toString();
}

/**
* Base64解码
* Administrator
* 2015年11月25日 上午10:34:43
* @param str
* @return
*/
public static byte[] decode(String str) {
byte[] data = str.getBytes();
int len = data.length;
ByteArrayOutputStream buf = new ByteArrayOutputStream(len);
int i = 0;
int b1, b2, b3, b4;
while (i < len) {
/* b1 */
do {
b1 = base64DecodeChars[data[i++]];
} while (i < len && b1 == -1);
if (b1 == -1) {
break;
}
/* b2 */
do {
b2 = base64DecodeChars[data[i++]];
} while (i < len && b2 == -1);
if (b2 == -1) {
break;
}
buf.write((int) ((b1 << 2) | ((b2 & 0x30) >>> 4)));
/* b3 */
do {
b3 = data[i++];
if (b3 == 61) {
return buf.toByteArray();
}
b3 = base64DecodeChars[b3];
} while (i < len && b3 == -1);
if (b3 == -1) {
break;
}
buf.write((int) (((b2 & 0x0f) << 4) | ((b3 & 0x3c) >>> 2)));
/* b4 */
do {
b4 = data[i++];
if (b4 == 61) {
return buf.toByteArray();
}
b4 = base64DecodeChars[b4];
} while (i < len && b4 == -1);
if (b4 == -1) {
break;
}
buf.write((int) (((b3 & 0x03) << 6) | b4));
}
return buf.toByteArray();
}
}

在上述代码中>>>和>>作用一样的，因为都是正数进行位运算。