Base64编码

一、简介

编码时，6位比特编码成1个字符；解码时，1个字符解码成6位比特。6位比特对应2^6种可能取值，故而被称为“Base64编码”。

二、原理

首先给出一个映射表，表示的含义是：编码时，给定一个“6位比特”，其相应的十进制值对应的映射字符即为被编码成字符；解码时，逆向化过程。实际上除了以下64个字符外，还有一个填充字符“=”，对应“比特全属于填充字节的6位比特”。

十进制值	映射字符	十进制值	映射字符	十进制值	映射字符	十进制值	映射字符
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	/

2.1、编码

给定一个字节流，进行Base64编码的过程如下：将字节流表示成比特流，如果比特流总个数不为24的倍数，则在尾部添加填充字节（填充字节为0字节，8位比特全为0），使得最终比特流总个数为24的倍数。接着，以“6位比特”为单元，根据上述映射表进行编码，比特全属于填充字节的“6位比特”被编码成字符“=”，而不是字符“A”。
实验如下：

原比特流	填充比特流	被编码成字符串
010101011010101000001111	无	VaoP
010110100110000000000000	无	WmAA
0101101001100000	00000000	WmA=
01101100	0000000000000000	bA==

2.2、解码

编码过程的逆向化过程。

三、使用

使用“commons-codec”包的“org.apache.commons.codec.binary.Base64”类。

3.1、编码

实验代码如下：

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        byte[] a = new byte[3];
        // 010101011010101000001111
        a[0] = 85;
        a[1] = -86;
        a[2] = 15;

        System.out.println(Base64.encodeBase64String(a));

        byte[] b = new byte[3];
        // 010110100110000000000000
        b[0] = 90;
        b[1] = 96;
        b[2] = 0;
        System.out.println(Base64.encodeBase64String(b));

        byte[] c = new byte[2];
        // 0101101001100000
        c[0] = 90;
        c[1] = 96;
        System.out.println(Base64.encodeBase64String(c));

        byte[] d = new byte[1];
        // 01101100
        d[0] = 108;
        System.out.println(Base64.encodeBase64String(d));
    }
}

打印结果如下：

VaoP
WmAA
WmA=
bA==

3.2、解码

实验代码如下：

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String a = "VaoP";
        System.out.println(Arrays.toString(Base64.decodeBase64(a)));

        String b = "WmAA";
        System.out.println(Arrays.toString(Base64.decodeBase64(b)));

        String c = "WmA=";
        System.out.println(Arrays.toString(Base64.decodeBase64(c)));

        String d = "bA==";
        System.out.println(Arrays.toString(Base64.decodeBase64(d)));
    }
}

打印结果如下：

[85, -86, 15]
[90, 96, 0]
[90, 96]
[108]

四、其他

以上只是核心原理介绍，实际中有很多变种，上述“commons-codec”包中的Base64编码实现也只是其中的一种变种实现。

参考文献： [1]http://blog.csdn.net/xuefeng0707/article/details/19845111 [2]http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc2045.txt [3]https://en.wikipedia.org/wiki/Base64