Base64编码原理

1.为什么需要Base64编码?

• 因为有些网络传送渠道并不支持所有的字节，例如传统的邮件只支持可见字符的传送，像ASCII码的控制字符就不能通过邮件传送。这样就受到了很大的限制，比如图片二进制流的每个字节不可能全部是可见字符，所以就传送不了。
• 最好的方法就是在不改变传统协议的情况下，开辟一种新的方案来支持二进制文件的传送。把不可见字符用可见字符来表示。而Base64就是一种基于64个可见字符来表示二进制数据的表示方法。

2.Base64编码方法

• 简单来说，就是把原来三个字节的数据编码为四个字节。
• 如果Base64编码后产生的字节全是补0所产生的，则显示=，这也就是我们总是会看到Base64编码末尾总是会有最多两个“=”的原因。
• 从上面可知，Base64编码后，数据的大小会增加三分之一。

• 因为Base64编码的每个字节最高两位是0，低六位可以表示成64种可见字符，所以称为Base64编码，从0~63所代表的的可见字符如下表：

  

3.举个栗子

• 下面我们算一下”1”的Base64编码是多少？
• 我们知道1的，ASCII码是48，换成二进制就是0011 0001，所以网络传输中1就是用00110001表示的
• 要用Base64编码，因为不够三字节，所以末尾补0: 0011 0001 0000 0000 0000 0000
• 拆分成四字节： 00001100 00010000 00000000 00000000，每个字节高位补2个0
  所以，上面Base64编码四个字节代表的数字分别是：12 16 0 0
• 又因为最后两个字节0全是补上的，所以表示为==，所以最后得到： MQ==

4. Base64 in Java

Java8良好的支持了Base64编码的常用操作，也就是java.util.Base64类，常用的编码和解密方法如下：

String encodedStr = Base64.getEncoder().encodeToString("some string".getBytes("utf-8"));

byte[] decodedStr = Base64.getDecoder().decode("c29tZSBzdHJpbmc=");

5.总结

• Base64编码字符串长度一定是4的整数倍

• Base64编码末尾一定有0、1或2个“=”，最多2个

• Base64编码字符一定是a-z，A-Z，0-9，+和/，不可能出现其他字符