base64编码

什么是Base64？

按照RFC2045的定义，Base64被定义为：Base64内容传送编码被设计用来把 任意序列的8位字节描述为一种不易被人直接识别的形式。（The Base64 Content-Transfer-Encoding is designed to represent arbitrary sequences of octets in a form that need not be humanly readable.）

 

算法详解

    Base64编码要求把3个8位字节（3*8=24）转化为4个6位的字节（4*6=24），之后在6位的前面补两个0，形成8位一个字节的形式。
具体转化形式间下图：
字符串“张3”
11010101 11000101 00110011

00110101 00011100 00010100 00110011

 

Base64有其自身的编码表：

Table 1: The Base64 Alphabet
Value Encoding Value Encoding Value Encoding Value Encoding
0 A 17 R 34 i 51 z
1 B 18 S 35 j 52 0
2 C 19 T 36 k 53 1
3 D 20 U 37 l 54 2
4 E 21 V 38 m 55 3
5 F 22 W 39 n 56 4
6 G 23 X 40 o 57 5
7 H 24 Y 41 p 58 6
8 I 25 Z 42 q 59 7
9 J 26 a 43 r 60 8
10 K 27 b 44 s 61 9
11 L 28 c 45 t 62 +
12 M 29 d 46 u 63 /
13 N 30 e 47 v (pad) =
14 O 31 f 48 w
15 P 32 g 49 x
16 Q 33 h 50 y

 

因此：

00110101 00011100 00010100 00110011
十进制53 十进制34 十进制20 十进制51
字符’1’ 字符’i’ 字符’U’ 字符’z’

这样，字符串“张3”经过编码后就成了字符串“1iUz”了。

 

Base64将3个字节转变为4个字节，因此，编码后的代码量（以字节为单位，下同）约比编码前的代码量多了1/3。之所以说是“约”，是因为如果代码量正好是3的整数倍，那么自然是多了1/3。但如果不是呢？
细心的人可能已经注意到了，在The Base64 Alphabet中的最后一个有一个(pad) =字符。这个字符的目的就是用来处理这个问题的。
当代码量不是3的整数倍时，代码量/3的余数自然就是2或者1。转换的时候，结果不够6位的用0来补上相应的位置，之后再在6位的前面补两个0。转换完空出的结果就用就用“=”来补位。譬如结果若最后余下的为2个字节的“张”：

字符串“张”
11010101 HEX:D5 11000101 HEX:C5

00110101 00011100 00010100
十进制53 十进制34 十进制20 pad
字符’1’ 字符’i’ 字符’U’ 字符’=’

这样，最后的2个字节被整理成了“1iU=”。
同理，若原代码只剩下一个字节，那么将会添加两个“=”。只有这两种情况，所以，Base64的编码最多会在编码结尾有两个“=”

 

JS版的Base64编码函数定义

 

　　var base64EncodeChars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
　　var base64DecodeChars = new Array(
　　-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);
　　function base64encode(str)
　　{
　　var returnVal, i, len;
　　var c1, c2, c3;
　　len = str.length;
　　i = 0;
　　returnVal = "";
　　while(i < len)
　　{
　　c1 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
　　if(i == len)
　　{
　　returnVal += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
　　returnVal += base64EncodeChars.charAt((c1 & 0x3) << 4);
　　returnVal += "==";
　　break;
　　}
　　c2 = str.charCodeAt(i++);
　　if(i == len)
　　{
　　returnVal += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
　　returnVal += base64EncodeChars.charAt(((c1 & 0x3)<< 4) | ((c2 & 0xF0) >> 4));
　　returnVal += base64EncodeChars.charAt((c2 & 0xF) << 2);
　　returnVal += "=";
　　break;
　　}
　　c3 = str.charCodeAt(i++);
　　returnVal += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
　　returnVal += base64EncodeChars.charAt(((c1 & 0x3)<< 4) | ((c2 & 0xF0) >> 4));
　　returnVal += base64EncodeChars.charAt(((c2 & 0xF) << 2) | ((c3 & 0xC0) >>6));
　　returnVal += base64EncodeChars.charAt(c3 & 0x3F);
　　}
　　return returnVal;
　　}
　　function base64decode(str)
　　{
　　var c1, c2, c3, c4;
　　var i, len, returnVal;
　　len = str.length;
　　i = 0;
　　returnVal = "";
　　while(i < len)
　　{
　　/* c1 */
　　do
　　{
　　c1 = base64DecodeChars[str.charCodeAt(i++) & 0xff];
　　} while(i < len && c1 == -1);
　　if(c1 == -1)
　　break;
　　/* c2 */
　　do
　　{
　　c2 = base64DecodeChars[str.charCodeAt(i++) & 0xff];
　　} while(i < len && c2 == -1);
　　if(c2 == -1)
　　break;
　　returnVal += String.fromCharCode((c1 << 2) | ((c2 & 0x30) >> 4));
　　/* c3 */
　　do
　　{
　　c3 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
　　if(c3 == 61)
　　return returnVal;
　　c3 = base64DecodeChars[c3];
　　} while(i < len && c3 == -1);
　　if(c3 == -1)
　　break;
　　returnVal += String.fromCharCode(((c2 & 0XF) << 4) | ((c3 & 0x3C) >> 2));
　　/* c4 */
　　do
　　{
　　c4 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
　　if(c4 == 61)
　　return returnVal;
　　c4 = base64DecodeChars[c4];
　　} while(i < len && c4 == -1);
　　if(c4 == -1)
　　break;
　　returnVal += String.fromCharCode(((c3 & 0x03) << 6) | c4);
　　}
　　return returnVal;
　　}