BASE64

参考
如何用通俗易懂的语言解释base64?
Base64编码原理与应用
base64 前世今生
为什么要使用base64编码，有哪些情景需求？

早期的计算机天才们，为了表示他们国家的语言，26个英文字符，数字，还有一些特殊符号，发明了ASCII编码，如果直译英文，则是：为了信息交换而制定的一套美国标准编码。注意里面的“交换”二字。当ASCII编码问世之后，使用英文的国家爽了，往计算机里面写入信息，就是写自己国家的语言。但随着计算机的普及，其他国家也开始使用计算机，可是，有很多国家不使用英文，比如：中国、俄国、日本、韩国等，ASCII编码显然不能满足。 那怎么办？Unicode、GBK、GB2132等编码出现了。麻烦是不是又来了？ 是的。 随着计算机网络的发明，到网络的普及，各国的计算机系统需要交流，此时各个计算机系统可能使用的是不同编码，那如何解决这个问题呢？在计算机里面，有一个通用的解决问题的方法：加一个中间层，Base64就是一个中间层。当我们通过网络传输中文的时候，先用Base64编码，传输到特定终端之后，再用Base64解码，这样就解决了可能出现的乱码问题。

一、BASE64算法原理

Base64编码之所以称为Base64，是因为其使用64个字符来对任意数据进行编码，同理有Base32、Base16编码。标准Base64编码使用的64个字符为：

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Base64编码本质上是一种将二进制数据转成文本数据的方案。对于非二进制数据，是先将其转换成二进制形式，然后每连续6比特（2的6次方=64）计算其十进制值，根据该值在上面的索引表中找到对应的字符，最终得到一个文本字符串。

假设我们要对 Hello! 进行Base64编码，按照ASCII表，其转换过程如下图所示：

image.png

可知 Hello!的Base64编码结果为 SGVsbG8h ，原始字符串长度为6个字符，编码后长度为8个字符，每3个原始字符经Base64编码成4个字符，编码前后长度比4/3，这个长度比很重要 - 比原始字符串长度短，则需要使用更大的编码字符集，这并不我们想要的；长度比越大，则需要传输越多的字符，传输时间越长。Base64应用广泛的原因是在字符集大小与长度比之间取得一个较好的平衡，适用于各种场景。

是不是觉得Base64编码原理很简单？

但这里需要注意一个点：Base64编码是每3个原始字符编码成4个字符，如果原始字符串长度不能被3整除，那怎么办？使用0值来补充原始字符串。

以 Hello!!为例，其转换过程为：

图表中蓝色背景的二进制0值是额外补充的

Hello!!Base64编码的结果为 SGVsbG8hIQAA 。最后2个零值只是为了Base64编码而补充的，在原始字符中并没有对应的字符，那么Base64编码结果中的最后两个字符 AA 实际不带有效信息，所以需要特殊处理，以免解码错误。

标准Base64编码通常用 = 字符来替换最后的 A，即编码结果为 SGVsbG8hIQ==。因为 = 字符并不在Base64编码索引表中，其意义在于结束符号，在Base64解码时遇到 = 时即可知道一个Base64编码字符串结束。

如果Base64编码字符串不会相互拼接再传输，那么最后的 = 也可以省略，解码时如果发现Base64编码字符串长度不能被4整除，则先补充 = 字符，再解码即可。

解码是对编码的逆向操作，但注意一点：对于最后的两个 = 字符，转换成两个 A 字符，再转成对应的两个6比特二进制0值，接着转成原始字符之前，需要将最后的两个6比特二进制0值丢弃，因为它们实际上不携带有效信息。

二、为什么是64而不是其他呢？

我们知道64是2的6次方，一连串二进制被6位6位的等分

那为什么不是5位等分或者7位等分呢？

7位等分就需要128个字符，找不到这么多现成的字符，而5位等分只需要32个字符，连大小写字符都没用完，太浪费了

6等分造成的一个后果就是 base64 后的文本大小始终是大于等于源数据的 8/6，也就是至少比源文件大 1/3，那也肯定比源数据大的，因为虽然6等分了，但一个字符还是8bit。但要注意的是 gzip 后这个大小差距会减少

三、Base 64作用

Base 64 Encoding有什么用？举个简单的例子，你使用SMTP协议 （Simple Mail Transfer Protocol 简单邮件传输协议）来发送邮件。因为这个协议是基于文本的协议，所以如果邮件中包含一幅图片，我们知道图片的存储格式是二进制数据（binary data），而非文本格式，我们必须将二进制的数据编码成文本格式，这时候Base 64 Encoding就派上用场了。
具体参考Laya Image 图集

四、是编码，并不是加密

很多人都以为编码（Encoding）和加密（Encryption）是同一个意思。编码和加密都是对格式的一种转换，但是它们是有区别的。编码是公开的，比如的Base 64编码，任何人都可以解码；而加密则相反，你只希望自己或者特定的人才可以对内容进行解密。
很多博客什么的都把Base64当做加密算法，这是不对的。Base64不具有可读性，但不代表这个编码是加密的。加密需要保证，没有密钥的人无法解密信息，无法从密文中获得任何明文信息。Base64编码显然没有密钥什么事… 所以，这个误区大家要纠正过来。