python中base64库用法详解
1、什么是Base64
Base64是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法。
Base64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。由于2^6=64，所以每6个比特为一个单元，对应某个可打印字符。
3个字节有24个比特，对应于4个Base64单元，即3个字节可由4个可打印字符来表示。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，此外两个可打印符号在不同的系统中而不同。
2、python中的base64模块
Base64模块真正用得上的方法只有8个，分别是：
encode, decode为一组, 专门用来编码和解码文件的, 也可以对StringIO里的数据做编解码；
encodestring, decodestring为一组，专门用来编码和解码字符串
b64encode, b64decode为一组, 用来编码和解码字符串，并且有一个替换符号字符的功能
因为Base64编码后的字符除了英文字母和数字外还有三个字符’ + / =‘,其中’=‘只是为了补全编码后的字符数为4的整数，而’+‘和’/‘在一些情况下需要被替换的，b64encode和b64decode正是提供了这样的功能。至于什么情况下’+‘和’/'需要被替换，最常见的就是对url进行Base64编码的时候。
urlsafe_b64decode, urlsafe_b64encode为一组，这个就是用来专门对url进行Base64编解码的，实际上也是调用的前一组函数。
base64.b64encode()将bytes类型数据进行base64编码，返回编码后的bytes类型
base64.b64deocde()将base64编码的bytes类型进行解码，返回解码后的bytes类型
decode的作用是将其他编码的字符串转换成unicode编码
encode的作用是将unicode编码转换成其他编码的字符串
3、Base64使用场景
Base64是一种任意二进制到文本字符串的编码方法，常用于在URL、Cookie、网页中传输少量二进制数据，包括MIME的电子邮件及XML的一些复杂数据。
在邮件中的用途：
在MIME格式的电子邮件中，base64可以用来将binary的字节序列数据编码成ASCII字符序列构成的文本。使用时，在传输编码方式中指定base64。使用的字符包括大小写字母各26个，加上10个数字，和加号“+”，斜杠“/”，一共64个字符，等号“=”用来作为后缀用途。
在URL中的用途：
标准的Base64并不适合直接放在URL里传输，因为URL编码器会把标准Base64中的“/”和“+”字符变为形如“%XX”的形式，而这些“%”号在存入数据库时还需要再进行转换，因为ANSI SQL中已将“%”号用作通配符。
为解决此问题，可采用一种用于URL的改进Base64编码，它不在末尾填充'='号，并将标准Base64中的“+”和“/”分别改成了“*”和“-”，这样就免去了在URL编解码和数据库存储时所要作的转换，避免了编码信息长度在此过程中的增加，并统一了数据库、表单等处对象标识符的格式。
另有一种用于正则表达式的改进Base64变种，它将“+”和“/”改成了“!”和“-”，因为“+”，“*”在正则表达式中都可能具有特殊含义。
4、base64转换过程
5、代码实现
5.1 简单使用
示例代码1：
import base64
s = '人生苦短，我学python！'
# 加密
b = base64.b64encode(s.encode('utf-8'))
print(b)
# 解密
c = base64.b64decode(b).decode('utf-8')
print(c)
运行结果：
示例代码2：
from base64 import b64encode, b64decode
s = 'I love python!'
print(s)
s_encode = s.encode(encoding='utf-8')
print(s_encode)
s_encode_base64 = b64encode(s_encode)
print(s_encode_base64)
s_decode_base64 = b64decode(s_encode_base64)
print(s_decode_base64)
s_decode = s_decode_base64.decode(encoding='utf-8')
print(s_decode)
运行结果：
5.2 url使用base64
示例代码：
import base64
url = 'http://www.baidu.com/info'
# 加密
b = base64.b64encode(url.encode('utf-8'))
print(b)
# 解密
c = base64.b64decode(b).decode('utf-8')
print(c)
运行结果：
5.3 读写文件
示例代码1：
from base64 import b64encode, b64decode
with open(r'./text.txt', 'rb') as f: # 此处不能使用encoding='utf-8'， 否则报错
base64_data = b64encode(f.read()) # b64encode是编码
print(base64_data) # 输出生成的base64码，Bytes类型, b'xxxxx'类型的字符串
new_data = b64decode(base64_data)
print(new_data)
运行结果：
5.4 base64对图片数据进行加密
示例代码：
import base64
# 读取一张图片，将图片数据转换为base64格式
read_gif = open('./run.gif', 'rb')
read_data = read_gif.read()
print(read_data)
read_gif.close()
base_gif = base64.b64encode(read_data)
print(base_gif)
# data = base_gif.decode('ascii')
data = base_gif.decode()
print(data)
new_data = base64.b64decode(base_gif)
print(new_data)
# 将读取的数据重新写入文件，保存为图片格式
new_run = open('new_run.gif', 'wb')
new_run.write(new_data)
new_run.close()运行结果：
5.5 base64嵌套加解密
示例代码：
import base64
import re
html = """
My Page Title({0})
This is a Heading({1})
This is a paragraph({2}).
"""
html_list = []
# 对字符串嵌套加密
print('开始加密：')
for i in range(2):
new_html = html.format(i, i, i)
title = re.findall(r'(.*?) ', new_html)[0]
h1 = re.findall(r'(.*?)
', new_html)[0]
p = re.findall(r'(.*?)
', new_html)[0]
new_html = new_html.replace(title, '{0}').replace(h1, '{1}').replace(p, '{2}')
new_html = new_html.format(base64.b64encode(title.encode('utf-8')).decode('utf-8'),
base64.b64encode(h1.encode('utf-8')).decode('utf-8'),
base64.b64encode(p.encode('utf-8')).decode('utf-8'))
html_list.append(base64.b64encode(new_html.encode('utf-8')).decode('utf-8'))
print(new_html)
print('开始解密：')
# 对字符串嵌套解密
for data in html_list:
html_data = base64.b64decode(data).decode('utf-8')
title = re.findall(r'(.*?) ', html_data)[0]
h1 = re.findall(r'(.*?)
', html_data)[0]
p = re.findall(r'(.*?)
', html_data)[0]
html_data = html_data.replace(title, '{0}').replace(h1, '{1}').replace(p, '{2}')
html_data = html_data.format(base64.b64decode(title).decode('utf-8'),
base64.b64decode(h1).decode('utf-8'),
base64.b64decode(p).decode('utf-8'))
print(html_data)
运行结果;
开始加密：
TXkgUGFnZSBUaXRsZSgwKQ==
VGhpcyBpcyBhIEhlYWRpbmcoMCk=
VGhpcyBpcyBhIHBhcmFncmFwaCgwKS4=
TXkgUGFnZSBUaXRsZSgxKQ==
VGhpcyBpcyBhIEhlYWRpbmcoMSk=
VGhpcyBpcyBhIHBhcmFncmFwaCgxKS4=
开始解密：
My Page Title(0)
This is a Heading(0)
This is a paragraph(0).
My Page Title(1)
This is a Heading(1)
This is a paragraph(1).
Process finished with exit code 0暂未想到更好的base64嵌套解决方案，读者若有更好的解决方法欢迎留言评论！