Base64编码详解

Base64编码

Base64是一种编码方式，将字节数组按照规则转换成可见字符，并不属于加密的范畴。虽然Base64不是一种加密算法，但Base64在加密中却很常用，往往作为最后一步，将加密后的数据进行Base64编码，转换成可见字符。

原理

Base64编码，是将原字节数组按照3byte8bit转换成4byte6bit，将这4byte对应的值作为下标，在可见字符表中得到对应的可见字符。也就是将3byte转成4byte，不足4byte补’=’，最多补两个’=’。这也就是为什么Base64出来的结果在结尾处经常有’=‘或者’=='的原因。

示例

下面通过示例，演示一下Base64的编码过程(比直接看代码更直观)：

待编码字符：
"admin"

对应的字节数组：
[97,100,109,105,110]

对应的二进制表示：
[01100001,01100100,01101101,01101001,01101110]

重新按照6bit进行分组(最后一组不足6bit,在后面补0)：
[011000,010110,010001,101101,011010,010110,1110 00]

转换成整数表示：
[24,22,17,45,26,22,56]

查表得到对应字符(不足4byte,补'=')：
['Y','W','R','t','a','W','4','=']

可见字符表(大写字母 + 小写字母 + 数字 + '+' + '/')：
['A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O','P','Q','R','S','T','U','V','W','X','Y','Z','a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n','o','p','q','r','s','t','u','v','w','x','y','z','0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','+','/']

因此，字符串“admin”对应的Base64编码值为“YWRtaW4=”。如果是“admi”，那么对应的Base64编码值为“YWRtaQ==”。所以，Base64编码之后，长度一定是4的倍数。

代码实现

代码实现的核心围绕着怎么把字节数组重新安装6bit进行重组。其实从上面例子中的二进制表示法中很容易看出规律。这里就不再给出代码实现了，留给大家作为巩固的练习吧。（提示：这种位操作，当然是采用位运算最是方便快捷）

如果你已经完成了代码实现，那么回过头来看一下，如果只知道Base64的原理和代码实现，其实并不是很好理解其操作过程，毕竟人类习惯了10进制，对于二进制的位运算，并没有直观的感受（本人就是先看了原理和代码，发现不好理解，于是才有了上面的示例过程【哈哈】）。所以，对于位运算，往往二进制表示法更直观。

总结

• Base64是一种编码方式，主要用于将一个字节数组（一般包含不可见字符）转化成可见字符（Java中一般转成String），方便查看和在代码中传递。
• Base64编码之后，数据会变长，变为原来的（4.0/3倍），为了便于使用，一般封装的Base64编码函数需要返回编码后的长度。
• Base64不是一种加密算法，不可用于数据加密，但可以用于将加密后的数据转换成可见字符（很多加密算法得到的结果都包含不可见字符）。
• 由Base64数据长度，可以推算出Base64之前的数据长度，也就是加密后的数据长度，对于密码破解有一定参考价值。