Base64编码

简单说明

Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一，Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。可查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的详细规范。Base64编码是从二进制到字符的过程，可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采用了Base64来将一个较长的唯一标识符（一般为128-bit的UUID）编码为一个字符串，用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用Base64编码具有不可读性，需要解码后才能阅读。
---来自百度百科

迅雷下载的链接，地址就是加密的专用下载地址，也是用Base64加密的，过程如下：

• 在地址前后分别添加AA和ZZ
• 对新的字符串进行Base64编码
  Flashget与迅雷类似，只是加料不同罢了，QQ旋风根本不加料，直接进行Base64编码。

使用说明
1）从iOS7.0 开始，苹果就提供了base64的编码和解码支持
2）如果是老项目，则还能看到base64编码和解码的第三方框架，如果当前不再支持iOS7.0以下版本，则建议替换。
描述
Base64可以成为密码学的基石，非常重要。

特点

• 可以将任意的二进制数据进行Base64编码。
• 数据加密之后，数据量会变大，变大1/3左右。
• 编码后有个非常显著的特点，末尾有个=号。
• 可进行反向解密。
• Base64编码具有不可读性

结果
所有的数据都能被编码为并只用65个字符就能表示的文本文件。
65字符

A~Z a~z 0~9 + / =

Base64对应编码字母表

对文件进行base64编码后文件数据的变化

编码后的数据~=编码 前数据的4/3，会大1/3左右。

Base64加密原则：

6bit（原8bit）一个字节，不足的位数用0补齐，两个0用一个=表示。

Base64编码原理

Base64编码的思想是：采用64个基本的ASCII码字符对数据进行重新编码。

• 将需要编码的数据拆分成字节数组，以3个字节为一组，按顺序排列24位数据，再把这24位数据分成4组，即每组6位；
• 再在每组的的最高位前补两个0凑足一个字节，这样就把一个3字节为一组的数据重新编码成了4个字节；
• 当所要编码的数据的字节数不是3的整倍数，也就是说在分组时最后一组不够3个字节，这时在最后一组填充1到2个0字节，并在最后编码完成后在结尾添加1到2个=号。

对ABC进行Base64编码过程

- 首先取ABC对应的ASCII码值
A : 65、B : 66、C : 67
- 再取二进制值
A : 01000001、B : 01000010、C : 01000011
- 然后把这三个字节的二进制码接起来
010000010100001001000011
- 再以6位为单位分成4个数据块并在最高位填充两个0后形成4个字节的编码后的值
00010000、00010100、00001001、00000011
- 再把这4个字节数据转化成10进制数
16、20、19、3
- 最后根据Base64给出的64个基本字符表，查出对应的ASCII码字符
Q、U、J、D
这里的值实际就是数据在字符表中的索引。
解码过程就是把4个字节再还原成3个字节再根据不同的数据形式把字节数组重新整理成数据。

注：Base64字符表，包括大写A-Z小写a-z数字0-9和+以及/。

处理过程说明

a. 转换的时候，将三个byte的数据，先后放入一个24bit的缓冲区中，先来的byte占高位。
b. 数据不足3byte的话，于缓冲区中剩下的bit用0补足。然后，每次取出6个bit，按照其值选择查表选择对应的字符作为编码后的输出。
c. 不断进行，直到全部输入数据转换完成。
d. 如果最后剩下两个输入数据，在编码结果后加1个“=”；
e. 如果最后剩下一个输入数据，编码结果后加2个“=”；
f. 如果没有剩下任何数据，就什么都不要加，这样才可以保证资料还原的正确性。
g. 编码"Man"->Base64:"TWFu"

man-base64.png

A和BC的编码过程

API

下面看一下Base64相关的API

@interface NSData (NSDataBase64Encoding)

/* Create an NSData from a Base-64 encoded NSString using the given options. By default, returns nil when the input is not recognized as valid Base-64.
*/
- (nullable instancetype)initWithBase64EncodedString:(NSString *)base64String options:(NSDataBase64DecodingOptions)options NS_AVAILABLE(10_9, 7_0);

/* Create a Base-64 encoded NSString from the receiver's contents using the given options.
*/
- (NSString *)base64EncodedStringWithOptions:(NSDataBase64EncodingOptions)options NS_AVAILABLE(10_9, 7_0);

/* Create an NSData from a Base-64, UTF-8 encoded NSData. By default, returns nil when the input is not recognized as valid Base-64.
*/
- (nullable instancetype)initWithBase64EncodedData:(NSData *)base64Data options:(NSDataBase64DecodingOptions)options NS_AVAILABLE(10_9, 7_0);

/* Create a Base-64, UTF-8 encoded NSData from the receiver's contents using the given options.
*/
- (NSData *)base64EncodedDataWithOptions:(NSDataBase64EncodingOptions)options NS_AVAILABLE(10_9, 7_0);

@end

这里还有两个枚举，分别对应编码encode和解码decode的option。

1. 编码 NSDataBase64EncodingOptions

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSDataBase64EncodingOptions) {
    // Use zero or one of the following to control the maximum line length after which a line ending is inserted. No line endings are inserted by default.
    NSDataBase64Encoding64CharacterLineLength = 1UL << 0,
    NSDataBase64Encoding76CharacterLineLength = 1UL << 1,
    
    // Use zero or more of the following to specify which kind of line ending is inserted. The default line ending is CR LF.
    NSDataBase64EncodingEndLineWithCarriageReturn = 1UL << 4,
    NSDataBase64EncodingEndLineWithLineFeed = 1UL << 5,
    
} NS_ENUM_AVAILABLE(10_9, 7_0);

下面具体看一下这几个枚举的含义:

• NSDataBase64Encoding64CharacterLineLength: 作用是将生成的Base64字符串按照64个字符长度进行等分换行。
• NSDataBase64Encoding76CharacterLineLength：作用是将生成的Base64字符串按照76个字符长度进行等分换行。
• NSDataBase64EncodingEndLineWithCarriageReturn：作用是将生成的Base64字符串以回车结束。
• NSDataBase64EncodingEndLineWithLineFeed：作用是将生成的Base64字符串以换行结束

2. 解码 NSDataBase64DecodingOptions

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSDataBase64DecodingOptions) {
    // Use the following option to modify the decoding algorithm so that it ignores unknown non-Base64 bytes, including line ending characters.
    NSDataBase64DecodingIgnoreUnknownCharacters = 1UL << 0
} NS_ENUM_AVAILABLE(10_9, 7_0);

下面看一下枚举的具体含义：

• NSDataBase64DecodingIgnoreUnknownCharacters：表示在将解码过程中忽略不能识别的字节

代码实现

 //给定一个字符串，对该字符串进行Base64编码，然后返回编码后的结果
 - (NSString *)base64EncodeString:(NSString *)string {
     //1.先把字符串转换为二进制数据
     NSData *data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

     //2.对二进制数据进行base64编码，返回编码后的字符串
     return [data base64EncodedStringWithOptions:0];
 }

 //对base64编码后的字符串进行解码
 - (NSString *)base64DecodeString:(NSString *)string {
     //1.将base64编码后的字符串『解码』为二进制数据
     NSData *data = [[NSData alloc]initWithBase64EncodedString:string options:0];

     //2.把二进制数据转换为字符串返回
     return [[NSString alloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
 }

命令行进行Base64编码和解码

(A进行编码后是QQ==)
  编码    $ echo -n A | base64
  解码    $ echo -n QQ== |base64 -D

参考：https://www.jianshu.com/p/4f4e7288c90e