奇妙的Base64编码
各位看官應(yīng)該都是資深的網(wǎng)蟲(chóng)了,小弟斗膽在此問(wèn)問(wèn)大家,平時(shí)上網(wǎng)時(shí),除了泡MM、到論壇灌水、扔版磚……之外,進(jìn)行的最多的是什么活動(dòng)?對(duì)了,你一定會(huì)說(shuō):是收發(fā)電子郵件!(誰(shuí)敢說(shuō)自己沒(méi)收/發(fā)過(guò)電子郵件的?拉出去槍斃了!!)
收/發(fā)E-mail的時(shí)候有一個(gè)安全性的問(wèn)題——假想一下,你花了一整天時(shí)間給系花寫(xiě)的情書(shū),在發(fā)送的過(guò)程中被隔壁宿舍張三那小子截獲了(難道他是***??),更糟的是他是你的情敵啊……天,后果不堪設(shè)想!!因此,我們必須有一種比較可靠的加密方法,能夠?qū)﹄娮余]件的明文進(jìn)行轉(zhuǎn)換,至少要得出一個(gè)無(wú)法被別人一眼就看出內(nèi)容來(lái)的東西,而且編碼/解碼的速度還要足夠快。(這時(shí)你可以再假想一下啦,張三那家伙截獲了你的肉麻情書(shū),可是他一看:“咦?怎么亂七八糟的?垃圾郵件!!”——這樣一來(lái)你不就逃過(guò)大難了?!)
Base64就是在這種背景下產(chǎn)生的加密方法。它的特點(diǎn)是:1、速度非常快。2、能夠?qū)⒆址瓵轉(zhuǎn)換成字符串B,而且如果你光看字符串B,是絕對(duì)猜不出字符串A的內(nèi)容來(lái)的。不信嗎?讓我們來(lái)看看下面這串東西:
xOO6w6Osu7bTrbniwdnAz8LetcTnzbfXzOy12KOh
呵呵,是什么啊?猜出來(lái)了嗎?其實(shí)它就是下面這段文字經(jīng)過(guò)Base64編碼產(chǎn)生的東東:
你好,歡迎光臨老羅的繽紛天地!
介紹說(shuō)完啦,讓我們開(kāi)始探討實(shí)質(zhì)性的東西。
Base64是網(wǎng)絡(luò)上最常見(jiàn)的用于傳輸8Bit字節(jié)代碼的編碼方式之一,大家可以查看RFC2045~RFC2049,上面有MIME的詳細(xì)規(guī)范。
Base64要求把每三個(gè)8Bit的字節(jié)轉(zhuǎn)換為四個(gè)6Bit的字節(jié)(3*8 = 4*6 = 24),然后把6Bit再添兩位高位0,組成四個(gè)8Bit的字節(jié),也就是說(shuō),轉(zhuǎn)換后的字符串理論上將要比原來(lái)的長(zhǎng)1/3。
這樣說(shuō)會(huì)不會(huì)太抽象了?不怕,我們來(lái)看一個(gè)例子:
| 轉(zhuǎn)換前 | aaaaaabb | ccccdddd | eeffffff | ? |
| 轉(zhuǎn)換后 | 00aaaaaa | 00bbcccc | 00ddddee | 00ffffff |
應(yīng)該很清楚了吧?上面的三個(gè)字節(jié)是原文,下面的四個(gè)字節(jié)是轉(zhuǎn)換后的Base64編碼,其前兩位均為0。
轉(zhuǎn)換后,我們用一個(gè)碼表來(lái)得到我們想要的字符串(也就是最終的Base64編碼),這個(gè)表是這樣的:(摘自RFC2045)
????????????????????????????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
??????????14 O????????????31 f????????????48 w???????? (pad) =
??????????15 P????????????32 g????????????49 x
??????????16 Q????????????33 h????????????50 y
讓我們?cè)賮?lái)看一個(gè)實(shí)際的例子,加深印象!
| 轉(zhuǎn)換前 | 10101101 | 10111010 | 01110110 | ? |
| 轉(zhuǎn)換后 | 00101011 | 00011011 | 00101001 | 00110110 |
| 十進(jìn)制 | 43 | 27 | 41 | 54 |
| 對(duì)應(yīng)碼表中的值 | r | b | p | 2 |
所以上面的24位編碼,編碼后的Base64值為 rbp2
解碼同理,把 rbq2 的二進(jìn)制位連接上再重組得到三個(gè)8位值,得出原碼。
(解碼只是編碼的逆過(guò)程,在此我就不多說(shuō)了,另外有關(guān)MIME的RFC還是有很多的,如果需要詳細(xì)情況請(qǐng)自行查找。)
用更接近于編程的思維來(lái)說(shuō),編碼的過(guò)程是這樣的:
第一個(gè)字符通過(guò)右移2位獲得第一個(gè)目標(biāo)字符的Base64表位置,根據(jù)這個(gè)數(shù)值取到表上相應(yīng)的字符,就是第一個(gè)目標(biāo)字符。
然后將第一個(gè)字符左移4位加上第二個(gè)字符右移4位,即獲得第二個(gè)目標(biāo)字符。
再將第二個(gè)字符左移2位加上第三個(gè)字符右移6位,獲得第三個(gè)目標(biāo)字符。
最后取第三個(gè)字符的右6位即獲得第四個(gè)目標(biāo)字符。
在以上的每一個(gè)步驟之后,再把結(jié)果與 0x3F 進(jìn)行 AND 位操作,就可以得到編碼后的字符了。
(感謝 Athena 指出以上描述中原有的一些錯(cuò)誤!^_^)
So easy! That’s all!!!
可是等等……聰明的你可能會(huì)問(wèn)到,原文的字節(jié)數(shù)量應(yīng)該是3的倍數(shù)啊,如果這個(gè)條件不能滿足的話,那該怎么辦呢?
我們的解決辦法是這樣的:原文的字節(jié)不夠的地方可以用全0來(lái)補(bǔ)足,轉(zhuǎn)換時(shí)Base64編碼用=號(hào)來(lái)代替。這就是為什么有些Base64編碼會(huì)以一個(gè)或兩個(gè)等號(hào)結(jié)束的原因,但等號(hào)最多只有兩個(gè)。因?yàn)?#xff1a;
余數(shù) = 原文字節(jié)數(shù) MOD 3
所以余數(shù)任何情況下都只可能是0,1,2這三個(gè)數(shù)中的一個(gè)。如果余數(shù)是0的話,就表示原文字節(jié)數(shù)正好是3的倍數(shù)(最理想的情況啦)。如果是1的話,為了讓Base64編碼是4的倍數(shù),就要補(bǔ)2個(gè)等號(hào);同理,如果是2的話,就要補(bǔ)1個(gè)等號(hào)。
講到這里,大伙兒應(yīng)該全明白了吧?如果還有不清楚的話就返回去再仔細(xì)看看,其實(shí)不難理解的。
下面我給出一個(gè)演示Base64編碼/解碼的程序,希望能對(duì)您有用。同時(shí)也希望您幫我完善它,利用它做出更多的用途,到時(shí)別忘了通知我一聲啊!
using System;
using System.Text;
namespace Common
{
??? /// <summary>
??? /// 實(shí)現(xiàn)Base64加密解密
??? /// 作者:周公
??? /// 時(shí)間:2007
??? /// </summary>
??? public sealed class Base64
??? {
??????? /// <summary>
??????? /// Base64加密
??????? /// </summary>
??????? /// <param name="codeName">加密采用的編碼方式</param>
??????? /// <param name="source">待加密的明文</param>
??????? /// <returns></returns>
??????? public static string EncodeBase64(Encoding encode, string source)
??????? {
??????????? byte[] bytes = encode.GetBytes(source);
??????????? try
??????????? {
??????????????? encode = Convert.ToBase64String(bytes);
??????????? }
??????????? catch
??????????? {
??????????????? encode = source;
??????????? }
??????????? return encode;
??????? }
??????? /// <summary>
??????? /// Base64加密,采用utf8編碼方式加密
??????? /// </summary>
??????? /// <param name="source">待加密的明文</param>
??????? /// <returns>加密后的字符串</returns>
??????? public static string EncodeBase64(string source)
??????? {
??????????? return EncodeBase64(Encoding.UTF8, source);
??????? }
??????? /// <summary>
??????? /// Base64解密
??????? /// </summary>
??????? /// <param name="codeName">解密采用的編碼方式,注意和加密時(shí)采用的方式一致</param>
??????? /// <param name="result">待解密的密文</param>
??????? /// <returns>解密后的字符串</returns>
??????? public static string DecodeBase64(Encoding encode, string result)
??????? {
??????????? string decode = "";
??????????? byte[] bytes = Convert.FromBase64String(result);
??????????? try
??????????? {
??????????????? decode = encode.GetString(bytes);
??????????? }
??????????? catch
??????????? {
??????????????? decode = result;
??????????? }
??????????? return decode;
??????? }
??????? /// <summary>
??????? /// Base64解密,采用utf8編碼方式解密
??????? /// </summary>
??????? /// <param name="result">待解密的密文</param>
??????? /// <returns>解密后的字符串</returns>
??????? public static string DecodeBase64(string result)
??????? {
??????????? return DecodeBase64(Encoding.UTF8, result);
??????? }
??? }
?
轉(zhuǎn)載于:https://blog.51cto.com/fengbo1983/500148
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的奇妙的Base64编码的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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