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分类中“我的实验室”是我在日常工作中的一些知识总结,有些写的比较匆忙,可能大家在阅读时会产生困扰,后期有时间我会重新整理编辑,谢谢大家的到访,您们的支持是我前进的动力!

Base64编码原理   

2009-10-16 09:35:00|  分类: 电脑知识 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1. Base64使用A--Z,a--z,0--9,+,/ 这64个字符.
2. 编码原理:将3个字节转换成4个字节( (3 X 8) = 24 = (4 X 6) )
            先读入3个字节,每读一个字节,左移8位,再右移四次,每次6位,这样就有4个字节了.
3. 解码原理:将4个字节转换成3个字节.
            先读入4个6位(用或运算),每次左移6位,再右移3次,每次8位.这样就还原了.

 

Base64
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Base64是一种使用64基的位置计数法。它使用2的最大次方来代表仅可打印的ASCII 字符。这使它可用来作为电子邮件的传输编码。在Base64中的变量使用字符A-Z、a-z和0-9 ,这样共有62个字符,用来作为开始的64个数字,最后两个用来作为数字的符号在不同的系统中而不同。一些如uuencode的其他编码方法,和之后binhex的版本使用不同的64字符集来代表6个二进制数字,但是它们不叫Base64。


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。

完整的base64定义可见 RFC1421和 RFC2045。编码后的数据比原始数据略长,为原来的4/3。在电子邮件中,根据RFC822规定,每76个字符,还需要加上一个回车换行。可以估算编码后数据长度大约为原长的135.1%。

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。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ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的字符作为编码后的输出。不断进行,直到全部输入数据转换完成。

如果最后剩下两个输入数据,在编码结果后加1个“=”;如果最后剩下一个输入数据,编码结果后加2个“=”;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。

举例来说,一段引用自Thomas Hobbes's Leviathan的文句:

Man is distinguished, not only by his reason, but by this singular passion from other animals, which is a lust of the mind, that by a perseverance of delight in the continued and indefatigable generation of knowledge, exceeds the short vehemence of any carnal pleasure.

经过base64编码之后变成:

TWFuIGlzIGRpc3Rpbmd1aXNoZWQsIG5vdCBvbmx5IGJ5IGhpcyByZWFzb24sIGJ1dCBieSB0aGlz
IHNpbmd1bGFyIHBhc3Npb24gZnJvbSBvdGhlciBhbmltYWxzLCB3aGljaCBpcyBhIGx1c3Qgb2Yg
dGhlIG1pbmQsIHRoYXQgYnkgYSBwZXJzZXZlcmFuY2Ugb2YgZGVsaWdodCBpbiB0aGUgY29udGlu
dWVkIGFuZCBpbmRlZmF0aWdhYmxlIGdlbmVyYXRpb24gb2Yga25vd2xlZGdlLCBleGNlZWRzIHRo
ZSBzaG9ydCB2ZWhlbWVuY2Ugb2YgYW55IGNhcm5hbCBwbGVhc3VyZS4=


[编辑] 一个例子
编码“Man”
「M」的ASCII碼 =  77 = 01001101
「a」的 =  97 = 01100001
「n」的 = 110 = 01101110

将这三个字节拼合,得出一个24位的资料:

010011010110000101101110

现在六个一组的分开,这样便得到六个数。将这些数转为:

010011 = 19 = T (T是第19個英文字母)
010110 = 22 = W (W是第22個英文字母)
000101 =  5 = F
101110 = 46 = u (U是第20個英文字母)

base64编码是:
00010011 00010110 00000101 00101110

即是每3个未编码字节,编码后会得到4个字节。

加密M:M=01001101,变成加密010011010000,六个一组分开是010011 010000,结果是TQ,然后在后面加两个“=”,结果就是“TQ==”。

[编辑] UTF-7
UTF-7 是一个修改的Base64(Modified Base64)。主要是将UTF-16的数据,用Base64的方法编码为可打印的 ASCII 字符序列。目的是传输 Unicode 数据。主要的区别在于不用等号"="补余,因为该字符通常需要大量的转译。

标准可见RFC 2152, 《A Mail-Safe Transformation Format of Unicode》。


[编辑] IRCu
在IRCu等软件所使用的P10 IRC服务器间协议中,对客户与服务器的消息类型号(client/server numerics)和二进制IP地址采用了base64编码。消息类型号的长度固定为3字节,故可直接编码为4个字节而不需要加填充。对IP地址进行编码时,则需要在地址前添加一些0比特,使之可以编码为整数个字节。这里所用的符号集与前述MIME的也有所不同,将+/改成了[]。


[编辑] 在URL中的应用
Base64编码可用于在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编码不仅比较简短,同时也具有不可读性,即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。

然而,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“+”,“*”以及前面在IRCu中用到的“[”和“]”在正则表达式中都可能具有特殊含义。

此外还有一些变种,它们将“+/”改为“_-”或“._”(用作编程语言中的标识符名称)或“.-”(用于XML中的Nmtoken)甚至“_:”(用于XML中的Name)。

ASP
http://www.aspprogram.cn/detail.asp?id=403

PHP
<?php
function reEncode($string)
{
     $enString=base64_encode($string);
     $enString=str_replace("=",sha1("="),$enString);
     return $enString;
}
function reDecode($string)
{
     $deString=str_replace(sha1("="),"=",$string);
     $deString=base64_decode($deString);
     return $deString;
}
?>

 

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