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Base64編碼的深入認(rèn)識與理解

  之前在很多業(yè)務(wù)中都有見過或者用到過Base64編碼，但一直一知半解，沒有對它有一個深入的認(rèn)識和理解。今天就來聊一聊Base64編碼的問題。

       首先要明確的是，Base64是一種可逆的編碼方式，提到編碼方式，我們首先想到的肯定是Ascii、GBK、Unicode這些常用的編碼方法，那么Base64與這些編碼方式有什么不同呢？

       簡單來將，Base64就是一種用64個Ascii字符來表示任意二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法。主要用于將不可打印的字符轉(zhuǎn)換成可打印字符，或者簡單的說將二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼成Ascii字符。Base64是網(wǎng)絡(luò)上最常用的傳輸8bit字節(jié)數(shù)據(jù)的編碼方式之一。

       Base64的原理其實很簡單，首先，需要準(zhǔn)備一個包含64個字符的表格（如下表），0～63分別對應(yīng)了唯一一個字符，比如18對應(yīng)的是S。

       然后，對二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，每3個字節(jié)一組，一共3x8=24bit，將這24bit劃分為4組，每組正好6個bit，6bit的數(shù)據(jù)剛好可以表示0～63的范圍，也就可以對應(yīng)上表的64個字符。這樣我們就得到了4個數(shù)字作為索引，然后查表獲得相應(yīng)的4個字符，就得到了編碼后的字符串。下表將整個處理的過程描述的很清楚。

文本	M								a								n
ASCII編碼	77								97								110
二進(jìn)制位	0	1	0	0	1	1	0	1	0	1	1	0	0	0	0	1	0	1	1	0	1	1	1	0
索引	19						22						5						46
Base64編碼	T						W						F						u

        所以，Base64編碼會把3字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼為4字節(jié)的文本數(shù)據(jù)，長度增加為原來的4/3。如果要編碼的二進(jìn)制數(shù)據(jù)不是3的倍數(shù)，最后會剩下1個或2個字節(jié)怎么辦？此時，需在原數(shù)據(jù)后面添加1個或2個零值字節(jié)，使其字節(jié)數(shù)是3的倍數(shù)。然后，在編碼后的字符串后面添加1個或2個等號“=”，表示所添加的零值字節(jié)數(shù)。解碼的時候，會自動去掉。

       下面來看一下Base64編碼的優(yōu)缺點。

        優(yōu)點：可以將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可打印字符，方便傳輸數(shù)據(jù)；對數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的加密，肉眼安全。

        缺點：內(nèi)容編碼后的體積會變大，編碼和解碼需要額外的工作量。

       它的使用場景有很多，比如將圖片等資源文件以Base64編碼形式直接放于代碼中，使用的時候反Base64后轉(zhuǎn)換成Image對象使用；有些文本協(xié)議不支持不可見字符的傳遞，只能轉(zhuǎn)換成可見字符來傳遞信息。有時在一些特殊的場合，大多數(shù)消息是純文本的，偶爾需要用這條純文本通道傳一張圖片之類的情況發(fā)生的時候，就會用到Base64，比如多功能Internet 郵件擴(kuò)充服務(wù)（MIME）就是用Base64對郵件的附件進(jìn)行編碼的。

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