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Bse64是一种以64个可打印字符对二进制数据进行编码的编码算法。base64在对数据进行编码时以三个8位字符型数据为一组,取这三个字符型数据的ASCII码,然后以6位为一组组成4个新的数据,这4个新的数据有6位,所以它的最大值为2^6=64。我们以4个6位数据的十进制数从base64表中得到最终编码后的字符。
Base64 编码表
Value | Char | Value | Char | Value | Char | Value | Char |
0 | A | 16 | Q | 32 | g | 48 | w |
1 | B | 17 | R | 33 | h | 49 | x |
2 | C | 18 | S | 34 | i | 50 | y |
3 | D | 19 | T | 35 | j | 51 | z |
4 | E | 20 | U | 36 | k | 52 | 0 |
5 | F | 21 | V | 37 | l | 53 | 1 |
6 | G | 22 | W | 38 | m | 54 | 2 |
7 | H | 23 | X | 39 | n | 55 | 3 |
8 | I | 24 | Y | 40 | o | 56 | 4 |
9 | J | 25 | Z | 41 | p | 57 | 5 |
10 | K | 26 | a | 42 | q | 58 | 6 |
11 | L | 27 | b | 43 | r | 59 | 7 |
12 | M | 28 | c | 44 | s | 60 | 8 |
13 | N | 29 | d | 45 | t | 61 | 9 |
14 | O | 30 | e | 46 | u | 62 | + |
15 | P | 31 | f | 47 | v | 63 | / |
由于base64编码是将编码前的3*8位数据,分解成4个6位的数据,所以经过base64编码后的字符串长度是4的倍数。但往往我们进行编码的数据长度并不是3的倍数,这就造成了“编码”后的位数不为4的倍数,比如Brisk共5×8=40位,以6位为一组可以分为7组,这样“编码”后就有7个字符,但base64编码后的字符长度应该是4的倍数,显然这里就出问题了,那么怎么办呢?前面的不可以抛弃掉,所以就只有“追加”了,所以Brisk经过base64编码后的长度应该是8个字符,而第8个编码后的字符是'=',再比如对单个字符a进行base64编码,由于它的长度不是3的倍数,以3个字节为一组它只能分一组,再以6位为一位它只能分两组,所以经过“编码”后它的长度是2,但base64编码后的个数应该是4的倍数,所以它的长度应该是4,所以在后面补上两个‘=’,由于一个数求余3后有三个不同的结果,0、1、2,所以在对一个数据进行base64进行编码后它的长度为:
(1)当进行编码的数据长度是3的倍数时,len=strlen(str_in)/3*4;
(2)当进行编码的数据长度不是3的倍数时,len=(strlen(str_in)/3+1)*4;
我们以Brisk这个例子来说明一下base64编码的过程。首先我们以3个字符为一组将Brisk进行分组,Brisk被氛围两组:Bri 和 sk;然后我们取出这两个分组中每个字节的ASCII码,B:66 r:114 i:105 s:115 k:107。它们对应的二进制数为 B:01000010 r:01110010 i:01101001 s:01110011 k:01101011;
第一组,我们以6位为一组对每一个3字节分组进行再分组就变成了010000 100111 001001 101001。所对应的十进制数是16 39 9 41,对应base64表中的结果是 Q n J p;
第二组,011100 110110 101100(不够补0),所以对应的十进制数是 28 54 44,对应base64表中的结果是 c 2 s,最终结果为QnJpc2s=(因为第二组“编码”后只有三个字节)。
解码的过程是一个逆过程,我们将经过编码后的字符按4个字符为一组,然后对照base64表得到相应的十进制数,再将其通过拆分和组合,组成3个8位数据,这个数据就是解码后的数据,下面给一个c语言实现编码和解码的代码。
- /*base64.h*/
- #ifndef _BASE64_H
- #define _BASE64_H
- #include <stdlib.h>
- #include <string.h>
- unsigned charchar *base64_encode(unsigned charchar *str);
- unsigned charchar *bae64_decode(unsigned charchar *code);
- #endif
- /*base64.c*/
- #include "base64.h"
- unsigned charchar *base64_encode(unsigned charchar *str)
- {
- long len;
- long str_len;
- unsigned charchar *res;
- int i,j;
- //定义base64编码表
- unsigned charchar *base64_table="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
- //计算经过base64编码后的字符串长度
- str_len=strlen(str);
- if(str_len % 3 == 0)
- len=str_len/3*4;
- else
- len=(str_len/3+1)*4;
- res=malloc(sizeof(unsigned char)*len+1);
- res[len]='\0';
- //以3个8位字符为一组进行编码
- for(i=0,j=0;i<len-2;j+=3,i+=4)
- {
- res[i]=base64_table[str[j]>>2]; //取出第一个字符的前6位并找出对应的结果字符
- res[i+1]=base64_table[(str[j]&0x3)<<4 | (str[j+1]>>4)]; //将第一个字符的后位与第二个字符的前4位进行组合并找到对应的结果字符
- res[i+2]=base64_table[(str[j+1]&0xf)<<2 | (str[j+2]>>6)]; //将第二个字符的后4位与第三个字符的前2位组合并找出对应的结果字符
- res[i+3]=base64_table[str[j+2]&0x3f]; //取出第三个字符的后6位并找出结果字符
- }
- switch(str_len % 3)
- {
- case 1:
- res[i-2]='=';
- res[i-1]='=';
- break;
- case 2:
- res[i-1]='=';
- break;
- }
- return res;
- }
- unsigned charchar *base64_decode(unsigned charchar *code)
- {
- //根据base64表,以字符找到对应的十进制数据
- int table[]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,62,0,0,0,63,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,0,0,0,0,0,0,0,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,0,0,0,0,0,0,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51};
- long len;
- long str_len;
- unsigned charchar *res;
- int i,j;
- //计算解码后的字符串长度
- len=strlen(code);
- //判断编码后的字符串后是否有=
- if(strstr(code,"=="))
- str_len=len/4*3-2;
- else if(strstr(code,"="))
- str_len=len/4*3-1;
- else
- str_len=len/4;
- res=malloc(sizeof(unsigned char)*str_len+1);
- res[str_len]='\0';
- //以4个字符为一位进行解码
- for(i=0,j=0;i < len-2;j+=3,i+=4)
- {
- res[j]=((unsigned char)table[code[i]])<<2 | (((unsigned char)table[code[i+1]])>>4); //取出第一个字符对应base64表的十进制数的前6位与第二个字符对应base64表的十进制数的后2位进行组合
- res[j+1]=(((unsigned char)table[code[i+1]])<<4) | (((unsigned char)table[code[i+2]])>>2); //取出第二个字符对应base64表的十进制数的后4位与第三个字符对应bas464表的十进制数的后4位进行组合
- res[j+2]=(((unsigned char)table[code[i+2]])<<6) | ((unsigned char)table[code[i+3]]); //取出第三个字符对应base64表的十进制数的后2位与第4个字符进行组合
- }
- return res;
- }
- /*一个测试程序*/
- #include "base64.h"
- #include <stdio.h>
- int main(int argc,charchar **argv)
- {
- if(strcmp(argv[1],"-d") == 0)
- printf("%s\n",base64_decode(argv[2]));
- else
- printf("%s\n",base64_encode(argv[1]));
- return 0;
- }
- 编译
- gcc -o test test.c base64.c
- ./test Brisk
- QnJpc2s=
- ./test -d QnJpc2s=
- Brisk