BASE64编码的原理很简单，其方法是，将输入数据流每次取6 bit（每bit代表1位二进制），不足6bit的补0，这样，每3个8位字节将编码为4个6位字节（3×8 → 4×6）；不满4个字节的以“=”填充。其实这4个六位字节仍然是8位，只不过高两位被设置为0。当一个字节只有6位有效时，它的取值空间为0 到 2的6次方减1 即63，也就是说被转换的Base64编码的每一个编码的取值空间为（0~63）。事实上，0~63之间的ASCII码有许多不可见字符，所以应该再做一个映射，映射表（码表）为
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 (pad) =
14 O 31 f 48 w
15 P 32 g 49 x
16 Q 33 h 50 y
这样就可以将3个8位字节，转换为4个可见字符。也就是说，转换后的字符串要比原来的长1/3，扩张率为3:4。举例说明： 1、当字符串字符个数为3的倍数时；比如字符串“ABC”，其在计算机内存中的十六进制表示为$41、$42、$43，十进制表示为“65”“66”“67”；二进制表示为01000001 01000010 01000011 将这三个二进制数依次取6bit， 010000/01 0100/0010 01/000011 就转换成了： 010000 010100 001001 000011 将这四个二进制数转换成十六制数为：$10，$14，$9，$3，十进制数位为16，20，9，3。对照上面的码表，分别查找出对应的字符为Q，U，J，D。也是就说字符串“ABC”经过BASE64编码后得出“QUJD”。 这是最简单的情况，即ASCII码字符数刚好可以被3整除。接着继续讨论余数为2、为1的情况。 2、当余数为2时，比如字符串“ce”，其在内存中十六进制表示为$63，$65；十进制表示表示99，101；二进制表示为 01100011 01100101 依次取6bit 011000/11 0110/0101 这时，第3个字符不足6位，在后面补零，也就是0101变成010100。转换结果为 011000 110110 010100 这3个二进制数转换成十六制数为$18，$36，$14；十进制数位为24，54，20。对照码表得出结果“Y2U”。编码后的字符个数不足4位，用“＝”填充，最后编码得出“Y2U=”。 3、当余数为1时，比如字符串“{”，其在内存中的十六进制表示为$7B，十进制为123，二进制位表示为 01111011 依次取6bit 011110/11 补0后为 011110/110000 转换结果为011110和110000 这两个二进制数转换成十六进制数为$1E，$30，十进制数为30，48。对照码表得出结果为“ew”，补上“＝”，最后编码得出“ew= =”。 解码也很简单，是编码的逆过程，即将每个字符对照码表换算成6bit的二进制数，然后重组起来，按8位进行截取，得出原码。
二、BASE64编码的实现方法 BASE64编码的实现方法很多，但大多基于二进制数的移位、与或操作，不便于理解。为此，本人经过摸索，想出了一种基于十进制下的易于掌握的编码方法。根据上述原理，每3个字节将转换成４个字节，也就是说每一个半字节（12bit）正好转换成2个编码后的字符（２×6bit）。在十六进制下半个字节可用0~F表示。为此，依次取字符串在十六进制表示下的三位，通过整除和取余运算很容易得出编码后的2个字符。 比如字符串ABC，其十六进制在内存中表示$414243，依次取3位，得出结果为$414和$243，转换成十进制为1044和579。将这两个数分别与64进行整除和取余运算 1044 Div 64=16 1044 Mod 64=20 579 Div 64=9 579 Mod 64=3 得出结果为16，20，9，3。对照上面的码表，编码结果同样为“QUJD”。 在高级语言中，很容易将字符串的十六进制以字符串形式表达出来，然后通过依次截取3个字符转换成整数，最后进行上述运算得出结果。
posted on 2008-03-18 22:35
汪杰 阅读(702)
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