Base64編碼解碼算是網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的很小而且很簡(jiǎn)單的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)了，雖然簡(jiǎn)單但是應(yīng)用場(chǎng)景卻極其廣泛，可以這樣說(shuō)，開(kāi)發(fā)者要是不懂Base64，基本上可以告別程序員生涯了。這篇文章從原理入手，并給出JAVA的Base64實(shí)現(xiàn)。方便你掌握Base64。
一、Base64由來(lái)
很早之前，電子郵件剛剛問(wèn)世，那時(shí)候消息的傳遞都是英文，后來(lái)中國(guó)開(kāi)通了互聯(lián)網(wǎng)之后，對(duì)郵件的使用量也大量增加，這時(shí)候電子郵件就有了中文的需求。但是中文在傳輸?shù)臅r(shí)候不能被有效地處理，這時(shí)候Base就出來(lái)了，Base64通過(guò)對(duì)這些中文進(jìn)行編碼，轉(zhuǎn)化為服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)。這時(shí)候就能夠使用電子郵件有效地傳輸了。
上面的這個(gè)例子不是說(shuō)Base64專(zhuān)門(mén)為電子郵件而生的，從其誕生之初，就開(kāi)始在各大領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。比如說(shuō)網(wǎng)絡(luò)上傳遞圖片，我們可以Base64先對(duì)圖片進(jìn)行處理，然后就可以有效的傳輸了。
OK，我們大致知道其用途，然后我們就好好的分析一下他的原理，到底是如何對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的。
二、Base64原理
1、Base64編碼
Base64的原理超級(jí)簡(jiǎn)單，相信我們都知道ASCII 編碼，從A-Z、a-z、0-9和一些其他的特殊字符，這些字符都有唯一的一個(gè)數(shù)字來(lái)表示。比如說(shuō)a是97，A是65。我們來(lái)截取一部分圖看一下：
同理Base64也有這樣一套編碼。范圍是”A-Z“、”a-z“、”0-9“、”+“、”/“一共64個(gè)字符。我們給出一個(gè)表格來(lái)看一下，這個(gè)比ASCII編碼要簡(jiǎn)單多了，只有64個(gè)。
由于索引是從0開(kāi)始，所以最后的索引是63。在編碼的時(shí)候Base64就是通過(guò)上面的進(jìn)行轉(zhuǎn)換編碼的。下面我們就來(lái)看看Base64編碼的原理。
2、基本原理
比如說(shuō)有一封郵件，我們想要對(duì)其使用Base64進(jìn)行編碼。怎么辦呢？基本步驟如下：
（1）對(duì)郵件的數(shù)據(jù)進(jìn)行切分，每三個(gè)字節(jié)一組，一共24個(gè)bit。
（2）對(duì)切分后的數(shù)據(jù)重組，24個(gè)bit重組為4組，每組6個(gè)bit。
（3）對(duì)重組后的數(shù)據(jù)處理，每組最前面添加兩個(gè)“0”，構(gòu)成每組8個(gè)bit。此時(shí)一共32個(gè)bit。
（4）根據(jù)Base64編碼表，獲取相應(yīng)的編碼值。
此時(shí)一封完整的郵件，被切分重組處理之后就變成了Base64編碼了。基本原理其實(shí)很簡(jiǎn)單。不過(guò)你不理解也沒(méi)關(guān)系，我們直接上個(gè)實(shí)例來(lái)解釋一下。
3、實(shí)例驗(yàn)證
比如說(shuō)電子郵件里面出現(xiàn)了三個(gè)字母sky。我們要對(duì)這個(gè)三個(gè)字符使用Base64進(jìn)行編碼。
（1）對(duì)郵件的數(shù)據(jù)進(jìn)行切分，每三個(gè)字節(jié)一組，一共24個(gè)bit
（2）對(duì)切分后的數(shù)據(jù)重組，24個(gè)bit重組為4組，每組6個(gè)bit
（3）對(duì)重組后的數(shù)據(jù)處理，每組最前面添加兩個(gè)“0”，構(gòu)成每組8個(gè)bit。由于在最前面添加的0，所以對(duì)數(shù)值不構(gòu)成影響。
（4）根據(jù)Base64編碼表，獲取相應(yīng)的編碼值
（5）完成編碼的轉(zhuǎn)換
到這我們基本上就是實(shí)現(xiàn)了Base64編碼機(jī)制從sky到c2t5的轉(zhuǎn)換。
有些地方需要我們?nèi)プ⒁庖幌拢?/strong>
（1）在第三步中，最前面添加了兩個(gè)0，所以最終編碼之后要比之前多出三分之一的大小。
（2）上面的例子中，我們使用的是ASCII編碼，但是如果我們使用UTF-8，對(duì)應(yīng)Base64編碼的結(jié)果是不一樣的。
（3）Base64只是進(jìn)行了編碼，方便數(shù)據(jù)的傳輸而已。這可不是加密。
原理也搞清楚了，現(xiàn)在我們就實(shí)現(xiàn)一下。
三、代碼實(shí)現(xiàn)
你可以自己去實(shí)現(xiàn)一個(gè)編碼解碼的完整過(guò)程，但是java已經(jīng)為我們封裝好了，我們直接只用別人造好的輪子多好。不管是自己寫(xiě)還是使用別人的，原理搞清楚就OK了。
是不是很簡(jiǎn)單。其實(shí)java實(shí)現(xiàn)的方式有很多種，其他的還有Commons Codec和Bouncy Castle。實(shí)現(xiàn)的過(guò)程和JDK提供的類(lèi)似，我們只需要導(dǎo)入相應(yīng)的jar包即可。
Base64算法的應(yīng)用場(chǎng)景有E-Mail、密鑰、證書(shū)文件等等。這也只是入門(mén)，想要深入了解，可以看一些安全有關(guān)的書(shū)籍，不過(guò)很多都和數(shù)學(xué)有關(guān)，看的實(shí)在是難受，曾經(jīng)看過(guò)，可惜沒(méi)堅(jiān)持住。慚愧，書(shū)到用時(shí)方恨少。
OK。有問(wèn)題還請(qǐng)指正。
