一文带你读懂base64编码

hi，大家好，我是开发者FTD。相信很多同学在工作中，经常会用到Base64编码，那大家知道为什么会有Base64编码吗？我们为什么要使用它呢，它又是怎么实现的呢？下面就让我们来一起深入探究一下Base64编码吧。

Base 家族

在开始之前，我们先给大家介绍一下Base家族。虽然我们在工作中使用最多的是Base64，但是Base家族可不止是只有Base64，除了Base64之外，Base家族还有Base32和Base16。

我们都知道ASCII 编码，ASCII 编码是用256（2的8次方）个字符，对二进制数据进行编码的方式，同样的

• Base64 编码是用64（2的6次方）个字符，对二进制数据进行编码的方式

• Base32 编码是用32（2的5次方）个字符，对二进制数据进行编码的方式

• Base16 编码是用16（2的4次方）个字符，对二进制数据进行编码的方式

那Base家族有这么多编码形式，为什么偏偏使用Base64呢？

• Base64 编码是用64（2的6次方）个特定的ASCII字符来表示256（2的8次方）个ASCII字符，也就是说三个ASCII字符经过Base64编码后变为四个的ASCII字符显示（公约数为24），编码后数据长度比原来增加1/3，不足3n用“=”补足。

• Base32 编码就是用32（2的5次方）个特定的ASCII字符来表示256（2的8次方）个ASCII码，也就是说五个ASCII字符经过Base32编码后会变为八个ASCII字符显示（公约数为40），编码后数据长度比原来增加3/5，不足8n用“=”补足。

• Base16 编码就是用16（2的4次方）个特定的ASCII字符表示256（2的8次方）个ASCII字符，也就是说一个ASCII字符经过Base16编码后会变为两个ASCII字符显示，编码后数据长度比原来增加一倍，不足2n用“=”补足。

从上面可以看出Base64编码后，长度增加是最少的，这也是我们选用Base64的一个重要原因。

Base64 简介

Base64顾名思义，就是基于64个可打印字符来表示二进制数据的一种方法，注意它并不是一种加密算法。对于64个打印字符，我们只需要6个二进制位就可以完全表示了。那么我们如何利用8个二进制位来表示只需要6个二进制位就可以完全表示的可打印字符呢？由于2的6次方等于64，所以我们可以将每6个位元为一个单元，对应某个可打印字符。三个字节有24个位元，对应于4个Base64单元，即3个字节需要用4个可打印字符来表示。

Base64是从二进制数据到字符的过程。所以计算机中所有的内容，包括文本、图片、音频、视频等等都可以使用Base64编码来表示。

Base64 编码原理

Base64编码就是使用64个字符作为一个基本字符集：

小写字母a-z、大写字母A-Z、数字0-9、符号"+"、"/"（再加上作为垫字的"="，实际上是65个字符）

然后，所有其他符号都根据一定规则转换成这个字符集中的字符。

具体来说，Base64编码的转换方式可以分为以下四步：

• 第一步，将每三个字节作为一组，一共是24个二进制位
• 第二步，将这24个二进制位分为四组，每个组有6个二进制位
• 第三步，在每组前面加两个00，扩展成32个二进制位，即四个字节
• 第四步，根据下表，得到扩展后的每个字节的对应符号，这就是Base64的编码值

Base64 编码的字符索引表如下所示：

数值	字符	数值	字符	数值	字符	数值	字符
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
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