JAVA核心知识点--Base64编码与解码

最新推荐文章于 2025-05-16 14:17:47 发布

pengjunlee

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分类专栏： JAVA核心知识点文章标签： base64 编码加密 java

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本文详细介绍了Base64编码的基本概念、编码原理及其在Java中的实现方法，包括使用反射、commons-codec.jar库及sun.misc包提供的工具类等方式。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

使用sun.misc.BASE64Encoder和sun.misc.BASE64Decoder

Base64简介

Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一，Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。Base64编码是从二进制到字符的过程，可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。

按照RFC2045的定义，Base64被定义为：Base64内容传送编码被设计用来把任意序列的8位字节描述为一种不易被人直接识别的形式。（The Base64 Content-Transfer-Encoding is designed to represent arbitrary sequences of octets in a form that need not be humanly readable.）

BASE64编码原理

Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节（3*8 = 4*6 = 24），然后把6Bit再添两位高位0，组成四个8Bit的字节，也就是说，转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。

Base64编码遵循以下规则：

①.把3个字符变成4个字符。

②每76个字符加一个换行符。

③.最后的结束符也要处理。

转码过程示例：
3*8=4*6
内存1个字节占8位
转前： s 1 3
先转成ascii：对应 115 49 51
再转成2进制：01110011 00110001 00110011
3*8、共24位： 01110011 00110001 00110011
6位一组、分为4组：011100 110011 000100 110011
然而计算机是以byte（1byte=8位）为最小单位进行数据存储的，6位不够8位，高位需补0
每一组高位补两个0： 00011100 00110011 00000100 00110011
得到4个整数值： 28 51 4 51

对照转换表：结果c z E z

从严格意义上来说，BASE64编码算法并不算是真正的加密算法，它只是将源数据转码成为了一种不易阅读的形式，而转码的规则是公开的（解码很容易）。转码之后的数据具有不可读性，需要解码后才能阅读。

注：BASE64加密后产生的字节位数是8的倍数，如果不够位数以=符号填充。

Java实现BASE64

反射

    /* encode by Base64 */
    public static String encodeBase64(byte[] input) throws Exception
    {

        Class clazz = Class.forName("com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.dv.util.Base64");

        Method mainMethod = clazz.getMethod("encode", byte[].class);

        mainMethod.setAccessible(true);

        Object retObj = mainMethod.invoke(null, new Object[]
        {
                input
        });

        return (String) retObj;

    }
    /* decode by Base64 */

    public static byte[] decodeBase64(String input) throws Exception
    {

        Class clazz = Class.forName("com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.dv.util.Base64");

        Method mainMethod = clazz.getMethod("decode", String.class);

        mainMethod.setAccessible(true);

        Object retObj = mainMethod.invoke(null, input);

        return (byte[]) retObj;

    }

使用commons-codec.jar

    /* encode by Base64 */
    public static String encodeBase64(byte[] input) throws Exception
    {

        return new String(Base64.encodeBase64(input));

    }
    /* decode by Base64 */

    public static byte[] decodeBase64(String input) throws Exception
    {

        return Base64.decodeBase64(input);

    }

Base64.encodeBase64()有几个重载的方法：

Base64.encodeBase64(binaryData) //默认不换行
Base64.encodeBase64(binaryData, isChunked) //isChunked为true时换行,false不换行
Base64.encodeBase64Chunked(binaryData) //默认换行
Base64.encodeBase64String(binaryData) //以字符串形式返回

然而，标准的Base64并不适合直接放在URL里传输，因为URL编码器会把标准Base64中的“/”和“+”字符变为形如“%XX”的形式，而这些“%”号在存入数据库时还需要再进行转换，因为ANSI SQL中已将“%”号用作通配符。

为解决此问题，可采用一种用于URL的改进Base64编码，它不仅在末尾去掉填充的'='号，并将标准Base64中的“+”和“/”分别改成了“-”和“_”，这样就免去了在URL编解码和数据库存储时所要作的转换，避免了编码信息长度在此过程中的增加，并统一了数据库、表单等处对象标识符的格式。

Base64中有以下几个方法，用于提供安全的URL(转换+为-、/为_、将多余的=去掉)：

Base64.encodeBase64(binaryData, isChunked, urlSafe)//urlSafe为true时进行安全转换
Base64.encodeBase64URLSafe(binaryData)//默认进行安全转换
Base64.encodeBase64URLSafeString(binaryData)//默认进行安全转换，并以字符串形式返回

使用sun.misc.BASE64Encoder和sun.misc.BASE64Decoder

    /* encode by Base64 */
    public static String encodeBase64(byte[] input) throws Exception
    {
        return new BASE64Encoder().encode(input);

    }
    /* decode by Base64 */

    public static byte[] decodeBase64(String input) throws Exception
    {

        byte[] output = null;

        try
        {

            BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();

            output = decoder.decodeBuffer(input);

        }
        catch (IOException e)
        {

            e.printStackTrace();

        }

        return output;

    }

注：在eclipse中对sun.misc包默认访问策略为Forbidden(禁止)，会导致该包无法导入，解决办法：右键项目 -->Properties -->Java Bulid Path-> Libraries -->JRE System Library-->Access rules -->双击Type Access Rules在Accessible中添加accessible，下面填上** 点击确定。