Base64--不是为了安全的加密，只要求直接看不出内容

最新推荐文章于 2024-04-22 22:55:00 发布

原创最新推荐文章于 2024-04-22 22:55:00 发布 · 1.4k 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#加密 #正则表达式 #transformation #url #hibernate #数据库

加密解密专栏收录该内容

8 篇文章

订阅专栏

Base64编码是一种常用于电子邮件及URL数据传输的编码方式，主要用于将二进制数据转换为可打印的ASCII字符。本篇详细介绍了Base64的工作原理、编码流程及其在不同场景下的应用。

Base64--不是为了安全的加密，只要求直接看不出内容

Base64是一种使用64个基数的位置计数法。64个基数分别是A-Z、a-z和0-9(共62个)，最后两个在不同的系统中具有一定的差别（MIME 电子邮件中用加号「+」，斜杠「／」）。一些如uuencode的其他编码方法，和之后binhex的版本使用不同的64字符集来代表6个二进制数字，但是它们不叫Base64。

MIME

在MIME格式的电子邮件中，base64可以用来将二进制的字节序列数据编码成ASCII字符序列构成的文本。使用时，在传输编码方式中指定 base64。使用的字符包括大小写字母各26个，加上10个数字，和加号「+」，斜杠「／」，一共64个字符，等号「=」用来作为后缀用途。

完整的base64定义可见 RFC1421和 RFC2045。编码后的数据比原始数据略长，为原来的4/3。在电子邮件中，根据RFC822规定，每76个字符，还需要加上一个回车换行。可以估算编码后数据长度大约为原长的135.1%。

转换的时候，将三个byte的数据，先后放入一个24bit的缓冲区中，先来的byte占高位。数据不足3byte的话，於緩衝區中剩下的bit用0补足。然后，每次取出6（因为26 = 64）个bit，按照其值选择 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的字符作为编码后的输出。不断进行，直到全部输入数据转换完成。

如果最後剩下兩個輸入數據，在編碼結果後加1個「=」；如果最後剩下一個輸入數據，編碼結果後加2個「=」；如果沒有剩下任何數據，就什麼都不要加，這樣才可以保證資料還原的正確性。

一个例子

编码「Man」

「M」的ASCII碼 =  77 = 01001101
「a」的 =  97 = 01100001
「n」的 = 110 = 01101110

將這三個字節拼合，得出一個24位的資料：

010011010110000101101110

現在六個一組的分開，這樣便得到六個數。將這些數轉為：

010011 = 19 = T （T是第20個英文字母，但从0开始计数）
010110 = 22 = W （W是第23個英文字母，但从0开始计数）
000101 =  5 = F （F是第6個英文字母，但从0开始计数）
101110 = 46 = u （U是第21個英文字母，但从0开始计数）

base64編碼是：
00010011 00010110 00000101 00101110

即是每3個未編碼字節，編碼後會得到4個字節。

例二，加密M：M=01001101，變成加密010011010000，六個一組分開是010011 010000，結果是TQ，然後在後面加兩個「=」，結果就是「TQ==」。

UTF-7

UTF-7 是一个修改的Base64（Modified Base64）。主要是将UTF-16的数据，用Base64的方法编码为可打印的 ASCII 字符序列。目的是传输 Unicode 数据。主要的区别在于不用等号"="补余，因为该字符通常需要大量的转译。

标准可见RFC 2152，《A Mail-Safe Transformation Format of Unicode》。

IRCu

在IRCu等软件所使用的P10 IRC服务器间协议中，对客户与服务器的消息类型号（client/server numerics）和二进制IP地址采用了base64编码。消息类型号的长度固定为3字节，故可直接编码为4个字节而不需要加填充。对IP地址进行编码时，则需要在地址前添加一些0比特，使之可以编码为整数个字节。这里所用的符号集与前述MIME的也有所不同，将+／改成了[]。

在URL中的应用

Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采用了Base64来将一个较长的唯一标识符（一般为128-bit的UUID）编码为一个字符串，用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用Base64编码不仅比较简短，同时也具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。

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，它不在末尾填充'='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。

另有一种用于正则表达式的改进Base64变种，它将「+」和「／」改成了「!」和「-」，因为「+」，「*」以及前面在IRCu中用到的「[」和「]」在正则表达式中都可能具有特殊含义。

此外还有一些变种，它们将「+／」改为「_-」或「。_」（用作编程语言中的标识符名称）或「。-」（用于XML中的Nmtoken）甚至「_：」（用于XML中的Name）。

(注：本文参考了维基百科的文章，并在基础上进行了一定程度的修改，便于理解。具体内容基本出自维基百科，非本人所创)