base64编码详解

std::string Basic_64::GetBase64Str(std::string& StrSource)
{

	std::string EnCodeStr="";//存放最终的返回结果
	const char *chKey = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";//base64的ascii表  
	int lenString = StrSource.length();
	int nLoop=lenString/3;//需要循环的次数(每3个字节作为一组，循环使用)		
	int n=0,k=0;//n表示二进制的位数，k表示循环的次数  
	int b[3]={0};//存放ascii值   
	if (nLoop <= 0)
	{
		//计算剩余的字节数，采用“=”补位
		int j = lenString % 3;  
		switch(j)  
		{  
		case 0:  
			EnCodeStr[n]='\0';  
			break;  
		case 1:  
			b[0]=StrSource[0];
			EnCodeStr+=chKey[(b[0] & 0xfc)>>2];
			EnCodeStr+=chKey[(b[0] & 0x03)<<4 | ((0 & 0xf0)>>4)];  
			EnCodeStr+="==";
			break;  
		case 2:  
			b[0]=StrSource[0];  
			b[1]=StrSource[1]; 
			EnCodeStr+=chKey[(b[0] & 0xfc)>>2]; 
			EnCodeStr+=chKey[(b[0] & 0x03)<<4 | (b[1] & 0xf0)>>4];  
			EnCodeStr+=chKey[(b[1] & 0x0f)<<4 | ((0 & 0xc0)>>6)];  
			EnCodeStr+="=";   
			break;  
		} 
		return EnCodeStr.c_str();
	}
	for( k = 0 ; k < lenString; k+=3 )
	{//根据3*8=4*6可以得到每3个字节一个轮回，这个循环只有大于等于3个字节，才可以进入该循环  
		//用int类型存储char类型的ASCII码值
		if (k >= lenString)
		{
			break;
		}
		b[0]=StrSource[k];
		EnCodeStr+=chKey[(b[0] & 0xfc/*11111100*/)>>2];//获得第一个字节的前6位（使用11111100和b[0]相与，然后右移2位得到结果）
		if ( (k+1)<lenString )
		{
			b[1]=StrSource[k+1];
			EnCodeStr+=chKey[(b[0] & 0x03/*00000011*/)<<4 | (b[1] & 0xf0/*11110000*/)>>4];
			if ( (k+2)<lenString )
			{
				b[2]=StrSource[k+2];
				EnCodeStr+=chKey[(b[1] & 0x0f/*00001111*/)<<2 | (b[2] & 0xc0/*11000000*/)>>6];
				EnCodeStr+=chKey[(b[2] & 0x3f/*00111111*/)];
			}
			else//(k+2)>lenString
			{
				EnCodeStr+=chKey[(b[1] & 0x0f/*00001111*/)<<2 | ((0 & 0xc0/*11000000*/)>>6)];  
				EnCodeStr+="=";  
			}
		}
		else//(k+1)>lenString
		{
			EnCodeStr+=chKey[(b[0] & 0x03/*00000011*/)<<4 | ((0 & 0xf0/*11110000*/)>>4)];  
			EnCodeStr+="==";  
		}
	}  
	return EnCodeStr.c_str();  
}

通过上面的代码就可以将可见字符转化为base64位的编码形式。

1、引入64位编码的原因：为了在http传递的过程中，为了隐藏较长的标识符，引入了base64位编码。通过64位编码之后，数据无法用肉眼识别，因此有很好的保密性。

如：迅雷下载，在很多的网站上都提供迅雷下载的链接地址，这个地址是通过在地址前后分别加入AA,ZZ之后，使用base64位编码算法加密后的地址，因此这个地址是无法识别的。

2、编码的原理：其实很简单，将8位2进制数据转化为6位2进制数据的标示形式

具体的做法是：1）、将一个字节8位2进制，从高位到低位，6位2进制分为1组，然后将这些6位2进制字节组，向右移动2位（即最高位补00），这样就构成了一个新的字节，通过比较base64的ascii表，得到相应的字符；2）如果得到6位2进制数据后，剩余的2进制位无法构成一个6位数，这时就需要分两种情况处理。当剩余2个2进制位时，这时就需要补4个二进制位，base64规定，在这2个二进制后面，添加两个"="，作为补位（其实内容中是补两个00，显示的时候使用=），然后最高位补00，这样就构成了一个8位二进制数；当剩余4个2进制位时，这时就需要补2个二进制位，base64规定，在这4个二进制后面，添加一个"="，作为补位，然后最高位补00，构成一个新字节。

3）构成新的字节后，从base64的ascii表，得到相应的字符，得到最终编码后的字符串。

例如：A（二进制位：01000001）

首先得到第一个6位二进制：010000，然后高位补00，得到的新8位二进制数为：00010000

然后得到第二个6位二进制：因为剩余01，所以在01后面不两个00，得到010000，然后高位补00，得到的新8位二进制数为：00010000

最终得到的两个字节为：00010000  00010000；通过查base64的ascii表可得知为QQ，所以最终的结果为QQ==

如：ABC(二进制编码为：01000001  01000010  01000011)

首先得到第一个6位二进制：010000，然后高位补00，得到的新8位二进制数为：00010000

再次得到第二个6位二进制：010100，然后高位补00，得到的新8位二进制数为：00010100

再次得到第三个6位二进制：001001，然后高位补00，得到的新8位二进制数为：00001001

最后得到第四个6位二进制：000011，然后高位补00，得到的新8位二进制数为：00000011

最终得到的四个字节为：00010000  00010100  00001001  00000011；通过查base64的ascii表可得最终的结果为QUJD

base64的ascii表为：

索引	对应字符	索引	对应字符	索引	对应字符	索引	对应字符
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
14	O	31	f	48	w
15	P	32	g	49	x
16	Q	33	h	50	y

对于base64的解码过程，是编码的逆过程，放在下一节讲解