base64編碼原理的示例分析

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base64編碼原理

最近在做將文件轉(zhuǎn)成base64編碼，并保存在文件中。編碼后的文件比編碼前的文件大1/3。于是研究了一下base64編碼的原理。

base64編碼的由來

我們在通過網(wǎng)絡傳輸文件時，并不是所有的字節(jié)都可以傳輸?shù)?。如我們在發(fā)送郵件時，只支持可見字符的傳送，像ASCII碼的控制字符不能通過郵件發(fā)送；圖片的二進制流并不是每個字節(jié)都是可見字符。

這時候我們需要把不可見字符轉(zhuǎn)換為可見字符。于是就有了base64編碼，Base64就是一種基于64個可打印字符來表示二進制數(shù)據(jù)的表示方法。

base64編碼原理

 看一下Base64的索引表，字符選用了"A-Z、a-z、0-9、+、/" 64個可打印字符。數(shù)值代表字符的索引，這個是標準Base64協(xié)議規(guī)定的，不能更改。64個字符用6個bit位就可以全部表示，一個字節(jié)有8個bit位，剩下兩個bit就浪費掉了，這樣就不得不犧牲一部分空間了。這里需要弄明白的就是一個Base64字符是8個bit，但是有效部分只有右邊的6個bit，左邊兩個永遠是0。

 如何將字符轉(zhuǎn)換為base64編碼，首先我們來看個例子，更容易理解

 首先我們將字符轉(zhuǎn)換為二進制，將二進制數(shù)據(jù)分割，每6位分割成base64的有效為，然后在前補0，將補0 后的8位二進制轉(zhuǎn)為十進制數(shù)據(jù)，十進制數(shù)據(jù)就是base64編碼的索引，根據(jù)索引查找對應的編碼即可。

8和6的最小公倍數(shù)是24，也就是說3個傳統(tǒng)字節(jié)可以由4個Base64字符來表示，保證有效位數(shù)是一樣的，這樣就多了1/3的字節(jié)數(shù)來彌補Base64只有6個有效bit的不足。因此文件的大小也增加1/3。

原則是Base64字符的最小單位是四個字符一組，那這才兩個字符，后邊補兩個"="吧。其實不用"="也不耽誤解碼，之所以用"="，可能是考慮到多段編碼后的Base64字符串拼起來也不會引起混淆。由此可見Base64字符串只可能最后出現(xiàn)一個或兩個"="，中間是不可能出現(xiàn)"="的。

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