Base 64 編碼原理簡介和python的base64模組的使用

     Base64編碼，首先我們應該搞清楚，為什麼裡面有個64的字樣呢？其實是因為該編碼使用64個明文來編碼任意的二進位檔案，它裡面只使用了A-Z,a-z，0-9，+，/這64個字元，有“略懂”的同學就會說了，裡面還有“=”號啊，不錯，不過等號不屬於編碼字元，而是填充字元。

    還有就是，為什麼發明這麼個編碼呢，其實這個編碼的原理是很簡單的，“破解”也很容易，電子郵件剛出來的時候，只傳遞英文字元，這沒有問題，但是後來，中國人，日本人都要發email，這樣問題就來了，因為這些字元有可能會被郵件伺服器或者網關當成命令處理，故必須得有一種編碼來對郵件進行加密，但是加密的目的是為了能夠使得一些原始的伺服器不出問題（新得牛叉伺服器已經能處理這些亂七八糟得情況了，不過因為已經形成了一套規範，所以郵件還是得經過Base64編碼才能傳遞），這樣加密必須得簡單（那搞個取反，異或加密吧，:-)，還是沒解決根本問題咯），加密簡單，這樣用戶端程式加密解密也快，又要是明文Ascii編碼，這樣Base64就誕生了。當初設計人員主要是考慮了兩個問題：

1、密碼編譯演算法複雜程度和效率
2、如何處理傳輸

    Base64基本都能滿足，如果因為發一封郵件把CPU佔到100%或者把記憶體給用完了，那就完全沒必要了，編碼之後只要普通人一眼看不出內容就行了。

    下面談談Base64的編碼原理，按照RFC2045的定義，The Base64 Content-Transfer-Encoding is designed to represent arbitrary sequences of octets in a form that need not be humanly readable.我之前在網上查Base64的資料時，發現了一個很好的網站，
base64編碼線上轉換器 :http://www.motobit.com/util/base64-decoder-encoder.asp，大家對Base64感興趣的話，可以去看看。Base64編碼要求把3個8位位元組（3*8=24）轉化為4個6位的位元組（4*6=24），之後在6位的前面補兩個0，形成8位一個位元組的形式。6bit2進位能表示的最大數是2的6次方減一，剛好是64，這也是為什麼是64個字元的原因，這樣就需要一張映射表，表如下：

The Base64 Alphabet

      Value Encoding  Value Encoding  Value Encoding  Value Encoding
           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         (pad) =
          15 P            32 g            49 x
          16 Q            33 h            50 y

    編碼原理：將3個位元組轉換成4個位元組((3 X 8)=24=(4X6))，先讀入3個位元組，每讀一個位元組，左移8位，再右移四次，每次6位，這樣就有4個位元組了。
    解碼原理：將4個位元組轉換成3個位元組，先讀入4個6位(用或運算)，每次左移6位，再右移3次，每次8位，這樣就還原了。

    Base64將3個位元組轉變為4個位元組，因此，編碼後的代碼量（以位元組為單位，下同）約比編碼前的代碼量多了1/3。如果代碼量正好是3的整數倍，那麼恰好多了1/3。但如果不是呢？這個時候“=”終於派上用場啦，當代碼量不是3的整數倍時，代碼量/3的餘數自然就是2或者1。轉換的時候，結果不夠6位的用0來補上相應的位置，之後再在6位的前面補兩個0。轉換完空出的結果就用就用“=”來補位，總之要保證最後編碼出來得位元組數是4的倍數。

    原理也說了表也給，大家可以編碼了哈……

    再說說python對Base64的支援，有個base64模組，專門幹這個事情的，大家去看看就行了，直接貼點例子代碼。

#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-# utility @ Python# Functions: Base64 編解碼模組# Created By MagicTong on 2008-07-16import base64import osimport StringIO# encode,decode, encodestring,decodestring, b64encode,b64decode, urlsafe_b64decode,urlsafe_b64encode    class KBase64:    """    Base 64 編碼和解碼模組，用於對檔案，字串，URL的編解碼    對base64的簡單封裝    """        def __init__(self):        pass        def encodeFile(self, strFileName, strDecName):        """        將一個檔案的內容編碼為Base64        """                if not os.path.exists(strFileName):            return False                f1 = None        f2 = None        try:            f1 = open(strFileName, "r")            f2 = open(strDecName, "w")                    base64.encode(f1, f2)                    except Exception, e:            print e            if f1 != None:                f1.close()            if f1 != None:                f2.close()            return False                        f1.close()        f2.close()        return True        def decodeFile(self, strFileName, strDecName):        """        將一個Base64檔案的內容解碼        """                if not os.path.exists(strFileName):            return False                f1 = None        f2 = None        try:            f1 = open(strFileName, "r")            f2 = open(strDecName, "w")                    base64.decode(f1, f2)                    except Exception, e:            print e            if f1 != None:                f1.close()            if f1 != None:                f2.close()            return False                        f1.close()        f2.close()        return True        def encodeSting(self, strSrc):        """        對字串進行Base64編碼        """        try:            strDec = base64.encodestring(strSrc)        except Exception, e:            print e            return "", False                return strDec, True        def decodeSting(self, strSrc):        """        將Base64字串解碼為源字串        """        try:            strDec = base64.decodestring(strSrc)        except Exception, e:            print e            return "", False                return strDec, True    if __name__ == "__main__":    baseObj = KBase64()    print baseObj.encodeSting("a")

    python還有專門處理郵件的編解碼的email模組，更方便啊，大家先看一份郵件的源檔案：

Received: from dbmail.kingsoft.com (192.168.8.252) by mail.kingsoft.cn
 (192.168.13.1) with Microsoft SMTP Server id 8.1.240.5; Mon, 3 Mar 2008
 10:52:20 +0800
Received: from unknown (HELO linyehui) (linyehui@219.131.196.66)  by localhost
 with SMTP; 3 Mar 2008 03:08:58 -0000
From: =?gb2312?B?wdbStrvU?= <linyehui@kingsoft.com>
To: =?gb2312?B?VG9uZ0xlaSBbza/A2l0=?= <TongLei@kingsoft.com>,
 =?gb2312?B?THVIb25neWFuZyBbwr266dH0XQ==?= <LuHongyang@kingsoft.com>,
 =?gb2312?B?THVZaXdhbmcgW8Ks0ubN+l0=?= <LuYiwang@kingsoft.com>,
 =?gb2312?B?TGluWWVodWkgW8HW0ra71F0=?= <LinYehui@kingsoft.com>,
 =?gb2312?B?TGlKaWFuIFvA7r2jXQ==?= <LiJian@kingsoft.com>,
 =?gb2312?B?TGlEZWhvbmcgW8DutcK66l0=?= <LiDehong@kingsoft.com>,
 =?gb2312?B?SmlhbmdXYW5nc2hlbmcgW72qzfrJ+l0=?= <JiangWangsheng@kingsoft.com>,
 =?gb2312?B?R2VuZ1poYW9oZSBbuaLV17rYXQ==?= <GengZhaohe@kingsoft.com>,
 =?gb2312?B?RGVuZ1BlbmcgW7XLxfRd?= <DengPeng@kingsoft.com>,
 =?gb2312?B?Q2hlbmdIdWkgW7PMu9Rd?= <chenghui@kingsoft.com>,
 =?gb2312?B?Q2hlblpoaXFpYW5nIFuzwta+x79d?= <ChenZhiqiang@kingsoft.com>
Date: Mon, 3 Mar 2008 10:50:54 +0800
Subject: =?gb2312?B?W7vh0um8x8K8XTIwMDgwMzAz1ty1/LT6u+Ff0N7V/bDmsb4=?=
Thread-Topic: =?gb2312?B?W7vh0um8x8K8XTIwMDgwMzAz1ty1/LT6u+Ff0N7V/bDmsb4=?=
Thread-Index: Ach82ZpIBkzrq2yfQl2VA1yMdD4T2g==
Message-ID: <200803031050475158814@kingsoft.com>
Accept-Language: zh-CN, en-US
Content-Language: zh-CN
X-MS-Exchange-Organization-AuthAs: Anonymous
X-MS-Exchange-Organization-AuthSource: mail.kingsoft.cn
X-MS-Has-Attach:
X-MS-Exchange-Organization-SenderIdResult: PermError
X-MS-Exchange-Organization-SCL: 1
X-MS-Exchange-Organization-PCL: 2
X-MS-Exchange-Organization-PRD: kingsoft.com
X-MS-TNEF-Correlator:
x-scanvirus: By EQAVSE AntiVirus Engine
x-scanresult: CLEAN
x-mailfrom: <linyehui@kingsoft.com>
x-rcptto: <tonglei@kingsoft.com>
x-fromip: 219.131.196.66
x-eqmanager-scaned: 1
x-eqauthuser: linyehui
x-received: unknown,219.131.196.66,20080303110858
received-spf: PermError (mail.kingsoft.cn: domain of linyehui@kingsoft.com
 used an invalid SPF mechanism)
Content-Type: text/plain; charset="gb2312"
Content-Transfer-Encoding: base64
MIME-Version: 1.0
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    很亂是吧，不知所云，hoho，但是解碼很簡單，解碼代碼如下：

# coding=utf-8import emailfp = open("magicTong.eml", "r")msg = email.message_from_file(fp) # 直接檔案建立message對象，這個時候也會做初步的解碼subject = msg.get("subject") # 取信件頭裡的subject,　也就是主題# 下面的三行代碼只是為瞭解碼象=?gbk?Q?=CF=E0=C6=AC?=這樣的subjecth = email.Header.Header(subject)dh = email.Header.decode_header(h)subject = dh[0][0]print "subject:", subjectprint "from: ", email.utils.parseaddr(msg.get("from"))[1] # 取fromprint "to: ", email.utils.parseaddr(msg.get("to"))[1] # 取toprint "Date: ", email.utils.parsedate(msg.get("Date"))# 迴圈信件中的每一個mime的資料區塊for par in msg.walk():    if not par.is_multipart(): # 這裡要判斷是否是multipart，是的話，裡面的資料是無用的，至於為什麼可以瞭解mime相關知識。        name = par.get_param("name") #如果是附件，這裡就會取出附件的檔案名稱        if name:            #有附件            # 下面的三行代碼只是為瞭解碼象=?gbk?Q?=CF=E0=C6=AC.rar?=這樣的檔案名稱            h = email.Header.Header(name)            dh = email.Header.decode_header(h)            fname = dh[0][0]            print '附件名:', fname            data = par.get_payload(decode=True) #　解碼出附件資料，然後儲存到檔案中                        try:                f = open(fname, 'wb') #注意一定要用wb來開啟檔案，因為附件一般都是二進位檔案            except:                print '附件名有非法字元，自動換一個'                f = open('aaaa', 'wb')            f.write(data)            f.close()        else:            #不是附件，是常值內容            print par.get_payload(decode=True) # 解碼出常值內容，直接輸出來就可以了。                print '+'*60 # 用來區別各個部分的輸出        fp.close()

<這段代碼不知道是哪個老兄的啦，我很久之前從網上拷貝下來的，能用就行啦>

    假設上面那個email的名字是magicTong.eml。解碼內容如下：

subject: [會議記錄]20080303周迭代會_修正版本
from:  linyehui@kingsoft.com
to:  TongLei@kingsoft.com
Date:  (2008, 3, 3, 10, 50, 54, 0, 1, -1)
上周工作總結：

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林葉輝

１、重構的穩定工作

２、密保“豔照門”安全島加強功能版本相關

３、遷移代碼

４、準備接安裝器到資訊安全中心（實現Proxy）

陳志強

１、看代碼

２、軟體正在運行模組

３、安裝運行等模組的測試

４、調用童磊的模組時，析構時出錯

５、計劃：實現　調用msi的軟體卸載

李劍

１、實現網站認證示範ＢＨＯ

２、彈框問題（查資料太久了會彈）

３、Hao123、遨遊資料(去掉重複有1萬1)

４、Macf還剩４萬多資料沒查到，沒查到的準備加上自動上報功能

童磊

１、EXE轉成服務

２、完善協議收取EXE

３、自啟動程式搜尋

４、計劃：把傳遞的vector拆分成沒有封裝過的資料再傳遞。

李軍

１、百度資訊安全中心發布

２、廣州出差

３、計劃：接infoc(查詢、上報)

４、計劃：資訊安全中心相容vista

程輝

１、tuotu下載模組接入

２、軟體管理各準系統完成

３、測試交給陳志強

４、開機啟動交給童磊

５、本周工作基本完成，還有幾個BUG

 

 

 

本周計劃：

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１、LYH 資訊安全中心與安裝器之間的代理、如果要和網遊合作的話還要把重構版本的自動註冊服務等加上

２、嵌網頁的EXE

３、網頁（阿杜）

４、做資訊檔的工具

 

 

2008-03-03

林葉輝

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    o(∩_∩)o...哈哈，很方便吧