Java-Base64演算法

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Base64演算法最早是為瞭解決電子郵件傳輸的問題的，早先的郵件傳輸協議中只支援ASCII碼傳遞，如果要傳輸二進位檔案，片和視頻，是無法傳輸的，而BASE64可以將二進位檔案內容編碼成為只包含ASCII碼的內容，這樣就可以傳輸了。

Base64演算法大家常常說成是密碼編譯演算法，但準確的來說，Base64不是一種密碼編譯演算法，只能算是一種基於64個字元的編碼演算法。

它有一個字元對應表，每個字元對應表了一個十進位編碼，共映射了64個字元。Base64將給定的資料經二進位轉換後與字元對應表相對應，得到所謂的密文；映射表如下，映射表的最後是一個等號，是作為補位符用來補位的。

編號 字元   編號 字元   編號 字元   編號 字元 0 A 16 Q 32 g 48 w 1 B 17 R 33 h 49 x 2 C 18 S 34 i 50 y 3 D 19 T 35 j 51 z 4 E 20 U 36 k 52 0 5 F 21 V 37 l 53 1 6 G 22 W 38 m 54 2 7 H 23 X 39 n 55 3 8 I 24 Y 40 o 56 4 9 J 25 Z 41 p 57 5 10 K 26 a 42 q 58 6 11 L 27 b 43 r 59 7 12 M 28 c 44 s 60 8 13 N 29 d 45 t 61 9 14 O 30 e 46 u 62 + 15 P 31 f 47 v 63 /

Base64演算法的實現步驟如下：

1. 將給定的字串以字元為單位轉換為對應的字元編碼(如ASCII碼)；2. 將獲得的字元編碼轉換為二進位碼；3. 對獲得的二進位碼做分組轉換操作，每3個8位二進位碼為一組，轉換為每4個6位二進位碼為一組(不足6位時地位補0).這是一個分組變化的過程，3個8位二進位碼和4個6位二進位碼的長度都是24位；4. 對獲得的4個6位二進位補位，向6位二進位碼添加2位高位0，組成4個8位二進位碼；5. 將獲得的4個8位二進位碼轉換位10進位碼；6. 將獲得的十進位碼轉換位Base64字元表中對應的字元；

ASCII碼字元編碼

例如：對A進行Base64編碼；

最終：QQ==

最終產生的編碼中有了兩個等號，這是因為原文的二進位碼不足24位，最近轉換為十進位碼時也不足4項，這時就需要用等號補位；

經Base64編碼後的字串最多隻會有2個等號，這是因為 餘數 = 原文位元組數 MOD 3，所以餘數只能時0，1，2。通常判別一個字串是不是Base64編碼的第一步操作就是判斷這個字串末尾是不是有等號。這同時也說明，Base64編碼後的字串是以4個字元為單位，其長度只能是4個字元的整數倍。

 

非ASCII碼字元編碼

ASCII碼可以表示十進位範圍為0~127的字元，對應二進位範圍是00000000~01111111，ASCII碼包含了阿拉伯數字，大小寫英文字母和一些控制符，但卻沒有包含中文，因此有了GB2312，GBK和UTF-8等編碼。GBK，GB2312用2個位元組來表示一個漢字，UTF-8則用3個位元組來表示一個漢字。 

例如：對密這個字以UTF-8的形式進行Base64編碼；

最終：5a+G

當然，如果我們不使用UTF-8，而是使用GBK來進行編碼，那編碼後的結果就不是5a+G了。

JDK中Base64的實現在JDK1.7之前是沒有對外的公用介面的，只有一個非標準實現，位於sun.misc包中，提供BASE64Encoder類和BASE64Decoder類。由於是不對外，所以不建議使用，因為後續JDK版本可能會去掉對這兩個類的支援。

而JDK8之後已經有了對應的介面，位於java.util包下。

 

參考自《Java加密解密的藝術》

Java-Base64演算法