Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一,大家可以查看RFC2045~RFC2049,上面有MIME的详细规范。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。
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)。
Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节(3*8 = 4*6 = 24),然后把6Bit再添两位高位0,组成四个8Bit的字节,也就是说,转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。
规则
关于这个编码的规则:
①.把3个字符变成4个字符..
②每76个字符加一个换行符..
③.最后的结束符也要处理..
这样说会不会太抽象了?不怕,我们来看一个例子:
转换前 aaaaaabb ccccdddd eeffffff
转换后 00aaaaaa 00bbcccc 00ddddee 00ffffff
应该很清楚了吧?上面的三个字节是原文,下面的四个字节是转换后的Base64编码,其前两位均为0。
转换后,我们用一个码表来得到我们想要的字符串(也就是最终的Base64编码),这个表是这样的:(摘自RFC2045)
转换表
Table 1: The Base64 Alphabet
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 |
举例
让我们再来看一个实际的例子,加深印象!
转换前 10101101 1011 1010 0111 0110
转换后 00101011 00011011 00101001 00110110
十进制 43 27 41 54
对应码表中的值 r b p 2
所以上面的24位编码,编码后的Base64值为 rbp2
解码同理,把 rbq2 的二进制位连接上再重组得到三个8位值,得出原码。
(解码只是编码的逆过程,在此我就不多说了,另外有关MIME的RFC还是有很多的,如果需要详细情况请自行查找。)
第一个字节,根据源字节的第一个字节处理。
规则:源第一字节右移两位,去掉低2位,高2位补零。
既:00 + 高6位
第二个字节,根据源字节的第一个字节和第二个字节联合处理。
规则如下,第一个字节高6位去掉左移四位,第二个字节右移四位
即:源第一字节低2位 + 源第2字节高4位
第三个字节,根据源字节的第二个字节和第三个字节联合处理,
规则第二个字节去掉高4位并左移两位(得高6位),第三个字节右移6位并去掉高6位(得低2位),相加即可
第四个字节,规则,源第三字节去掉高2位即可
根据base64的编码规则,每76个字符需要一个换行
// 用更接近于编程的思维来说,编码的过程是这样的:
//第一个字符通过右移2位获得第一个目标字符的Base64表位置,根据这个数值取到表上相应的字符,就是第一//个目标字符。
// 然后将第一个字符左移4位加上第二个字符右移4位,即获得第二个目标字符。
//再将第二个字符左移2位加上第三个字符右移6位,获得第三个目标字符。
//最后取第三个字符的右6位即获得第四个目标字符。
//在以上的每一个步骤之后,再把结果与 0x3F 进行 AND 位操作,就可以得到编码后的字符了。
可是等等……聪明的你可能会问到,原文的字节数量应该是3的倍数啊,如果这个条件不能满足的话,那该怎么办呢?
我们的解决办法是这样的:原文的字节不够的地方可以用全0来补足,转换时Base64编码用=号来代替。这就是为什么有些Base64编码会以一个或两个等号结束的原因,但等号最多只有两个。因为:
余数 = 原文字节数 MOD 3
所以余数任何情况下都只可能是0,1,2这三个数中的一个。如果余数是0的话,就表示原文字节数正好是3的倍数(最理想的情况啦)。如果是1的话,为了让Base64编码是3的倍数,就要补2个等号;同理,如果是2的话,就要补1个等号。
编辑本段应用
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)。
其他应用
Mozilla Thunderbird和Evolution用Base64来保密电子邮件密码
Base64 也会经常用作一个简单的“加密”来保护某些数据,而真正的加密通常都比较繁琐。
垃圾讯息传播者用Base64来避过反垃圾邮件工具,因为那些工具通常都不会翻译Base64的讯息。
在LDIF档案,Base64用作编码字串。
编辑本段原理
先以“迅雷下载”为例: 很多下载类网站都提供“迅雷下载”的链接,其地址通常是加密的迅雷专用下载地址。
如thunder://QUFodHRwOi8vd3d3LmJhaWR1LmNvbS9pbWcvc3NsbTFfbG9nby5naWZaWg==
其实迅雷的“专用地址”也是用Base64加密的,其加密过程如下:
一、在地址的前后分别添加AA和ZZ
如http://www.baidu.com/img/sslm1_logo.gif变成
AAhttp://www.baidu.com/img/sslm1_logo.gifZZ
二、对新的字符串进行Base64编码
如AAhttp://www.baidu.com/img/sslm1_logo.gifZZ用Base64编码得到
QUFodHRwOi8vd3d3LmJhaWR1LmNvbS9pbWcvc3NsbTFfbG9nby5naWZaWg==
另: Flashget的与迅雷类似,只不过在第一步时加的“料”不同罢了,Flashget在地址前后加的“料”是[FLASHGET]
而QQ旋风的干脆不加料,直接就对地址进行Base64编码了
编辑本段实现
[下列代码仅在GBK中实现,UTF8代码请把 if($button=="迅雷地址->普通地址") echo substr(base64_decode(str_ireplace("thunder://","",$txt1)),2,-2); 这句改为if($button=="迅雷地址->普通地址") echo substr(mb_convert_encoding(base64_decode(str_ireplace("thunder://","",$txt1))),2,-2); 并把charset=gb2312改为charset=utf-8]
<?php
$txt1=trim($_POST[‘text1‘]);
$txt2=trim($_POST[‘text2‘]);
$txt3=trim($_POST[‘text3‘]);
$button=$_POST[‘button‘];
?>
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN" >
<html>
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<title>迅雷和FlashGet,QQ旋风地址 地址转换工具</title>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gb2312">
<meta content="迅雷,FlashGet,地址转换," name="keywords">
</head>
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<form name="form1" method="post" action="">
<hr size="1">
<h3>迅雷转换</h3>
<P>转换地址:
<input name="text1" value="<?php echo $txt1;?>" type="text" style="width:516px;" /></P>
<P>转换后的:
<input type="text" value="<?php
if($button=="普通地址->迅雷地址") echo "thunder://".base64_encode("AA".$txt1."ZZ");
if($button=="迅雷地址->普通地址") echo substr(base64_decode(str_ireplace("thunder://","",$txt1)),2,-2);
?>" style="width:516px;" /></P>
<P>
<input type="submit" name="button" value="普通地址->迅雷地址" />
<input type="submit" name="button" value="迅雷地址->普通地址" /></P>
<h3>FlashGet转换</h3>
<P>FlashGet地址:
<input name="text2" value="<?php echo $txt2;?>" type="text" style="width:516px;" /></P>
<P>转换后 地址:
<input type="text" value="<?php
if($button=="普通地址->FlashGet地址") echo "flashget://".base64_encode($txt2);
if($button=="FlashGet地址->普通地址") echo str_ireplace("[FLASHGET]","",base64_decode(str_ireplace("flashget://","",$txt2)));
?>" style="width:516px;" /></P>
<P>
<input type="submit" value="普通地址->FlashGet地址" name="button" />
<input type="submit" value="FlashGet地址->普通地址" name="button" /></P>
<h3>QQ旋风转换</h3>
<P>QQ旋风地址:
<input name="text3" value="<?php echo $txt3;?>" type="text" style="width:516px;" /></P>
<P>转换后 地址:
<input type="text" value="<?php
if($button=="普通地址->QQ旋风") echo "qqdl://".base64_encode($txt3);
if($button=="QQ旋风->普通地址") echo base64_decode(str_ireplace("qqdl://","",$txt3));
?>" style="width:516px;" /></P>
<P>
<input type="submit" value="普通地址->QQ旋风" name="button" />
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