一、什么是Base64编码
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。Base64 主要不是加密，它主要的用途是把一些二进制数转成普通字符用于网络传输。 由于一些二进制字符在传输协议中属于控制字符，不能直接传送需要转换一下。Base64编码就是把二进制字节序列转化为ASCII字符序列。一般增加1/3长度，而且也是不可读的。 使用的字符包括大小写字母各26个，加上10个数字，和加号“+”，斜杠“/”，一共64个字符，等号“=”用来作为后缀用途。
二、Base64原理
[源数据]——>[获得源数据的二进制流]——>[每3个8位二进制转换为4个6位二进制]——>[每6位二进制转换为十进制]——>[对照表转换为Base64数据]
关键点：3个8位二进制转换4个6位二进制的方法 将输入的二进制数据流以每次读取6个bit的方式读取，不足6位的后补0,将每3个8位二进制转换为4个6位二进制，也就是说每3个8位字节将编码为4个6位字节（3×8 → 4×6）；不满4个字节的以“=”填充。其实这4个六位字节仍然是8位，只不过高两位被设置为0。当一个字节只有6位有效时，它的取值空间为0 到 2的6次方减1 即63，也就是说被转换的Base64编码的每一个编码的取值空间为（0-63）。事实上，0-63之间的ASCII码有许多不可见字符，所以应该再做一个映射，映射表（码表）为：
| 码字 | 个数 | ASCII码 | 对应的6bit值 |
|---|---|---|---|
| 0 - 9 | 10个 | 48 - 57 | 52 - 61 |
| A - Z | 26个 | 65 - 90 | 0 - 25 |
| a - z | 26个 | 96 - 122 | 26 - 51 |
| + | 1个 | 43 | 62 |
| / | 1个 | 47 | 63 |
三、Base64应用
1.mail
由于rfc821有以下两条限制：
1)邮件的内容必须全部为7-比特的美国ascii码。
2)每一行的长度不能超过1000的字符 当邮件中有其他的非ASCII字符或二进制数据时，就需要做转换。这个就叫做Content-Transfer-Encoding，Base64就是其中的一种方法。在firefox你可以设置自己发送邮件的内容传输编码方式。在收到的邮件里，你可以查看邮件原文，看看原文的编码。
2.URL
有些应用需要把二进制数据放到URL里，URL只能是特定的一些ASCII字符。这时候，也需要用到BASE64编码。当然这也只是对二进制数据本身的编码，编码后的数据里面可能包含+/,真正放到URL里面时候，还需要URL-Encoding,变成%XX模式。
3.HTML中内嵌图片
就是说这种状况下，图片不是以链接地址的方式嵌到HTML中去的，图片本身已被BASE64成字符串放到HTML页面文本中去了，成为HTML文本的一部分。当HTML页面拉取完成之后，图片数据也就下来了，不再需要再去拉取图片.如下格式：
<img src=‘data:image/png;base64，base64code‘>
这种标签图片的显示需要浏览器的支持，先Base64解码，再去显示不同格式的图片。 使用data: URI直接在网页中嵌入，data: URI定义于IETF标准的RFC 2397。 data: URI的基本使用格式如下：
data:[<MIME-type>][;base64|charset=some_charset],<data>
mime-type是嵌入数据的mime类型，比如png图片就是image/png。如果后面跟base64，说明后面的data是采用base64方式进行编码的。 获得图片的base64编码，base64编码工具不少，对于前端制作，下面这个本地图片base64编码获取页面是值得推荐的： *Encode Data URL By PuterJam *。
4.简单加密
迅雷等下载工具，就有他们自己特有的下载链接，如thunder://其实就是把一个HTTP URL资源地址加上了某些东西后再进行BASE64编码，然后加上thunder://头。 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。
5.百度地图地址转化
百度地图api的地址转化（例如gps坐标->百度地图坐标）结果，使用了base64加密。
四、Java编码实现
1 /**
2 *
3 * @ClassName: SecurityBase64
4 * @Description: 用于编码请求参数
5 * @author BuilderQiu
6 * @date 2013-9-23 上午10:52:1
7 */
8 public class SecurityBase64 {
9 //对照表
10 private static String base64hash = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-/";
11 //"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-/";
12 private SecurityBase64(){}
13 private static class TEMP{
14 public static final SecurityBase64 instance = new SecurityBase64();
15 }
16 public static Security getInstance(){
17 return TEMP.instance;
18 }
19 private void checkSecurity(){
20 if("".equals(base64hash)||base64hash==null||base64hash.length()!=64){
21 throw new RuntimeException(Security.class+"was initialize failed!");
22 }
23 }
24 /**
25 *
26 * @Title: encode
27 * @Description: 编码
28 * @param @param src
29 * @param @return
30 * @return String
31 * @throws
32 */
33 public String encode(String src){
34 checkSecurity();
35 StringBuilder result = new StringBuilder();
36 byte[] bytes = src.getBytes();
37 int length = bytes.length;
38 int mod = 0;
39 byte prev = 0;
40 for(int i=0;i<length;i++){
41 mod = i%3;
42 if(mod==0){
43 result.append(base64hash.charAt((bytes[i] >> 2) & 0x3F));
44 }else if(mod==1){
45 result.append(base64hash.charAt((prev << 4 | bytes[i] >> 4 &0x0F )& 0x3F));
46 }else{
47 result.append(base64hash.charAt((bytes[i] >> 6 & 0x03 | prev << 2) & 0x3F));
48 result.append(base64hash.charAt(bytes[i] & 0x3F));
49 }
50 prev = bytes[i];
51 }
52 if(mod==0){
53 result.append(base64hash.charAt(prev << 4 & 0x3C));
54 result.append("==");
55 }else if(mod==1){
56 result.append(base64hash.charAt(prev << 2 & 0x3F));
57 result.append("=");
58 }
59 return result.toString();
60 }
61 /**
62 *
63 * @Title: decode
64 * @Description: 解码
65 * @param @param src
66 * @param @return
67 * @return String
68 * @throws
69 */
70 public String decode(String src){
71 if(StringUtil.isBlank(src)){
72 return "";
73 }
74 checkSecurity();
75 byte temp = 0;
76 String result = "";
77 for(int i=0;i<src.length();i++){
78 temp = (byte) base64hash.indexOf(src.charAt(i));
79 if(temp==-1){
80 result+="000000";
81 }else{
82 String t = Integer.toBinaryString(temp);
83 if(t.length()==7){
84 t = t.substring(1);
85 }else if(t.length()==8){
86 t = t.substring(2);
87 }
88 while(t.length()<6){
89 t = "0"+t;
90 }
91 result+=t;
92 }
93 }
94 while(result.endsWith("00000000")){
95 result = result.substring(0,result.length()-8);
96 }
97 byte[] bytes = new byte[result.length()/8];
98 for(int i=0;i<bytes.length;i++){
99 bytes[i]= Integer.valueOf(result.substring(i*8,(i+1)*8),2).byteValue();
100 }
101 return new String(bytes);
102 }
103 public void setBase64hash(String base64hash) {
104 Security.base64hash = base64hash;
105 }
106 /**
107 *
108 * @Title: randomTable
109 * @Description: 生成随机对照表
110 * @param @return
111 * @return String
112 * @throws
113 */
114 public static String randomTable(){
115 String base = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-/";
116 List<Character> list = new ArrayList<Character>();
117 for(int i=0;i<base.length();i++){
118 list.add(base.charAt(i));
119 }
120 Collections.shuffle(list);
121 base = "";
122 for(Character ch:list){
123 base += ch;
124 }
125 return base;
126 }
127 }