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base64

Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。由于2的6次方等于64,所以每6个比特为一个单元,对应某个可打印字符。三个字节有24个比特,对应于4个Base64单元,即3个字节需要用4个可打印字符来表示。它可用来作为电子邮件的传输编码。在Base64中的可打印字符包括字母A-Z、a-z、数字0-9,这样共有62个字符,此外两个可打印符号在不同的系统中而不同。

Base64常用于在通常处理文本数据的场合,表示、传输、存储一些二进制数据。包括MIME的email、在XML中存储复杂数据。

Base64编码是使用64个可打印ASCII字符(A-Z、a-z、0-9、+、/)将任意字节序列数据编码成ASCII字符串,另有“=”符号用作后缀用途。

Base64 索引表
数值字符数值字符数值字符数值字符
0A16Q32g48w
1B17R33h49x
2C18S34i50y
3D19T35j51z
4E20U36k520
5F21V37l531
6G22W38m542
7H23X39n553
8I24Y40o564
9J25Z41p575
10K26a42q586
11L27b43r597
12M28c44s608
13N29d45t619
14O30e46u62+
15P31f47v63/

Base64将输入字符串按字节切分,取得每个字节对应的二进制值(若不足8比特则高位补0),然后将这些二进制数值串联起来,再按照6比特一组进行切分(因为2^6=64),最后一组若不足6比特则末尾补0。将每组二进制值转换成十进制,然后在上述表格中找到对应的符号并串联起来就是Base64编码结果。

由于二进制数据是按照8比特一组进行传输,因此Base64按照6比特一组切分的二进制数据必须是24比特的倍数(6和8的最小公倍数)。24比特就是3个字节,若原字节序列数据长度不是3的倍数时且剩下1个输入数据,则在编码结果后加2个=;若剩下2个输入数据,则在编码结果后加1个=。

完整的Base64定义可见RFC1421和RFC2045。因为Base64算法是将3个字节原数据编码为4个字节新数据,所以Base64编码后的数据比原始数据略长,为原来的4/3。在电子邮件中,根据RFC822规定,每76个字符,还需要加上一个回车换行。可以估算编码后数据长度大约为原长的135.1%。

Base64可用于任意数据的底层二进制数据编码,以应用于只能传输ASCII字符的场合。不过最常用于文本数据的处理传输,例如在MIME格式的电子邮件中,Base64可以用来编码邮件内容,方便在不同语言计算机间传输而不乱码,注意是传输而不是显示,例如在西欧地区计算机上使用utf-8编码即可正常显示中文(安装有对应字库),但是它未必能正常传输中文,这时转换为Base64便无此顾虑。

Base64编码若无特别说明,通常约定非ASCII字符按照UTF-8字符集进行编码处理。

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