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。
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)
Table 1: 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
让我们再来看一个实际的例子,加深印象!
转换前 10101101 10111010 01110110
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。)
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4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。
import sun.misc.BASE64Decoder; import sun.misc.BASE64Encoder; public class Test { public static void main(String args[]) throws IOException { BASE64Encoder encode = new BASE64Encoder(); String base64 = encode.encode("五笔字型电子计算机".getBytes()); System.out.println(base64); BASE64Decoder decode = new BASE64Decoder(); byte[] b = decode.decodeBuffer(base64); System.out.println(new String(b)); } }
输出:
zuWxytfW0M2159fTvMbL47v6
五笔字型电子计算机
JRE 中 sun 和 com.sun 开头包的类都是未被文档化的,他们属于 java, javax
类库的基础,其中的实现大多数与底层平台有关,一般来说是不推荐使用的。
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就可以了。
// 将 s 进行 BASE64 编码 public static String getBASE64(String s) { if (s == null) return null; return (new sun.misc.BASE64Encoder()).encode( s.getBytes() ); } // 将 BASE64 编码的字符串 s 进行解码 public static String getFromBASE64(String s) { if (s == null) return null; BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder(); try { byte[] b = decoder.decodeBuffer(s); return new String(b); } catch (Exception e) { return null; } }
下面提供一个官方的encode 和 自己封装 的encode
package com.enjoy.base.common.util; public class BASE64Encoder { private static char[] codec_table = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/' }; public BASE64Encoder() { } public static String encode(byte[] a) { int totalBits = a.length * 8; int nn = totalBits % 6; int curPos = 0;// process bits StringBuffer toReturn = new StringBuffer(); while (curPos < totalBits) { int bytePos = curPos / 8; switch (curPos % 8) { case 0: toReturn.append(codec_table[(a[bytePos] & 0xfc) >> 2]); break; case 2: toReturn.append(codec_table[(a[bytePos] & 0x3f)]); break; case 4: if (bytePos == a.length - 1) { toReturn .append(codec_table[((a[bytePos] & 0x0f) << 2) & 0x3f]); } else { int pos = (((a[bytePos] & 0x0f) << 2) | ((a[bytePos + 1] & 0xc0) >> 6)) & 0x3f; toReturn.append(codec_table[pos]); } break; case 6: if (bytePos == a.length - 1) { toReturn .append(codec_table[((a[bytePos] & 0x03) << 4) & 0x3f]); } else { int pos = (((a[bytePos] & 0x03) << 4) | ((a[bytePos + 1] & 0xf0) >> 4)) & 0x3f; toReturn.append(codec_table[pos]); } break; default: //never hanppen break; } curPos+=6; } if(nn==2) { toReturn.append("=="); } else if(nn==4) { toReturn.append("="); } return toReturn.toString(); } /** * @param args */ public static void main(String[] args) { BASE64Encoder encoder=new BASE64Encoder(); sun.misc.BASE64Encoder sunEncoder=new sun.misc.BASE64Encoder(); byte[] testBytes=new byte[1024*1024*2]; long start=System.currentTimeMillis(); for(int i=0;i<10;i++) { sunEncoder.encode(testBytes); } System.out.println("[sun encoder]use time :"+(System.currentTimeMillis()-start)); start=System.currentTimeMillis(); for(int i=0;i<10;i++) { encoder.encode(testBytes); } System.out.println("[our encoder]use time :"+(System.currentTimeMillis()-start)); } }