Base64编码详解

base64 是什么?

Base64,顾名思义,就是包括小写字母a-z、大写字母A-Z、数字0-9、符号”+”、”/”一共64个字符的字符集,(另加一个“=”,实际是65个字符,至于为什么还会有一个“=”,这个后面再说)。任何符号都可以转换成这个字符集中的字符,这个转换过程就叫做base64编码。

base64怎么转换

首先将字符串(图片等)转换成二进制序列,然后按每6个二进制位为一组,分成若干组,如果不足6位,则低位补0。每6位组成一个新的字节,高位补00,构成一个新的二进制序列,最后根据base64索引表中的值找到对应的字符。

我们举个例子, 假设有字符串“abc”, 我们要对其进行base64编码,最后结果会是什么呢?

字符串abc对应3个字节,一共24位,按6位为一组可分为4组,在每组的高位补上00,经过转换,abc 的 base64 编码是 YWJj, 由原来的3个字母变成了4个,所以base64会比原字符串更长。

那问题来了,假设原始字符串不够3个字节,只有一个字节或者两个字节怎么办?

以两个字节为例, 按照上面的转换逻辑,经过编码转换,第三个字节只有4位,需要在第三组前后都要加两个0,转换后的字符串是 YWI。 为了凑齐4个字节,还要在末尾补上一个”=”号,最后得到的base64编码就是: “YWI=”

如果原始字符只有一个字节,原理是类似的,第二个字节除了前面补两个0,还要在后面补4个0,得到的字符串是YQ,剩下两个字节也用等号“=”来凑。所以a的base64编码就是 YQ==

总结一点就是只要原始字符串的长度不能被3整除,后面的位都会用0来补充。

base64用在哪些场景

1、html中的图片用base64表示

打开google的首页,就能看到某些样式中的图片不是一个资源地址,而是base64编码的字符串,这么做有什么好处呢? 当然是减少了一次http的请求,但也并不是什么图片都适合用base64来处理,因为图片越大,转换的base64的字符串就越长,对带宽的要求更高了。

2、邮件传输

早期电子邮件的收发只允许使用ascii字符,这就导致无法发送非ascii字符,图片等二进制文件。所以在MIME对电子邮件进行了扩展,该扩展协议就指定了内容的传输的编码格式,可以是base64,base64编码使得在电子邮件中传输图片成为可能。

当然也可以将base64的内容放在url中传输。

在主流编程语言中,都内置的base64模块,可以直接调用,无需自己重复造轮子

python 示例

# 编码
>>> base64.b64encode(b'abc')
b'YWJj'
# 解码
>>> base64.b64decode(b'YWJj')
b'abc'

​除了基本的base64,还有一种url safe 形式的编码方式,目的是将“+/” 替换成 “-_”, 因为标准的Base64并不适合直接放在URL里传输,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。

>>> base64.b64encode(b'i\xcf\xbf')
b'ac+/'
# 使用"url safe"的base64编码会把+/ 替换成 -_
>>> base64.urlsafe_b64encode(b'i\xcf\xbf')
b'ac-_'

base64 是加密算法吗?

base64不是加密算法,他只是一种编码方式,数据从一种形式转换为另一种形式进行传输/存储。

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