Base64的主要用途是把一些二进制数转成普通字符,方便在网络上传输。由于历史原因,Email只被允许传送ASCII字符,即一个8位字节的低7位。如果你发送了一封带有非ASCII字符(字节的最高位是1)的Email,通过有“历史问题”的网关时,就可能会出现问题。所以,Base64编码才存在。Base64内容传送编码被设计用来把任意序列的8位字节描述为一种不易被人直接识别的形式。Base64编解码就是将二进制数据和64个可打印字符相互转化。
Base64编码的由来
因为有些网络传送渠道并不支持所有的字节,例如传统的邮件只支持可见字符的传送,像ASCII码的控制字符就不能通过邮件传送。这样用途就受到了很大的限制,比如图片二进制流的每个字节不可能全部是可见字符,所以就传送不了。最好的方法就是在不改变传统协议的情况下做一种扩展方案来支持二进制文件的传送。把不可打印的字符也能用可打印字符来表示,问题就解决了。Base64编码应运而生。
Base64的转化原理
Base64的码表只有64个字符,如果要表达64个字符,那么使用6bit即可完全表示(2的6次方为64)。因为Base64的编码只用6bit即可表示,而正常的字符是使用8bit表示的,而8和6的最小公倍数是24,所以4个Base64字符(4×6=24)可以表示3个标准的ASCII字符(3×8=24)。
如果是字符串转换为Base64码,就会先把对应的字符串转换为ASCII码表对应的数字,再把数字转换为二进制。比如,a的ASCII码是97,97的二进制是01100001,把8个二进制提取成6个,剩下的2个二进制和后面的二进制继续拼接,最后把前面6个二进制码转换为Base64对应的编码。实际转换过程如下:
(1)将二进制数据中的每三个字节分为一组,每个字节占8bit,那么共有24个二进制位。
(2)将上面的24个二进制位每6个一组,共分为4组。
(3)在每组前添加2个0,每组由6个变为8个二进制位,总共有32个二进制位,也就是四个字节。
(4)根据Base64编码对照表将每个字节转化成对应的可打印字符。