标准的Base64
简介
标准的Base64并不适合直接放在URL里传输，因为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，因为ANSI SQL中已将“%”号用作通配符。
为解决此问题，可采用一种用于URL的改进Base64编码，它不在末尾填充'='号，并将标准Base64中的“+”和“/”分别改成了“*”和“-”，这样就免去了在URL编解码和数据库存储时所要作的转换，避免了编码信息长度在此过程中的增加，并统一了数据库、表单等处对象
标识符的格式。
另有一种用于正则表达式的改进Base64变种，它将“+”和“/”改成了“!”和“-”，因为“+”,“*”以及前面在IRCu中用到的“[”和“]”在正则表达式中都可能具有特殊含义。
此外还有一些变种，它们将“+/”改为“_-”或“._”（用作编程语言中的标识符名称）或“.-”（用于XML中的Nmtoken）甚至“_:”（用于XML中的Name）。
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。
规则
关于这个编码的规则：
①.把3个字符变成4个字符..
②每76个字符加一个换行符..
③.最后的结束符也要处理..
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）
转换表
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
| 索引 |
对应字符 |
索引 |
对应字符 |
索引 |
对应字符 |
索引 |
对应字符 |
| 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 |
|
|
| 15 |
P |
32 |
g |
49 |
x |
|
|
| 16 |
Q |
33 |
h |
50 |
y |
|
|
举例
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3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。
在URL中的应用
Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采用了Base64来将一个较长的唯一标识符（一般为128-bit的UUID）编码为一个字符串，用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他
应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用Base64编码不仅比较简短，同时也具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。
然而，标准的Base64并不适合直接放在URL里传输，因为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，因为ANSI SQL中已将“%”号用作通配符。
为解决此问题，可采用一种用于URL的改进Base64编码，它不在末尾填充'='号，并将标准Base64中的“+”和“/”分别改成了“*”和“-”，这样就免去了在URL编解码和数据库存储时所要作的转换，避免了编码信息长度在此过程中的增加，并统一了数据库、表单等处对象标识符的格式。
另有一种用于正则表达式的改进Base64变种，它将“+”和“/”改成了“!”和“-”，因为“+”,“*”以及前面在IRCu中用到的“[”和“]”在正则表达式中都可能具有特殊含义。
此外还有一些变种，它们将“+/”改为“_-”或“._”（用作编程语言中的标识符名称）或“.-”（用于XML中的Nmtoken）甚至“_:”（用于XML中的Name）。
在下载软件中加密下载地址的原理
先以“迅雷下载”为例： 很多下载类网站都提供“迅雷下载”的链接，其地址通常是加密的迅雷专用下载地址。
如thunder://QUFodHRwOi8vd3d3LmJhaWR1LmNvbS9pbWcvc3NsbTFfbG9nby5naWZaWg==
其实迅雷的“专用地址”也是用Base64加密的，其加密过程如下：
一、在地址的前后分别添加AA和ZZ
如www.baidu.com/img/sslm1_logo.gif变成
AAwww.baidu.com/img/sslm1_logo.gifZZ
二、对新的字符串进行Base64编码
如AAwww.baidu.com/img/sslm1_logo.gifZZ用Base64编码得到
QUF3d3cuYmFpZHUuY29tL2ltZy9zc2xtMV9sb2dvLmdpZlpa
三、在上面得到的字符串前加上“thunder://”就成了
thunder://QUF3d3cuYmFpZHUuY29tL2ltZy9zc2xtMV9sb2dvLmdpZlpa
另：
Flashget的与迅雷类似，只不过在第一步时加的“料”不同罢了，Flashget在地址前后加的“料”是[FLASHGET]
而QQ旋风的干脆不加料，直接就对地址进行Base64编码了
Base64-MIME
在MIME格式的
电子邮件中，base64可以用来将binary的字节序列数据编码成ASCII字符序列构成的文本。使用时，在传输编码方式中指定base64。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。
完整的base64定义可见 RFC1421和 RFC2045。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%。
转换的时候，将三个byte的数据，先后放入一个24bit的
缓冲区中，先来的byte占高位。数据不足3byte的话，于缓冲区中剩下的Bit用0补足。然后，每次取出6个bit，按照其值选择ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的字符作为编码后的输出。不断进行，直到全部输入数据转换完成。
如果最后剩下两个输入数据，在编码结果后加1个“=”；如果最后剩下一个输入数据，编码结果后加2个“=”；如果没有剩下任何数据，就什么都不要加，这样才可以保证资料还原的正确性。
举例来说，一段引用自Thomas Hobbes's Leviathan的文句：
Man is distinguished, not only by his reason, but by this singular passion from other animals, which is a lust of the mind, that by a perseverance of delight in the continued and indefatigable generation of knowledge, exceeds the short vehemence of any carnal pleasure.
经过base64编码之后变成：
TWFuIGlzIGRpc3Rpbmd1aXNoZWQsIG5vdCBvbmx5IGJ5IGhpcyByZWFzb24sIGJ1dCBieSB0aGlz
IHNpbmd1bGFyIHBhc3Npb24gZnJvbSBvdGhlciBhbmltYWxzLCB3aGljaCBpcyBhIGx1c3Qgb2Yg
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