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Base64學習,base64

編輯:C++入門知識

Base64學習,base64


本來想弄個簡單的字符串加密函數,但普通的異或運算可能會導致某些結果位為0或不可見字符,比如當前字符與當前key相同的時候。
aes算法之類的感覺相對Base64要麻煩許多(貌似對內容長度不靈活),而且我不需要很強大的加密,變形的Base64已經足夠了。
順便學習一下Base64原理。
/// Base64編碼時,每6bit當成一個值(不足6位的低位補0),將這個值當作索引,從編碼表中獲取一個可見字符作為結果,(不足6bit的每差2位bit在結果後面補一個'=')。
/// Base64解碼時,將每個字節當作索引(編碼時的可見字符),從解碼表中獲取值(編碼時6bit的值),然後組裝成8bit的字節即為原文字節。
/* 
 * 
 * 編碼表解碼表可以自定義,只要兩邊的值相互對應即可,以下編解碼表使用得比較多,可以參考
 * 
 * 編碼表:
 * 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J',	//   0 -   9  
 * 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T',	//  10 -  19  
 * 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd',	//  20 -  29  
 * 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',	//  30 -  39  
 * 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x',	//  40 -  49  
 * 'y', 'z', '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7',	//  50 -  59  
 * '8', '9', '+', '/'									//  60 -  63
 
 * 解碼表:
 * 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,	//   0 -   9  
 * 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,	//  10 -  19  
 * 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,	//  20 -  29  
 * 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,	//  30 -  39  
 * 0,  0,  0,  62, 0,  0,  0,  63, 52, 53,	//  40 -  49  
 * 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 0,  0,	//  50 -  59  
 * 0, 61,  0,  0,  0,  0,  1,  2,  3,  4,	//  60 -  69  
 * 5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14,	//  70 -  79  
 * 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24,  //  80 -  89  
 * 25,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 26, 27, 28,  //  90 -  99  
 * 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38,  // 100 - 109  
 * 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48,  // 110 - 119  
 * 49, 50, 51,  0,  0,  0,  0,  0			// 120 - 127  
 */

/// 例如:ABCDE 二進制對應 01000001 01000010 01000011 01000100 01000101
/// 每6bit為一字節變成:   010000 010100 001001 000011 010001 000100 010100(不足6bit,低位補0)
/// 查編碼表得到:         Q      U      J      D      R      E      U        =
/// 查解碼表得到:         00010000 00010100 00001001 00000011 00010001 00000100 00010100
/// 去掉兩個最高位後,再每8bit組合成一個字節:
/// 得到原值:             01000001 01000010 01000011 01000100 01000101 00

/// 因為編碼後都轉換成了可見字符,所以編碼前可以使用key進行^加密,解碼後使用同樣的key^解密即可


//////////////////////////// 頭文件 ////////////////////////////
#ifndef __PWD_H__
#define __PWD_H__

#include <string>
using std::string;

/// 基於Base64的加密
class PWD
{
public:
	static string encode(const string & text, const string & key);
	static string decode(const string & pass, const string & key);
private:
	static const char _encode_table[64];
	static const char _decode_table[128];
};

#endif


//////////////////////////// 源文件 ////////////////////////////
#include "PWD.h"

const char PWD::_encode_table[64] =   
{  
    'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J',	//   0 -   9  
    'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T',	//  10 -  19  
    'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd',	//  20 -  29  
    'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',	//  30 -  39  
    'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x',	//  40 -  49  
    'y', 'z', '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7',	//  50 -  59  
    '8', '9', '+', '/'									//  60 -  63
};

const char PWD::_decode_table[128] = 
{
    0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,	//   0 -   9  
    0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,	//  10 -  19  
    0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,	//  20 -  29  
    0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,	//  30 -  39  
    0,  0,  0,  62, 0,  0,  0,  63, 52, 53,	//  40 -  49  
    54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 0,  0,	//  50 -  59  
    0, 61,  0,  0,  0,  0,  1,  2,  3,  4,	//  60 -  69  
    5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14,	//  70 -  79  
    15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, //  80 -  89  
    25,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 26, 27, 28, //  90 -  99  
    29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, // 100 - 109  
    39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, // 110 - 119  
    49, 50, 51,  0,  0,  0,  0,  0			// 120 - 127  
};

string PWD::encode(const string & text, const string & key)
{
	string pwd;
	unsigned char temp[4] = { 0 };
	size_t text_len = text.length();
	size_t key_len = key.length();
	int key_index = 0;

	if (key_len == 0)
	{
		return pwd;
	}

	for (int index = 0; index < text_len / 3; index++)
	{
		temp[1] = text[index * 3 + 0] ^ key[(++key_index) % key_len];
		temp[2] = text[index * 3 + 1] ^ key[(++key_index) % key_len];
		temp[3] = text[index * 3 + 2] ^ key[(++key_index) % key_len];
		pwd += _encode_table[ temp[1] >> 2 ];
		pwd += _encode_table[ ((temp[1] << 4) | (temp[2] >> 4)) & 0x3F ];
		pwd += _encode_table[ ((temp[2] << 2) | (temp[3] >> 6)) & 0x3F ];
		pwd += _encode_table[ temp[3] & 0x3F ];
	}
	int mod = text_len % 3;
	if (mod == 1)
	{
		temp[1] = text[text_len - 1] ^ key[(++key_index) % key_len];
		pwd += _encode_table[ (temp[1] & 0xFC) >> 2 ];
		pwd += _encode_table[ (temp[1] & 0x03) << 4 ];
		pwd += "==";
	}
	else if (mod == 2)
	{
		temp[1] = text[text_len - 2] ^ key[(++key_index) % key_len];
		temp[2] = text[text_len - 1] ^ key[(++key_index) % key_len];
		pwd += _encode_table[ (temp[1] & 0xFC) >> 2 ];
		pwd += _encode_table[ ((temp[1] & 0x03) << 4) | ((temp[2] & 0xF0) >> 4) ];
		pwd += _encode_table[ (temp[2] & 0x0F) << 2 ];
		pwd += "=";
	}
	return pwd;
}
string PWD::decode(const string & pass, const string & key)
{
	string text;
	int temp;
	size_t pass_len = pass.length();
	size_t key_len = key.length();
	int index = 0;
	int key_index = 0;
	if (key_len == 0)
	{
		return text;
	}

	while (index < pass_len)
	{
		temp = _decode_table[pass[index++]] << 18;
		temp += _decode_table[pass[index++]] << 12;
		text.push_back(((temp & 0xFF0000) >> 16) ^ key[(++key_index) % key_len]);
		if (pass[index] != '=')
		{
			temp += _decode_table[pass[index++]] << 6;
			text.push_back(((temp & 0xFF00) >> 8) ^ key[(++key_index) % key_len]);
			if (pass[index] != '=')
			{
				temp += _decode_table[pass[index++]];
				text.push_back((temp & 0xFF)  ^ key[(++key_index) % key_len]);
			}
			else
			{
				break;
			}
		}
		else
		{
			break;
		}
	}
	return text;
}

  以上描述與代碼僅供參考,如果發現錯誤,歡迎指正。

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