一、Base64是什麼？
Base64是一種編碼的格式。是將信息流(字節流)按照一定的規范，重新組合，顯示出完全不相關內容的編碼格式。
ps.定義是我自己總結的，我覺得對於知識的定義，只要簡潔，不錯誤，表述清楚，不要拘泥於一個字一個詞，重要的是真正理解它的原理即可。(其實是因為自己根本不知道標准的定義是什麼...)
二、Base64的由來？
對計算機信息存儲稍有了解的人，都清楚，在計算機內部是以二進制來存儲一切信息的。而直接以二進制為單元進行處理，顯然是不方便處理的，如果數量級過大，我們往往采用增加計數單位的形式。（有興趣的同學可以參考《從1到無窮大》這本書），所以在計算機世(防盜連接：本文首發自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )界中就出現了字節這個東西。以每8個bit位組成一個字節。這樣任何信息都可以劃分為占用多少多少個字節來說。如下表所示：
根據大家的認知，大小寫一共52個字母、外加數字加特殊符號等，一個字節是完全可以表述完整的單個字符的（這裡使用的就是ASCII對照表）。
但是對於非英語國家來說就比較頭疼了。發送信息之前翻譯成英語，收到之後再翻譯為本國語言，顯然是成本非常高的。怎麼解決呢？就是使用多個字節來表示一個字符。這樣UTF-8、GBK、UNICODE等編碼就應運而生了（有興趣的同學可以查下它們的區別）。這些編碼基本解決了世界上已知語言在計算中有效存儲流動的問題。
但是問題又來了，有時候我們使用的設備，根本就不支持這些復雜的國際化編碼。
舉個例子，我在家給領導發了封郵件，說最近身體不適，打算請天假去看看外面的世界。
我的表情是這樣的：
領導打開郵件之後，發現是一屏幕的亂碼，而且發現我今天沒來。
領導的表情是這樣的：
當我心情愉悅的假後來上班時，領導面帶微笑的問我這兩天去哪裡時。
我的表情是這樣的：
當領導和我說：電話打不通，郵件是亂碼，人也失蹤的時候。
我的表情是這樣的：
當我解釋事情是這樣的：巴拉巴拉。
我的表情是這樣的：“這件事情是這樣的，說起來你可能不信 但真的是垃圾桶先動的手”
在聽了我的解釋以後。
領導的表情是這樣的：
好了言歸正傳，為什麼會出現上游（我）發送的消息，到了下游（領導）就出現無法理解的情況呢？
這是由於歷史原因，早前Email只被允許傳送ASCII字符（不知道現在是否改善），即一個字節的低7位，也就是128種表示。於是當我用各種國際字符發送消息時，勢必就會出現字節的最高位居然是1的問題(防盜連接：本文首發自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )。考慮到健壯性和容錯性，有些網絡設備就會把首bit位置換成0。而原本整套的非ASCII碼的字符，就被硬生生的轉成一套ASCII碼。於是當收件者打開郵件進行閱讀時，郵件系統將收到數據硬生生的再轉成非ASCC碼時，一切都晚了。（記得早前，大學老師去歐洲德國留學，給老師寫email只能用拼音）。
其實除去網關，其他路由等硬件設備都會出現這樣那樣的不支持問題。（對於128~255這些不可見字符，不同路由設備在接收後的處理是不一樣的，這也就是為什麼發送信息經常使用轉碼，而不是采用直接傳輸單個字節這一套方法（此處可看http://www.zhihu.com/question/36306744/answer/71626823 郭無心的敘述）。而除去郵件系統，其他很多系統也會因為不支持某些特殊字符，造成發送方和接收方，雙方的信息的不一致。
這裡簡單舉個例子，我們通過互聯網聊天時，數據都是先發送給服務端。服務端發現信息中包含了某個特殊字符，而服務端本身又不支持這個特殊字符。於是就從字庫裡，找到默認字符補填。這樣接收方收到消息時，這個特殊字符就顯示不出來了。取而代之的是一些缺省字符，如‘◇’，‘□’。（ps，印象中QQ游戲是不支持‘.’這個特殊字符的）。
為了解決此類的種種問題，於是Base64就應運而生了。
三、Base64是如何處理字符串編碼的？
這裡先直入正題，闡述關於Base64編碼的情況。
首先明確這樣一個前提，所有信息肯定都是以字節的形式存在的。那麼他的長度對於3這個數字有三種分類：
(1)長度除以3余0：len%3=0；
(2)長度除以3余1：len%3=1；
(3)長度除以3余2：len%3=2；
第(1)情況：
我們把每3個字(防盜連接：本文首發自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )節劃分成一份，然後再把它平均拆分成4份。那麼每份就有6個bit位。
3*8bit=24bit=4*6bit
然後每一個單元前邊再加個00，這樣就使得每個單元等等於8位，即一個比特位。
如表，我們可以發現，每個字節真正有效的特征bit位只有6位。2^6=8*8=64。也就是每個字節都可以表現出64種特征。這也正是base64的由來。
第(2)情況：
我們把每3個字節劃分成一份，然後再把它平均拆分成4份。最後剩余1個字節，則拆分成6+2的形式，8bit=6+2bit，如下表：
這裡會涉及到下邊兩種場景
1)對於不足6bit位的單元：這個直接在結尾補0,直到6位。這裡最後剩余2個bit位。
2)對於完全沒有分配的單元，則直接使用“=”放置在單元中。這裡最後補充2個=。
與場景(1)類似，單元格數字前邊補‘0’
第(3)情況
我們把每3個字節劃分成一份，然後再把它平均拆分成4份。最後剩余2個字節，則拆分成6+6+4的形式，16bit=6*2+2bit，如下表：
這裡與場景(2)類似會涉及到下邊兩種場景
1)對於不足6bit位的單元：這個直(防盜連接：本文首發自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )接在結尾補0,直到6位。這裡最後剩余4個bit位。
2)對於完全沒有分配的單元，則直接使用“=”放置在單元中。這裡最後補充1個=。
這樣，無論信息的長度是多少，都能以這樣的規則（base64編碼規范），重新劃分成新的字節（符）流。
同時還有一份base64的編碼轉換表：
如下表：
這樣，無論任意的字節流，我們都可以用表中的字符+‘=’來表示了。這就是所謂的Base64編碼過程了。通過Base64編碼，我們可以很好的解決前文中遺留下的問題。
而對於Base64解碼的過程，原理與上述一致，只是一個逆過程，這裡不再贅述。
四、Base64編碼技術的應用
(1) 傳輸數據，盡量做到數據可(防盜連接：本文首發自http://www.cnblogs.com/jilodream/ )以在網絡中正常傳輸，同時不會因為硬件或者軟件不兼容，導致數據失真。
(2) 對數據進行簡單加密，如對於URL或者地址空間的處理（如百度雲地址、p2p鏈接），可以通過簡單的Base64進行簡單的處理，防止肉眼可以直視出這些信息的處理規則。同時也可以有效的進行互聯網信息傳輸。
