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Base64 算法原理，以及編碼、解碼【加密、解密】介紹

編輯：關於PHP編程

Base64編碼，是我們程序開發中經常使用到的編碼方法。它是一種基於用64個可打印字符來表示二進制數據的表示方法。它通常用作存儲、傳輸一些二進制數據編碼方法！也是MIME（多用途互聯網郵件擴展，主要用作電子郵件標准）中一種可打印字符表示二進制數據的常見編碼方法！它其實只是定義用可打印字符傳輸內容一種方法，並不會產生新的字符集！有時候，我們學習轉換的思路後，我們其實也可以結合自己的實際需要，構造一些自己接口定義編碼方式。好了，我們一起看看，它的轉換思路吧！

Base64實現轉換原理

它是用64個可打印字符表示二進制所有數據方法。由於2的6次方等於64，所以可以用每6個位元為一個單元，對應某個可打印字符。我們知道三個字節有24個位元，就可以剛好對應於4個Base64單元，即3個字節需要用4個Base64的可打印字符來表示。在Base64中的可打印字符包括字母A-Z、a-z、數字0-9 ，這樣共有62個字符，此外兩個可打印符號在不同的系統中一般有所不同。但是，我們經常所說的Base64另外2個字符是：“+/”。這64個字符，所對應表如下。

編號字符編號字符編號字符編號字符 0 A 16 Q 32 g 48 w 1 B 17 R 33 h 49 x 2 C 18 S 34 i 50 y 3 D 19 T 35 j 51 z 4 E 20 U 36 k 52 0 5 F 21 V 37 l 53 1 6 G 22 W 38 m 54 2 7 H 23 X 39 n 55 3 8 I 24 Y 40 o 56 4 9 J 25 Z 41 p 57 5 10 K 26 a 42 q 58 6 11 L 27 b 43 r 59 7 12 M 28 c 44 s 60 8 13 N 29 d 45 t 61 9 14 O 30 e 46 u 62 + 15 P 31 f 47 v 63 /

轉換的時候，將三個byte的數據，先後放入一個24bit的緩沖區中，先來的byte占高位。數據不足3byte的話，於緩沖區中剩下的bit用0補足。然後，每次取出6個bit，按照其值選擇ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的字符作為編碼後的輸出。不斷進行，直到全部輸入數據轉換完成。

如果最後剩下兩個輸入數據，在編碼結果後加1個“=”；如果最後剩下一個輸入數據，編碼結果後加2個“=”；如果沒有剩下任何數據，就什麼都不要加，這樣才可以保證資料還原的正確性。

編碼後的數據比原始數據略長，為原來的4/3。無論什麼樣的字符都會全部被編碼，因此不像Quoted-printable 編碼，還保留部分可打印字符。所以，它的可讀性不如Quoted-printable編碼！

文本 M a n ASCII編碼 77 97 110 二進制位 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 索引 19 22 5 46 Base64編碼 T W F u

M的Ascii碼是77,前六位對應值為19，對應base64字符是T，如此類推。其它字符編碼就可以自動轉換得到！我們看看另外不是剛好是3個字節的情況！

文本（1 Byte） A 二進制位 0 1 0 0 0 0 0 1 二進制位（補0） 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 Base64編碼 Q Q = = 文本（2 Byte） B C 二進制位 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 x x x x x x 二進制位（補0） 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 x x x x x x Base64編碼 Q k M =

Base64轉換代碼實現

既然知道了方法，那麼我們如果要自己寫個簡單轉換，好像也是很容易的！下面，我寫下我做轉換php代碼！

<?php

/**

*base64編碼方法、本方法只是做base64轉換過程代碼舉例說明，通過該例子可以任意改造不同語言版

*@author 程默

*@copyright http://blog.chacuo.net

*@param $src 原字符串

*@return string base64字符串*

*/

function c_base64_encode($src)

{

static $base="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

////將原始的3個字節轉換為4個字節

$slen=strlen($src);

$smod = ($slen%3);

$snum = floor($slen/3);

$desc = array();

for($i=0;$i<$snum;$i++)

{

////讀取3個字節

$_arr = array_map('ord',str_split(substr($src,$i*3,3)));

///計算每一個base64值

$_dec0= $_arr[0]>>2;

$_dec1= (($_arr[0]&3)<<4)|($_arr[1]>>4);

$_dec2= (($_arr[1]&0xF)<<2)|($_arr[2]>>6);

$_dec3= $_arr[2]&63;

$desc = array_merge($desc,array($base[$_dec0],$base[$_dec1],$base[$_dec2],$base[$_dec3]));

}

if($smod==0) return implode('',$desc);

///計算非3倍數字節

$_arr = array_map('ord',str_split(substr($src,$snum*3,3)));

$_dec0= $_arr[0]>>2;

///只有一個字節

if(!isset($_arr[1]))

{

$_dec1= (($_arr[0]&3)<<4);

$_dec2=$_dec3="=";

}

else

{

///2個字節

$_dec1= (($_arr[0]&3)<<4)|($_arr[1]>>4);

$_dec2= $base[($_arr[1]&7)<<2];

$_dec3="=";

}

$desc = array_merge($desc,array($base[$_dec0],$base[$_dec1],$_dec2,$_dec3));

return implode('',$desc);

}