Base 64 简介

Base 64 是一种基于 64 个可打印字符表示二进制数据的表示方法。

由于 2^6 = 64，所以每 6 位为一个单元，对应一个可打印字符串。4 个可打印字符（Base 64 单元）则对应 3 字节（24bit = 8 byte）。

它可以用来传输电子邮件中非 ASCII 码的字符（早期设计目的）。

但其有着更重要的意义：

• 所有的二进制文件，都可以因此转化为可打印的文本编码，使用文本软件进行编辑
• 能够对文本进行简单的加密

Base 64 常用于一些处理文本数据的场合，如表示、存储、传输一些二进制数据。（MIME 的电子邮件以及 XML 的一些复杂数据等）

Base 64 转换规则

以 6 位为一个单元，那么显然其包括 64 个字符（大写字母 A-Z，小写字母 a-z，数字 0-9，加号 +，斜杠 / ）。

传输的字节数不一定是3的倍数，可能最后需要作为后缀的还有一个等号 = 字符。

转换为 Base 64 后的数据比原始数据略长（大约是原来的 4/3 倍）。

具体规则如下：

1. 每 3 个字节（Byte）作为一组，一共 24 个二进制位（bit）。
2. 将 24 个二进制位分成 4 组，每组有 6 个二进制位。
3. 每组前面加 2 个 0x00 （ 8 bit ），扩展为 32 个二进制，即 4 个字节。
4. 按照以下表格，转为对应的符号，这就是 Base 64 的编码值。

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/*  0 -  7: 000000 - 000111 */   'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H',
/*  8 - 15: 001000 - 001111 */   'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
/* 16 - 23: 010000 - 010111 */   'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X',
/* 24 - 31: 011000 - 011111 */   'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
/* 32 - 39: 100000 - 100111 */   'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
/* 40 - 47: 101000 - 101111 */   'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
/* 48 - 55: 110000 - 110111 */   'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3',
/* 56 - 63: 111000 - 111111 */   '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/'

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举例说明，以文本 Man 说明：

文本	M	a	n
ASCII 编码	77	97	110

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文本	0							7	0							7	0							7
二进制位	0	1	0	0	1	1	0	1	0	1	1	0	0	0	0	1	0	1	1	0	1	1	1	0
Base 64	0					5	0					5	0					5	0					5

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Base 64 值	19（010011）	22（010110）	5（000101）	46（101110）
Base 64 编码	T	W	F	u
传输 Base 64 值	19（00010011）	22（00010110）	5（00000101）	46（00101110）

传出的末尾可能会多出 1 个或 2 个字节的数据（3个字节才能对应 4 个 Base 64 单元）。

需要用以下方式处理。

文本（1 Byte）	A（01000001）	补充的部分（00000000）	补充的部分（00000000）
Base 64 编码	Q（010000）	Q（010000）	= （000000）	= （000000）

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文本（1 Byte）	B（01000010）	C（01000011）	补充的部分（00000000）
Base 64 编码	Q（010000）	k（100100）	M（001100）	= （000000）

末尾的 000000 采用 = 符号

用于 URL 的改进 Base 64 编码

URL 传输对于 =，+，/ 字符都有其特殊的用意（用于 URL 编解码和数据库存储时），使用标准 Base 64 现在回带来转换的麻烦。

针对 URL 的改进 Base 64 编码则是不在末尾填充 = 号，且把 + 号改成 -，/ 号改成 _。

用于正则表达式的改进 Base 64 变种

+ 改为 ! （在正则表达式有特殊含义）

/ 改为 - （在正则表达式有特殊含义）

还有 *+/ * 改为 _- 或 ._ （用作编程语言中的标识符名称）或 .- （用于 XML 中的Nmtoken）或 _:（用于 XML 中的Name）