Base64编码原理：iOS视角

Base64编码表.png

Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。是一种编码方法，有自己的编码表，所以称为Base64，是因为其使用64个字符来对任意二进制数据进行编码，同理有Base32、Base16编码。Base64编码是从二进制到字符的过程。

编码原理：

1.Base64是基于二进制进行操作的
2.将二进制流每3个字节一组（一共是3x8=24bit）,划为4组，每组6个bit,高位分别用0补齐；
3.这样我们得到4个数字索引，然后查表，获得相应的4个字符，就是编码后的字符串。
4.Base64编码会把3字节的二进制数据编码为4字节的文本数据，所以长度会增加1/3。

编码原理很简单，接下来用代码分析一下：

    NSString *target = @"012"; // 1
    NSData *data = [target dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];//2
    NSString *base64Str = [data base64EncodedStringWithOptions:0];//3
    NSLog(@"%@",base64Str);

1. 用字符串012测试编码过程及结果
2. 将字符串转成字节形式
3. 使用OC api 进行编码
4. 输出编码后的结果是 MDEy

第2步得到的data一共3个字节24个bit位，16进制表示为{0X30,0X31,0X32} 二进制表示为 0011 0000 0011 0001 0011 0010 按照6bit一组进行截取，然后去编码表查询对应字符，结果为MDEy，如下如：

image.png

特殊处理：
1如果要编码的二进制数据不是3的倍数，最后会剩下1个或2个字节，Base64用\x00字节在末尾补足，再在编码的末尾加上1个或2个=号，表示补了多少字节，补了几个字节就加几个=号，解码的时候，会自动去掉。

2.由于=字符也可能出现在Base64编码中，但= 用在URL、Cookie里面会造成歧义，所以，很多Base64编码后会把=去掉。
去掉=后怎么解码呢？因为Base64是把3个字节变为4个字节，所以，Base64编码的长度永远是4的倍数，因此，需要加上=把Base64字符串的长度变为4的倍数，就可以正常解码了。

3.由于标准的Base64编码后可能出现字符+ 和 /，在URL中就不能直接作为参数，所以又有一种"url safe"的base64编码，其实就是把字符+和/分别变成-和：
比如：有些平台上用的Base64 URL 是标准Base64编码的一个变种，分别用 -、 替换标准Base64编码结果中的 + 、 / ，并删除结果最后的 =