Base64编码知识详解

Base64 是一种编码算法，允许您将任何语言的任何字符转换为由拉丁字母、数字和符号组成的字母表。有了这个，我们可以将特殊字符，如中文徽标、表情符号甚至图像转换为“可读”序列（适用于任何计算机），可以保存或传输到任何其他地方。它通常用于通过仅处理文本的传输来传输二进制数据，例如通过电子邮件发送图像和文件附件。Base64编码表用了64个字符：A-Z、a-z、0-9、/ 和 + 组成，刚好是2的6次方，这也是Base64的由来。Base64每个字符用6个比特位来表示，最后还有一个=用作特殊用途。Base64是一种索引编码，每个字符都对应一个索引，具体的关系图如下：

1、Base64 编码规则

首先将二进制数据按每6个比特位为一组编译成一个Base64的编码表中对应的一个字符。解码就是将Base64的字符依次还原回6位的比特位，以此得到原始的二进制数据了。

2、Base64 编码举例

①待编码字符：Man

②对应的二进制：M（01001101）a（01100001）n（01101110），即01001101 01100001 01101110

③按每6个比特位为一组来对二进制进行划分：010011 010110 000101 101110

④将6位进制编译成Base64对应的字符：T W F u，那么Man的Base64编码结果就是TWFu了。

解码就是上面过程的逆过程。按Base64编码表，将Base64字符解码出对应的6位二进制，进而得到原始的二进制数据。

3、Base64 安全吗？ 我可以将其用作加密方法吗？

Base64 的编码算法不是加密算法，它很容易被解码，因此不应该用作安全的加密方法。 不要使用此技术来保护敏感数据，请使用安全加密方法。

4、Base64 的用途

Base64 经常用来在不同环境下存储或传输数据，如在处理文本数据的场景中，用于表示、传输、存储一些二进制数据，包括 MIME 的电子邮件及 XML 的一些复杂数据，Base64也被用在URL、Cookie、网页中的图片等传输二进制数据。

要了解为什么要发明 Base64，我们需要了解一些计算机的历史：计算机通过二进制系统进行通信 – 0 和 1，但人们通常希望以更高级的格式与数据进行通信，例如文本或图像。要在计算机之间传输这些数据，必须先以 0 和 1 编码，发送，然后再次解码。有许多不同的方式来执行这种编码，如果我们都同意单一的编码，它会简单得多，但不幸的是，情况并非如此。

最初，创建了许多不同的编码（例如代码 Baudot），每个字符使用不同的位数，直到最终 ASCII 成为每个字符 7 位的模式。然而，大多数计算机以字节存储二进制数据，每个字节由 8 位组成，因此 ASCII 不适合传输此类数据。

为了解决这些问题，引入了 Base64 编码。这允许您将任意字节编码为可以安全发送而不会损坏的字节（ASCII 字母数字字符和一些符号）。缺点是使用 Base64 编码消息会增加其长度，每3个字节的数据被编码为4个ASCII字符。

要可靠地发送文本消息，您可以首先使用您选择的文本编码（例如，UTF-8）将其编码为字节，然后 Base64 将生成的二进制数据编码为可安全发送的文本字符串，编码为 ASCII。接收者将不得不反转此过程以检索原始消息。当然，这需要收件人知道使用了哪些编码，并且这些信息通常需要单独发送。

从历史上看，它已被用于对电子邮件中的二进制数据进行编码，电子邮件服务器可以在其中修改行尾。一个更现代的例子是使用 Base64 编码将图像数据直接嵌入到 HTML 源代码中。这里有必要对数据进行编码，以防止像 << 和 ‘>’ 这样的字符被解释为标签。