Base64编码和解码算法

时间：2021-01-20 02:01:56

Base64么新鲜的算法了。只是假设你没从事过页面开发（或者说动态页面开发。尤其是邮箱服务），你都不怎么了解过，仅仅是听起来非常熟悉。

对于黑客来说，Base64与MD5算法有着相同的位置。由于电子邮箱（e-mail）正文就是base64编码的。

那么。我们就一起来深入的探讨一下这个东东吧。

对于一种算法，与其问“它是什么？”，不如问“它实现了什么？”

Base64实现了：将随意字节转为可读字符的编码。

我们知道。除了页面上的文本，计算机中的数据还有非常多是不可见的。那么我们再扯一扯编码的问题吧。

通俗的说，编码就是给某个文字符号边上一个数字序号，计算机在现实这个文字符号（字符）的时候，依据这个序号到字库中查找相应的点阵或矢量数据，

在显示器上“画”出来。（关于点阵和矢量我们就不扯了。不然就真的太远了。

）

起初的字符编码，没有把汉字、日文、朝鲜文和其它文字包含在内，仅仅有26个英文字母的大写和小写和10个阿拉伯数字。加上一些控制字符和空格，用一个字节

就行全然的编码了。（不要告诉我你不知道2的7次方和2的8次方是多少，一个技术人员为这种问题困扰简直是一种耻辱。）

然而。世界上除了文字还有数据。比方图片、压缩文件、程序等等都是二进制文件。这些文件一样以字节为单位存储数据。这些字节往往不不过2的7次方以内

的可显示的文字字符编码，还有可能是大于127（有符号数小于0）的字节，这些字节没办法用字符显示出来，Base64就是通过某种算法将他们显示出来。

*那么，Base64加密是安全的吗？

没有绝对安全的加密。Base64不是为了安全，而是为了显示。并且Base64是可逆的。也就是说。通过简单的解密就能得到原文。事实上即便是不可逆的MD5算法。

也能够通过明文数据库找出可能的原文（睡到知道e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e的原文就是123456）。

*那么，Base64是怎么实现的呢？

事实上非常easy，只是为了URL等特殊用处，Base64选择了下面64个字符作为密文显示，着64个字符都是可显示的，他们是：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/

假设密文有不属于他们的字符，那么不是Base64编码或者是山寨版的。

一眼看去就知道是26个字母大写和小写和数字，加上“+”“/”两个符号。“?

*-”因为正則表達式的问题，没有选用，而空格和回车这些是不能显示的。

Base64处理的过程是，以3个字节为一组（3个字节就是24位嘛），每6位扩展成8位得到4个字节（就是32位）：

11111111 11111111 11111111 -> 111111 111111 111111 111111 -> 00111111 00111111 00111111 00111111

那么，得到的每个字节，最大也就是2的6次方。

或许你说：哇，小于2的7次方，能够显示了。

事实上不是，得到的这2的6次方式上面那一串字符的索引，也就是说每一个字节的值仅仅是代表它在密文表中的位置。比方

字符“a”的编码是97。 用16进制表示是0x61（VB表示为&H61）。二进制：01100001，由于不足3位。补0得到 00011000 00010000 000……

前两个字节是十进制的24 和 16，那么相应那一串字符中的第24个字符和第16个字符为：YQ（索引从0開始算），那么单独“a”的Base64编码为

YQ==（不足3为的每一个字符直接转为“=”）。简单吧！

有了算法，解码的过程就各位聪明特达的程序猿取思考思考吧，最后C/C++版的编码和解码代码贴上。

  1. /******************************************
  2. Base64编码解码算法 C语言源码
  3. by 虎胆游侠 http://blog.csdn.net/prsniper
  4. ******************************************/
  5. #include <stdio.h>    //注意哦，VC中""是当前路径。<>是系统路径
  6. #include <windows.h>
  7. const char BASE_CODE[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
  8. //编码，參数：要编码的字符串指针，解码后存放的位置（编码字串长度的4/3），要编码的字符串长度 ->返回结果长度
  9. int fnBase64Encode(char *lpString, char *lpBuffer, int sLen)
  10. {   register int vLen = 0;  //寄存器局部变量，提速
  11. while(sLen > 0)      //处理整个字符串
  12. {   *lpBuffer++ = BASE_CODE[(lpString[0] >> 2 ) & 0x3F];  //右移两位，与00111111是防止溢出，自加
  13. if(sLen > 2) //够3个字符
  14. {   *lpBuffer++ = BASE_CODE[((lpString[0] & 3) << 4) | (lpString[1] >> 4)];
  15. *lpBuffer++ = BASE_CODE[((lpString[1] & 0xF) << 2) | (lpString[2] >> 6)];
  16. *lpBuffer++ = BASE_CODE[lpString[2] & 0x3F];
  17. }else
  18. {   switch(sLen)    //追加“=”
  19. {   case 1:
  20. *lpBuffer ++ = BASE_CODE[(lpString[0] & 3) << 4 ];
  21. *lpBuffer ++ = '=';
  22. *lpBuffer ++ = '=';
  23. break;
  24. case 2:
  25. *lpBuffer ++ = BASE_CODE[((lpString[0] & 3) << 4) | (lpString[1] >> 4)];
  26. *lpBuffer ++ = BASE_CODE[((lpString[1] & 0x0F) << 2) | (lpString[2] >> 6)];
  27. *lpBuffer ++ = '=';
  28. break;
  29. }
  30. }
  31. lpString += 3;
  32. sLen -= 3;
  33. vLen +=4;
  34. }
  35. *lpBuffer = 0;
  36. return vLen;
  37. }
  38. //子函数 - 取密文的索引
  39. inline char GetCharIndex(char c) //内联函数能够省去函数调用过程。提速
  40. {   if((c >= 'A') && (c <= 'Z'))
  41. {   return c - 'A';
  42. }else if((c >= 'a') && (c <= 'z'))
  43. {   return c - 'a' + 26;
  44. }else if((c >= '0') && (c <= '9'))
  45. {   return c - '0' + 52;
  46. }else if(c == '+')
  47. {   return 62;
  48. }else if(c == '/')
  49. {   return 63;
  50. }else if(c == '=')
  51. {   return 0;
  52. }
  53. return 0;
  54. }
  55. //解码，參数：结果，密文，密文长度
  56. int fnBase64Decode(char *lpString, char *lpSrc, int sLen)   //解码函数
  57. {   static char lpCode[4];
  58. register int vLen = 0;
  59. if(sLen % 4)        //Base64编码长度必然是4的倍数，包含'='
  60. {   lpString[0] = '\0';
  61. return -1;
  62. }
  63. while(sLen > 2)      //不足三个字符。忽略
  64. {   lpCode[0] = GetCharIndex(lpSrc[0]);
  65. lpCode[1] = GetCharIndex(lpSrc[1]);
  66. lpCode[2] = GetCharIndex(lpSrc[2]);
  67. lpCode[3] = GetCharIndex(lpSrc[3]);
  68. *lpString++ = (lpCode[0] << 2) | (lpCode[1] >> 4);
  69. *lpString++ = (lpCode[1] << 4) | (lpCode[2] >> 2);
  70. *lpString++ = (lpCode[2] << 6) | (lpCode[3]);
  71. lpSrc += 4;
  72. sLen -= 4;
  73. vLen += 3;
  74. }
  75. return vLen;
  76. }
  77. void main() //主函数，測试函数
  78. {   char s[] = "a", str[32];
  79. int l = strlen(s);
  80. int i = fnBase64Encode(s, str, l);
  81. printf("fnBase64Encode(\"%s\", str, %d) = \"%s\";\n", s, l, str);
  82. l = fnBase64Decode(s, str, i);
  83. printf("fnBase64Decode(\"%s\", s, %d) = \"%s\";\n", str, i, s);
  84. }

编译为控制台应用程序，执行如图：

Base64编码和解码算法

原文地址：http://blog.csdn.net/prsniper/article/details/7097643

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