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Base 64 编码

时间:2014-10-12 15:26     热度:435    作者:JF Zhu     来源:博客园

原文地址:http://www.cnblogs.com/jfzhu/p/4020097.html

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(一)Encoding VS. Encryption

很多人都以为编码(Encoding)和加密(Encryption)是同一个意思。编码和加密都是对格式的一种转换,但是它们是有区别的。编码是公开的,比如下面要介绍的Base 64编码,任何人都可以解码;而加密则相反,你只希望自己或者特定的人才可以对内容进行解密。

 

(二)Base 64编码

Base 64 Encoding有什么用?举个简单的例子,你使用SMTP协议 (Simple Mail Transfer Protocol 简单邮件传输协议)来发送邮件。因为这个协议是基于文本的协议,所以如果邮件中包含一幅图片,我们知道图片的存储格式是二进制数据(binary data),而非文本格式,我们必须将二进制的数据编码成文本格式,这时候Base 64 Encoding就派上用场了。

 

1. 编码原理

 

Base 64 Encoding 的编码原理是将每三个字节(byte)转换为四个字符,每个字符占6 bit。

 

clip_image001

 

6 bit一共有64种组合方式,也就是说该编码共需要使用至少64种字符(后面我们还会介绍一个特殊字符 =)。Base 64 Encoding使用了从 A 到 Z、a 到 z、0 到 9、以及 + 和 / 这些字符(即[A-Za-z0-9+/])。

 

clip_image002

 

假设我们有三个字节的数据,byte[] {1, 2, 3},用二进制表示为:

00000001 | 00000010 | 00000011

依据上面的原理,使用Base 64 Encoding编码后结果应该为:

000000 | 010000 | 001000 | 000011

转换为十进制为 0 | 16 | 8 | 3,对照上面的表,编码后的文本为 AQID

既然Base 64 Encoding将每三个字节转换为四个字符,那如果一幅图片的字节数不能被3整除该怎么办?

如果剩余一个字节,该字节同样被转换为四个字符。第一个6 bit 转换成一个字符,接下来2 bit 转换成一个字符(注意这里是向右添加0),最后添加两个=字符。

 

clip_image003

 

假设我们有四个字节的数据,byte[] {1, 2, 3, 4},用二进制表示为:

00000001 | 00000010 | 00000011 | 00000100

依据上面的原理,使用Base 64 Encoding编码后结果应该为:

000000 | 010000 | 001000 | 000011 | 000001 | 000000

转换为十进制为 0 | 16 | 8 | 3 | 1 | 0,对照上面的表,编码后的文本为 AQIDBA==

如果不能被3整除,而余下两个字节,编码方式类似剩余一个字节,同样是转换成四个字符,最后一个字符用=。

 

clip_image004

 

假设我们有五个字节的数据,byte[] {1, 2, 3, 4, 5},用二进制表示为:

00000001 | 00000010 | 00000011 | 00000100 | 00000101

依据上面的原理,使用Base 64 Encoding编码后结果应该为:

000000 | 010000 | 001000 | 000011 | 000001 | 000000 | 010100

转换为十进制为 0 | 16 | 8 | 3 | 1 | 0 | 20,对照上面的表,编码后的文本为 AQIDBAU=

 

2. 在.Net中的实现

 

在.Net中,将二进制数据编码为文本可以使用public static string ToBase64String(byte[] inArray)方法;从文本文件转换回二进制数据可以使用public static byte[] FromBase64String(string s)方法。

下面验证一下上面讲解的例子,分别将三组数据 byte[] {1, 2, 3},byte[] {1, 2, 3, 4},byte[] {1, 2, 3, 4, 5} 进行编码,并检验编码后的文本是否分别为AQID,AQIDBA==,AQIDBAU=。

byte[] binary1 = new byte[] { 1, 2, 3 };string encoded1 = Convert.ToBase64String(binary1);byte[] decoded1 = Convert.FromBase64String(encoded1);
Console.WriteLine("Encoded string: {0}, Decoded binary is equal to orignial binary? {1}", encoded1, binary1.SequenceEqual(decoded1));byte[] binary2 = new byte[] { 1, 2, 3, 4};string encoded2 = Convert.ToBase64String(binary2);byte[] decoded2 = Convert.FromBase64String(encoded2);
Console.WriteLine("Encoded string: {0}, Decoded binary is equal to orignial binary? {1}", encoded2, binary2.SequenceEqual(decoded2));byte[] binary3 = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5};string encoded3 = Convert.ToBase64String(binary3);byte[] decoded3 = Convert.FromBase64String(encoded3);
Console.WriteLine("Encoded string: {0}, Decoded binary is equal to orignial binary? {1}", encoded3, binary3.SequenceEqual(decoded3));

 

输出结果为:

Encoded string: AQID, Decoded binary is equal to orignial binary? True

Encoded string: AQIDBA==, Decoded binary is equal to orignial binary? True    

Encoded string: AQIDBAU=, Decoded binary is equal to orignial binary? True

 

(三)总结

本文介绍了编码与加密的区别,为何要使用编码,以及Base 64 编码的原理,最后还介绍了Base 64 Encoding在.Net中的实现。

 

标签:  ASP.NET  编码  加密  格式