【Java小工匠聊密码学】--base64编码

1、Base64 概述

1.1 什么是Base64编码

可以将任意的字节数组数据，通过算法，生成只有（大小写英文、数字、+、/）（一共64个字符）内容表示的字符串数据。即将任意的内容转换为可见的字符串形式。

1.2、Base64 编码表

1.3、Base64 算法由来

以前发送邮件只支持可见字符的传送。由此，需要有一个方法将不可见的字符转换为可见的字符，便产生了Base64编码算法。

1.4、Base64 与 加密关系

（1）Base 64不是加密算法，是一种编码解码算法，通过Base64编码的数据，可以解码回来。
（2） 如果把Base64 一定要把Base64 理解为加密算法的话，Base64 是公布密钥的加密算法。加密原则：公布算法，但是不公布密钥

2、Base64 编码算法

2.1 编码规则

（1）将数据按照 3个字节一组的形式进行处理，每三个字节在编码之后被转换为4个字节。（即：如果一个数据有6个字节，可编码后将包含6/3*4=8个字节）
（2）当数据的长度无法满足3的倍数的情况下，最后的数据需要进行填充操作，即补“=” ，这里“=”是填充字符，不要理解为第65个字符

2.2 编码过程

（1） 将原始数据3个一组，按位进行分割为 每6位一个字节的形式，进行转换，形成新的4个字节。这四个字节才通过Base64编码表进行映射，形成最后实际的Base64编码结果。
（2）如果原始数据最后无法凑成3个字节，则补填充，以“=”作为替换，代表没有数据。

3、Base64 算法应用

（1） Base64 JSON 二进制数据
服务器给客户端在JSON中传递二进制数据
（2） Base64 图片编码
部分小图片使用Base64进行保存。
（3）Base64 在URL中的应用
Base64 在URL编码应用时，由于'+' 和 '-' 会被浏览器进行转义，因此使用'-','_' 替换，在common codec的实现用，有将提供相应的方法。
（4）Base64编码字符显示回车换行
Base64编码，内容非常多时，common codec实现中，可以在生成Base64字符串是，长多超过指定字符串（默认76个字符串）在生成的Base64字符串中加入换行符（默认'\r\n'）

4、算法实现

4.1 JDK 实现

package lzf.cipher.jdk; import java.util.Base64; /** * @author Java小工匠 */ public class JdkBase64Utils { // base64 编码 public static String base64Encoder(byte[] bytes) { return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes); } // base64 解码 public static byte[] base64Decode(byte[] src) { return Base64.getDecoder().decode(src); } // base64 解码 public static String base64DecodeToStr(byte[] src) { return new String(base64Decode(src)); } public static void main(String[] args) { String base64 = base64Encoder("java小工匠".getBytes()); System.out.println("编码:" + base64); String str = base64DecodeToStr(base64.getBytes()); System.out.println("解码:" + str); } } 

4.2 CC 实现

package lzf.cipher.cc; import org.apache.commons.codec.binary.Base64; import org.apache.commons.codec.binary.StringUtils; /** * @author Java小工匠 */ public class CCBase64Utils { // base64 编码 public static String base64Encoder(byte[] bytes) { return Base64.encodeBase64String(bytes); } // base64 解码 public static byte[] base64Decode(byte[] src) { return Base64.decodeBase64(src); } // base64 解码 public static String base64DecodeToStr(byte[] src) { return new String(base64Decode(src)); } // CC base64编码，编码长度超过76个字符,添加\r\n 字符进行换行 public static String base64EncodeToChunkedStr(byte[] data) { byte[] bytes = Base64.encodeBase64(data, true); return StringUtils.newStringUsAscii(bytes); } // 使用'-' 和 '_' 下划线替换Base64 编码中的 '+' 和 '/',解决 URL传输问题 public static String base64EncodeToURLSafeString(byte[] data) { return Base64.encodeBase64URLSafeString(data); } public static void main(String[] args) { String base64 = base64Encoder("java小工匠".getBytes()); System.out.println("编码:" + base64); String str = base64DecodeToStr(base64.getBytes()); System.out.println("解码:" + str); String strNewLine = "如果base64超过76个字符,Base64编码就会产生换行,默认添加\r\n符号！"; String ccBase64Chunked = base64EncodeToChunkedStr(strNewLine.getBytes()); System.out.println(ccBase64Chunked); System.out.println("========================"); String strUrl = "URLBase64编码,使用'-'和'_'替换'+'和'/'"; String ccBBase64Url = base64EncodeToURLSafeString(strUrl.getBytes()); System.out.println(ccBBase64Url); } } 

4.3 BC 实现

package lzf.cipher.bc; import org.bouncycastle.util.encoders.Base64; /** * @author Java小工匠 */ public class BCBase64Utils { // base64 编码 public static String base64Encoder(byte[] bytes) { return Base64.toBase64String(bytes); } // base64 解码 public static byte[] base64Decode(byte[] src) { return Base64.decode(src); } // base64 解码 public static String base64DecodeToStr(byte[] src) { return new String(base64Decode(src)); } public static void main(String[] args) { String base64 = base64Encoder("java小工匠".getBytes()); System.out.println("编码:" + base64); String str = base64DecodeToStr(base64.getBytes()); System.out.println("解码:" + str); } } 

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