base64 介绍与 C++ 语言编码解码的实现

base64 介绍与 C++ 语言编码解码的实现

来源: | 浏览: 6171 | 评论: 2发表时间: 2013-06-27 10:16:08

Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。由于2的6次方等于64,所以每6个位元为一个单元,对应某个可打印字符。三个字节有24个位元,对应于4个Base64单元,即3个字节需要用4个可打印字符来表示。它可用来作为电子邮件的传输编码。在Base64中的可打印字符包括字母A-Z、a-z、数字0-9 ,这样共有62个字符,此外两个可打印符号在不同的系统中而不同。一些如uuencode的其他编码方法,和之后binhex的版本使用不同的64字符集来代表6个二进制数字,但是它们不叫Base64。Base64常用于在通常处理文本数据的场合,表示、传输、存储一些二进制数据。



base64 编码法

在MIME格式的电子邮件中,base64可以用来将binary的字节序列数据编码成ASCII字符序列构成的文本。使用时,在传输编码方式中指定base64。使用的字符包括大小写字母各26个,加上10个数字,和加号「+」,斜杠「/」,一共64个字符,等号「=」用来作为后缀用途。


编码后的数据比原始数据略长,为原来的\frac{4}{3}。在电子邮件中,根据RFC-822规定,每76个字符,还需要加上一个回车换行。可以估算编码后数据长度大约为原长的135.1%。


转换的时候,将三个byte的数据,先后放入一个24bit的缓冲区中,先来的byte占高位。数据不足3byte的话,缓冲区中剩下的bit用0补足。然后,每次取出6(因为2^6=64)个bit,按照其值选择ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的字符作为编码后的输出。不断进行,直到全部输入数据转换完成。


如果最后剩下两个输入数据,在编码结果后加1个「=」;如果最后剩下一个输入数据,编码结果后加2个「=」;如果没有剩下任何数据,就什么都不要加,这样才可以保证资料还原的正确性。


base编码示例
编码"Man"

在此例中,Base64算法将三个字符编码为4个字符.


base64编码'Man'
Base64索引表
base64索引表

如果要编码的字节数不能被3整除,最后会多出1个或2个字节,那么可以使用下面的方法进行处理:先使用0字节值在末尾补足,使其能够被3整除,然后再进行base64的编码。在编码后的base64文本后加上一个或两个'='号,代表补足的字节数。也就是说,当最后剩余一个八位字节(一个byte)时,最后一个6位的base64字节块有四位是0值,最后附加上两个等号;如果最后剩余两个八位字节(2个byte)时,最后一个6位的base字节块有两位是0值,最后附加一个等号。 参考下表:


base64补码示意
base64补码示意

base64 编码解码的 C++ 实现

首先,建立encode和decode对应关系表,为后面编码解码准备.


在函数 encodeAppend 和 decodeAppend 中,分别完成了三个字符转四个字符,与四个字符还原三个字符,这是base64编码法的核心部分.


base64Encode 和 base64Decode 为算法的调用部分,完成了数据的初始化,切割等. 由于在这里没有作数据有效性检查,所以此代码在遇到畸形数据时会崩溃,实际应用前应该加上数据检查相关代码.



验证

base64编码验证


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  • 陆仁贾回复该留言时间: 2017-04-05 11:15:12

    厉害了我的博主

  • 路人甲回复该留言时间: 2017-05-19 11:44:12

    讲解的很好,只是感觉实现有待优化

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