密碼學(xué)基礎(chǔ)之base編碼家族介紹

base64.顧名思義，就是基于64個可打印字符來表示二進制數(shù)據(jù)的一種方法。（它不是加密算法）。對于64個打印字符，我們字需要6個二進制位就可以完全表示了。那么我們?nèi)绾卫?個二進制位來表示只需要6個二進制位就可以完全表示的可打印字符呢？由于2的6次方等于64，所以我們可以將每6個位元為一個單元，對應(yīng)某個可打印字符。三個字節(jié)有24個位元，對應(yīng)于4個Base64單元，即3個字節(jié)需要用4個可打印字符來表示(一般的ASCII碼中一個字符有8位，但在這64個字符中只需要6位就可以表示出來了)。它可用來作為電子郵件的傳輸編碼。在Base64中的可打印字符包括字母A-Z、a-z、數(shù)字0-9，這樣共有62個字符，此外還有兩個可打印符號在不同的系統(tǒng)中而不同。

Base64索引表：（原始表）

編碼過程實例：

編碼

上面的三個字節(jié)是原文，下面的四個字節(jié)是轉(zhuǎn)換后的Base64編碼，其前兩位均為0。

轉(zhuǎn)換后，我們再通過將二進制轉(zhuǎn)換為可打印字符來得到我們想要的字符串（也就是最終的Base64編碼）

我們可以看到經(jīng)過base64編碼后，字符串理論上比之前長1/3，也就是原來的4/3。（除下面兩種情況外）。

如果要編碼的字節(jié)數(shù)不能被3整除，最后會多出1個或2個字節(jié)，那么可以使用下面的方法進行處理：先使用0字節(jié)值在末尾補足，使其能夠被3整除，然后再進行base64的編碼。在編碼后的base64文本后加上一個或兩個'='號，代表補足的字節(jié)數(shù)。也就是說，當(dāng)最后剩余一個八位字節(jié)（一個byte）時，最后一個6位的base64字節(jié)塊有四位是0值，最后附加上兩個等號；如果最后剩余兩個八位字節(jié)（2個byte）時，最后一個6位的base字節(jié)塊有兩位是0值，最后附加一個等號。

base64編碼后一般都有=號，而且密文長度較長的也基本是base64編碼。（base64編碼對）（等號是根據(jù)使用情況不同而對64種可打印字符進行修改的結(jié)果）。

base64的應(yīng)用

https://zh.wikipedia.org/zh/Base64

在base家族中，有base64，base32，base16還有傳說中的base8

在base64的編碼中http://xiaoqin00.blog.51cto.com/10468367/1713961，我們說到base64編碼是用64（2的6次方）個ASCII字符來表示256（2的8次方）個ASCII字符，也就是三位二進制數(shù)組經(jīng)過編碼后變?yōu)樗奈坏腁SCII字符顯示，長度比原來增加1/3。

同樣，base32就是用32（2的5次方）個特定ASCII碼來表示256個ASCII碼。所以，5個ASCII字符經(jīng)過base32編碼后會變?yōu)?個字符（公約數(shù)為40），長度增加3/5.

base16就是用16（2的4次方）個特定ASCII碼表示256個ASCII字符。1個ASCII字符經(jīng)過base16編碼后會變?yōu)?個字符，長度增加一倍。

在base家族中，有先寫的是base64，沒有189的是base32，

base64中包含大寫字母（A-Z）、小寫字母（a-z）、數(shù)字0——9以及+/；

base32中只有大寫字母（A-Z）和數(shù)字234567

base32索引表：

base16中只有數(shù)字0-9以及大寫字母ABCDEF。