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Base64编码Java实现

一、什么是Base64编码

Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一。Base64 主要不是加密,它主要的用途是把一些二进制数转成普通字符用于网络传输。 由于一些二进制字符在传输协议中属于控制字符,不能直接传送需要转换一下。Base64编码就是把二进制字节序列转化为ASCII字符序列。一般增加1/3长度,而且也是不可读的。 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。

二、Base64原理

[源数据]——>[获得源数据的二进制流]——>[每3个8位二进制转换为4个6位二进制]——>[每6位二进制转换为十进制]——>[对照表转换为Base64数据]

关键点:3个8位二进制转换4个6位二进制的方法 将输入的二进制数据流以每次读取6个bit的方式读取,不足6位的后补0,将每3个8位二进制转换为4个6位二进制,也就是说每3个8位字节将编码为4个6位字节(3×8 → 4×6);不满4个字节的以“=”填充。其实这4个六位字节仍然是8位,只不过高两位被设置为0。当一个字节只有6位有效时,它的取值空间为0 到 2的6次方减1 即63,也就是说被转换的Base64编码的每一个编码的取值空间为(0-63)。事实上,0-63之间的ASCII码有许多不可见字符,所以应该再做一个映射,映射表(码表)为:

码字个数ASCII码对应的6bit值
0 - 910个48 - 5752 - 61
A - Z26个65 - 900 - 25
a - z26个96 - 12226 - 51
+1个4362
/1个4763

三、Base64应用

1.mail

由于rfc821有以下两条限制:

1)邮件的内容必须全部为7-比特的美国ascii码。

2)每一行的长度不能超过1000的字符 当邮件中有其他的非ASCII字符或二进制数据时,就需要做转换。这个就叫做Content-Transfer-Encoding,Base64就是其中的一种方法。在firefox你可以设置自己发送邮件的内容传输编码方式。在收到的邮件里,你可以查看邮件原文,看看原文的编码。

2.URL

有些应用需要把二进制数据放到URL里,URL只能是特定的一些ASCII字符。这时候,也需要用到BASE64编码。当然这也只是对二进制数据本身的编码,编码后的数据里面可能包含+/,真正放到URL里面时候,还需要URL-Encoding,变成%XX模式。

3.HTML中内嵌图片

就是说这种状况下,图片不是以链接地址的方式嵌到HTML中去的,图片本身已被BASE64成字符串放到HTML页面文本中去了,成为HTML文本的一部分。当HTML页面拉取完成之后,图片数据也就下来了,不再需要再去拉取图片.如下格式:

<img src=‘data:image/png;base64,base64code‘>

这种标签图片的显示需要浏览器的支持,先Base64解码,再去显示不同格式的图片。 使用data: URI直接在网页中嵌入,data: URI定义于IETF标准的RFC 2397。 data: URI的基本使用格式如下:

data:[<MIME-type>][;base64|charset=some_charset],<data>

mime-type是嵌入数据的mime类型,比如png图片就是image/png。如果后面跟base64,说明后面的data是采用base64方式进行编码的。 获得图片的base64编码,base64编码工具不少,对于前端制作,下面这个本地图片base64编码获取页面是值得推荐的: *Encode Data URL By PuterJam *

4.简单加密

迅雷等下载工具,就有他们自己特有的下载链接,如thunder://其实就是把一个HTTP URL资源地址加上了某些东西后再进行BASE64编码,然后加上thunder://头。 垃圾讯息传播者用Base64来避过反垃圾邮件工具,因为那些工具通常都不会翻译Base64的讯息。

5.百度地图地址转化

百度地图api的地址转化(例如gps坐标->百度地图坐标)结果,使用了base64加密。

四、Java编码实现

  1 /**  2  *   3  * @ClassName: SecurityBase64  4  * @Description: 用于编码请求参数  5  * @author BuilderQiu  6  * @date 2013-9-23 上午10:52:1  7  */  8 public class SecurityBase64 {  9     //对照表 10     private static String base64hash = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-/"; 11     //"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-/"; 12     private SecurityBase64(){} 13     private static class TEMP{ 14         public static final SecurityBase64 instance = new SecurityBase64(); 15     } 16     public static Security getInstance(){ 17         return TEMP.instance; 18     } 19     private void checkSecurity(){ 20         if("".equals(base64hash)||base64hash==null||base64hash.length()!=64){ 21             throw new RuntimeException(Security.class+"was initialize failed!"); 22         } 23     } 24     /** 25      *  26      * @Title: encode 27      * @Description: 编码 28      * @param @param src 29      * @param @return 30      * @return String 31      * @throws 32      */ 33     public String encode(String src){ 34         checkSecurity(); 35         StringBuilder result = new StringBuilder(); 36         byte[] bytes = src.getBytes(); 37         int length = bytes.length; 38         int mod = 0; 39         byte prev = 0; 40         for(int i=0;i<length;i++){ 41             mod = i%3; 42             if(mod==0){ 43                 result.append(base64hash.charAt((bytes[i] >> 2) & 0x3F)); 44             }else if(mod==1){ 45                 result.append(base64hash.charAt((prev << 4 | bytes[i] >> 4  &0x0F )& 0x3F)); 46             }else{ 47                 result.append(base64hash.charAt((bytes[i] >> 6 & 0x03 | prev << 2) & 0x3F)); 48                 result.append(base64hash.charAt(bytes[i] & 0x3F)); 49             } 50             prev = bytes[i]; 51         } 52         if(mod==0){ 53             result.append(base64hash.charAt(prev << 4 & 0x3C)); 54             result.append("=="); 55         }else if(mod==1){ 56             result.append(base64hash.charAt(prev << 2 & 0x3F)); 57             result.append("="); 58         } 59         return result.toString(); 60     } 61     /** 62      *  63      * @Title: decode 64      * @Description: 解码 65      * @param @param src 66      * @param @return 67      * @return String 68      * @throws 69      */ 70     public String decode(String src){ 71         if(StringUtil.isBlank(src)){ 72             return ""; 73         } 74         checkSecurity(); 75         byte temp = 0; 76         String result = ""; 77         for(int i=0;i<src.length();i++){ 78             temp = (byte) base64hash.indexOf(src.charAt(i)); 79             if(temp==-1){ 80                 result+="000000"; 81             }else{ 82                 String t = Integer.toBinaryString(temp); 83                 if(t.length()==7){ 84                     t = t.substring(1); 85                 }else if(t.length()==8){ 86                     t = t.substring(2); 87                 } 88                 while(t.length()<6){ 89                     t = "0"+t; 90                 } 91                 result+=t; 92             } 93         } 94         while(result.endsWith("00000000")){ 95             result = result.substring(0,result.length()-8); 96         } 97         byte[] bytes = new byte[result.length()/8]; 98         for(int i=0;i<bytes.length;i++){ 99             bytes[i]= Integer.valueOf(result.substring(i*8,(i+1)*8),2).byteValue();100         }101         return new String(bytes);102     }103     public void setBase64hash(String base64hash) {104         Security.base64hash = base64hash;105     }106     /**107      * 108      * @Title: randomTable109      * @Description: 生成随机对照表110      * @param @return111      * @return String112      * @throws113      */114     public static String randomTable(){115         String base = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-/";116         List<Character> list = new ArrayList<Character>();117         for(int i=0;i<base.length();i++){118             list.add(base.charAt(i));119         }120         Collections.shuffle(list);121         base = "";122         for(Character ch:list){123             base += ch;124         }125         return base;126     }127 }

 

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