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标准的Base64算法描述

2024-08-09 00:10:23   219人阅读

作者：zhanhailiang 日期：2014-12-19
算法描述：

Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节(38 = 46 = 24)，然后把6Bit再添两位高位0，组成四个8Bit的字节，也就是说，转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。

  • 第一个字符通过右移2位获得第一个目标字符的Base64表位置，根据这个数值取到表上相应的字符，就是第一个目标字符。
  • 然后将第一个字符与0x03(00000011)进行与(&)操作并左移4位,接着第二个字符右移4位与前者相或(|)，即获得第二个目标字符。
  • 再将第二个字符与0x0f(00001111)进行与(&)操作并左移2位,接着第三个字符右移6位与前者相或(|)，获得第三个目标字符。
  • 最后将第三个字符与0x3f(00111111)进行与(&)操作即获得第四个目标字符。

  • 在以上的每一个步骤之后，再把结果与 0x3F 进行 AND 位操作，就可以得到编码后的字符了。

    剩余的字节根据编码规则继续单独转(1变2,2变3;不够的位数用0补全)，再用=号补满4个字节。这就是为什么有些Base64编码会以一个或两个等号结束的原因，但等号最多只有两个。因为：
    一个原字节至少会变成两个目标字节
    所以余数任何情况下都只可能是0，1，2这三个数中的一个。如果余数是0的话，就表示原文字节数正好是3的倍数（最理想的情况）。如果是1的话，转成2个Base64编码字符，为了让Base64编码是4的倍数，就要补2个等号；同理，如果是2的话，就要补1个等号。

以上算法描述引用自：http://baike.baidu.com/link?url=lriFEiUvmROqg0a0R0DZS0t8gEmIQRnJ13eSGZuYFFOyUDSrhY824dE7zjTbhSA5rpp2NiDn2-mCoLPbPlY1q_#3_3

算法实现：

从PHP/ext/standard/base64.c中剥离出base64_encode的实现方法，代码如下：https://github.com/billfeller/billfeller.github.io/tree/master/code/base64

<script src="https://code.csdn.net/snippets/557189.js" type="text/javascript"></script>


测试：
[root@~/wade/git/billfeller.github.io/code/base64]# gcc -o base64 base64.c 
[root@~/wade/git/billfeller.github.io/code/base64]# ./base64 "abcd*"
YWJjZCo=
[root@~/wade/git/billfeller.github.io/code/base64]# /usr/local/php/bin/php -r ‘echo base64_encode("abcd*").PHP_EOL;‘
YWJjZCo=

标准的Base64算法描述


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