Base64编码

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一、 BASE64编码
把byte[]中的元素当做无符号八位整数转换成只含有64个基本字符的字符串，这些基本字符是：
l         大写的A-Z
l         小写的a-z
l         数字0-9
l         '+' 和 '/'

这64个字符构成BASE64的字符集。‘=’，为填充字符，结尾处可以填充0-2个填充字符

Base64是将原文按照每 3 个字节一组分开，这个 3 字节组中的每一组将被按照位分解成 4 个部分，每个部分 6 个位，在这 4 个部分的每个部分高位加上 2 个 0构成一个新的 4 字节组，新的字节组中，每个字节只有 6 位，能表示64个值。
在原文在转换为BASE64编码时，试是以3个字节为一组转换成4字节一组的BASE64编码。如果原文不是三字节的倍数，可能多出一个字节和两个字节，分别会被转为2字节和3字节的BASE64编码，这时编码系统应该在形成的BASE64编码最后添加上填充符”=”，保证BASE64编码长度是4的倍数。所以在BASE64编码后添加的填充符”=”可能为0-2个。
BASE64编码对照表如下：
<table style="width: 600px; background-color: #ccccff;" border="0" cellspacing="1" cellpadding="2"><tbody><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">索引</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">对应字符</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">索引</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">对应字符</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">索引</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">对应字符</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">索引</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">对应字符</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">0</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">A</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">17</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">R</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">34</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">i</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">51</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">z</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">1</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">B</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">18</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">S</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">35</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">j</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">52</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">0</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">2</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">C</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">19</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">T</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">36</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">k</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">53</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">1</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">3</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">D</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">20</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">U</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">37</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">l</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">54</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">2</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">4</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">E</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">21</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">V</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">38</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">m</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">55</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">3</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">5</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">F</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">22</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">W</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">39</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">n</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">56</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">4</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">6</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">G</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">23</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">X</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">40</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">o</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">57</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">5</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">7</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">H</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">24</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">Y</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">41</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">p</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">58</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">6</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">8</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">I</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">25</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">Z</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">42</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">q</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">59</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">7</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">9</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">J</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">26</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">a</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">43</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">r</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">60</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">8</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">10</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">K</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">27</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">b</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">44</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">s</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">61</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">9</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">11</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">L</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">28</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">c</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">45</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">t</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">62</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">+</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">12</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">M</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">29</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">d</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">46</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">u</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">63</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">/</td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">13</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">N</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">30</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">e</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">47</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">v</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center"> </td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center"> </td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">14</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">O</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">31</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">f</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">48</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">w</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center"> </td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center"> </td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">15</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">P</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">32</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">g</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">49</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">x</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center"> </td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center"> </td></tr><tr><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">16</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">Q</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">33</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">h</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">50</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center">y</td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center"> </td><td style="background-color:#FFFFFF; text-align:center"> </td></tr></tbody></table>

2.Base64的优势。

编码解码速度快。
具有一定的加密效果。
实现简单。
编码解码速度快。
3.实现原理。

Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节（3*8 = 4*6 = 24），然后把6Bit再添两位高位0，组成四个8Bit的字节，因此, 转换后的字节一定会落在区间[0-64)当中，故此可以找到对应基本字符表示此字节，转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。

我们来看一个例子。

转换前：10101111 01101011 11001101
转换后：00101011 00110110 00101111 00001101

编码转换规则：

用指定的编码对字符串进行解码,得到解码后的字节数组。
按照规则把每3个字节转换为4个Base64基本字符。
处理最后的字节
剩余的字节为0，编码转换结束。
剩余的字节为1，把当前字节按照规则转换为Base64前两个字符，后面两位用'='补齐，编码转换结束。
剩余的字节为1，把当前字节按照规则转换为Base64前三个字符，最后一位用'='补齐，编码转换结束。
得到编码后的Base64 String。

解码转换规则：

准备好需要解码的Base64 String。
每4个一组，转换为对应的3个字节。
处理最后剩余的字符。
得到解码后的字节数组。

4.通用的编码传输解决方案。

使用UTF-8对需要传输的String进行编码，得到编码后的字节数组。
用Base64对字节数组进行编码，得到Base64 String。
传输编码后的Base64 String。
接收到传输到字节数组，如果是字节数组，用本地编码对其进行解码即可，得到Base64 String。
用Base64对 Base64 String 进行解码，得到字节数组。
用UTF-8对字节数组进行解码，得到最终被传输的String。

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