编码：Base64
Base64编码
参考文章：
[1] Base-x 编码的奥秘 - 知乎 (zhihu.com)
[2] Base编码(贝斯家族)_MikeCoke的博客-CSDN博客_base编码
0x00 Base64编码简介
顾名思义，就是基于64个可打印字符来表示二进制数据的一种方法。（它不是加密算法）。对于64个打印字符，我们字需要6个二进制位就可以完全表示了。
那么我们如何利用8个二进制位来表示只需要6个二进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，所以我们可以将每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(一般的ASCII码中一个字符有8位，但在这64个字符中只需要6位就可以表示出来了)。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，此外还有两个可打印符号在不同的系统中而不同。
0x01 详细介绍Base64的编码转换方式
下面，详细介绍Base64的编码转换方式。
所谓Base64，就是说选出64个字符作为一个基本字符集。然后，其他所有符号都转换成这个字符集中的字符。
小写字母a-z = 26
大写字母A-Z = 26
数字0-9 = 10
符号"+"、"/" = 2
# 26+26+10+2 = 64
# 再加上作为垫字的"="，实际上是65个字符
具体来说，转换方式可以分为四步。
第一步，将每三个字节作为一组，一共是24个二进制位。
第二步，将这24个二进制位分为四组，每个组有6个二进制位。
第三步，在每组前面加两个00，扩展成32个二进制位，即四个字节。
第四步，根据下表，得到扩展后的每个字节的对应符号，这就是Base64的编码值。
01.1 Base64转化表
00 |
A | 16 |
Q | 32 |
g | 48 |
w |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
01 |
B | 17 |
R | 33 |
h | 49 |
x |
02 |
C | 18 |
S | 34 |
i | 50 |
y |
03 |
D | 19 |
T | 35 |
j | 51 |
z |
04 |
E | 20 |
U | 36 |
k | 52 |
0 |
05 |
F | 21 |
V | 37 |
l | 53 |
1 |
06 |
G | 22 |
W | 38 |
m | 54 |
2 |
07 |
H | 23 |
X | 39 |
n | 55 |
3 |
08 |
I | 24 |
Y | 40 |
o | 56 |
4 |
09 |
J | 25 |
Z | 41 |
p | 57 |
5 |
10 |
K | 26 |
a | 42 |
q | 58 |
6 |
11 |
L | 27 |
b | 43 |
r | 59 |
7 |
12 |
M | 28 |
c | 44 |
s | 60 |
8 |
13 |
N | 29 |
d | 45 |
t | 61 |
9 |
14 |
O | 30 |
e | 46 |
u | 62 |
+ |
15 |
P | 31 |
f | 47 |
v | 63 |
/ |
因为，Base64将三个字节转化成四个字节，因此Base64编码后的文本，会比原文本大出三分之一左右。
0x02 转换实例
02.1 举一个具体的实例，演示英语单词Man如何转成Base64编码。
-
Man
M=77=01001101
a=97=01100001
n=110=01101110
- Man=
010011010110000101101110=010011010110000101101110=19220546=TWFu- 第一步，"M"、"a"、"n"的ASCII值分别是77、97、110，对应的二进制值是01001101、01100001、01101110，将它们连成一个24位的二进制字符串010011010110000101101110。
- 第二步，将这个24位的二进制字符串分成4组，每组6个二进制位：010011、010110、000101、101110。
- 第三步，在每组前面加两个00，扩展成32个二进制位，即四个字节：00010011、00010110、00000101、00101110。它们的十进制值分别是19、22、5、46。
- 第四步，根据上表，得到每个值对应Base64编码，即T、W、F、u。
- 因此，Man的Base64编码就是TWFu。
- Man=
02.2 如果字节数不足三，则这样处理：
-
Ma
M=77=01001101
a=97=01100001
- Ma=
0100110101100001=0100110101100001=00010011000101100001- 二个字节的情况：将这二个字节的一共16个二进制位，按照上面的规则，转成三组，最后一组除了前面加两个0以外，后面也要加两个0。这样得到一个三位的Base64编码，再在末尾补上一个"="号。
- 比如，"Ma"这个字符串是两个字节，可以转化成三组00010011、00010110、00010000以后，对应Base64值分别为T、W、E，再补上一个"="号，
- 因此"Ma"的Base64编码就是TWE=。
- Ma=
-
M
a=97=01100001
- a=01100001=
01100001=0001100000010000- 一个字节的情况：将这一个字节的8个二进制位，按照上面的规则转成二组，最后一组除了前面加二个0以外，后面再加4个0。这样得到一个二位的Base64编码，再在末尾补上两个"="号。
- 比如，"M"这个字母是一个字节，可以转化为二组00010011、00010000，对应的Base64值分别为T、Q，再补上两个"="号，
- 因此"M"的Base64编码就是TQ==。
- a=01100001=
02.3 中文如何转换
汉字"严"如何转化成Base64编码？
这里需要注意，汉字本身可以有多种编码，比如gb2312、utf-8、gbk等等，每一种编码的Base64对应值都不一样。下面的例子以utf-8为例。
-
严
-
严utf-8=E4B8A5=11100100 10111000 10100101
- 首先，"严"的utf-8编码为E4B8A5，写成二进制就是三字节的"11100100 10111000 10100101"。
- 将这个24位的二进制字符串，按照第3节中的规则，转换成四组一共32位的二进制值"00111001 00001011 00100010 00100101"，相应的十进制数为57、11、34、37，它们对应的Base64值就为5、L、i、l。
-
所以，汉字"严"（utf-8编码）的Base64值就是5Lil。
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