Base64算法原理简介（算法实现及例子）
1、base64算法概念
1） 简述
该算法被设计用来把任意序列的8位字节描述为一种不易被人直接识别的形式，达到一眼望去完全看不出内容。此算法的复杂程度要小，效率高。如果是基于以上两点，那么我们使用最简单的单字母代替法等即可，实际上base64要稍微复杂些，这是因为在email的传送过程中，由于历史原因，email只被允许传送ascii字符，即一个8位字节的低7位。
2） 具体描述
把3个8位字节（3*8=24）转化为4个6位的字节（4*6=24），之后在每个6位的前面补两个0，形成8位，即一个字节。再根据每个字节的值，用下表中的值替换，不足4个字节的，补“＝”。例如，高山（0xb8dfc9bd），先将（0xb8dfc9）分割成四个字节（0x2e0d3f09），用下表值替换为（un/j）；再将（0xbd）分割成（0x2f10）用下表值替换为（vq），再补两个（=），合起来就形成了编码后的课件字符串（un/j vq==）。
2、base64的实现原理 1）将给定的字符串转换成对应的字符编码（如：gbk、utf-8）
2）将获得该字符编码转换成二进制码
3）对获得的二进制码进行分组操作
第一步：每3个字节（8位二进制）为一组，一共24个二进制位
第二步：将这个24个二进制位分成4组，每个组有6个二进制位，不足6位的，后面补0。
第三步：在每个组前面加两个0，这样每个组就又变成了8位，即每个组一个字节，4个组就4个字节了。
第四步：根据base64的转码表找到每个字节对应的符号，这个符号就是base64的编码值
3、base64算法的实现 1） 编码函数
char gencbase64（unsigned char* indata， unsigned long inlen，\
unsigned char *outdata， unsigned long *outlen）;//编码
功能：对长度为inlen的输入数据indata进行base64编码，编码后的数据存放在提前开辟好的内存outdata中去，其长度outlen不得小于（（inlen+2）/3）*4。
参数：
indata：要进行编码的数据的地址指针。
inlen：要进行编码的数据的长度。
outdata：编码后数据存放的地址指针。
outlen：传入outdata的长度，传出编码后的数据的长度。
返回值：成功时，返回编码后的数据的地址，失败时，返回null。
2） 解码函数
char gdecbase64（unsigned char* indata， unsigned long inlen，\
unsigned char *outdata， unsigned long *outlen）;//解码
功能：对长度为inlen的输入数据indata进行base64解码，解码后的数据存放在提前开辟好的内存outdata中去，其长度outlen不得小于inlen*3/4。
参数：
indata：要进行解码的数据的地址指针。
inlen：要进行解码的数据的长度。
outdata：解码后数据存放的地址指针。
outlen：传入outdata的长度，传出解码后的数据的长度。
返回值：成功时，返回解码后的数据的地址，失败时，返回null。
4、base64编码表
value指二进制对应的十进制编码，encoding指base64的编码值
base64编码规则：
经过base64编码后的字符串的字符数一定是4的整数倍。在使用base64编码时，如果得到的字符数不为4的整数倍，则后面使用等号 ‘=’补足
举例说明：
（1） 举一个具体的实例，演示英语单词man如何转成base64编码。
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。
如果字节数不足三，则这样处理：
a）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=。
b）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，再补上二个“=”号，因此“m”的base64编码就是tq==。
（2） 再举一个中文的例子，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。
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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2） 具体描述
把3个8位字节（3*8=24）转化为4个6位的字节（4*6=24），之后在每个6位的前面补两个0，形成8位，即一个字节。再根据每个字节的值，用下表中的值替换，不足4个字节的，补“＝”。例如，高山（0xb8dfc9bd），先将（0xb8dfc9）分割成四个字节（0x2e0d3f09），用下表值替换为（un/j）；再将（0xbd）分割成（0x2f10）用下表值替换为（vq），再补两个（=），合起来就形成了编码后的课件字符串（un/j vq==）。
2、base64的实现原理 1）将给定的字符串转换成对应的字符编码（如：gbk、utf-8）
2）将获得该字符编码转换成二进制码
3）对获得的二进制码进行分组操作
第一步：每3个字节（8位二进制）为一组，一共24个二进制位
第二步：将这个24个二进制位分成4组，每个组有6个二进制位，不足6位的，后面补0。
第三步：在每个组前面加两个0，这样每个组就又变成了8位，即每个组一个字节，4个组就4个字节了。
第四步：根据base64的转码表找到每个字节对应的符号，这个符号就是base64的编码值
3、base64算法的实现 1） 编码函数
char gencbase64（unsigned char* indata， unsigned long inlen，\
unsigned char *outdata， unsigned long *outlen）;//编码
功能：对长度为inlen的输入数据indata进行base64编码，编码后的数据存放在提前开辟好的内存outdata中去，其长度outlen不得小于（（inlen+2）/3）*4。
参数：
indata：要进行编码的数据的地址指针。
inlen：要进行编码的数据的长度。
outdata：编码后数据存放的地址指针。
outlen：传入outdata的长度，传出编码后的数据的长度。
返回值：成功时，返回编码后的数据的地址，失败时，返回null。
2） 解码函数
char gdecbase64（unsigned char* indata， unsigned long inlen，\
unsigned char *outdata， unsigned long *outlen）;//解码
功能：对长度为inlen的输入数据indata进行base64解码，解码后的数据存放在提前开辟好的内存outdata中去，其长度outlen不得小于inlen*3/4。
参数：
indata：要进行解码的数据的地址指针。
inlen：要进行解码的数据的长度。
outdata：解码后数据存放的地址指针。
outlen：传入outdata的长度，传出解码后的数据的长度。
返回值：成功时，返回解码后的数据的地址，失败时，返回null。
4、base64编码表
value指二进制对应的十进制编码，encoding指base64的编码值
base64编码规则：
经过base64编码后的字符串的字符数一定是4的整数倍。在使用base64编码时，如果得到的字符数不为4的整数倍，则后面使用等号 ‘=’补足
举例说明：
（1） 举一个具体的实例，演示英语单词man如何转成base64编码。
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。
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因此，man的base64编码就是twfu。
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a）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=。
b）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，再补上二个“=”号，因此“m”的base64编码就是tq==。
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