java单向加密算法小结(1)--Base64算法
从这一篇起整理一下常见的加密算法以及在java中使用的demo,首先从最简单的开始.
简单了解
Base64严格来说并不是一种加密算法,而是一种编码/解码的实现方式.
我们都知道,数据在计算机网络之间是使用字节流的方式进行传递的,所有的信息都要最终转换为0101的二进制,这本身就涉及到编码,解码的应用.
Base64,顾名思义,是使用了64个基本的字符来对任意数据进行编码的一种实现方式,那既然有Base64,是不是也有Base32,Base16呢? 答案是没错,有.
下面先看一下Base64的编码表:
由图可见,Base64使用了26个字母的大小写,也就是52个字符,再加上10个数字和两个特殊的"+","/"组成,一共64个字符,其中最后两个字符选取不一定总是这两个.
java代码实现
首先看代码,然后再细说Base64实现的原理和应用:
1 package com.wang.encryption; 2 import com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.dv.util.Base64; 3 import sun.misc.BASE64Decoder; 4 import sun.misc.BASE64Encoder; 5 import java.io.IOException; 6 /** 7 * @author yogo.wang 8 * @date 2016/11/03-下午3:58. 9 */ 10 public class Base64Test { 11 12 public static void main(String[] args) throws IOException { 13 14 String msg="wang"; 15 byte[] bys=msg.getBytes("utf-8"); 16 17 /** 18 * 使用BASE64 加密(编码) 19 */ 20 //第一种方式 21 BASE64Encoder base64Encoder=new BASE64Encoder(); 22 String s = base64Encoder.encodeBuffer(bys); 23 System.out.println(s); 24 System.out.println("---------------------"); 25 //第二种方式 26 String s1 = Base64.encode(bys); 27 System.out.println(s1); 28 System.out.println("---------------------"); 29 /** 30 * 使用BASE64 解密(解码) 31 */ 32 //第一种方式 33 BASE64Decoder base64Decoder=new BASE64Decoder(); 34 byte[] bys2 = base64Decoder.decodeBuffer(s); 35 System.out.println(new String(bys2)); 36 System.out.println("---------------------"); 37 //第二种方式 38 byte[] bys3 = Base64.decode(s); 39 System.out.println(new String(bys3)); 40 41 42 } 43 }
输出结果如下:
d2FuZw==
---------------------
d2FuZw==
---------------------
wang
---------------------
wang
原理和应用
根据代码,可以看到,字符"wang"通过Base64的编码转化成了一个字符串"d2FuZw==",那么到底内部是怎么实现的呢?
Base64使用了64的字符,那么只需要6个二进制位就可以表示,但是一个Base64字符是8个二进制位的,即8Bit,也就是说Base64在6Bit的基础上在左边加了俩0,所有它的左边两位永远为0.
我们知道,一个字符是占了8位的,那怎么用6Bit表示8Bit的数呢,这好办,因为8和6的最小公倍数是24,那么,我用4个Base64的字符来表示3个常规的字符就可以了.
知道了这些,我们就可以来看看"wang"这个字符串是怎么被编码成"d2FuZw=="的了.
第一步:把常规字符转换为ASCII.
第二步:把ASCII码转为8位2进制
第三步:每6位2进制数划为一组
第四步:将2进制转为10进制
第五步:根据Base64编码表对应找出相应的字符
对应下面的图:
因为每三个常规字符,对应四个Base64字符,如果不够的话,会在后边补0,这里的"wang"是4个字符,不是3的整数倍,所以需要补0,那为什么编码的结果是"d2FuZw==",而不是"d2FuZwAA"呢?
原因其实也很简单,因为最后两个AA是没有实际意义的,并不携带有效信息,为了解码方便,Base64编码选择了使用"="来代替最后的"A",所以就是我们看到的"d2FuZw=="了.
通过以上的过程我们可以发现,其实Base64是一种编码方式而非加密方式,因为它的编码解码过程是完全可逆的,且不需要额外信息,你只要有一张Base64的编码表就可以了,所以,不要将他用于对数据的加密.
Base64的应用
说了这么多,好像还是不太明白这种编码有什么必须存在的理由.....
我们知道在计算机中任何数据都是按ascii码存储的，而ascii码的128～255之间的值是不可见字符。而在网络上交换数据时，比如说从A地传到B地，往往要经过多个路由设备，由于不同的设备对字符的处理方式有一些不同，这样那些不可见字符就有可能被处理错误，这是不利于传输的。所以就先把数据先做一个Base64编码，统统变成可见字符，这样出错的可能性就大降低了(这段来自知乎)。
不仅如此,比如说我们可以使用HTML来内嵌Base64编码的图片,这样就避免了不必要的外部资源加载,不过还是要量力而为,这种场景一般适用于尺寸比较小的图片,如果是高清图片,用这种方式会导致Base64编码后的字符串很大,反而影响加载速度.
