nodejs - base64 编码与解码 encode & decode
什么是Base64编码？
Base64 编码是一种将数据（通常是二进制）转换为 ASCII 字符集的方法。 在这里需要特别指出的是，Base64 不是一种加密或压缩技术，尽管有时由于它似乎隐藏数据的方式而将其与加密混淆。 事实上，Base64 编码信息的大小是原始数据实际大小的 1.3333 倍。
Base64 是使用最广泛的基本编码技术，Base16 和 Base32 是另外两种常用的编码方案。
Base64 是如何工作的？
将数据转换为 base64 是一个多步骤过程。 以下是它如何处理文本字符串：
1、计算输入文本的 8 位二进制版本
2、将 8 位版本的数据重新分组为多个 6 位的块
3、找到每个 6 位二进制块的十进制版本
4、通过 Base64 查找表找到每个十进制值的 Base64 符号
为了更好地理解这个概念，让我们看一个例子。
假设我们有字符串“Go win”，我们想将它转换成 Base64 字符串。 第一步是将这个字符串转换成二进制。 “Go win”的二进制版本是：
01000111 01101111 00100000 01110111 01101001 01101110
G o w i n
你可以在这里看到每个字符由 8 位表示。 然而正如我们之前所说，Base64 将 8 位二进制形式的数据转换为 6 位的块。 这是因为Base64格式只有64个字符：26个大写字母，26个小写字母，10个数字字符，以及换行符“+”和“/”。
Base64 并不使用所有的 ASCII 特殊字符，而只使用这几个。 请注意，Base64 的某些实现使用与“+”和“/”不同的特殊字符。
回到示例，让我们将 8 位数据分解为 6 位数据块。
010001 110110 111100 100000 011101 110110 100101 101110
您不会总是能够将数据分成完整的 6 位集合，在这种情况下，您将不得不处理填充。
现在对于上面的每个块，我们必须找到它的十进制值。 这些十进制值已在下面给出：
二进制 十进制
010001 17
110110 54
111100 60
100000 32
011101 29
110110 54
100101 37
101110 46
最后，我们必须查看我们刚刚从二进制数据计算出的每个小数的 Base64 值。 Base64编码表如下：
这里可以看到十进制的17对应“R”，十进制的54对应“2”，以此类推。 使用此编码表我们可以看到字符串“Go win”使用 Base64 编码为“R28gd2lu”。 您可以使用任何在线文本到 Base64 转换器来验证此结果。
为什么要使用Base64编码？
以二进制格式发送信息有时会有风险，因为并非所有应用程序或网络系统都可以处理原始二进制文件。 另一方面，ASCII 字符集广为人知，对于大多数系统来说处理起来非常简单。
例如，电子邮件服务器需要文本数据，因此通常使用 ASCII。 因此，如果您想将图像或任何其他二进制文件发送到电子邮件服务器，您首先需要将其编码为基于文本的格式，最好是 ASCII。 这就是 Base64 编码在将二进制数据转换为正确格式时非常方便的地方。
使用 Node.js 编码 Base64 字符串
在 Node.js 中编码 Base64 字符串的最简单方法是通过 Buffer 对象。 在 Node.js 中，Buffer 是一个全局对象，这意味着您不需要使用 require 语句来在您的应用程序中使用 Buffer 对象。
在内部 Buffer 是一个不可变的整数数组，它也能够执行许多不同的编码/解码。 这些包括到/从 UTF-8、UCS2、Base64 甚至十六进制编码。 当您编写处理和操作数据的代码时，您可能会在某些时候使用 Buffer 对象。
看看下面的例子。 在这里，我们将使用 Buffer 对象将文本字符串编码为 Base64。 将以下代码保存在文件“encode-text.js”中
'use strict';
let data = 'stackabuse.com';
let buff = Buffer.from(data);
let base64data = buff.toString('base64');
console.log('"' + data + '" converted to Base64 is "' + base64data + '"');
在上面的脚本中，我们创建了一个新的缓冲区对象并将我们要转换为 Base64 的字符串传递给它。 然后，我们在刚刚创建的缓冲区对象上调用“toString”方法，并将“base64”作为参数传递给它。 以“base64”为参数的“toString”方法将以Base64 字符串的形式返回数据。 运行上面的代码，您将看到以下输出。
$ node encode-text.js
"stackabuse.com" converted to Base64 is "c3RhY2thYnVzZS5jb20="
在输出中，我们可以看到我们转换为 Base64 的字符串对应的 Base64。
使用 Node.js 解码 Base64 字符串
解码 Base64 字符串与编码它非常相似。 您必须创建一个新的缓冲区对象并将两个参数传递给它的构造函数。 第一个参数是 Base64 格式的数据，第二个参数是“base64”。 然后您只需在缓冲区对象上调用“toString”，但这次传递给该方法的参数将是“ascii”，因为这是您希望 Base64 数据转换成的数据类型。 请查看以下代码片段以供参考。
'use strict';
let data = 'c3RhY2thYnVzZS5jb20=';
let buff = Buffer.from(data, 'base64');
let text = buff.toString('ascii');
console.log('"' + data + '" converted from Base64 to ASCII is "' + text + '"');
将数据添加到“ascii.js”文件并保存。 这里我们使用“Tm8gdG8gUmFjaXNt”作为 Base64 输入数据。 当这个数据被解码时，它应该显示“No to Racism”。 这是因为从上一个例子我们知道“No to Racism”等于“Tm8gdG8gUmFjaXNt”。 使用 Node.js 运行以上代码。 它将显示以下输出。
将二进制数据编码为 Base64 字符串
正如文章开头所述，Base64编码的主要目的是将二进制数据转换为文本格式。 让我们看一个示例，我们将图像（二进制数据）转换为 Base64 字符串。 看看下面的例子。
'use strict';
const fs = require('fs');
let buff = fs.readFileSync('stack-abuse-logo.png');
let base64data = buff.toString('base64');
console.log('Image converted to base 64 is:\n\n' + base64data);
在上面的代码中，我们通过 fs 模块的 readFileSync() 方法将图像加载到缓冲区中。 其余过程类似于从普通 ASCII 字符串创建 Base64 字符串。
当您运行上面的代码时，您将看到以下输出。
$ node encode-image.js
Image converted to Base64 is:
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
尽管实际图像非常小 (25x19)，但输出仍然相当大，部分原因是 Base64 增加了数据的大小，正如我们之前提到的。
将 Base64 字符串解码为二进制数据
正如我们在前面的部分中看到的，这里的逆向过程与我们解码 Base64 字符串的方式非常相似。 最大的区别在于输出目的地以及数据在那里的写入方式。 让我们看看这个例子：
'use strict';
const fs = require('fs');
let data = `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`;
let buff = Buffer.from(data, 'base64');
fs.writeFileSync('stack-abuse-logo-out.png', buff);
console.log('Base64 image data converted to file: stack-abuse-logo-out.png');
在这里您可以看到我们从 Base64 数据开始（也可以从套接字或其他通信线路接收）并将其加载到 Buffer 对象中。 创建缓冲区时，我们告诉它它是 base64 格式，这允许缓冲区相应地解析它以进行内部存储。
要以原始 PNG 格式保存数据，我们只需将 Buffer 对象传递给我们的 fs.writeFileSync() 方法，它会为我们进行转换。
小结
Base64 编码是将二进制数据转换为纯 ASCII 文本的最常用方法之一。 对于无法轻松处理二进制数据（如 HTML 标记或 Web 请求中的图像）的一个或多个系统之间的通信，它是一种非常有用的格式。
在 Node.js 中，Buffer 对象可用于将 Base64 字符串与许多其他格式进行编码和解码，使您可以根据需要轻松地来回转换数据。
