base编码系列学习

 

一、base64编码

1.1表

　　base64码表，“ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/”。

1.2原理&分组

　　将输入的字符串用base64字符表示，其中每3个字符可以用4个base64字符表示，根据字符表示的整数值对应base64码表进行转换。

1.3变化

　　编码后的数据变更大了，三个字符变四个字符。

注：base64的索引表，base64字符选用了"A-Z、a-z、0-9、+、/" 64个字符。因为一共64个字符，可以用6位二进制位去表示。若剩余的输入字符不足三个，则用2个base64字符表示一个字符，空余的两个字符用“ == ”代替；用3个base64字符表示2个字符，空余的一个base64字符用 “ = ”。

1.4编/解码

 

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75

import base64 import string   #base64实现 base64_charset = string.ascii_uppercase + string.ascii_lowercase + string.digits + '+/'     def encode(origin_bytes):      # 将每一位bytes转换为二进制字符串，{：0>8}意思是向右对齐，用0填充，长度为8     base64_bytes = ['{:0>8}'.format(str(bin(b)).replace('0b', '')) for b in origin_bytes]       resp = ''     nums = len(base64_bytes) // 3     remain = len(base64_bytes) % 3       integral_part = base64_bytes[0:3 * nums]     while integral_part:         # 取三个字节，以每6比特，转换为4个整数         tmp_unit = ''.join(integral_part[0:3])         tmp_unit = [int(tmp_unit[x: x + 6], 2) for x in [0, 6, 12, 18]]         # 取对应base64字符         resp += ''.join([base64_charset[i] for i in tmp_unit])         integral_part = integral_part[3:]       if remain:         # 补齐三个字节，每个字节补充 0000 0000         remain_part = ''.join(base64_bytes[3 * nums:]) + (3 - remain) * '0' * 8         # 取三个字节，以每6比特，转换为4个整数         # 剩余1字节可构造2个base64字符，补充==；剩余2字节可构造3个base64字符，补充=         tmp_unit = [int(remain_part[x: x + 6], 2) for x in [0, 6, 12, 18]][:remain + 1]         resp += ''.join([base64_charset[i] for i in tmp_unit]) + (3 - remain) * '='       return resp     def decode(base64_str):     """     解码base64字符串     :param base64_str:base64字符串     :return:解码后的bytearray；若入参不是合法base64字符串，返回空bytearray     """       # 对每一个base64字符取下标索引，并转换为6为二进制字符串     base64_bytes = ['{:0>6}'.format(str(bin(base64_charset.index(s))).replace('0b', '')) for s in base64_str if                     s != '=']     resp = bytearray()     nums = len(base64_bytes) // 4     remain = len(base64_bytes) % 4     integral_part = base64_bytes[0:4 * nums]       while integral_part:         # 取4个6位base64字符，作为3个字节         tmp_unit = ''.join(integral_part[0:4])         tmp_unit = [int(tmp_unit[x: x + 8], 2) for x in [0, 8, 16]]         for i in tmp_unit:             resp.append(i)         integral_part = integral_part[4:]       if remain:         remain_part = ''.join(base64_bytes[nums * 4:])         tmp_unit = [int(remain_part[i * 8:(i + 1) * 8], 2) for i in range(remain - 1)]         for i in tmp_unit:             resp.append(i)       return resp   if __name__ == '__main__':     s = b'One piece, all Blue'     local_base64 = encode(s)     print('使用本地base64加密：', local_base64)     print('使用本地base64解密：', decode(local_base64).decode())       b_base64 = base64.b64encode(s)     print('使用base64加密：', b_base64)     print('使用base64解密：', base64.b64decode(b_base64).decode())

 

 二、base16 编码

2.1表

　　base16码表，“0123456789ABCDEF”。

2.2原理&分组

　　将输入的字符串中的每一个字符拆成两部分，每部分4bit进行编码。

2.3变化

　　编码后的数据变更大了，一个字符变两个字符。

2.4编/解码

?

1 2 3 4 5 6

#base16解码 import base64 #输入的数据必须是比特流 s = b'aaaa' enc = base64.b16encode(s) print(base64.b16decode(enc))

　　

 三、base24 编码

3.1表

　　base24码表，“BCDFGHJKMPQRTVWXY2346789”。

3.2原理&分组

　　将输入的字符串中的每一个字符拆成两部分，每部分4bit进行编码，但是过程与base16有点不同，具体看代码实现。

3.3变化

　　编码后的数据变更大了，一个字符变两个字符。

3.4编/解码

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

static const char sel[] = {     'B','C','D','F','G',     'H','J','K','M','P',     'Q','R','T','V','W',     'X','Y','2','3','4',     '6','7','8','9', '\0'};    char *b24e(char *buf, unsigned char *byst, size_t sizeOfBytes) {     int i = 0;     unsigned char *p = byst;     while ((size_t)(i = (p-byst)) < sizeOfBytes) {         buf[2*i] = sel[((*p) >> 4)];         buf[(2*i)+1] = sel[23 - ((*p) & 0x0f)];         p++;     }     buf[(2*i)+1] = '\0';     return buf; }    unsigned char *b24d(unsigned char *buf, char *str, size_t countOfChars) {     size_t i;     char *p = str;     char *loc[2];     unsigned char n[2];     if (countOfChars % 2)         return NULL;     for (i = 0; i < (countOfChars>>1); i++) {            loc[0] = strchr( sel, str[2*i] );         loc[1] = strchr( sel, str[ ( 2*i ) + 1 ] );         if (loc[0] == NULL || loc[1] == NULL)             return NULL;         n[0] = (unsigned char)( loc[0] - sel );         n[1] = 23 - (unsigned char)( loc[1] - sel );         buf[i] = (unsigned char)((n[0] << 4) | n[1]);     }     return buf; }

　　

 四、base32 编码

4.1表

　　base32码表，“ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ234567”。

4.2原理&分组

　　以5 bit为一组进行分组，对切分而成的每个组进行编码得到1个可显示字符。

4.3变化

　　编码后的数据变更大了，每5个字符变8个字符。如果编码的字符串不足5的倍数，那么余下的部分用‘ = ’填充。

4.4编/解码

?

1 2 3 4 5 6

#base32解码 import base64 #输入的数据必须是比特流 s = b'aaaa' enc = base64.b32encode(s) print(base64.b32decode(enc))

 

五、base58 编码

5.1表

　　base58码表，“123456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghijkmnopqrstuvwxyz”。

5.2原理&分组

　　不再以根据位分组的方式进行编码，而是通过辗转相除法的方式去编码。实质上就是将每个字符变成一个大整数，然后用58进制去表示，然后这个58进制里面每一位进行编码。（注：base62好像也是这样，暂时先放着。）

5.3变化

　　编码后的数据变更大了，具体变多大还得看编码的数据内容。

5.4编/解码

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

def b58encode(tmp:str) -> str:     tmp = list(map(ord,tmp))     temp = tmp[0]     base58 = "123456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghijkmnopqrstuvwxyz"     for i in range(len(tmp)-1):         temp = temp * 256 + tmp[i+1]     tmp = []     while True:         tmp.insert(0,temp % 58)         temp = temp // 58         if temp == 0:             break     temp = ""     for i in tmp:         temp += base58[i]     return temp   def b58decode(tmp:str) -> str:     import binascii     base58 = "123456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghijkmnopqrstuvwxyz"     temp = []     for i in tmp:         temp.append(base58.index(i))     tmp = temp[0]     for i in range(len(temp)-1):         tmp = tmp * 58 + temp[i+1]     return binascii.unhexlify(hex(tmp)[2:].encode("utf-8")).decode("UTF-8")   print(b58encode("ABDCDEFGA")) print(b58decode("qBLiPgShKjap"))

　　

六、base60 编码

6.1表

　　base60码表，“0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwx”。

6.2原理&分组

　　未知。

 

 

6.3变化

　　未知。

6.4编/解码

?

1	https://github.com/chai2010/base60