Base64编码和解码算法

Base64么新鲜的算法了。只是假设你没从事过页面开发（或者说动态页面开发。尤其是邮箱服务），你都不怎么了解过，仅仅是听起来非常熟悉。

对于黑客来说，Base64与MD5算法有着相同的位置。由于电子邮箱（e-mail）正文就是base64编码的。

那么。我们就一起来深入的探讨一下这个东东吧。

 

对于一种算法，与其问“它是什么？”，不如问“它实现了什么？”

Base64实现了：将随意字节转为可读字符的编码。

我们知道。除了页面上的文本，计算机中的数据还有非常多是不可见的。那么我们再扯一扯编码的问题吧。

 

通俗的说，编码就是给某个文字符号边上一个数字序号，计算机在现实这个文字符号（字符）的时候，依据这个序号到字库中查找相应的点阵或矢量数据，

在显示器上“画”出来。（关于点阵和矢量我们就不扯了。不然就真的太远了。

）

 

起初的字符编码，没有把汉字、日文、朝鲜文和其它文字包含在内，仅仅有26个英文字母的大写和小写和10个阿拉伯数字。加上一些控制字符和空格，用一个字节

就行全然的编码了。（不要告诉我你不知道2的7次方和2的8次方是多少，一个技术人员为这种问题困扰简直是一种耻辱。）

 

然而。世界上除了文字还有数据。比方图片、压缩文件、程序等等都是二进制文件。这些文件一样以字节为单位存储数据。这些字节往往不不过2的7次方以内

的可显示的文字字符编码，还有可能是大于127（有符号数小于0）的字节，这些字节没办法用字符显示出来，Base64就是通过某种算法将他们显示出来。

 

*那么，Base64加密是安全的吗？

没有绝对安全的加密。Base64不是为了安全，而是为了显示。并且Base64是可逆的。也就是说。通过简单的解密就能得到原文。事实上即便是不可逆的MD5算法。

也能够通过明文数据库找出可能的原文（睡到知道e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e的原文就是123456）。

 

*那么，Base64是怎么实现的呢？

事实上非常easy，只是为了URL等特殊用处，Base64选择了下面64个字符作为密文显示，着64个字符都是可显示的，他们是：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/

假设密文有不属于他们的字符，那么不是Base64编码或者是山寨版的。

 

一眼看去就知道是26个字母大写和小写和数字，加上“+”“/”两个符号。“?

*-”因为正則表達式的问题，没有选用，而空格和回车这些是不能显示的。

Base64处理的过程是，以3个字节为一组（3个字节就是24位嘛），每6位扩展成8位得到4个字节（就是32位）：

11111111 11111111 11111111 -> 111111 111111 111111 111111 -> 00111111 00111111 00111111 00111111

那么，得到的每个字节，最大也就是2的6次方。

或许你说：哇，小于2的7次方，能够显示了。

事实上不是，得到的这2的6次方式上面那一串字符的索引，也就是说每一个字节的值仅仅是代表它在密文表中的位置。比方

字符“a”的编码是97。 用16进制表示是0x61（VB表示为&H61）。二进制：01100001，由于不足3位。补0得到 00011000 00010000 000……

前两个字节是十进制的24 和 16，那么相应那一串字符中的第24个字符和第16个字符为：YQ（索引从0開始算），那么单独“a”的Base64编码为

YQ==（不足3为的每一个字符直接转为“=”）。简单吧！

 

有了算法，解码的过程就各位聪明特达的程序猿取思考思考吧，最后C/C++版的编码和解码代码贴上。

[cpp] view plaincopy
  1. /****************************************** 
  2.   Base64编码解码算法 C语言源码 
  3.   by 虎胆游侠 http://blog.csdn.net/prsniper 
  4. ******************************************/  
  5. #include <stdio.h>    //注意哦，VC中""是当前路径。<>是系统路径  
  6. #include <windows.h>  
  7.   
  8. const char BASE_CODE[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";  
  9.   
  10. //编码，參数：要编码的字符串指针，解码后存放的位置（编码字串长度的4/3），要编码的字符串长度 ->返回结果长度  
  11. int fnBase64Encode(char *lpString, char *lpBuffer, int sLen)   
  12. {   register int vLen = 0;  //寄存器局部变量，提速  
  13.     while(sLen > 0)      //处理整个字符串  
  14.     {   *lpBuffer++ = BASE_CODE[(lpString[0] >> 2 ) & 0x3F];  //右移两位，与00111111是防止溢出，自加  
  15.         if(sLen > 2) //够3个字符  
  16.         {   *lpBuffer++ = BASE_CODE[((lpString[0] & 3) << 4) | (lpString[1] >> 4)];  
  17.             *lpBuffer++ = BASE_CODE[((lpString[1] & 0xF) << 2) | (lpString[2] >> 6)];  
  18.             *lpBuffer++ = BASE_CODE[lpString[2] & 0x3F];  
  19.         }else  
  20.         {   switch(sLen)    //追加“=”  
  21.             {   case 1:  
  22.                     *lpBuffer ++ = BASE_CODE[(lpString[0] & 3) << 4 ];  
  23.                     *lpBuffer ++ = '=';  
  24.                     *lpBuffer ++ = '=';  
  25.                     break;  
  26.                 case 2:  
  27.                     *lpBuffer ++ = BASE_CODE[((lpString[0] & 3) << 4) | (lpString[1] >> 4)];  
  28.                     *lpBuffer ++ = BASE_CODE[((lpString[1] & 0x0F) << 2) | (lpString[2] >> 6)];  
  29.                     *lpBuffer ++ = '=';  
  30.                     break;  
  31.             }  
  32.         }  
  33.         lpString += 3;  
  34.         sLen -= 3;  
  35.         vLen +=4;  
  36.     }  
  37.     *lpBuffer = 0;  
  38.     return vLen;  
  39. }  
  40.   
  41. //子函数 - 取密文的索引  
  42. inline char GetCharIndex(char c) //内联函数能够省去函数调用过程。提速  
  43. {   if((c >= 'A') && (c <= 'Z'))  
  44.     {   return c - 'A';  
  45.     }else if((c >= 'a') && (c <= 'z'))  
  46.     {   return c - 'a' + 26;  
  47.     }else if((c >= '0') && (c <= '9'))  
  48.     {   return c - '0' + 52;  
  49.     }else if(c == '+')  
  50.     {   return 62;  
  51.     }else if(c == '/')  
  52.     {   return 63;  
  53.     }else if(c == '=')  
  54.     {   return 0;  
  55.     }  
  56.     return 0;  
  57. }  
  58.   
  59. //解码，參数：结果，密文，密文长度  
  60. int fnBase64Decode(char *lpString, char *lpSrc, int sLen)   //解码函数  
  61. {   static char lpCode[4];  
  62.     register int vLen = 0;  
  63.     if(sLen % 4)        //Base64编码长度必然是4的倍数，包含'='  
  64.     {   lpString[0] = '\0';  
  65.         return -1;  
  66.     }  
  67.     while(sLen > 2)      //不足三个字符。忽略  
  68.     {   lpCode[0] = GetCharIndex(lpSrc[0]);  
  69.         lpCode[1] = GetCharIndex(lpSrc[1]);  
  70.         lpCode[2] = GetCharIndex(lpSrc[2]);  
  71.         lpCode[3] = GetCharIndex(lpSrc[3]);  
  72.   
  73.         *lpString++ = (lpCode[0] << 2) | (lpCode[1] >> 4);  
  74.         *lpString++ = (lpCode[1] << 4) | (lpCode[2] >> 2);  
  75.         *lpString++ = (lpCode[2] << 6) | (lpCode[3]);  
  76.   
  77.         lpSrc += 4;  
  78.         sLen -= 4;  
  79.         vLen += 3;  
  80.     }  
  81.     return vLen;  
  82. }  
  83.   
  84. void main() //主函数，測试函数  
  85. {   char s[] = "a", str[32];  
  86.     int l = strlen(s);  
  87.     int i = fnBase64Encode(s, str, l);  
  88.     printf("fnBase64Encode(\"%s\", str, %d) = \"%s\";\n", s, l, str);  
  89.     l = fnBase64Decode(s, str, i);  
  90.     printf("fnBase64Decode(\"%s\", s, %d) = \"%s\";\n", str, i, s);  
  91. }  


编译为控制台应用程序，执行如图：

Base64编解码源代码执行效果

原文地址：http://blog.csdn.net/prsniper/article/details/7097643

版权声明：本文博主原创文章，博客，未经同意不得转载。

posted @ 2015-09-28 17:42  hrhguanli  阅读(4060)  评论(0)  编辑  收藏  举报