Base64编码原理分析

之前看到了Base64编码，但是对其原理一直模模糊糊，不大明白，今天决定要搞懂了！

先上图：

其实，我没怎么看懂，

百度了下，从头开始解释：

一、计算机容量单位及单位换算

1、b（又称：bit，位），是计算机中最小的单位，有两个值：0，1；

注意：但这个b和大写B的不是一个单位。

2、B（又称：Byte，字节）是计算机中最基本的计量单位。

两者的关系：1B=8b，一个字节=8个位

二、编码问题

1. ASCII码

在计算机内部，所有的信息最终都表示为一个二进制的字符串。每一个二进制位（bit）有0和1两种状态，因此八个二进制位就可以组合出256种状态，这被称为一个字节（byte）。也就是说，一个字节一共可以用来表示256种不同的状态，每一个状态对应一个符号，就是256个符号，从00000000到11111111。

上个世纪60年代，美国制定了一套字符编码，对英语字符与二进制位之间的关系，做了统一规定。这被称为ASCII码，一直沿用至今。

ASCII码一共规定了128个字符的编码，比如空格"SPACE"是32（二进制00100000），大写的字母A是65（二进制01000001）。这128个符号（包括32个不能打印出来的控制符号），只占用了一个字节的后面7位，最前面的1位统一规定为0。

就目前来说，英语大小写字母，0-9数字和 +  /，总共64个字符，都可以用ASCII码来表示；

就js来说，可以用charCodeAt()方法求字符的ASCII码，不过是10进制，然后可以用toString(进制)方法，转成相应的进制：

比方说：

+ 的ASCII码为43，转成2进制为 101011，这里2进制不足8位，前面补0就是：00101011。

所以，英语大小写字母，0-9数字和 +  /，总共64个字符，都可以用ASCII码来表示，进一步，都可以表示成 8 位二进制。

三、Base64编码

Base64编码，就是将，三个字节（也就是3*8=24位）的数据，变成6个bit为一组的组集，也就是4组*6位，还是24位；既然每组只有6位，所以最多只能表示64个数，从000000到111111；而这64个数就是，52个大小写字母、10个数字0-9、+、/。

举个例子：字符串  a:a  ，总共3个字节，每个字节用二进制表示分别为，

字符	ASCII码（10进制）	二进制（不足8位高位补0）
a	97	01100001
:	58	00111010
a	97	01100001

所以字符 a:a 用二进制表示就是  011000010011101001100001

按照Base64编码规则，我们要把 011000010011101001100001，拆成4组，每组6位，那就是 011000 010011 101001 100001，把他们转成10进制，就是24 19 41 33，可能有人问，怎么把2进制，转为10进制呢？

在js里，就是，parseInt(字符串，进制）；上面的四组就是：

然后根据下面的Base64字母表，就可以得出，24 19 41 33，分别为 Y T p h；所以 a:a 按照Base64编码结果为 YTph，明白了么？

说到这里呢，其实还没完，前面应该有人已经想到了，如果一个字符串的长度不是3的n倍个字节呢？嗯嗯，比如4个字节？如 :

a:aa

呐，咱们照例，先把每个字节转成ASCII码，然后转成二进制，就是：

字符	ASCII码（10进制）	二进制（不足8位高位补0）
a	97	01100001
:	58	00111010
a	97	01100001
a	97	01100001

放在一起就是：

01100001001110100110000101100001

然后每3个字节，也就是24位，按照Base64编码规则，每组6位，这里有3*8+1*8就是32位，所以就是，5组+2位，就是下面这样：

011000 010011 101001 100001 011000 01

但是，Base64编码是每3个字节一转，也就是每24位一转，不足24位的就在序列末尾填充零位，补到长度为24的倍数为止，像上面总共32位，所以要补到48位，就是这样：

011000 010011 101001 100001 011000 01xxxx xxxxxx xxxxxx

注意：补充位以x表示；

按照Base64编码规则，

对已填充的二进制串进行编码时，任何完全填充（不包含原始数据中的位）的6 位组都由特殊的第65 个符号“=”表示。如果6 位组是部分填充的，就将填充位设置为0。

因此上面的48位二进制实际就是：

011000 010011 101001 100001 011000 01xxxx ==

对吧？咱们逐个解密（每组先转成10进制，然后对照Base-64字母表查）就是：

Y T p h Y 01xxxx ==

这里咱们就遇到问题了，01xxxx 这个怎么转？把x当成0么？对！就是这样！

所以 01xxxx 就是 010000 ，也就是10进制的，16

对照Base-64字母表，就是 Q，

综上，

a:aa  经过Base64编码结果就为  YTphYQ

这，就是Base64编码原理，解码就反向而行！

不过，在js里，本身提供了Base64编码解码的方法，还是以上面 a:aa 为例，就是