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    Base64加密和解密
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    Base64加密和解密

    六月是只猫 · 原创 ·
    技术分享互联网 · 代码
    共 5215 字 · 约 5 分钟 · 1023
    本文最后更新于2023年12月28日,已经过了144天没有更新,若内容或图片失效,请留言反馈

    简介

    标准的Base64并不适合直接放在URL里传输,因为URL编码器会把标准Base64中的“/”和“+”字符变为形如“%XX”的形式,而这些“%”号在存入数据库时还需要再进行转换,因为ANSI SQL中已将“%”号用作通配符。
    为解决此问题,可采用一种用于URL的改进Base64编码,它在末尾填充'='号,并将标准Base64中的“+”和“/”分别改成了“-”和“_”,这样就免去了在URL编解码和数据库存储时所要作的转换,避免了编码信息长度在此过程中的增加,并统一了数据库、表单等处对象标识符的格式。
    另有一种用于正则表达式的改进Base64变种,它将“+”和“/”改成了“!”和“-”,因为“+”,“*”以及前面在IRCu中用到的“[”和“]”在正则表达式中都可能具有特殊含义。
    此外还有一些变种,它们将“+/”改为“_-”或“._”(用作编程语言中的标识符名称)或“.-”(用于XML中的Nmtoken)甚至“_:”(用于XML中的Name)。
    Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节(38 = 46 = 24),然后把6Bit再添两位高位0,组成四个8Bit的字节,也就是说,转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。

    规则

    1. 关于这个编码的规则:
    2. 把3个字节变成4个字节
    3. 每76个字符加一个换行符。
    4. 最后的结束符也要处理。

    例子1

    转换前 11111111, 11111111, 11111111 (二进制)
    转换后 00111111, 00111111, 00111111, 00111111 (二进制)
    上面的三个字节是原文,下面的四个字节是转换后的Base64编码,其前两位均为0。
    转换后,我们用一个码表来得到我们想要的字符串(也就是最终的Base64编码),这个表是这样的:(摘自RFC2045)
    转换表
    Table 1: The Base64 Alphabet

    索引对应字符索引对应字符索引对应字符索引对应字符
    0A17R34i51z
    1B18S35j520
    2C19T36k531
    3D20U37l542
    4E21V38m553
    5F22W39n564
    6G23X40o575
    7H24Y41p586
    8I25Z42q597
    9G26a43r608
    10K27b44s619
    11L28c45t62+
    12M29d46u63/
    13N30e47v
    14O31f48w
    15P32g49x
    16Q33h50y

    例子2

    转换前 10101101,10111010,01110110
    转换后 00101011, 00011011 ,00101001 ,00110110
    十进制 43 27 41 54
    对应码表中的值 r b p 2
    所以上面的24位编码,编码后的Base64值为 rbp2
    解码同理,把 rbq2 的二进制位连接上再重组得到三个8位值,得出原码。
    (解码只是编码的逆过程,有关MIME的RFC还有很多,如果需要详细情况请自行查找。)
    第一个字节,根据源字节的第一个字节处理。
    规则:源第一字节右移两位,去掉低2位,高2位补零。
    既:00 + 高6位
    第二个字节,根据源字节的第一个字节和第二个字节联合处理。
    规则如下,第一个字节高6位去掉然后左移四位,第二个字节右移四位
    即:源第一字节低2位 + 源第2字节高4位
    第三个字节,根据源字节的第二个字节和第三个字节联合处理,
    规则第二个字节去掉高4位并左移两位(得高6位),第三个字节右移6位并去掉高6位(得低2位),相加即可
    第四个字节,规则,源第三字节去掉高2位即可
    //用更接近于编程的思维来说,编码的过程是这样的:
    //第一个字符通过右移2位获得第一个目标字符的Base64表位置,根据这个数值取到表上相应的字符,就是第一//个目标字符。
    //然后将第一个字符与0x03(00000011)进行与(&)操作并左移4位,接着第二个字符右移4位与前者相或(|),即获得第二个目标字符。
    //再将第二个字符与0x0f(00001111)进行与(&)操作并左移2位,接着第三个字符右移6位与前者相或(|),获得第三个目标字符。
    //最后将第三个字符与0x3f(00111111)进行与(&)操作即获得第四个目标字符。
    //在以上的每一个步骤之后,再把结果与 0x3F 进行 AND 位操作,就可以得到编码后的字符了。
    原文的字节数量应该是3的倍数,如果这个条件不能满足的话,具体的解决办法是这样的:原文剩余的字节根据编码规则继续单独转(1变2,2变3;不够的位数用0补全),再用=号补满4个字节。这就是为什么有些Base64编码会以一个或两个等号结束的原因,但等号最多只有两个。因为一个原字节至少会变成两个目标字节,所以余数任何情况下都只可能是0,1,2这三个数中的一个。如果余数是0的话,就表示原文字节数正好是3的倍数(最理想的情况)。如果是1的话,转成2个Base64编码字符,为了让Base64编码是4的倍数,就要补2个等号;同理,如果是2的话,就要补1个等号。

    原理

    转码过程例子:
    38=46
    内存1个字节占8位
    转前: s 1 3
    先转成ascii:对应 115 49 51
    2进制: 01110011 00110001 00110011
    6个一组(4组) 011100110011000100110011
    然后才有后面的 011100 110011 000100 110011
    然后计算机一个字节占8位,不够就自动补两个高位0了
    所以有了高位补0
    科学计算器输入 00011100 00110011 00000100 00110011
    得到 28 51 4 51
    查对下照表 c z E z
    先以“迅雷下载”为例: 很多下载类网站都提供“迅雷下载”的链接,其地址通常是加密的迅雷专用下载地址。
    其实迅雷的“专用地址”也是用Base64"加密"的,其过程如下:
    一、在地址的前后分别添加AA和ZZ
    二、对新的字符串进行Base64编码
    另: Flashget的与迅雷类似,只不过在第一步时加的“料”不同罢了,Flashget在地址前后加的“料”是[FLASHGET]
    而QQ旋风的干脆不加料,直接就对地址进行Base64编码了

    应用

    Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如,在Java Persistence系统Hibernate中,就采用了Base64来将一个较长的一个标识符(一般为128-bit的UUID)编码为一个字符串,用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他应用程序中,也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL(包括隐藏表单域)中的形式。此时,采用Base64编码不仅比较简短,同时也具有不可读性,即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。
    然而,标准的Base64并不适合直接放在URL里传输,因为URL编码器会把标准Base64中的“/”和“+”字符变为形如“%XX”的形式,而这些“%”号在存入数据库时还需要再进行转换,因为ANSI SQL中已将“%”号用作通配符。
    为解决此问题,可采用一种用于URL的改进Base64编码,它不仅在末尾去掉填充的'='号,并将标准Base64中的“+”和“/”分别改成了“-”和“_”,这样就免去了在URL编解码和数据库存储时所要作的转换,避免了编码信息长度在此过程中的增加,并统一了数据库、表单等处对象标识符的格式。
    另有一种用于正则表达式的改进Base64变种,它将“+”和“/”改成了“!”和“-”,因为“+”,“/”以及前面在IRCu中用到的“[”和“]”在正则表达式中都可能具有特殊含义。
    此外还有一些变种,它们将“+/”改为“_-”或“._”(用作编程语言中的标识符名称)或“.-”(用于XML中的Nmtoken)甚至“_:”(用于XML中的Name)。
    其他应用
    Mozilla Thunderbird和Evolution用Base64来保密电子邮件密码
    Base64 也会经常用作一个简单的“加密”来保护某些数据,而真正的加密通常都比较繁琐。
    垃圾讯息传播者用Base64来避过反垃圾邮件工具,因为那些工具通常都不会翻译Base64的讯息。
    在LDIF档案,Base64用作编码字串。

    代码实现

    EncodUtil(base64加密和解密工具类)

    base64 代码:
    import java.util.Base64;
    
    public class EncodUtil {
        private final static String SALT = "Tsy";    //添加盐值,增加解密难度
        private final static int REPART = 5;       //设定加密次数,次数越多解密越难,但是会增加垃圾空间(原因是进行了字符串的修改)
        public static String encode(String msg) {
            String tsy = msg + "{" + SALT + "}";
            byte[] date = tsy.getBytes();
            for (int i = 0; i < REPART; i++) {
                date = Base64.getEncoder().encode(date);
            }
            return new String(date);
        }
        public static String decode(String msg) {
            byte[] date = msg.getBytes();
            for (int i = 0; i <REPART; i++) {
                date = Base64.getDecoder().decode(date);
            }
            return new String(date).replace("{Tsy}", "");
        }
    }
    
    }
    

    测试类

    html 代码:
    public class Test { public static void main(String[] args) { 
          String msg1 = "Tsyscv"; System.out.println(msg1.hashCode());
          String msg = encod.encode("www.mldn.cn"); 
          System.out.println(msg);
          System.out.println(encod.decode(msg)); 
    }
    
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