BASE64编码原理与Golang代码调用

Posted 2020-12-30

一.概念简介

Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。由于2^6=64，所以每6个比特为一个单元，对应某个可打印字符。3个字节有24个比特，对应于4个Base64单元，即3个字节可由4个可打印字符来表示。它可用来作为电子邮件的传输编码。在Base64中的可打印字符包括字母A-Z、a-z、数字0-9，这样共有62个字符，此外两个可打印符号在不同的系统中而不同。

Base64常用于在通常处理文本数据的场合，表示、传输、存储一些二进制数据

二.代码调用

在Golang中提供了代码库可以供我们直接调用，用于实现Base64的编码与解码，其提供了对两种格式的数据进行编码(与解码)

const encodeStd = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"
const encodeURL = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-_"

来自golang源码base64.go

1.标准数据(encodeStd)

    msg := "Mac"
    //编码
    base64EncodedString := base64.StdEncoding.EncodeToString([]byte(msg))
    fmt.Println("Base64编码后:", base64EncodedString)
    //解码
    base64DecodedByte, err := base64.StdEncoding.DecodeString(base64EncodedString)
    if err != nil {
        log.Panic(err)
    }
    fmt.Println("Base64解码后的字节数组:", base64DecodedByte)
    fmt.Println("Base64解码后:", string(base64DecodedByte))

返回打印结果

Base64编码后: TWFj
Base64解码后的字节数组: [77 97 99]
Base64解码后: Mac

2.URL数据(encodeURL)

msgUrl :="http://www.google.com"
    base64UrlEncodedString :=base64.URLEncoding.EncodeToString([]byte(msgUrl))
    fmt.Println("Base64编码后:", base64UrlEncodedString)
    base64UrlDecodedByte,err := base64.URLEncoding.DecodeString(base64UrlEncodedString)
    if err !=nil {
        log.Panic(err)
    }
    fmt.Println("Base64解码后的字节数组:", base64UrlDecodedByte)
    fmt.Println("Base64解码后:", string(base64UrlDecodedByte))

返回打印结果

Base64编码后: aHR0cDovL3d3dy5nb29nbGUuY29t
Base64解码后的字节数组: [104 116 116 112 58 47 47 119 119 119 46 103 111 111 103 108 101 46 99 111 109]
Base64解码后: http://www.google.com

三.编码原理

1.将每个字符转成ASCII编码(10进制)

fmt.Println([]byte(msg)) //[77 97 99]

2.将10进制编码转成2进制编码

fmt.Printf("%b",[]byte(msg)) 
//[1001101 1100001 1100011] 

补齐8位为:

[01001101 01100001 01100011] 

3.将2进制编码按照6位一组进行平分

010011 010110 000101 100011

4.转成10进制数

010011 ==> 1x2^0 + 1x2^1 + 0 + 0 + 1x2^4 = 19

010110 ==> 0 + 1x2^1 + 1x2^2 + 0 + 1x2^4 = 22

000101 ==> 1x2^0 + 0 + 1 x 2^2 + 0 + 0 + 0 = 5

100011 ==> 1x2^0 + 1x2^1 + 0 + 0 + 0 + 1x2^5 = 35

5.将十进制数作为索引，从Base64编码表中查找字符

19 对应 T
22 对应 W
5  对应 F
35 对应 j (注意是小写)

注意

• 若文本为3个字符，则刚好编码为4个字符长度(3 8 = 4 6)
• 若文本为2个字符，则编码为3个字符，尾部用一个"="补齐
• 若文本为1个字符，则编码为2个字符，尾部用两个"="补齐