密码学基础之base编码家族介绍

Posted 2020-07-17

base64.顾名思义，就是基于64个可打印字符来表示二进制数据的一种方法。（它不是加密算法）。对于64个打印字符，我们字需要6个二进制位就可以完全表示了。那么我们如何利用8个二进制位来表示只需要6个二进制位就可以完全表示的可打印字符呢？由于2的6次方等于64，所以我们可以将每6个位元为一个单元，对应某个可打印字符。三个字节有24个位元，对应于4个Base64单元，即3个字节需要用4个可打印字符来表示(一般的ASCII码中一个字符有8位，但在这64个字符中只需要6位就可以表示出来了)。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，此外还有两个可打印符号在不同的系统中而不同。

Base64索引表：（原始表）

编码过程实例：

编码

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，我们再通过将二进制转换为可打印字符来得到我们想要的字符串（也就是最终的Base64编码）

我们可以看到经过base64编码后，字符串理论上比之前长1/3，也就是原来的4/3。（除下面两种情况外）。

如果要编码的字节数不能被3整除，最后会多出1个或2个字节，那么可以使用下面的方法进行处理：先使用0字节值在末尾补足，使其能够被3整除，然后再进行base64的编码。在编码后的base64文本后加上一个或两个‘=‘号，代表补足的字节数。也就是说，当最后剩余一个八位字节（一个byte）时，最后一个6位的base64字节块有四位是0值，最后附加上两个等号；如果最后剩余两个八位字节（2个byte）时，最后一个6位的base字节块有两位是0值，最后附加一个等号。

base64编码后一般都有=号，而且密文长度较长的也基本是base64编码。（base64编码对）（等号是根据使用情况不同而对64种可打印字符进行修改的结果）。

base64的应用

https://zh.wikipedia.org/zh/Base64

在base家族中，有base64，base32，base16还有传说中的base8

在base64的编码中http://xiaoqin00.blog.51cto.com/10468367/1713961，我们说到base64编码是用64（2的6次方）个ASCII字符来表示256（2的8次方）个ASCII字符，也就是三位二进制数组经过编码后变为四位的ASCII字符显示，长度比原来增加1/3。

同样，base32就是用32（2的5次方）个特定ASCII码来表示256个ASCII码。所以，5个ASCII字符经过base32编码后会变为8个字符（公约数为40），长度增加3/5.

base16就是用16（2的4次方）个特定ASCII码表示256个ASCII字符。1个ASCII字符经过base16编码后会变为2个字符，长度增加一倍。

在base家族中，有先写的是base64，没有189的是base32，

base64中包含大写字母（A-Z）、小写字母（a-z）、数字0——9以及+/；

base32中只有大写字母（A-Z）和数字234567

base32索引表：

base16中只有数字0-9以及大写字母ABCDEF。

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