Base64編碼和解碼算法

Base64么新鮮的算法了。只是假設你沒從事過頁面開發（或者說動態頁面開發。尤其是郵箱服務），你都不怎么了解過，僅僅是聽起來非常熟悉。

對於黑客來說，Base64與MD5算法有着相同的位置。由於電子郵箱（e-mail）正文就是base64編碼的。

那么。我們就一起來深入的探討一下這個東東吧。

 

對於一種算法，與其問“它是什么？”，不如問“它實現了什么？”

Base64實現了：將隨意字節轉為可讀字符的編碼。

我們知道。除了頁面上的文本，計算機中的數據還有非常多是不可見的。那么我們再扯一扯編碼的問題吧。

 

通俗的說，編碼就是給某個文字符號邊上一個數字序號，計算機在現實這個文字符號（字符）的時候，依據這個序號到字庫中查找相應的點陣或矢量數據，

在顯示器上“畫”出來。（關於點陣和矢量我們就不扯了。不然就真的太遠了。

）

 

起初的字符編碼，沒有把漢字、日文、朝鮮文和其它文字包含在內，僅僅有26個英文字母的大寫和小寫和10個阿拉伯數字。加上一些控制字符和空格，用一個字節

就行全然的編碼了。（不要告訴我你不知道2的7次方和2的8次方是多少，一個技術人員為這種問題困擾簡直是一種恥辱。）

 

然而。世界上除了文字還有數據。比方圖片、壓縮文件、程序等等都是二進制文件。這些文件一樣以字節為單位存儲數據。這些字節往往不不過2的7次方以內

的可顯示的文字字符編碼，還有可能是大於127（有符號數小於0）的字節，這些字節沒辦法用字符顯示出來，Base64就是通過某種算法將他們顯示出來。

 

*那么，Base64加密是安全的嗎？

沒有絕對安全的加密。Base64不是為了安全，而是為了顯示。並且Base64是可逆的。也就是說。通過簡單的解密就能得到原文。事實上即便是不可逆的MD5算法。

也能夠通過明文數據庫找出可能的原文（睡到知道e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e的原文就是123456）。

 

*那么，Base64是怎么實現的呢？

事實上非常easy，只是為了URL等特殊用處，Base64選擇了下面64個字符作為密文顯示，着64個字符都是可顯示的，他們是：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/

假設密文有不屬於他們的字符，那么不是Base64編碼或者是山寨版的。

 

一眼看去就知道是26個字母大寫和小寫和數字，加上“+”“/”兩個符號。“?

*-”因為正則表達式的問題，沒有選用，而空格和回車這些是不能顯示的。

Base64處理的過程是，以3個字節為一組（3個字節就是24位嘛），每6位擴展成8位得到4個字節（就是32位）：

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

那么，得到的每個字節，最大也就是2的6次方。

或許你說：哇，小於2的7次方，能夠顯示了。

事實上不是，得到的這2的6次方式上面那一串字符的索引，也就是說每一個字節的值僅僅是代表它在密文表中的位置。比方

字符“a”的編碼是97。 用16進制表示是0x61（VB表示為&H61）。二進制：01100001，由於不足3位。補0得到 00011000 00010000 000……

前兩個字節是十進制的24 和 16，那么相應那一串字符中的第24個字符和第16個字符為：YQ（索引從0開始算），那么單獨“a”的Base64編碼為

YQ==（不足3為的每一個字符直接轉為“=”）。簡單吧！

 

有了算法，解碼的過程就各位聰明特達的程序猿取思考思考吧，最后C/C++版的編碼和解碼代碼貼上。

 /******************************************
   Base64編碼解碼算法 C語言源碼
   by 虎膽游俠 http://blog.csdn.net/prsniper
 ******************************************/
 #include <stdio.h>    //注意哦，VC中""是當前路徑。<>是系統路徑
 #include <windows.h>

 const char BASE_CODE[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

 //編碼，參數：要編碼的字符串指針，解碼后存放的位置（編碼字串長度的4/3），要編碼的字符串長度 ->返回結果長度
 int fnBase64Encode(char *lpString, char *lpBuffer, int sLen)
 {   register int vLen = 0;  //寄存器局部變量，提速
     while(sLen > 0)      //處理整個字符串
     {   *lpBuffer++ = BASE_CODE[(lpString[0] >> 2 ) & 0x3F];  //右移兩位，與00111111是防止溢出，自加
         if(sLen > 2) //夠3個字符
         {   *lpBuffer++ = BASE_CODE[((lpString[0] & 3) << 4) | (lpString[1] >> 4)];
             *lpBuffer++ = BASE_CODE[((lpString[1] & 0xF) << 2) | (lpString[2] >> 6)];
             *lpBuffer++ = BASE_CODE[lpString[2] & 0x3F];
         }else
         {   switch(sLen)    //追加“=”
             {   case 1:
                     *lpBuffer ++ = BASE_CODE[(lpString[0] & 3) << 4 ];
                     *lpBuffer ++ = '=';
                     *lpBuffer ++ = '=';
                     break;
                 case 2:
                     *lpBuffer ++ = BASE_CODE[((lpString[0] & 3) << 4) | (lpString[1] >> 4)];
                     *lpBuffer ++ = BASE_CODE[((lpString[1] & 0x0F) << 2) | (lpString[2] >> 6)];
                     *lpBuffer ++ = '=';
                     break;
             }
         }
         lpString += 3;
         sLen -= 3;
         vLen +=4;
     }
     *lpBuffer = 0;
     return vLen;
 }

 //子函數 - 取密文的索引
 inline char GetCharIndex(char c) //內聯函數能夠省去函數調用過程。提速
 {   if((c >= 'A') && (c <= 'Z'))
     {   return c - 'A';
     }else if((c >= 'a') && (c <= 'z'))
     {   return c - 'a' + 26;
     }else if((c >= '0') && (c <= '9'))
     {   return c - '0' + 52;
     }else if(c == '+')
     {   return 62;
     }else if(c == '/')
     {   return 63;
     }else if(c == '=')
     {   return 0;
     }
     return 0;
 }

 //解碼，參數：結果，密文，密文長度
 int fnBase64Decode(char *lpString, char *lpSrc, int sLen)   //解碼函數
 {   static char lpCode[4];
     register int vLen = 0;
     if(sLen % 4)        //Base64編碼長度必然是4的倍數，包含'='
     {   lpString[0] = '\0';
         return -1;
     }
     while(sLen > 2)      //不足三個字符。忽略
     {   lpCode[0] = GetCharIndex(lpSrc[0]);
         lpCode[1] = GetCharIndex(lpSrc[1]);
         lpCode[2] = GetCharIndex(lpSrc[2]);
         lpCode[3] = GetCharIndex(lpSrc[3]);

         *lpString++ = (lpCode[0] << 2) | (lpCode[1] >> 4);
         *lpString++ = (lpCode[1] << 4) | (lpCode[2] >> 2);
         *lpString++ = (lpCode[2] << 6) | (lpCode[3]);

         lpSrc += 4;
         sLen -= 4;
         vLen += 3;
     }
     return vLen;
 }

 void main() //主函數，測試函數
 {   char s[] = "a", str[32];
     int l = strlen(s);
     int i = fnBase64Encode(s, str, l);
     printf("fnBase64Encode(\"%s\", str, %d) = \"%s\";\n", s, l, str);
     l = fnBase64Decode(s, str, i);
     printf("fnBase64Decode(\"%s\", s, %d) = \"%s\";\n", str, i, s);
 }

編譯為控制台應用程序，執行如圖：

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

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