Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的编码方式。它常用于在需要以文本形式处理二进制数据的场景中，例如在电子邮件的MIME格式中、URL编码、嵌入图片到HTML或CSS中，以及在数据传输和存储过程中。以下是对Base64的详细说明： ### 编码原理 1. **输入数据分割**：将输入的二进制数据按每3字节（24位）一组进行分割。如果数据长度不是3的倍数，则使用0字节填充，使其长度凑满3字节。 2. **位移操作**：每3字节的数据块被分割成4个6位的单元（因为 \(3 \times 8 = 4 \times 6\)）。每个6位单元代表一个十进制数，这个数在0到63之间。 3. **映射字符**：使用Base64字符表将每个6位单元映射为一个Base64字符。Base64字符表包含以下64个字符： - 大写字母：A-Z (0-25) - 小写字母：a-z (26-51) - 数字：0-9 (52-61) - 加号（+）：62 - 斜杠（/）：63 4. **填充字符**：如果输入数据长度不是3的倍数，则在编码后的Base64字符串末尾使用等号（=）进行填充，使编码后的字符串长度是4的倍数。 ### 解码原理 1. **去掉填充字符**：去掉Base64编码字符串末尾的等号（=）填充字符。 2. **字符映射**：将Base64字符串中的每个字符映射回相应的6位二进制数。 3. **组合二进制数据**：将所有6位的二进制数重新组合成8位的字节。每4个Base64字符还原为3个字节的数据块。 4. **还原原始数据**：去掉可能存在的用于凑满3字节的数据填充。 ### 特点和应用 - **效率和简洁**：Base64编码后数据长度约为原始数据的4/3，因此虽然数据量增加了，但保持了简洁性和可读性。 - **无特殊字符**：编码后的字符串仅包含字母、数字和少量符号，避免了因特殊字符导致的数据传输问题。 - **应用广泛**：用于邮件传输、数据存储、URL传递参数、嵌入图像到HTML/CSS、Web API中传输数据等。 ### 示例 假设我们需要编码字符串“Hello”： 1. **原始数据**：`H` `e` `l` `l` `o`（ASCII码分别为 72, 101, 108, 108, 111） 2. **二进制表示**：`01001000` `01100101` `01101100` `01101100` `01101111` 3. **24位分组**：`01001000 01100101 01101100` `01101100 01101111` 4. **6位分割**：`010010` `000110` `010101` `101100` `011011` `011011` `111100` 5. **映射字符**：`SGVs bG8g` 6. **Base64编码**：`SGVsbG8g` 通过Base64编码后的“Hello”变为“SGVsbG8g”，并在需要时可以反向解码回原始数据。