了解一下 - Base64

Base64编码是最常见的编码方式（使用64个字符表示任意8bit字节序列），是一种基于64个可打印字符来表示任意二进制数据的方法，是从二进制转换到可见字符的过程。

使用场景

• 数据加密后通过Base64转换为可见字符串存储
• URL（需要Url安全的Base64）、Cookie、网页中传输少量二进制数据
• 将二进制数据（比如图片）保存在文本文件中
• 不能传输二进制文件的网络环境可以转换Base64在进行网络传输

Base64原理

【Base64编码表】

对二进制数据进行处理，把每3个字节（每个字节为 8bit, 3个字节为24bit）重新划为4组（每组为6bit后，高位补两个 0 为8bit 后作为一个新字节。划分后对应的二进制数值范围是 00000000 - 00111111（十进制范围 0 - 63），正好和码表字符个数对应。）， 然后将划分后的字节转换为4个数字作为索引查编码表，获得相应的4个字符，从而得到编码后的字符串。

以字符串 “ABC” 为例，将其Base64编码：
“ABC” 的二进制为 -> 01000001 01000010 01000011

如果要编码的数据二进制位数不是3的倍数，那么最后会在编码的末尾加上1个或2个 = 号进行补足，表示补了多少字节，解码的时候会被去掉。

以字符串 “A” 为例，将其Base64编码：
“A” 的二进制为 -> 01000001

Base32 和 Base16

除Base64外 ，还有不常用的Base32 和 Base16编码，Base32 是将 5个字节拆分为8组，Base16是将 1个字节拆分为2组， 和Base64编码原理是一样的。

Base32：使用26个大写字母A-Z和数字2-7的32个字符做为字符集。Base32字符集中省略了1，0等数字，记忆或手写它们，容易与字母 I， O 混淆。

【Base32编码表】

Base16：使用数字0-9和字母A-F或小写a-f的16个字符做为字符集。

【Base16编码表】

Base64编码后会使数据增大

因为Base64对二进制数据进行处理时，会将每3个字节（每个字节8bit，共为24bit），划分为4个字节，会使数据增大。

JDK提供的Base64编码方法

在Java7之前可以使用sun.misc.BASE64Encoder和sun.misc.BASE64Decoder，用来Base64编码解码，com.sun开头的包不是公开的，属于sun的内部方法,不建议使用。所以可以使用Apache提供的工具包（commons-codec-1.11.jar）来进行Base64编码解码。
从JDK 7开始Oracle发表了声明，不希望Java程序调用JDK系统包中以sun开头的类（请见:https://www.oracle.com/technetwork/java/faq-sun-packages-142232.html）。
从JKD 8开始，Oracle已经把Base64进行优化并放到JDK的java.util包里了，所以推荐直接使用java.util.Base64进行Base64编码和解码。

例：

// Base64 编码
String encoder = Base64.getEncoder().encodeToString("但愿人长久 千里共婵娟".getBytes());
System.err.println(encoder);		
// Base64 解码
String decoder = new String(Base64.getDecoder().decode(encoder));
System.err.println(decoder);

// 结果
// 5L2G5oS/5Lq66ZW/5LmFIOWNg+mHjOWFseWpteWonw==
// 但愿人长久 千里共婵娟

上面标准的Base64编码后可能出现字符 + 和 /，如果用在URL中，就不能直接作为参数，所以又有一种URL安全的Base64编码，就是把字符 + 和 / 分别变成 - 和 _ ，JDK 也提供了对应的方法。

例：

// URL安全的Base64 编码
String safeEncoder = Base64.getUrlEncoder().encodeToString("但愿人长久 千里共婵娟".getBytes());
System.err.println(safeEncoder);	
// URL安全的Base64 解码
String safeDecoder = new String(Base64.getUrlDecoder().decode(safeEncoder));
System.err.println(safeDecoder);

// 结果
// 5L2G5oS_5Lq66ZW_5LmFIOWNg-mHjOWFseWpteWonw==
// 但愿人长久 千里共婵娟

小结

Base64 是一种把任意二进制数据转换为字符串序列过程
Base64 不能用于真正意义上的数据加密

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参考：
https://tools.ietf.org/html/rfc4648
https://en.wikipedia.org

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