Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一,在发送电子邮件时,服务器认证的用户名和密码需要用Base64编码,附件也需要用Base64编码。
下面简单介绍Base64算法的原理,由于代码太长就不在此贴出
Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节(3*8 = 4*6 = 24),然后把6Bit再添两位高位0,组成四个8Bit的字节,也就是说,转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。
转换后,我们用一个码表来得到我们想要的字符串(也就是最终的Base64编码),这个表是这样的:
0 A 17 R 34 i 51 z
1 B 18 S 35 j 52 0
2 C 19 T 36 k 53 1
3 D 20 U 37 l 54 2
4 E 21 V 38 m 55 3
5 F 22 W 39 n 56 4
6 G 23 X 40 o 57 5
7 H 24 Y 41 p 58 6
8 I 25 Z 42 q 59 7
9 J 26 a 43 r 60 8
10 K 27 b 44 s 61 9
11 L 28 c 45 t 62 +
12 M 29 d 46 u 63 /
13 N 30 e 47 v
14 O 31 f 48 w (pad) =
15 P 32 g 49 x
16 Q 33 h 50 y
原文的字节最后不够3个的地方用0来补足,转换时Base64编码用=号来代替。这就是为什么有些Base64编码会以一个或两个等号结束的原因,但等号最多只有两个。
举一个例子,abc经过Base64编码以后的结果是YWJj.
发邮件的时候所写的信息自动在后台转换然后传输...
各位看官应该都是资深的网虫了,小弟斗胆在此问问大家,平时上网时,除了泡MM、到论坛灌水、扔版砖……之外,进行的最多的是什么活动?对了,你一定会说:是收发电子邮件!(谁敢说自己没收/发过电子邮件的?拉出去枪毙了!!)
收/发E-mail的时候有一个安全性的问题——假想一下,你花了一整天时间给系花写的情书,在发送的过程中被隔壁宿舍张三那小子截获了(难道他是黑客??),更糟的是他是你的情敌啊……天,后果不堪设想!!因此,我们必须有一种比较可靠的加密方法,能够对电子邮件的明文进行转换,至少要得出一个无法被别人一眼就看出内容来的东西,而且编码/解码的速度还要足够快。(这时你可以再假想一下啦,张三那家伙截获了你的肉麻情书,可是他一看:“咦?怎么乱七八糟的?垃圾邮件!!”——这样一来你不就逃过大难了?!)
Base64就是在这种背景下产生的加密方法。它的特点是:1、速度非常快。2、能够将字符串A转换成字符串B,而且如果你光看字符串B,是绝对猜不出字符串A的内容来的。不信吗?让我们来看看下面这串东西:
xOO6w6Osu7bTrbniwdnAz8LetcTnzbfXzOy12KOh
呵呵,是什么啊?猜出来了吗?其实它就是下面这段文字经过Base64编码产生的东东:
你好,欢迎光临老罗的缤纷天地!
介绍说完啦,让我们开始探讨实质性的东西。
Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一,大家可以查看RFC2045~RFC2049,上面有MIME的详细规范。
Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节(3*8 = 4*6 = 24),然后把6Bit再添两位高位0,组成四个8Bit的字节,也就是说,转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。
这样说会不会太抽象了?不怕,我们来看一个例子:
转换前 | aaaaaabb | ccccdddd | eeffffff | |
转换后 | 00aaaaaa | 00bbcccc | 00ddddee | 00ffffff |
应该很清楚了吧?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,我们用一个码表来得到我们想要的字符串(也就是最终的Base64编码),这个表是这样的:(摘自RFC2045)
Table 1: The Base64 Alphabet
Value Encoding Value Encoding Value Encoding Value Encoding
0 A 17 R 34 i 51 z
1 B 18 S 35 j 52 0
2 C 19 T 36 k 53 1
3 D 20 U 37 l 54 2
4 E 21 V 38 m 55 3
5 F 22 W 39 n 56 4
6 G 23 X 40 o 57 5
7 H 24 Y 41 p 58 6
8 I 25 Z 42 q 59 7
9 J 26 a 43 r 60 8
10 K 27 b 44 s 61 9
11 L 28 c 45 t 62 +
12 M 29 d 46 u 63 /
13 N 30 e 47 v
14 O 31 f 48 w (pad) =
15 P 32 g 49 x
16 Q 33 h 50 y
让我们再来看一个实际的例子,加深印象!
转换前 | 10101101 | 10111010 | 01110110 | |
转换后 | 00101011 | 00011011 | 00101001 | 00110110 |
十进制 | 43 | 27 | 41 | 54 |
对应码表中的值 | r | b | p | 2 |
所以上面的24位编码,编码后的Base64值为 rbp2
解码同理,把 rbq2 的二进制位连接上再重组得到三个8位值,得出原码。
(解码只是编码的逆过程,在此我就不多说了,另外有关MIME的RFC还是有很多的,如果需要详细情况请自行查找。)
用更接近于编程的思维来说,编码的过程是这样的:
第一个字符通过右移2位获得第一个目标字符的Base64表位置,根据这个数值取到表上相应的字符,就是第一个目标字符。
然后将第一个字符左移4位加上第二个字符右移4位,即获得第二个目标字符。
再将第二个字符左移2位加上第三个字符右移6位,获得第三个目标字符。
最后取第三个字符的右6位即获得第四个目标字符。
在以上的每一个步骤之后,再把结果与 0x3F 进行 AND 位操作,就可以得到编码后的字符了。
(感谢 Athena 指出以上描述中原有的一些错误!^_^)So easy! That’s all!!!
可是等等……聪明的你可能会问到,原文的字节数量应该是3的倍数啊,如果这个条件不能满足的话,那该怎么办呢?
我们的解决办法是这样的:原文的字节不够的地方可以用全0来补足,转换时Base64编码用=号来代替。这就是为什么有些Base64编码会以一个或两个等号结束的原因,但等号最多只有两个。因为:
余数 = 原文字节数 MOD 3
所以余数任何情况下都只可能是0,1,2这三个数中的一个。如果余数是0的话,就表示原文字节数正好是3的倍数(最理想的情况啦)。如果是1的话,为了让Base64编码是4的倍数,就要补2个等号;同理,如果是2的话,就要补1个等号。
讲到这里,大伙儿应该全明白了吧?如果还有不清楚的话就返回去再仔细看看,其实不难理解的。
下面我给出一个演示Base64编码/解码的程序,希望能对您有用。同时也希望您帮我完善它,利用它做出更多的用途,到时别忘了通知我一声啊!(我现在太忙了)
DLL的源代码:Base64Dll.asm;*********************************************** ;程序名称:演示Base64编码/解码原理 ;作者:罗聪 ;日期:2002-9-14 ;出处:http://laoluoc.yeah.net(老罗的缤纷天地) ;注意事项:如欲转载,请保持本程序的完整,并注明: ;转载自“老罗的缤纷天地”(http://laoluoc.yeah.net) ;***********************************************
.386 .model flat, stdcall option casemap:none
include \masm32\include\windows.inc include \masm32\include\kernel32.inc include \masm32\include\user32.inc includelib \masm32\lib\kernel32.lib includelib \masm32\lib\user32.lib
DllEntry proto :HINSTANCE, :DWORD, :DWORD Base64Encode proto :DWORD, :DWORD Base64Decode proto :DWORD, :DWORD
.data ;Base64 -> ASCII mapping table base64_alphabet db "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/="
;ASCII -> Base64 mapping table base64table db 43 dup (255) db 62,255,255,255,63,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,255 db 255,255,0,255,255,255,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13 db 14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,255,255,255,255 db 255,255,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38 db 39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51 db 132 dup (255)
.code DllEntry proc hInst: HINSTANCE, reason: DWORD, reserved1: DWORD mov eax, TRUE ret DllEntry endp
;********************************************************** ;函数功能:进行Base64编码 ;参数: ; source = 传入的字符串 ; destination = 返回的编码 ;********************************************************** Base64Encode proc uses ebx edi esi source:DWORD, destination:DWORD LOCAL sourcelen:DWORD
invoke lstrlen, source mov sourcelen, eax
mov esi, source mov edi, destination @@base64loop: xor eax, eax .if sourcelen == 1 lodsb ;source ptr + 1 mov ecx, 2 ;bytes to output = 2 mov edx, 03D3Dh ;padding = 2 byte dec sourcelen ;length - 1 .elseif sourcelen == 2 lodsw ;source ptr + 2 mov ecx, 3 ;bytes to output = 3 mov edx, 03Dh ;padding = 1 byte sub sourcelen, 2 ;length - 2 .else lodsd mov ecx, 4 ;bytes to output = 4 xor edx, edx ;padding = 0 byte dec esi ;source ptr + 3 (+4-1) sub sourcelen, 3 ;length - 3 .endif
xchg al,ah ;flip eax completely rol eax, 16 ;can this be done faster xchg al,ah
@@: push eax and eax, 0FC000000h ;get the last 6 high bits rol eax, 6 ;rotate them into al mov al, byte ptr [offset base64_alphabet + eax] ;get encode character stosb ;write to destination pop eax shl eax, 6 ;shift left 6 bits dec ecx jnz @B ;loop
cmp sourcelen, 0 jnz @@base64loop ;main loop
mov eax, edx ;add padding and null terminate stosd
ret Base64Encode endp
;********************************************************** ;函数功能:进行Base64解码 ;参数: ; source = 传入的编码 ; destination = 返回的字符串 ;********************************************************** Base64Decode proc uses ebx edi esi source:DWORD, destination:DWORD LOCAL sourcelen:DWORD
invoke lstrlen, source mov sourcelen, eax mov esi, source ;esi <- source mov edi, destination ;edi <- destination mov ecx, sourcelen shr ecx, 2 cld ;-------------[decoding part]--------------- @@outer_loop: push ecx mov ecx, 4 xor ebx, ebx lodsd @@inner_loop: push eax and eax, 0ffh mov al, byte ptr [offset base64table + eax] cmp al, 255 je @@invalid_char shl ebx, 6 or bl, al pop eax shr eax, 8 dec ecx jnz @@inner_loop mov eax, ebx shl eax, 8 xchg ah, al ror eax, 16 xchg ah, al stosd dec edi pop ecx dec ecx jnz @@outer_loop xor eax, eax jmp @@decode_done ;------------------------------------------- @@invalid_char: mov eax, -1 @@decode_done: ret Base64Decode ENDP
end DllEntry ;******************** over ******************** ;by LC |
测试程序:base64.asm;*********************************************** ;程序名称:演示Base64编码/解码原理 ;作者:罗聪 ;日期:2002-9-14 ;出处:http://laoluoc.yeah.net(老罗的缤纷天地) ;注意事项:如欲转载,请保持本程序的完整,并注明: ;转载自“老罗的缤纷天地”(http://laoluoc.yeah.net) ;***********************************************
.386 .model flat, stdcall option casemap:none
include \masm32\include\windows.inc include \masm32\include\kernel32.inc include \masm32\include\user32.inc include Base64Dll.inc includelib \masm32\lib\kernel32.lib includelib \masm32\lib\user32.lib includelib Base64Dll.lib
WndProc proto :DWORD, :DWORD, :DWORD, :DWORD
.const IDC_BUTTON_ENCODE equ 3000 IDC_BUTTON_DECODE equ 3001 IDC_EDIT_INPUT equ 3002 MAXSIZE equ 260
.data szDlgName db "lc_dialog", 0 szCaption db "BASE64 demo by LC", 0 szBuffer db 255 dup(0) szText db 340 dup(0) szMsg db 450 dup(0) szTemplate_Encode db "字符串 ""%s"" 的Base64编码是:", 13, 10, 13, 10, "%s", 0 szTemplate_Decode db "编码 ""%s"" 经过Base64还原后的字符串是:", 13, 10, 13, 10, "%s", 0
.code main: invoke GetModuleHandle, NULL invoke DialogBoxParam, eax, offset szDlgName, 0, WndProc, 0 invoke ExitProcess, eax
WndProc proc uses edi hWnd:HWND, uMsg:UINT, wParam:WPARAM, lParam:LPARAM LOCAL hEdit: HWND
.if uMsg == WM_CLOSE invoke EndDialog, hWnd, 0 .elseif uMsg == WM_COMMAND mov eax, wParam mov edx, eax shr edx, 16 movzx eax, ax .if edx == BN_CLICKED .if eax == IDCANCEL invoke EndDialog, hWnd, NULL .elseif eax == IDC_BUTTON_ENCODE || eax == IDOK ;取得用户输入的字符串: invoke GetDlgItemText, hWnd, IDC_EDIT_INPUT, addr szBuffer, 255
;进行 ASCII->Base64 转换: invoke Base64Encode, addr szBuffer, addr szText
;格式化输出: invoke wsprintf, addr szMsg, addr szTemplate_Encode, addr szBuffer, addr szText
;显示结果: invoke MessageBox, hWnd, addr szMsg, addr szCaption, MB_OK
.elseif eax == IDC_BUTTON_DECODE ;取得用户输入的字符串: invoke GetDlgItemText, hWnd, IDC_EDIT_INPUT, addr szBuffer, 255
;进行 Base64->ASCII 转换: invoke Base64Decode, addr szBuffer, addr szText
;格式化输出: invoke wsprintf, addr szMsg, addr szTemplate_Decode, addr szBuffer, addr szText
;显示结果: invoke MessageBox, hWnd, addr szMsg, addr szCaption, MB_OK .endif
;全选edit里面的内容: invoke GetDlgItem, hWnd, IDC_EDIT_INPUT invoke SendMessage, eax, EM_SETSEL, 0, -1
.endif .else mov eax, FALSE ret .endif mov eax, TRUE ret WndProc endp
end main ;******************** over ******************** ;by LC |
测试程序的资源文件:base64.rc#include "resource.h"
#define IDC_BUTTON_ENCODE 3000 #define IDC_BUTTON_DECODE 3001 #define IDC_EDIT_INPUT 3002 #define IDC_STATIC -1
LC_DIALOG DIALOGEX 10, 10, 195, 60 STYLE DS_SETFONT | DS_CENTER | WS_MINIMIZEBOX | WS_VISIBLE | WS_CAPTION | WS_SYSMENU CAPTION "Base64 demo by LC" FONT 9, "宋体", 0, 0, 0x0 BEGIN LTEXT "请输入字符串:", IDC_STATIC, 11, 7, 130, 10 EDITTEXT IDC_EDIT_INPUT, 11, 20, 173, 12, ES_AUTOHSCROLL DEFPUSHBUTTON "编码(&E)", IDC_BUTTON_ENCODE, 38, 39, 52, 15 PUSHBUTTON "解码(&D)", IDC_BUTTON_DECODE, 104, 39, 52, 15 END |
如果你发现了有bug,一定要告诉我啊,并请来信讨论!lcother@163.net最后给大家留下一个小小的习题,你知道下面这串Base64编码的原文是什么吗? :)