各位看官應該都是資深的網蟲了,小弟斗膽在此問問大家,平時上網時,除了泡MM、到論壇灌水、扔版磚……之外,進行的最多的是什麼活動?對了,你一定會說:是收發電子郵件!(誰敢說自己沒收/發過電子郵件的?拉出去槍斃了!!)
收/發E-mail的時候有一個安全性的問題——假想一下,你花了一整天時間給系花寫的情書,在發送的過程中被隔壁宿舍張三那小子截獲了(難道他是***??),更糟的是他是你的情敵啊……天,後果不堪設想!!因此,我們必須有一種比較可靠的加密方法,能夠對電子郵件的明文進行轉換,至少要得出一個無法被別人一眼就看出內容來的東西,而且編碼/解碼的速度還要足夠快。(這時你可以再假想一下啦,張三那傢伙截獲了你的肉麻情書,可是他一看:“咦?怎麼亂七八糟的?垃圾郵件!!”——這樣一來你不就逃過大難了?!)
Base64就是在這種背景下產生的加密方法。它的特點是:1、速度非常快。2、能夠將字符串A轉換成字符串B,而且如果你光看字符串B,是絕對猜不出字符串A的內容來的。不信嗎?讓我們來看看下面這串東西:
xOO6w6Osu7bTrbniwdnAz8LetcTnzbfXzOy12KOh
呵呵,是什麼啊?猜出來了嗎?其實它就是下面這段文字經過Base64編碼產生的東東:
你好,歡迎光臨老羅的繽紛天地!
介紹說完啦,讓我們開始探討實質性的東西。
Base64是網絡上最常見的用於傳輸8Bit字節代碼的編碼方式之一,大家可以查看RFC2045~RFC2049,上面有MIME的詳細規範。
Base64要求把每三個8Bit的字節轉換爲四個6Bit的字節(3*8 = 4*6 = 24),然後把6Bit再添兩位高位0,組成四個8Bit的字節,也就是說,轉換後的字符串理論上將要比原來的長1/3。
這樣說會不會太抽象了?不怕,我們來看一個例子:
轉換前 | aaaaaabb | ccccdddd | eeffffff | |
轉換後 | 00aaaaaa | 00bbcccc | 00ddddee | 00ffffff |
應該很清楚了吧?上面的三個字節是原文,下面的四個字節是轉換後的Base64編碼,其前兩位均爲0。
轉換後,我們用一個碼錶來得到我們想要的字符串(也就是最終的Base64編碼),這個表是這樣的:(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
讓我們再來看一個實際的例子,加深印象!
轉換前 | 10101101 | 10111010 | 01110110 | |
轉換後 | 00101011 | 00011011 | 00101001 | 00110110 |
十進制 | 43 | 27 | 41 | 54 |
對應碼錶中的值 | r | b | p | 2 |
所以上面的24位編碼,編碼後的Base64值爲 rbp2
解碼同理,把 rbq2 的二進制位連接上再重組得到三個8位值,得出原碼。
(解碼只是編碼的逆過程,在此我就不多說了,另外有關MIME的RFC還是有很多的,如果需要詳細情況請自行查找。)
用更接近於編程的思維來說,編碼的過程是這樣的:
第一個字符通過右移2位獲得第一個目標字符的Base64表位置,根據這個數值取到表上相應的字符,就是第一個目標字符。
然後將第一個字符左移4位加上第二個字符右移4位,即獲得第二個目標字符。
再將第二個字符左移2位加上第三個字符右移6位,獲得第三個目標字符。
最後取第三個字符的右6位即獲得第四個目標字符。
在以上的每一個步驟之後,再把結果與 0x3F 進行 AND 位操作,就可以得到編碼後的字符了。
(感謝 Athena 指出以上描述中原有的一些錯誤!^_^)
So easy! That’s all!!!
可是等等……聰明的你可能會問到,原文的字節數量應該是3的倍數啊,如果這個條件不能滿足的話,那該怎麼辦呢?
我們的解決辦法是這樣的:原文的字節不夠的地方可以用全0來補足,轉換時Base64編碼用=號來代替。這就是爲什麼有些Base64編碼會以一個或兩個等號結束的原因,但等號最多隻有兩個。因爲:
餘數 = 原文字節數 MOD 3
所以餘數任何情況下都只可能是0,1,2這三個數中的一個。如果餘數是0的話,就表示原文字節數正好是3的倍數(最理想的情況啦)。如果是1的話,爲了讓Base64編碼是4的倍數,就要補2個等號;同理,如果是2的話,就要補1個等號。
講到這裏,大夥兒應該全明白了吧?如果還有不清楚的話就返回去再仔細看看,其實不難理解的。
下面我給出一個演示Base64編碼/解碼的程序,希望能對您有用。同時也希望您幫我完善它,利用它做出更多的用途,到時別忘了通知我一聲啊!
using System;
using System.Text;
namespace Common
{
/// <summary>
/// 實現Base64加密解密
/// 作者:周公
/// 時間:2007
/// </summary>
public sealed class Base64
{
/// <summary>
/// Base64加密
/// </summary>
/// <param name="codeName">加密採用的編碼方式</param>
/// <param name="source">待加密的明文</param>
/// <returns></returns>
public static string EncodeBase64(Encoding encode, string source)
{
byte[] bytes = encode.GetBytes(source);
try
{
encode = Convert.ToBase64String(bytes);
}
catch
{
encode = source;
}
return encode;
}
/// <summary>
/// Base64加密,採用utf8編碼方式加密
/// </summary>
/// <param name="source">待加密的明文</param>
/// <returns>加密後的字符串</returns>
public static string EncodeBase64(string source)
{
return EncodeBase64(Encoding.UTF8, source);
}
/// <summary>
/// Base64解密
/// </summary>
/// <param name="codeName">解密採用的編碼方式,注意和加密時採用的方式一致</param>
/// <param name="result">待解密的密文</param>
/// <returns>解密後的字符串</returns>
public static string DecodeBase64(Encoding encode, string result)
{
string decode = "";
byte[] bytes = Convert.FromBase64String(result);
try
{
decode = encode.GetString(bytes);
}
catch
{
decode = result;
}
return decode;
}
/// <summary>
/// Base64解密,採用utf8編碼方式解密
/// </summary>
/// <param name="result">待解密的密文</param>
/// <returns>解密後的字符串</returns>
public static string DecodeBase64(string result)
{
return DecodeBase64(Encoding.UTF8, result);
}
}