javabase64编码原理和解码，加密案例

博文转自： 

http://blog.csdn.net/zdqdj1/article/details/51760412点击打开链接

 Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。由于2的6次方等于64，所以每6个比特为一个单元，对应某个可打印字符。三个字节有24个比特，对应于4个Base64单元，即3个字节需要用4个可打印字符来表示。它可用来作为电子邮件的传输编码。在Base64中的可打印字符包括字母A-Z、a-z、数字0-9，这样共有62个字符，此外两个可打印符号在不同的系统中而不同。一些如uuencode的其他编码方法，和之后binhex的版本使用不同的64字符集来代表6个二进制数字，但是它们不叫Base64。

       Base64常用于在通常处理文本数据的场合，表示、传输、存储一些二进制数据。包括MIME的email、在XML中存储复杂数据。

原理：

在MIME格式的电子邮件中，base64可以用来将binary的字节序列数据编码成ASCII字符序列构成的文本。使用时，在传输编码方式中指定base64。使用的字符包括大小写字母各26个，加上10个数字，和加号“+”，斜杠“/”，一共64个字符，等号“=”用来作为后缀用途。

        完整的base64定义可见RFC1421和RFC2045。编码后的数据比原始数据略长，为原来的4/3。在电子邮件中，根据RFC822规定，每76个字符，还需要加上一个回车换行。可以估算编码后数据长度大约为原长的135.1%。

        转换的时候，将三个byte的数据，先后放入一个24bit的缓冲区中，先来的byte占高位。数据不足3byte的话，于缓冲器中剩下的bit用0补足。然后，每次取出6（因为2^6=64）个bit，按照其值选择ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的字符作为编码后的输出。不断进行，直到全部输入数据转换完成。

        当原数据长度不是3的整数倍时,如果最后剩下一个输入数据，在编码结果后加2个“=”；如果最后剩下两个输入数据，编码结果后加1个“=”；如果没有剩下任何数据，就什么都不要加，这样才可以保证数据还原的正确性。

原理理解：

上面提到编码后的数据长度约为原长的135.1%，算式为：1*(4/3)*((76+1)/76)≈1.351

        鉴于很多朋友不爱看大片枯燥文字，在下以个人理解将之总结为以下3点：

        ①将原始数据以先后顺序每3个字节分成一组*。在每一组中，把3个8bit的字节（3*8=24）按高低位顺序分为每段6bit的4段（4*6=24），将每段转为十进制得到0~63之间的数，以之为索引在Base64编码表中对照得到4个密文。重复以上操作。
       *若最后一组不足3个字节，则在其二进制位的低位上用尽量少的“0”补位，使二进制位的个数为6的倍数。

        ②密文每76个字符数据后加一个换行符*。
       *注意这里的换行符指CRLF（\r\n），而不是LF（\n），为什么？请看RFC2045（下载完整PDF）。

        ③若原始数据字节长度除以3余1，则在输出数据末尾加2个“=”，若原始数据长度除以3余2，则在输出数据末尾加1个“=”。

 规则

        1.ASCII编码表：

  2.Base64编码表：

图解：

    我们还是来看下面这3个例子比较直观（例子下载）。

        例子1、假设我们的明文为“Base64”（数据长度为6，正好是3的倍数），则其编码计算方式如下：

  例子2、假设我们的明文为“test”（数据长度为4，4%3=1），则其编码计算方式如下：

  例子3、假设我们的明文为“JiaMi”（数据长度为5，5%3=2），则其编码计算方式如下：

java案例1：

package com.dokio.base64;    public class Base64 {            //Constructor      public Base64() {                }            private static String base64Code= "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";            public static String encode(String srcStr) {          //有效值检查          if(srcStr == null || srcStr.length() == 0) {              return srcStr;          }          //将明文的ASCII码转为二进制位字串          char[] srcStrCh= srcStr.toCharArray();          StringBuilder asciiBinStrB= new StringBuilder();          String asciiBin= null;          for(int i= 0; i< srcStrCh.length; i++) {              asciiBin= Integer.toBinaryString((int)srcStrCh[i]);              while(asciiBin.length()< 8) {                  asciiBin= "0"+ asciiBin;              }              asciiBinStrB.append(asciiBin);          }          //跟据明文长度在二进制位字串尾部补“0”          while(asciiBinStrB.length()% 6!= 0) {              asciiBinStrB.append("0");          }          String asciiBinStr= String.valueOf(asciiBinStrB);          //将上面得到的二进制位字串转为Value，再跟据Base64编码表将之转为Encoding          char[] codeCh= new char[asciiBinStr.length()/ 6];          int index= 0;          for(int i= 0; i< codeCh.length; i++) {              index= Integer.parseInt(asciiBinStr.substring(0, 6), 2);              asciiBinStr= asciiBinStr.substring(6);              codeCh[i]= base64Code.charAt(index);          }          StringBuilder code= new StringBuilder(String.valueOf(codeCh));          //跟据需要在尾部添加“=”          if(srcStr.length()% 3 == 1) {              code.append("==");          } else if(srcStr.length()% 3 == 2) {              code.append("=");          }          //每76个字符加一个回车换行符（CRLF）          int i= 76;          while(i< code.length()) {              code.insert(i, "\r\n");              i+= 76;          }          code.append("\r\n");          return String.valueOf(code);      }            public static String decode(String srcStr) {          //有效值检查          if(srcStr == null || srcStr.length() == 0) {              return srcStr;          }          //检测密文中“=”的个数后将之删除，同时删除换行符          int eqCounter= 0;          if(srcStr.endsWith("==")) {              eqCounter= 2;          } else if(srcStr.endsWith("=")) {              eqCounter= 1;          }          srcStr= srcStr.replaceAll("=", "");          srcStr= srcStr.replaceAll("\r\n", "");          //跟据Base64编码表将密文（Encoding）转为对应Value，然后转为二进制位字串          char[] srcStrCh= srcStr.toCharArray();          StringBuilder indexBinStr= new StringBuilder();          String indexBin= null;          for(int i= 0; i< srcStrCh.length; i++) {              indexBin= Integer.toBinaryString(base64Code.indexOf((int)srcStrCh[i]));              while(indexBin.length()< 6) {                  indexBin= "0"+ indexBin;              }              indexBinStr.append(indexBin);          }          //删除因编码而在尾部补位的“0”后得到明文的ASCII码的二进制位字串          if(eqCounter == 1) {              indexBinStr.delete(indexBinStr.length()- 2, indexBinStr.length());          } else if(eqCounter == 2) {              indexBinStr.delete(indexBinStr.length()- 4, indexBinStr.length());          }          String asciiBinStr= String.valueOf(indexBinStr);          //将上面得到的二进制位字串分隔成字节后还原成明文          String asciiBin= null;          char[] ascii= new char[asciiBinStr.length()/ 8];          for(int i= 0; i< ascii.length; i++) {              asciiBin= asciiBinStr.substring(0, 8);              asciiBinStr= asciiBinStr.substring(8);              ascii[i]= (char)Integer.parseInt(asciiBin, 2);          }          return String.valueOf(ascii);      }            public static void main(String[] args) {          System.out.print(encode("I like your long long shadow.It just seems you are unhappy to say goodbye to me."));          System.out.print("\n------\n");          System.out.print(decode("SSBsaWtlIHlvdXIgbG9uZyBsb25nIHNoYWRvdy5JdCBqdXN0IHNlZW1zIHlvdSBhcmUgdW5oYXBweSB0byBzYXkgZ29vZGJ5ZSB0byBtZS4="));          System.out.print("\n------\n");          System.out.print(decode(encode("I like your long long shadow.It just seems you are unhappy to say goodbye to me.")));      }        }

案例2：

加密 jquery代码：

// base64加密function encode64(input) {    var keyStr = "ABCDEFGHIJKLMNOP" + "QRSTUVWXYZabcdef" + "ghijklmnopqrstuv" + "wxyz0123456789+/" + "=";    var output = "";    var chr1, chr2, chr3 = "";    var enc1, enc2, enc3, enc4 = "";    var i = 0;    do {            chr1 = input.charCodeAt(i++);            chr2 = input.charCodeAt(i++);            chr3 = input.charCodeAt(i++);            enc1 = chr1 >> 2;            enc2 = ((chr1 & 3) << 4) | (chr2 >> 4);            enc3 = ((chr2 & 15) << 2) | (chr3 >> 6);            enc4 = chr3 & 63;            if (isNaN(chr2)) {               enc3 = enc4 = 64;            } else if (isNaN(chr3)) {               enc4 = 64;            }            output = output + keyStr.charAt(enc1) + keyStr.charAt(enc2) + keyStr.charAt(enc3) + keyStr.charAt(enc4);            chr1 = chr2 = chr3 = "";            enc1 = enc2 = enc3 = enc4 = "";    } while (i < input.length);       return output;}

解密 java代码：

/** *  */package com.allinfinance.aps.biz.util;import java.io.ByteArrayOutputStream;public class Base64Util {    private static byte[] base64DecodeChars = new byte[] { -1, -1, -1, -1, -1,        -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,        -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,        -1, -1, -1, -1, 62, -1, -1, -1, 63, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59,        60, 61, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,        10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, -1,        -1, -1, -1, -1, -1, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37,        38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, -1, -1, -1,        -1, -1 };        /**    * 解密    * @param str    * @return    */    public static byte[] decode(String str) {            byte[] data = str.getBytes();            int len = data.length;            ByteArrayOutputStream buf = new ByteArrayOutputStream(len);            int i = 0;            int b1, b2, b3, b4;            while (i < len) {                do {                        b1 = base64DecodeChars[data[i++]];                } while (i < len && b1 == -1);                if (b1 == -1) {                        break;                }                do {                        b2 = base64DecodeChars[data[i++]];                } while (i < len && b2 == -1);                if (b2 == -1) {                        break;                }                buf.write((int) ((b1 << 2) | ((b2 & 0x30) >>> 4)));                do {                        b3 = data[i++];                        if (b3 == 61) {                                return buf.toByteArray();                        }                        b3 = base64DecodeChars[b3];                } while (i < len && b3 == -1);                if (b3 == -1) {                        break;                }                buf.write((int) (((b2 & 0x0f) << 4) | ((b3 & 0x3c) >>> 2)));                do {                        b4 = data[i++];                        if (b4 == 61) {                                return buf.toByteArray();                        }                        b4 = base64DecodeChars[b4];                } while (i < len && b4 == -1);                if (b4 == -1) {                        break;                }                buf.write((int) (((b3 & 0x03) << 6) | b4));            }            return buf.toByteArray();    }        /**     * 返回解密结果     */        public static String decodeToString(String param){        return new String(decode(param));    }}