base64编码算法与c语言实现

base64是一种以64个可打印字符对二进制数据进行编码的编码算法。base64在对数据进行编码时以三个8位字符型数据为一组,取这三个字符型数据的ASCII码,然后以6位为一组组成4个新的数据,这4个新的数据有6位,所以它的最大值为2^6=64。我们以4个6位数据的十进制数从base64表中得到最终编码后的字符。

Base64 编码表
Value Char Value Char Value Char Value Char
0 A 16 Q 32 g 48 w
1 B 17 R 33 h 49 x
2 C 18 S 34 i 50 y
3 D 19 T 35 j 51 z
4 E 20 U 36 k 52 0
5 F 21 V 37 l 53 1
6 G 22 W 38 m 54 2
7 H 23 X 39 n 55 3
8 I 24 Y 40 o 56 4
9 J 25 Z 41 p 57 5
10 K 26 a 42 q 58 6
11 L 27 b 43 r 59 7
12 M 28 c 44 s 60 8
13 N 29 d 45 t 61 9
14 O 30 e 46 u 62 +
15 P 31 f 47 v 63 /

由于base64编码是以3个字节为一组,再以每6位为一小组分成4个组,所以经过base64编码后的字符串长度是4的倍数.但往往我们进行编码的数据长度并不是3的倍数,这就造成了“编码”后的位数不为4的倍数,比如Brisk共5×8=40字节,以6位为一组可以分为7组,这样“编码”后就有7个字符,但base64编码后的字符长度应该是4的倍数,显然这里就出问题了,那么怎么办呢?前面的不可以抛弃掉,所以就只有“追加”了,所以Brisk经过base64编码后的长度应该是8个字符,而第8个编码后的字符是’=’,再比如对单个字符a进行base64编码,由于它的长度不是3的倍数,以3个字节为一组它只能分一组,再以6位为一位它只能分两组,所以经过“编码”后它的长度是2,但base64编码后的个数应该是4的倍数,所以它的长度应该是4,所以在后面补上两个‘=’,由于一个数求余3后有三个不同的结果,0、1、2,所以在对一个数据进行base64进行编码后它的长度为
当进行编码的数据长度是3的倍数时
len=strlen(str)/3*4;
当进行编码的数据长度不是3的倍数时
len=(strlen(str)/3+1)*4;

我们以Brisk这个例子来说明一下base64编码的过程
首先我们以3个字符为一组将Brisk进行分组,此时分为两组Bri sk
然后我们取出这两个分组中每个字节的ASCII码
B:66 r:114 i:105 s:115 k:107
它们对应的二进制数为
B:01000010 r:01110010 i:01101001 s:01110011 k:01101011
我们以6位为一组对每一个3字节分组进行再分组就变成了
010000 100111 001001 101001
所对应的十进制数是
16 39 9 41
对应base64表中的结果是
Q n J p

第二组
011100 110110 101100(不够补0)
所以对就的十进制数是
28 54 44
对应base64表中的结果是
c 2 s

最终结果为QnJpc2s=(因为第二组“编码”后只有三个字节)

解码的过程是一个逆过程,我们将经过编码后的字符按4个字符为一组,然后对照base64表得到相应的十进制数,再将其通过拆分和组合,组成3个8位数据,这个数据就是解码后的数据,下面给一个c语言实现编码和解码的代码

编译
gcc -o test test.c base64.c

./test Brisk
QnJpc2s=
./test -d QnJpc2s=
Brisk

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