「加密」Base64

加密解密 · 發表 2019-04-18 22:01:54

摘要：一. 簡介首先有個小Tips,1個字母字元 = 1個位元組(byte) = 8位(bit),這是表示單位. Base64 是網路上最常見的用於傳輸 8bit 的編碼方式之一，Base64就是一種基於64個可列印字元來表示二進位制資料的方法。在一些網路傳送渠道,...

一. 簡介

首先有個小Tips,1個字母字元 = 1個位元組(byte) = 8位(bit),這是表示單位.

Base64 是網路上最常見的用於傳輸 8bit 的編碼方式之一，Base64就是一種基於64個可列印字元來表示二進位制資料的方法。

在一些網路傳送渠道,有時候有些的位元組字元不能被支援.比如圖片的二進位制流的每個位元組不可能全部是可見字元,這種情況下傳送不了.而Base64的機制就能很好解決這種問題,它不改變原來的協議,在原來的基礎做一種擴充套件,基於64個可列印字元來表示二進位制.

再者,有時候我們通過記事本去開啟一些圖片或者應用程式,會得到一大堆看不懂的亂碼,因為二進位制檔案裡面有很多無法顯示和列印的字元.所以如果要讓記事本能夠處理二進位制資料,就可以使用Base64來進行轉碼,將不可見的轉成可見的.

二. 演算法原理

我們拿到一串字元,比如 abcdef.先按ASCII碼編碼.
它會將字串按位元組數分開,每三個位元組為一組. 3 byte * 8 bit === 24bit.
在這組中,將24位資料按照每6位為一組,再次分成4組.
然後將這四組的6位數的高位各補兩個0,將其轉為十進位制數.
進行查表,得到對應的字元,就是對應的Base64轉化的字元.

那麼有個問題來了,如果原始資料的位數不是3的整數倍怎麼辦,Base會在不足的後面用"="補足,所以這個"="只會存在在Base64碼的最後,並且只會有1或者2個,不可能出現在中間.

// javaScript實現

if (!Shotgun)
var Shotgun = {};
if (!Shotgun.Js)
Shotgun.Js = {};
Shotgun.Js.Base64 = {
_table: [
'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/'
],

encode: function (bin) {
var codes = [];
var un = 0;
un = bin.length % 3;
if (un == 1)
bin.push(0, 0);
else if (un == 2)
bin.push(0);
for (var i = 2; i < bin.length; i += 3) {
var c = bin[i - 2] << 16;
c |= bin[i - 1] << 8;
c |= bin[i];
codes.push(this._table[c >> 18 & 0x3f]);
codes.push(this._table[c >> 12 & 0x3f]);
codes.push(this._table[c >> 6 & 0x3f]);
codes.push(this._table[c & 0x3f]);
}
if (un >= 1) {
codes[codes.length - 1] = "=";
bin.pop();
}
if (un == 1) {
codes[codes.length - 2] = "=";
bin.pop();
}
return codes.join("");
},
decode: function (base64Str) {
var i = 0;
var bin = [];
var x = 0, code = 0, eq = 0;
while (i < base64Str.length) {
var c = base64Str.charAt(i++);
var idx = this._table.indexOf(c);
if (idx == -1) {
switch (c) {
case '=': idx = 0; eq++; break;
case ' ':
case '\n':
case "\r":
case '\t':
continue;
default:
throw { "message": "\u0062\u0061\u0073\u0065\u0036\u0034\u002E\u0074\u0068\u0065\u002D\u0078\u002E\u0063\u006E\u0020\u0045\u0072\u0072\u006F\u0072\u003A\u65E0\u6548\u7F16\u7801\uFF1A" + c };
}
}
if (eq > 0 && idx != 0)
throw { "message": "\u0062\u0061\u0073\u0065\u0036\u0034\u002E\u0074\u0068\u0065\u002D\u0078\u002E\u0063\u006E\u0020\u0045\u0072\u0072\u006F\u0072\u003A\u7F16\u7801\u683C\u5F0F\u9519\u8BEF\uFF01" };

code = code << 6 | idx;
if (++x != 4)
continue;
bin.push(code >> 16);
bin.push(code >> 8 & 0xff);
bin.push(code & 0xff)
code = x = 0;
}
if (code != 0)
throw { "message": "\u0062\u0061\u0073\u0065\u0036\u0034\u002E\u0074\u0068\u0065\u002D\u0078\u002E\u0063\u006E\u0020\u0045\u0072\u0072\u006F\u0072\u003A\u7F16\u7801\u6570\u636E\u957F\u5EA6\u9519\u8BEF" };
if (eq == 1)
bin.pop();
else if (eq == 2) {
bin.pop();
bin.pop();
} else if (eq > 2)
throw { "message": "\u0062\u0061\u0073\u0065\u0036\u0034\u002E\u0074\u0068\u0065\u002D\u0078\u002E\u0063\u006E\u0020\u0045\u0072\u0072\u006F\u0072\u003A\u7F16\u7801\u683C\u5F0F\u9519\u8BEF\uFF01" };

return bin;
}
};

三. 應用

Base64編碼可用於在HTTP環境下傳遞較長的標識資訊.
電子郵件:有些文字協議不支援不可見字元的傳遞，只能用大於32的可見字元來傳遞資訊
Base64 也會經常用作一個簡單的“加密”來保護某些資料，而真正的加密通常都比較繁瑣.
垃圾訊息傳播者用Base64來避過反垃圾郵件工具，因為那些工具通常都不會翻譯Base64的訊息.
前端在實現頁面一些比較小的圖片，通常會選擇將圖片內容直接內嵌在頁面中，避免不必要的外部資源載入，增大頁面載入時間，但是圖片資料是二進位制資料，該怎麼嵌入呢？絕大多數現代瀏覽器都支援一種名為 Data URLs 的特性，允許使用Base64對圖片或其他檔案的二進位制資料進行編碼，將其作為文字字串嵌入網頁中。比如webpack工具中的url-loader預設將8kb以下的圖片編譯成Base64碼嵌在引用檔案中.

四. 前端應用

crypto-js

功能強大,不止處理Base64,支援的模組非常多,star數目前6k+,前後端可用

//後端 npm包管理
npm install crypto-js

import sha256 from 'crypto-js/sha256';
import hmacSHA512 from 'crypto-js/hmac-sha512';
import Base64 from 'crypto-js/enc-base64';

const message, nonce, path, privateKey; // ...
const hashDigest = sha256(nonce + message);
const hmacDigest = Base64.stringify(hmacSHA512(path + hashDigest, privateKey));

//前端 Brower管理
bower install crypto-js

js-Base64

專門處理Base64,目前star數2k+,前後端均可用

//安裝
$ npm install --save js-base64
//如果你使用的es6語法,需要轉載這個進行語法轉換
$ npm install --save babel-preset-env

//node.js
var Base64 = require('js-base64').Base64;
//es6+
import { Base64 } from 'js-base64';

//非常輕快的使用體驗
Base64.encode('dankogai');// ZGFua29nYWk=
Base64.encode('小飼弾');// 5bCP6aO85by+
Base64.encodeURI('小飼弾'); // 5bCP6aO85by

五. 解密

如果你看懂了以上的演算法原理,那麼解密其實不是太大的問題,只要你遵循這個規則進行逆推運算,就可以得到原始資料.所以嚴格上說Base64並不是什麼加密,只是編譯過後的並不是明文而已

「 加密 」Base64