前言

在網(wǎng)絡(luò)中傳遞參數(shù)時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)對(duì)參數(shù)進(jìn)行Base64編碼，那么Go 語(yǔ)言中如何進(jìn)行Base64編碼呢？Base64編碼的原理是怎樣的呢？通過(guò)這篇文章一起來(lái)了解下吧！

Go Base64編碼

標(biāo)準(zhǔn)Base64編碼

// 標(biāo)準(zhǔn)Base64編碼
?? ?src := "hello world"
?? ?res := base64.StdEncoding.EncodeToString([]byte(src))
?? ?fmt.Println(res) // aGVsbG8gd29ybGQ=

?? ?// 標(biāo)準(zhǔn)Base64解碼
?? ?s, err := base64.StdEncoding.DecodeString(res)
?? ?fmt.Println(string(s), err) // hello world <nil>

Base64 URL 編碼

標(biāo)準(zhǔn)Base64編碼后會(huì)有 ‘+‘號(hào)，在HTTP URL傳輸時(shí)，'+‘號(hào)會(huì)被解析成空格，這樣服務(wù)端接收到的數(shù)據(jù)和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就不一致。因此衍生出了Base64 URL編碼，這種編碼會(huì)把’+‘變?yōu)?rsquo;-'，便于在URL中傳輸。

因此如果想要將編碼后的數(shù)據(jù)放在 HTTP URL中傳輸，應(yīng)該使用該編碼方式。

// Base64 URL 編碼
	src := "信息"
	res := base64.URLEncoding.EncodeToString([]byte(src))
	fmt.Println(res) // 5L-h5oGv

	// Base64 URL 解碼
	s, err := base64.URLEncoding.DecodeString(res)
	fmt.Println(string(s), err) // 信息 <nil>

什么是Base64編碼

Base64是網(wǎng)絡(luò)上最常見(jiàn)的用于傳輸8Bit字節(jié)碼的編碼方式之一，是一種基于64個(gè)可打印字符來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法。Base64編碼是從二進(jìn)制到字符的過(guò)程，可用于在HTTP環(huán)境下傳遞較長(zhǎng)的標(biāo)識(shí)信息。采用Base64編碼具有不可讀性，需要解碼后才能閱讀。—百度百科

通過(guò)百度百科的介紹，我們可以獲得如下信息：

• Base64是一種編碼方式，將二進(jìn)制編碼為字符
• Base64編碼后的字符范圍為64個(gè)可打印字符
• 編碼后的結(jié)果具有不可讀性，需要解碼：即Base64不是加密方法，而是編碼方式，是從一種語(yǔ)言翻譯為另一種語(yǔ)言，當(dāng)然也可以翻譯回去

為什么需要Base64編碼

我們都知道計(jì)算機(jī)的世界，是由0和1組成的，那么0和1的組合如何表示現(xiàn)實(shí)語(yǔ)言呢，這就出現(xiàn)了ASCII 碼。ASCII 是由美國(guó)設(shè)計(jì)的，一共128個(gè)字符，其中規(guī)定了第0～31及127(共33個(gè))是控制字符或通信專(zhuān)用字符，32～126(共95個(gè))是可打印字符。比如10（0000 1001）表示換行，65（0100 0001）表示大寫(xiě)字母A。

最初的許多協(xié)議都是基于 ASCII 設(shè)計(jì)的，只能傳輸可打印字符。比如發(fā)郵件時(shí)使用的 SMTP（簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議），最初只能傳輸純文本，對(duì)圖片、語(yǔ)音等二進(jìn)制文件的支持并不是太好。

那么我們想傳輸這些包含不可打印字符的數(shù)據(jù)怎么辦，一種方式就是設(shè)計(jì)一種編碼方式，將不可打印字符轉(zhuǎn)為可打印字符，這樣這些數(shù)據(jù)就可以傳輸了，收到這些數(shù)據(jù)后，再解碼回來(lái)，得到原始數(shù)據(jù)。Base64就是為了解決這個(gè)問(wèn)題的。

對(duì)于現(xiàn)在的協(xié)議來(lái)說(shuō)，都針對(duì)二進(jìn)制文件做了處理，但我們無(wú)法保證文件在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中不出現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)包含不可打印字符的文件在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)，往往要經(jīng)過(guò)多個(gè)路由設(shè)備，由于不同的設(shè)備（特指老的路由設(shè)備）對(duì)字節(jié)流的處理方式有一些不同，這樣那些不可打印字節(jié)就有可能被錯(cuò)誤處理，不利于數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。所以就先把?shù)據(jù)先做一個(gè)編碼，統(tǒng)統(tǒng)變成可見(jiàn)字節(jié)，確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。

Base64編碼原理

Base64之所以叫做Base64，是因?yàn)樗腔?4個(gè)可打印字符設(shè)計(jì)的，這64個(gè)字符是 ASCII 編碼中可打印字符的子集，包含26個(gè)字母的大小寫(xiě)、10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字、'+‘號(hào) 和 ‘/‘號(hào)。（其實(shí)還有一個(gè) ‘=’ 號(hào)用于后綴）

編碼步驟

由于一共有 64 個(gè)字符，那么使用 6 個(gè)比特位就足夠表示了(2的6次方=64)，而 ASCII碼 使用 8 個(gè)比特位表示一個(gè)字符，6 和 8 的最小公倍數(shù)為 24，3個(gè) ASCII碼 字符可以編碼為 4 個(gè) Base64 字符。因此Base64的編碼過(guò)程如下：

1. 將原始數(shù)據(jù)每三個(gè)字節(jié)分為一組，一共24個(gè)比特位
2. 將24個(gè)比特位分為4組，每組6個(gè)比特位
3. 計(jì)算每組的十進(jìn)制值，根據(jù)編碼對(duì)照表，得到可打印字符串

以維基百科上舉的例子做個(gè)演示：

1. 給定單詞 ‘Man’，一共三個(gè)字節(jié)
2. 根據(jù)ASCII編碼，得到24個(gè)比特位
3. 6個(gè)一組，分為4組
4. 計(jì)算每組的十進(jìn)制值分別為 19、22、5、46，對(duì)照Base64編碼表，得到可打印字符串為 ‘TWFu’

需要注意的是，使用Base64編碼后，3個(gè)字節(jié)會(huì)轉(zhuǎn)為4個(gè)字節(jié)，編碼后的需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比編碼前多了 1/3。

位數(shù)不足情況

位數(shù)不足會(huì)有兩種情況：兩個(gè)字節(jié)或者一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

如果是兩個(gè)字節(jié)，也就是16個(gè)比特，需要補(bǔ)兩個(gè)0，得到三個(gè)Base64編碼字符，最后添加一個(gè)’=‘用于補(bǔ)充

如果是一個(gè)字節(jié)，也就是8個(gè)比特，需要補(bǔ)4個(gè)0，得到兩個(gè)Base64編碼字符，最后添加兩個(gè)’=‘用于補(bǔ)充

Base64解碼原理

解碼就是編碼的逆向操作：

1. 去掉結(jié)尾的’=‘號(hào)
2. 根據(jù)Base64編碼表，找到每個(gè)字符對(duì)應(yīng)的編碼值
3. 取每個(gè)編碼值的后6位，形成二進(jìn)制串
4. 對(duì)上述二進(jìn)制串，每8個(gè)構(gòu)成一個(gè)字節(jié)，如果最后一組不夠8個(gè)，一定全是0，丟棄掉
5. 此時(shí)得到的就是原始數(shù)據(jù)的二進(jìn)制編碼，再根據(jù)編碼方式（例如 ASCII ）等進(jìn)行解碼

例如對(duì)于上述 ‘Ma’ 的編碼值 ‘TWE=’ 進(jìn)行解碼：

1. 去掉’='，得到 ‘TWE’
2. ‘T’:19，‘W’:22，‘E’:4
3. 010011 010110 000100
4. 01001101 01100001
5. M a

Base64標(biāo)準(zhǔn)編碼變種

我們有時(shí)候會(huì)將Base64編碼后的字符串，當(dāng)前 HTTP URL 中的參數(shù)進(jìn)行傳遞，但是標(biāo)準(zhǔn)的 Base64 并不適合直接放在URL里傳輸，因?yàn)閷?duì)于 ‘+‘號(hào)，使用url encode時(shí)會(huì)被encode 為空格，比如編碼后的值是 ‘ab+cd’，但是使用url encode 后變成了 ‘ab cd’，那么對(duì)方接收到的也是’ab cd’，此時(shí)再解碼肯定失敗了。

為解決此問(wèn)題，衍生出一種用于URL的改進(jìn)Base64編碼，它不僅在末尾去掉填充的’=‘號(hào)，并將標(biāo)準(zhǔn)Base64中的“+”和“/”分別改成了“-”和“_”。

總結(jié)

本篇文章，我們學(xué)習(xí)了如下內(nèi)容：

1. Go 語(yǔ)言中如何進(jìn)行 Base64編碼
2. Base64編碼和解碼原理
3. Base64不是加密算法，而是一種編碼方式
4. Base64編碼后的數(shù)據(jù)量是原數(shù)據(jù)大小的4/3左右

到此這篇關(guān)于Go語(yǔ)言中Base64編碼原理介紹以及使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go語(yǔ)言的Base64編碼內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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