什么是Base64以及在Java中如何使用Base64編碼

更新時(shí)間：2024年12月07日 11:51:32 作者：三汘

這篇文章主要介紹了什么是Base64以及在Java中如何使用Base64編碼的相關(guān)資料,文中包括Base64編碼的基本原理、應(yīng)用、Java實(shí)現(xiàn)、URL安全編碼以及在JavaScript中的使用方法,需要的朋友可以參考下

1. Base64編碼介紹

Base64編碼： Base是MIME的一種編碼方式，MIME規(guī)范中定義了Base64編碼作為一種可靠的方式，用于在文本協(xié)議中表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)。通過(guò)使用Base64編碼，可以將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可打印的ACSII字符，即Base64編碼是從二進(jìn)制到字符的過(guò)程，從而保證數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不受損失，并且能夠被各種文本協(xié)議（如SMTP、HTTP）正確處理。

Base64編碼與加密算法： 嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，Base64的加密解密是指編碼格式，而非加密算法。

Base64編碼的應(yīng)用： 在MIME中，當(dāng)需要在文本協(xié)議中傳輸二進(jìn)制數(shù)據(jù)（如郵件附件或圖片數(shù)據(jù)）時(shí)，通常會(huì)將二進(jìn)制數(shù)據(jù)先進(jìn)行Base64編碼，然后將編碼后的數(shù)據(jù)作為文本內(nèi)容（字符串形式）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，或者進(jìn)行存儲(chǔ)。

Bsae64編碼的格式： Base64是一種用64個(gè)字符（0-9，a-z，A-Z，+，/）來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法，是基于64個(gè)可打印字符進(jìn)行編碼的。Base是一種索引編碼，每6個(gè)bit位作為一個(gè)單元，對(duì)應(yīng)一個(gè)字符，為了保證所輸出的編碼為可讀字符，Base64制定了一個(gè)編碼表，以便進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，編碼表的大小為2^6=64，這也是Base64名稱的由來(lái)。

Base64編碼表：

Base64編碼的原理： Base64編碼要求把3個(gè)8bit的字節(jié)（3*8=24bit）轉(zhuǎn)換為4個(gè)6bit的字節(jié)（4*6=24bit），之后在6bit位的前面補(bǔ)兩個(gè)0，形成8位一個(gè)字節(jié)的形式。如果剩下的字符不足三個(gè)字節(jié)（將字符串以3個(gè)字符為一組，當(dāng)最后一組不夠3個(gè)字符時(shí)），則用0補(bǔ)齊，以達(dá)到24個(gè)bit，當(dāng)填充后有6個(gè)bit位都為0時(shí)，則使用字符=進(jìn)行表示，因此編碼后輸出的文本末尾可能會(huì)出現(xiàn)1或2個(gè)=。

ASCII碼轉(zhuǎn)Base64： ASCII是8個(gè)bit為一個(gè)字節(jié)，Base64是6個(gè)bit為一個(gè)字節(jié)。

示例1，正好有3個(gè)字符時(shí)： ASCII編碼you，Base64編碼eW91。

示例2，只有2個(gè)字符時(shí)： ASCII編碼yo，Base64編碼eW8=。

示例3，只有1個(gè)字符時(shí)： ASCII編碼y，Base64編碼eQ==。

2. Java實(shí)現(xiàn)Base64編碼

2.1 使用Base64進(jìn)行編碼

Base64類： 全類名為java.util.Base64，在JDK8及以上版本中，可以直接使用該類實(shí)現(xiàn)Base64編碼和解碼。如果JDK版本低于8，使用org.apache.commons.codec.binary.Base64。

使用Base64對(duì)文本進(jìn)行編碼和解碼：

@Test
public void test(){
    String content = "asnhlkqwe8uj12j3";
    // 獲取文本的字節(jié)信息
    byte[] bytes = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);//[97, 115, 110, 104, 108, 107, 113, 119, 101, 56, 117, 106, 49, 50, 106, 51]
    // 對(duì)文本的字節(jié)信息進(jìn)行Base64編碼
    byte[] encode = Base64.getEncoder().encode(bytes);//[89, 88, 78, 117, 97, 71, 120, 114, 99, 88, 100, 108, 79, 72, 86, 113, 77, 84, 74, 113, 77, 119, 61, 61]
    // 將Base64編碼的字節(jié)轉(zhuǎn)換成ASCII碼對(duì)應(yīng)的字符串
    String s1 = new String(encode, StandardCharsets.UTF_8);//YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw==
    // 對(duì)文本的字節(jié)信息進(jìn)行Base64編碼,轉(zhuǎn)換成ASCII碼對(duì)應(yīng)的字符串
    String s2 = Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);//YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw==

    // 對(duì)Base64編碼的字符串進(jìn)行解碼，獲取原始的文本的字節(jié)信息
    byte[] decode = Base64.getDecoder().decode(s2);//[97, 115, 110, 104, 108, 107, 113, 119, 101, 56, 117, 106, 49, 50, 106, 51]
    // 將字節(jié)信息轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的文本
    String s3 = new String(decode, StandardCharsets.UTF_8);//asnhlkqwe8uj12j3
}

使用Base64對(duì)圖片進(jìn)行編碼和解碼：

@Test
public void test4() throws IOException {
    // 獲取圖片文件
    File file = new File("C:\\Users\\sq\\Desktop\\2024.png");
    // 獲取圖片文件的字節(jié)信息
    byte[] bytes = Files.readAllBytes(file.toPath());
    // 使用Base64進(jìn)行編碼，并轉(zhuǎn)換成Base64編碼表中對(duì)應(yīng)字符組成的字符串
    String s = Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);

    // 將Base64編碼的字符串保存在文本文件中
    Files.writeString(new File("C:\\Users\\sq\\Desktop\\te.txt").toPath(), s);

    // 獲取文本文件
    File file1 = new File("C:\\Users\\sq\\Desktop\\te.txt");
    // 獲取文本文件中保存的字符串對(duì)應(yīng)的字節(jié)信息，使用ASCII碼表示
    byte[] bytes1 = Files.readAllBytes(file1.toPath());
    // 將ASCII碼轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)字符串，此處s1=s
    String s1 = new String(bytes1, StandardCharsets.UTF_8);

    // 對(duì)Base64編碼的字符串進(jìn)行解碼，獲取原始的圖片文件的字節(jié)信息，此處decode=bytes
    byte[] decode = Base64.getDecoder().decode(s1);
    // 創(chuàng)建文件，將字節(jié)信息轉(zhuǎn)換成圖片
    Files.write(new File("C:\\Users\\sq\\Desktop\\2024.png").toPath(),decode);
}

2.2 使用Base64Utils編碼

Base64Utils： 全類名為org.springframework.util.Base64Utils，是Spring框架中的一個(gè)工具類，主要用于處理Base64編碼和解碼的操作，Base64Utils簡(jiǎn)化了Base64編碼和解碼的過(guò)程。

對(duì)文本數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼：

@Test
public void test2(){
    String content = "asnhlkqwe8uj12j3";
    byte[] bytes = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);//[97, 115, 110, 104, 108, 107, 113, 119, 101, 56, 117, 106, 49, 50, 106, 51]
    String s1 = Base64Utils.encodeToString(bytes);//YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw==

    byte[] decode = Base64Utils.decodeFromString(s1);//[97, 115, 110, 104, 108, 107, 113, 119, 101, 56, 117, 106, 49, 50, 106, 51]
    String s2 = new String(decode, StandardCharsets.UTF_8);//asnhlkqwe8uj12j3
}

2.3 URL安全相關(guān)的Base64編碼

URL不安全的Base64編碼： 如果不使用URL安全的編碼方式，URL編碼器會(huì)把標(biāo)準(zhǔn)Base64中的“/”和“+”字符變?yōu)樾稳?ldquo;%XX”的形式（即經(jīng)過(guò)Base64編碼后的字符串在通過(guò)URL參數(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，瀏覽器會(huì)自動(dòng)對(duì)特殊字符進(jìn)行URL編碼），而這些“%”在存入數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)還需要再進(jìn)行轉(zhuǎn)換（URL解碼），因?yàn)锳NSI SQL中已將“%”號(hào)用作模糊查詢like的通配符。

@Test
public void test2(){
    String content = "ab?";
    byte[] bytes = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);//[97, 98, 63]
    byte[] encode = Base64Utils.encode(bytes);//[89, 87, 73, 47]
    String s1 = Base64Utils.encodeToString(bytes);//YWI/

    byte[] decode = Base64Utils.decodeFromString(s1);//[97, 98, 63]
    String s2 = new String(decode, StandardCharsets.UTF_8);//ab?
}

@Test
public void test6(){
    String content = "ab>";
    byte[] bytes = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);//[97, 98, 62]
    String s1 = Base64Utils.encodeToString(bytes);//YWI+

    byte[] decode = Base64Utils.decodeFromString(s1);//[97, 98, 62]
    String s2 = new String(decode, StandardCharsets.UTF_8);//ab>
}

URL安全的Base64編碼： 將/轉(zhuǎn)換為_，將+轉(zhuǎn)換為-。

@Test
public void test5(){
    String content = "ab?";
    byte[] bytes = content.getBytes(Standar	dCharsets.UTF_8);//[97, 98, 63]

    byte[] bytes1 = Base64Utils.encodeUrlSafe(bytes);//[89, 87, 73, 95]
    String s = new String(bytes1, StandardCharsets.UTF_8);//YWI_
    String s1 = Base64Utils.encodeToUrlSafeString(bytes);//YWI_

    byte[] decode = Base64Utils.decodeFromUrlSafeString(s1);//[97, 98, 63]
    String s2 = new String(decode, StandardCharsets.UTF_8);//ab?
}

@Test
public void test5(){
    String content = "ab>";
    byte[] bytes = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);//[97, 98, 62]

    byte[] bytes1 = Base64Utils.encodeUrlSafe(bytes);//[89, 87, 73, 45]
    String s = new String(bytes1, StandardCharsets.UTF_8);//YWI-
    String s1 = Base64Utils.encodeToUrlSafeString(bytes);//YWI-

    byte[] decode = Base64Utils.decodeFromUrlSafeString(s1);//[97, 98, 62]
    String s2 = new String(decode, StandardCharsets.UTF_8);//ab>
}

3. Shell使用base64編碼

編碼：

# -n表示不打印尾隨換行符
echo -n 'asnhlkqwe8uj12j3' | base64
YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw==

解碼：

# 或-d
echo 'YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw==' | base64 --decode
asnhlkqwe8uj12j3

4. js中使用base64編碼

打開瀏覽器的F12控制臺(tái)，輸入以下命令：

編碼：

window.btoa("asnhlkqwe8uj12j3")
YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw

解碼：

window.aotb("YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw")
asnhlkqwe8uj12j3

總結(jié)

到此這篇關(guān)于什么是Base64以及在Java中如何使用Base64編碼的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java使用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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什么是Base64以及在Java中如何使用Base64編碼

目錄

1. Base64編碼介紹

2. Java實(shí)現(xiàn)Base64編碼

2.1 使用Base64進(jìn)行編碼

2.2 使用Base64Utils編碼

2.3 URL安全相關(guān)的Base64編碼

3. Shell使用base64編碼

4. js中使用base64編碼

總結(jié)

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