详解Java中的Base64原理跟用法

简介

Base64编码，是我们程序开发中经常使用到的编码方法。它是一种基于用64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。它通常用作存储、传输一些二进制数据编码方法, 也是MIME（多用途互联网邮件扩展，主要用作电子邮件标准）中一种可打印字符表示二进制数据的常见编码方法。它其实只是定义用可打印字符传输内容一种方法，并不会产生新的字符集。严格来说Base64并不是一种加密/解密算法，而是一种编码方式。Base64不生成密钥，通过Base64编码后的密文就可以直接“翻译”为明文，但是可以通过向明文中添加混淆字符来达到加密的效果。

Base64实现转换原理

它是用64个可打印字符表示二进制所有数据方法。由于2的6次方等于64，所以可以用每6个位元为一个单元，对应某个可打印字符。我们知道三个字节有24个位元，就可以刚好对应于4个Base64单元，即3个字节需要用4个Base64的可打印字符来表示。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一般有所不同。但是，我们经常所说的Base64另外2个字符是：“+/”。这64个字符，所对应表如下：

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，于缓冲区中剩下的bit用0补足。然后，每次取出6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。

如果最后剩下两个输入数据，在编码结果后加1个“=”；如果最后剩下一个输入数据，编码结果后加2个“=”；如果没有剩下任何数据，就什么都不要加，这样才可以保证资料还原的正确性。

编码后的数据比原始数据略长，为原来的4/3。无论什么样的字符都会全部被编码，因此不像Quoted-printable编码，还保留部分可打印字符。所以，它的可读性不如Quoted-printable编码！

M的Ascii码是77,前六位对应值为19，对应base64字符是T，如此类推。其它字符编码就可以自动转换得到！我们看看另外不是刚好是3个字节的情况！

代码示例

import java.io.UnsupportedEncodingException;/*** @Description 演示Base64的加密、解密* @author ShengLiu* @date 2018/6/20*/
public class Base64Demo {public static void main(String[] args) {//加密System.out.println(Base64Demo.getBase64Encode("Hello，World!"));//解密System.out.println(Base64Demo.getBase64Decode("SGVsbG9Xb3JsZA=="));}public static String getBase64Encode(String str) {if (str == null || "".equals(str)) {return "";}try {byte[] bt = str.getBytes("UTF-8");str = String.valueOf(Base64.encode(bt));} catch (UnsupportedEncodingException e) {e.printStackTrace();}return str;}public static String getBase64Decode(String str) {if (str == null || "".equals(str)) {return "";}char[] ch = str.toCharArray();byte[] bt = Base64.decode(String.valueOf(ch));try {str = new String(bt,"UTF-8");} catch (UnsupportedEncodingException e) {e.printStackTrace();}return str;}
}

输出结果

SGVsbG/vvIxXb3JsZCE=
HelloWorld

代码示例

package com.test.demo;import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;import java.io.UnsupportedEncodingException;/*** @Description Base64的加密、解密测试* @author ShengLiu* @date 2018/6/20*/
public class Base64 {public static void main(String[] args) {System.out.println(Base64.getBase64Encode("你们好！！！"));System.out.println(Base64.getBase64Decode("5L2g5Lus5aW977yB77yB77yB"));}// 加密public static String getBase64Encode(String str) {byte[] b = null;String s = null;try {b = str.getBytes("utf-8");} catch (UnsupportedEncodingException e) {e.printStackTrace();}if (b != null) {s = new BASE64Encoder().encode(b);}return s;}// 解密public static String getBase64Decode(String s) {byte[] b = null;String result = null;if (s != null) {BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();try {b = decoder.decodeBuffer(s);result = new String(b, "utf-8");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}return result;}
}

输出结果

5L2g5Lus5aW977yB77yB77yB
你们好！！！

sun.misc.BASE64Encoder详解

（一）、BASE64编码规则及JAVA中的使用

1、编码规则：

Base64编码要求把3个8位字节（3*8=24）转化为4个6位的字节（4*6=24），之后在6位的前面补两个0，形成8位一个字节的形式。
例如字符串“张3” ：
11010101 11000101 00110011
用十进制表示即为：53 34 20 51
这个并不是最终的结果，还需要根据Base64的编码表查询出转换后值。
下面就是BASE64编码表：

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

以上一共是64个编码，这也是Base64名称的由来。
编码的编号（1-64）对应的是得出的新字节的十进制值。因此，上例中字符串“张3”经过编码后就成了字符串“1iUz”了。
若要对只有两个字节的字符串进行编码，如“张”，则在其编码结果的后面加“=”，即“1iU=”。
若要对只有一个字节的字符串进行编码，如“3”，则在其编码结果的后面加“”，即“z”。

2、编码和解码

在JAVA中要实现Base64的编码和解码是非常容易的，因为JDK中已经有提供有现成的类：
编码：

String src ="BASE64编码测试";
sun.misc.BASE64Encoder en = new sun.misc.BASE64Encoder();
String encodeStr = en.encode(src.getBytes());

解码：

 sun.misc.BASE64Decoder dec = newsun.misc.BASE64Decoder(); byte[] data = dec.decodeBuffer(decodeStr);

更多知识点参考请点击这里

filename = "=？UTF-8?B?"+new BASE64Encoder().encoder(filename.getBytes("utf-8"))+"?=";

BASE64Encoder 加密和解密

public class B64Demo {public static String getBASE64(String s) {  if (s == null)  return null;  return (new sun.misc.BASE64Encoder()).encode(s.getBytes());  }  // 将 BASE64 编码的字符串 s 进行解码public static String getFromBASE64(String s) {  if (s == null)  return null;  sun.misc.BASE64Decoder decoder = new sun.misc.BASE64Decoder();  try {  byte[] b = decoder.decodeBuffer(s);  return new String(b);  } catch (Exception e) {  return null;  }  }  // 将 BASE64 编码的字符串 s 进行加密，即对字符串进行三次的BASE64编码public static String encryption(Object obj){return B64Demo.getBASE64(B64Demo.getBASE64(B64Demo.getBASE64((String)obj)));}// 将 BASE64 编码的字符串 s 进行解密，即对字符串进行三次的BASE64解码public static String decryption(String 3b64){return B64Demo.getFromBASE64(B64Demo.getFromBASE64(B64Demo.getFromBASE64(3b64)));}public static void main(String[] args) {String a = encryption("100000.89".toString());System.out.println(a);//加密System.out.println(decryption(a));//解密}
}

一、jdk1.8下的 BASE64Encoder 和 BASE64Decoder(JDK9开始已移除):

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;public class test {public static void main(String[] args) throws Exception {String str = "hello word";BASE64Encoder base64Encoder = new BASE64Encoder();// JDK1.8 BASE64Encoder 加密String encode = base64Encoder.encode(str.getBytes());System.out.println(encode);BASE64Decoder base64Decoder = new BASE64Decoder();// JDK1.8 BASE64Decoder 解密byte[] bytes = base64Decoder.decodeBuffer(encode);String res = new String(bytes);System.out.println(res);}
}

二、推荐使用Base64：

package com.lmp.utils;import java.util.Base64;public class test {public static void main(String[] args) throws Exception {String str = "hello word";// JDK1.8 Base64加密String encode = Base64.getEncoder().encodeToString(str.getBytes());System.out.println(encode);// JDK1.8 Base64解密byte[] bytes = Base64.getDecoder().decode(encode);String res = new String(bytes);System.out.println(res);}}

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