Base64算法概述
Base64是一种用于将二进制数据表示为ASCII字符集中的可打印字符的编码方法。它由64个不同的字符组成，通常包括26个大写字母、26个小写字母、10个数字以及两个特殊字符（通常是"+"和"/"）。Base64编码的目的是使数据变得不可读，而不是加密数据。它经常用于电子邮件、URL、XML和其他文本协议中，以确保数据的安全传输和存储。
Base64算法特点
可打印字符: Base64编码产生的字符全部来自可打印ASCII字符集，这意味着编码后的数据可以轻松地嵌入到文本中，不会引起编码后数据的不可读性。
固定长度: Base64编码的结果长度总是4的倍数，这有助于对齐和分割编码后的数据。
不可逆性: Base64编码是一种不可逆操作，编码后的数据无法还原为原始二进制数据。它只是将原始数据转换为一种可传输的形式。
Base64算法原理
Base64编码的原理非常简单，它将3个字节的二进制数据分为4个6位的块，然后将这些6位块映射到Base64字符集中的相应字符。如果原始数据不足3个字节，会进行填充以保证结果长度为4的倍数。
以下是Base64编码的基本步骤：
将输入数据划分为3字节的块。
将每个3字节块转换为4个6位块。
将6位块映射到Base64字符集中的字符。
如果原始数据长度不是3的倍数，进行填充。
C语言实现Base64算法
下面是一个简单的C语言函数，用于对数据进行Base64编码：
#include <stdio.h> #include <stdint.h> #include <string.h> const char base64_chars[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"; void base64_encode(const uint8_t *data, size_t input_length, char *output) { int i = 0, j = 0; uint8_t byte3[3] = {0}; uint8_t byte4[4] = {0}; while (input_length--) { byte3[i++] = *(data++); if (i == 3) { byte4[0] = (byte3[0] & 0xfc) >> 2; byte4[1] = ((byte3[0] & 0x03) << 4) | ((byte3[1] & 0xf0) >> 4); byte4[2] = ((byte3[1] & 0x0f) << 2) | ((byte3[2] & 0xc0) >> 6); byte4[3] = byte3[2] & 0x3f; for (i = 0; i < 4; i++) { output[j++] = base64_chars[byte4[i]]; } i = 0; } } if (i != 0) { for (int k = i; k < 3; k++) { byte3[k] = 0; } byte4[0] = (byte3[0] & 0xfc) >> 2; byte4[1] = ((byte3[0] & 0x03) << 4) | ((byte3[1] & 0xf0) >> 4); byte4[2] = ((byte3[1] & 0x0f) << 2) | ((byte3[2] & 0xc0) >> 6); for (int k = 0; k < i + 1; k++) { output[j++] = base64_chars[byte4[k]]; } while (i++ < 3) { output[j++] = '='; } } output[j] = '\0'; } int main() { uint8_t data[] = "Hello, Base64!"; char encoded[100] = {0}; base64_encode(data, strlen((char *)data), encoded); printf("Base64 Encoded: %s\n", encoded); return 0; }
C++语言实现Base64算法
以下是一个C++版本的Base64编码函数：
#include <iostream> #include <string> #include <vector> const std::string base64_chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ" "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" "0123456789+/"; std::string base64_encode(const std::vector<uint8_t> &data) { std::string encoded; int i = 0, j = 0; uint8_t byte3[3] = {0}; uint8_t byte4[4] = {0}; for (uint8_t byte : data) { byte3[i++] = byte; if (i == 3) { byte4[0] = (byte3[0] & 0xfc) >> 2; byte4[1] = ((byte3[0] & 0x03) << 4) | ((byte3[1] & 0xf0) >> 4); byte4[2] = ((byte3[1] & 0x0f) << 2) | ((byte3[2] & 0xc0) >> 6); byte4[3] = byte3[2] & 0x3f; for (i = 0; i < 4; i++) { encoded += base64_chars[byte4[i]]; } i = 0; } } if (i != 0) { for (int k = i; k < 3; k++) { byte3[k] = 0; } byte4[0] = (byte3[0] & 0xfc) >> 2; byte4[1] = ((byte3[0] & 0x03) << 4) | ((byte3[1] & 0xf0) >> 4); byte4[2] = ((byte3[1] & 0x0f) << 2) | ((byte3[2] & 0xc0) >> 6); for (int k = 0; k < i + 1; k++) { encoded += base64_chars[byte4[k]]; } while (i++ < 3) { encoded += '='; } } return encoded; } int main() { std::vector<uint8_t> data = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ',', ' ', 'B', 'a', 's', 'e', '6', '4', '!'}; std::string encoded = base64_encode(data); std::cout << "Base64 Encoded: " << encoded << std::endl; return 0; }
这两个示例中的C和C++代码都实现了Base64编码，将原始数据转换为Base64格式的字符串。您可以根据自己的需要使用这些代码，以确保数据的安全传输和存储。请注意，这些示例代码只提供了Base64编码功能，如果需要解码功能，需要编写相应的解码函数。
