Base64编码介绍及基于Java语言实现
Base64编码被设计用来表示任意顺序的八位一个字节单元，允许使用大写和小写字符而不要求内容可读。65个US-ASCII子集被用来表示Base64编码，所以每六位表示一个可以打印的Base64的字符，第65字符’=’被用来表示特殊处理的功能字符，后面会详细说明。
预编码处理一次输入24位（三个字符）作为一组，输出的是四个Base64的编码字符24位（每个字符六位）。编码处理遵循从左到右的顺序，一个24位的输入可以看作是三个八位的字符组，
编码以后，24位的字符则被转换为四个6位的字符组，每个字符被翻译成Base64字符表中的匹配的一个字符。
每六位都被转换成为一个index数值去匹配Base64编码表中的一个字符输出，Base64的字符表如下：
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
14 O 31 f 48 w (pad) =
15 P 32 g 49 x
16 Q 33 h 50 y
字符’=’作为填充字符，对于任何不满足24为输入的编码字符，以零做作为填充成为24位（三字节）输入，对于任何输出的编码字符小于24位的都应当以’=’字符填充。对于以下情形：
Ø 最后输入正好是24位的编码字符，则不需要’=’字符填充，输出即为四个Base64字符编码.
Ø 最后输入只有八位的编码字符，则需要填充两个特殊字符’=’，输出即为两个Base64字符编码加上两个’=’.
Ø 最后输入只有十六位的编码字符，则需要填充一个特殊字符’=’，输出即为三个Base64字符加上一个’=’.
把一个二进制的数据转换为Base64的编码，下面的例子就说明Base64怎么编码三个字节的二进制数据的。
+--first octet--+-second octet--+--third octet--+
|7 6 5 4 3 2 1 0|7 6 5 4 3 2 1 0|7 6 5 4 3 2 1 0|
+-----------+---+-------+-------+---+-----------+
|5 4 3 2 1 0|5 4 3 2 1 0|5 4 3 2 1 0|5 4 3 2 1 0|
+--1.index--+--2.index--+--3.index--+--4.index--+
许多网络程序中用来传输二进制文件也经常采用Base64的编码算法，一个最典型的例子就是Email的应用协议SMPT发送MIME数据的时候就常采用Base64来发送，而且已经被写入标准的RFC中，在Java语言中，JDK已经提供了Base64的API。
下面基于Java实现的Base64的编码和解码程序，相比于JDK6中把Base64编码和解码分在两个不同的API Class中，因此还把许多人搞得很晕来说，也许本人的实现会略微方便点。
package com.gloomyfish.smtp.util; public class Base64Coder { public final static char[] base64_alphabet = new char[]{ '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','+','/','=' }; public static String encode(String content) { byte[] data = content.getBytes(); int length = data.length; byte[] char_array_3 = new byte[]{0, 0, 0}; byte[] char_array_4 = new byte[]{'=','=','=','='}; String retContent = ""; int i = 0; int j = 0; int reversePos = 0; while(length > 0) { length--; char_array_3[i++] = data[reversePos++]; if(i==3) { char_array_4[0] = (byte)((char_array_3[0] & 0xfc) >> 2); // convert the char char_array_4[1] = (byte)(((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] & 0xf0) >> 4)); char_array_4[2] = (byte)(((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] & 0xc0) >> 6)); char_array_4[3] = (byte)(char_array_3[2] & 0x3f); for(i = 0; (i <4) ; i++) retContent += base64_alphabet[char_array_4[i]]; i = 0; } } // handling the last input content if (i > 0 ) { for(j = i; j < 3; j++) char_array_3[j] = 0; // padding of zero char_array_4[0] = (byte)((char_array_3[0] & 0xfc) >> 2); // right shift char_array_4[1] = (byte)(((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] & 0xf0) >> 4)); char_array_4[2] = (byte)(((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] & 0xc0) >> 6)); char_array_4[3] = (byte)(char_array_3[2] & 0x3f); for (j = 0; (j < i + 1); j++) retContent += base64_alphabet[char_array_4[j]]; while((i++ < 3)) // padding of '=' of output string retContent += '='; } return retContent; } public static String decode(String enContent) { byte[] data = enContent.getBytes(); int i = 0, j = 0, enCode = 0; int mLength = data.length; byte[] char_array_4 = new byte[4]; byte[] char_array_3 = new byte[3]; String retContent = ""; // filter out the padding '=' chars while (mLength > 0 && (((char)data[enCode]) != '=') && isBase64((char)data[enCode])) { mLength--; char_array_4[i++] = data[enCode++]; if (i ==4) { for (i = 0; i <4; i++) char_array_4[i] = findChar((char)char_array_4[i]); char_array_3[0] = (byte)((char_array_4[0] << 2) + ((char_array_4[1] & 0x30) >> 4)); char_array_3[1] = (byte)(((char_array_4[1] & 0xf) << 4) + ((char_array_4[2] & 0x3c) >> 2)); char_array_3[2] = (byte)(((char_array_4[2] & 0x3) << 6) + char_array_4[3]); for (i = 0; (i < 3); i++) retContent += (char)char_array_3[i]; i = 0; } } // last content handling if (i > 0) { for (j = i; j <4; j++) char_array_4[j] = 0; for (j = 0; j <4; j++) char_array_4[j] = findChar((char)char_array_4[j]); char_array_3[0] = (byte)((char_array_4[0] << 2) + ((char_array_4[1] & 0x30) >> 4)); char_array_3[1] = (byte)(((char_array_4[1] & 0xf) << 4) + ((char_array_4[2] & 0x3c) >> 2)); char_array_3[2] = (byte)(((char_array_4[2] & 0x3) << 6) + char_array_4[3]); for (j = 0; (j < i - 1); j++) retContent += (char)char_array_3[j]; } return retContent; } public static boolean isBase64(char c) { boolean base64 = false; for(int i=0; i<64; i++) { if( c == base64_alphabet[i]) { base64 = true; break; } } return base64; } public static byte findChar(char x) { byte index = 64; // 65th char '=' for(int i=0; i<64; i++) { if( x == base64_alphabet[i]) { index = (byte)i; break; } } return index; } /** * <p> test data and result should like below output , RFC4648 Sample </p> * BASE64("") = "" * BASE64("f") = "Zg==" * BASE64("fo") = "Zm8=" * BASE64("foo") = "Zm9v" * BASE64("foob") = "Zm9vYg==" * BASE64("fooba") = "Zm9vYmE=" * BASE64("foobar") = "Zm9vYmFy" * * * @param args */ public static void main(String[] args) { // BASE64Encoder coder = new BASE64Encoder(); // System.out.println(coder.encode("foobar".getBytes())); System.out.println("#--------------encode---------------#"); System.out.println(encode("")); System.out.println(encode("f")); System.out.println(encode("fo")); System.out.println(encode("foo")); System.out.println(encode("foob")); System.out.println(encode("fooba")); System.out.println(encode("foobar")); System.out.println(encode("123456789sS{1}quot;)); System.out.println("#--------------decode---------------#"); System.out.println(decode("")); System.out.println(decode("Zg==")); System.out.println(decode("Zm8=")); System.out.println(decode("Zm9v")); System.out.println(decode("Zm9vYg==")); System.out.println(decode("Zm9vYmE=")); System.out.println(decode("Zm9vYmFy")); System.out.println(decode("MTIzNDU2Nzg5c1Mk")); } }
