Base64 编码详解

base64是什么

Base64编码，是由64个字符组成编码集：26个大写字母A_{Z，26个小写字母a}z，10个数字0~9，符号“+”与符号“/”。Base64编码的基本思路是将原始数据的三个字节拆分转化为四个字节，然后根据Base64的对应表，得到对应的编码数据。

当原始数据凑不够三个字节时，编码结果中会使用额外的**符号“=”**来表示这种情况。

base64原理

一个Base64字符实际上代表着6个二进制位(bit)，4个Base64字符对应3字节字符串/二进制数据。

3个字符为一组的的base64编码方式如：

小于3个字符为一组的编码方式如：

总结：base64过程

最后处理完的编码字符再转字节中不再有base64以外的任何字符。

import base64

bs = "you".encode("utf-8")
# 把字节转化成b64
print(base64.b64encode(bs).decode())

bs = "yo".encode("utf-8")
# 把字节转化成b64
print(base64.b64encode(bs).decode())

# 猜测结果
bs = "y".encode("utf-8")
# 把字节转化成b64
print(base64.b64encode(bs).decode())

注意, b64处理后的字符串长度. 一定是4的倍数. 如果在网页上看到有些密文的b64长度不是4的倍数. 会报错

import base64

s = "eW91"
ret = base64.b64decode(s)
print(ret)  # b'you'

s = "eW91eQ=="
ret = base64.b64decode(s)
print(ret)  # b'youy'

s = "eW91eQ"
ret = base64.b64decode(s)   # binascii.Error: Incorrect padding
print(ret)

base64变种

# 方式1
data = res.text.replace("-", "+").replace("_", "/")
base64.b64decode(data)
# 方式2
data = base64.b64decode(res.text, altchars=b"-_")  # base64解码成字节流

为什么要base64编码

base64 编码的优点：

• 算法是编码，不是压缩，编码后只会增加字节数（一般是比之前的多1/3，比如之前是3， 编码后是4）
• 算法简单，基本不影响效率
• 算法可逆，解码很方便，不用于私密传输。
• 加密后的字符串只有【0-9a-zA-Z+/=】 ，不可打印字符（转译字符）也可以传输（关键！！！）

有些网络传输协议是为了传输ASCII文本设计的，当你使用其传输二进制流时（比如视频/图片），二进制流中的数据可能会被协议错误的识别为控制字符等等，因而出现错误。那这时就要将二进制流传输编码，因为有些8Bit字节码并没有对应的ASCII字符。

比如十进制ASCII码8对应的是后退符号(backspace), 如果被编码的数据中包含这个数值，那么编码出来的结果在很多编程语言里会导致前一个字符被删掉。又比如ASCII码0对应的是空字符，在一些编程语言里代表字符串结束，后续的数据就不会被处理了。

用Base64编码因为限定了用于编码的字符集，确保编码的结果可打印且无歧义。

不同的网络节点设备交互数据需要：设备A把base64编码后的数据封装在json字符串里，设备B先解析json拿到value，再进行base64解码拿到想要的数据。

1. 早年制定的一些协议都是只支持文本设定的。随着不断发展需要支持非文本了，才搞了一个base64做兼容

2. 虽然编码之后的数据与加密一样都具有不可见性，但编码与加密的概念并不一样。编码是公开的，任何人都可以解码；而加密则相反，你只希望自己或者特定的人才可以对内容进行解密。

base64处理图片数据：

import base64
source = "data:image/png;base64,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"
s = source.split(",")[1]
with open("a.png", "wb") as f:
    f.write(base64.b64decode(s))