什么是Base64编码？

Base64编码是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的编码方法。它将二进制数据转换成ASCII字符串，通常用于在不支持二进制数据的系统之间传输数据，比如电子邮件、网页等。

Base64编码的用途

1. 数据传输：在不支持二进制数据的系统中传输二进制数据，如电子邮件、网页等。
2. 数据存储：将二进制数据存储在文本文件中。
3. 数据隐藏：在某些情况下，Base64编码可以用来隐藏数据，尽管它不是加密方法，因为编码后的数据可以轻易被解码。
4. 兼容性：解决不同系统之间数据编码不一致的问题。
5. 图像和文件嵌入：在HTML或CSS中嵌入图像和其他文件。

Base64编码原理

Base64编码将每3个字节的二进制数据（24位）转换为4个字符的Base64编码。如果原始数据不是3的倍数，会添加一个或两个=字符作为填充。Base64编码使用64个字符，包括大写字母A-Z、小写字母a-z、数字0-9以及+和/。

Base64编解码实现

编码

1. 将二进制数据分成每3个字节的块。
2. 将每3个字节转换为一个24位的数字。
3. 将24位数字除以64，得到第一个Base64字符。
4. 取余数，再除以64，得到第二个Base64字符。
5. 重复步骤3和4，直到处理完所有字节。
6. 如果最后不足3个字节，添加=作为填充。

解码

1. 将Base64编码字符串分成每4个字符的块。
2. 每个字符转换为对应的64进制数。
3. 将4个64进制数合并为3个字节的二进制数据。
4. 如果最后一个块包含=，则相应减少输出的字节数。

编程语言中的Base64编解码

大多数编程语言都提供了Base64编解码的库或函数。以下是一些示例：

Python

import base64

# 编码
encoded = base64.b64encode(b'Hello, World!')
print(encoded)  # 输出: SGVsbG8sIFdvcmxkIQ==

# 解码
decoded = base64.b64decode(encoded)
print(decoded)  # 输出: b'Hello, World!'

JavaScript

// 编码
const encoded = btoa('Hello, World!');
console.log(encoded);  // 输出: SGVsbG8sIFdvcmxkIQ==

// 解码
const decoded = atob(encoded);
console.log(decoded);  // 输出: Hello, World!

Java

import java.util.Base64;

// 编码
String original = "Hello, World!";
byte[] encoded = Base64.getEncoder().encode(original.getBytes());
System.out.println(new String(encoded));  // 输出: SGVsbG8sIFdvcmxkIQ==

// 解码
byte[] decoded = Base64.getDecoder().decode(encoded);
System.out.println(new String(decoded));  // 输出: Hello, World!

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