什么是 Base64？
Base64 是一种二进制到文本的编码方案，它将二进制数据表示为 ASCII 字符串格式。它广泛用于各种计算机应用程序，特别是在需要对需要存储和传输的二进制数据进行编码，以便通过设计用于处理文本数据的媒体进行传输时。
为什么使用 Base64？
Base64 常用于以下几个原因：
- 通过基于文本的系统安全传输二进制数据
- 在 CSS 或 HTML 中嵌入图像数据
- 编码电子邮件附件
- 在 JSON 格式中存储复杂数据
Base64 如何工作
Base64 编码通过将每三个字节的输入数据转换为四个 ASCII 字符来工作。以下是该过程的简化说明：
- 取 3 字节的二进制数据（总共 24 位）
- 将这 24 位分成四个 6 位块
- 将每个 6 位块转换为其对应的 Base64 字符
Base64 字母表由 64 个字符组成：A-Z、a-z、0-9、+ 和 /。当输入数据的长度不能被 3 整除时，使用 = 字符进行填充。
Base64 编码表
值 编码 值 编码 值 编码 值 编码 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 (填充) = 15 P 32 g 49 x 16 Q 33 h 50 y
编程语言中的 Base64
Python 中的 Base64
import base64
# 编码
text = "你好，世界！"
encoded = base64.b64encode(text.encode('utf-8')).decode('utf-8')
print(f"编码: {encoded}")
# 解码
decoded = base64.b64decode(encoded).decode('utf-8')
print(f"解码: {decoded}")
JavaScript 中的 Base64
// 编码
let text = "你好，世界！";
let encoded = btoa(unescape(encodeURIComponent(text)));
console.log(`编码: ${encoded}`);
// 解码
let decoded = decodeURIComponent(escape(atob(encoded)));
console.log(`解码: ${decoded}`);
PHP 中的 Base64
<?php
// 编码
$text = "你好，世界！";
$encoded = base64_encode($text);
echo "编码: " . $encoded . "\n";
// 解码
$decoded = base64_decode($encoded);
echo "解码: " . $decoded . "\n";
?>
Base64 的常见用例
在 HTML/CSS 中嵌入图像
Base64 可用于直接在 HTML 或 CSS 中嵌入小图像，减少 HTTP 请求：
<img src="data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABCAYAAAAfFcSJAAAACklEQVR4nGMAAQAABQABDQottAAAAABJRU5ErkJggg==" alt="Base64 编码的图像">
在 JSON 中发送数据
当需要在 JSON 中包含二进制数据时，通常使用 Base64 编码：
{
"name": "example.png",
"content": "iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABCAYAAAAfFcSJAAAACklEQVR4nGMAAQAABQABDQottAAAAABJRU5ErkJggg=="
}
URL 安全的 Base64
为了在 URL 中使用，Base64 的一种变体将 + 和 / 分别替换为 - 和 _：
标准: a+b/c==
URL 安全: a-b_c==
在线 Base64 工具
以下是一些流行的在线 Base64 编码和解码工具：
Base64 和安全性
警告：Base64 是一种编码方案，而不是加密方法。它不提供任何安全性或数据保护。切勿使用 Base64 存储或传输敏感信息，除非使用适当的加密。
虽然 Base64 可以使数据对人类不可读，但它很容易被解码。对于敏感数据，请始终使用适当的加密方法。
Base64 的优点和缺点
优点：
- 允许通过基于文本的协议传输二进制数据
- 确保传输过程中的数据完整性
- 在不同平台和编程语言中得到广泛支持
缺点：
- 数据大小增加约 33%
- 需要编码和解码，这可能会影响大量数据的性能
- 可能被误认为是加密，导致虚假的安全感
常见问题
Base64 是加密吗？
不，Base64 不是加密。它是一种将二进制数据表示为 ASCII 字符串格式的编码方案。它不提供任何安全性。
为什么 Base64 编码会增加文件大小？
Base64 编码会增加文件大小，因为它用 4 个字符表示 3 个字节的数据。这导致大小增加约 33%。
能压缩 Base64 编码的数据吗？
是的，Base64 编码的数据可以被压缩，但通常在将数据编码为 Base64 之前进行压缩会更有效率。