CRYPTO March 26, 2020

base64加密解密

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base64原理:

下面是对照表:

原理如下:

上表中总共有64个字符,2^6=64所以只需要6个bit位就足够描述所有的表中字符了。计算机中1个字节8个bit,一个ASCII码占1个字节。因此多出来的两位用0填充。比如我用00000110来表示表中数值为6的字符即G

计算机中1个字节8个bit,一个ASCII码占1个字节。因此多出来的两位用0填充。比如我用00000110来表示表中数值为6的字符即G

那么如何用上表中的字符来表达所有的字符呢?

Base64在编码时,首先将所有的待转换字符转成二进制的形式。

例如将”abc”转成110000111000101100011 之后在每个6位比特之前加上00也就是将3个8位字节转换成4个6位字节

由于base64编码是将3个8位字节变成4个6位字节因此最后所得到的字节数目一定是4的倍数。如果不是4的倍数要用=填充

我们从一个例子当中来具体体会一下转换过程

假设待转化的字符是 “example”

转化成二进制之后得到

01100101 01111000 01100001 01101101 01110000 01101100 01100101

example的长度是7因此为了使得最后得到的字符是4的倍数我们要再添上两个字符

01100101 01111000 01100001 01101101 01110000 01101100 01100101 00000000 00000000

然后我们将其按照6位1字符排好

011001 010111 100001 100001 011011 010111 000001 101100 011001 010000 000000 000000

填充00之后得到

00011001 00010111 00100001 00100001 00011011 00010111 00000001 00101100 00011001 00010000 00000000 00000000

再将这些二进制转换成十进制

25 23 33 33 27 23 1 44 25 16 0 0

对照表用字符替换之后得到

ZXhhbXBsZQAA

再将最后的AA换成==即可

ZXhhbXBsZQ==

C代码:(部分)

unsigned char *base64_encode(unsigned char *str)  
{  
    long len;  
    long str_len;  
    unsigned char *res;  
    int i,j;  
//定义base64编码表  
    unsigned char *base64_table="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";  

//计算经过base64编码后的字符串长度  
    str_len=strlen(str);  
    if(str_len % 3 == 0)  
        len=str_len/3*4;  
    else  
        len=(str_len/3+1)*4;  

    res=malloc(sizeof(unsigned char)*len+1);  
    res[len]='\0';  

//以3个8位字符为一组进行编码  
    for(i=0,j=0;i<len-2;j+=3,i+=4)  
    {  
        res[i]=base64_table[str[j]>>2]; //取出第一个字符的前6位并找出对应的结果字符  
        res[i+1]=base64_table[(str[j]&0x3)<<4 | (str[j+1]>>4)]; //将第一个字符的后位与第二个字符的前4位进行组合并找到对应的结果字符  
        res[i+2]=base64_table[(str[j+1]&0xf)<<2 | (str[j+2]>>6)]; //将第二个字符的后4位与第三个字符的前2位组合并找出对应的结果字符  
        res[i+3]=base64_table[str[j+2]&0x3f]; //取出第三个字符的后6位并找出结果字符  
    }  

    switch(str_len % 3)  
    {  
        case 1:  
            res[i-2]='=';  
            res[i-1]='=';  
            break;  
        case 2:  
            res[i-1]='=';  
            break;  
    }  

    return res;  
}  

unsigned char *base64_decode(unsigned char *code)  
{  
//根据base64表,以字符找到对应的十进制数据  
    int table[]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
             0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
             0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
             0,0,0,0,0,0,0,62,0,0,0,
             63,52,53,54,55,56,57,58,
             59,60,61,0,0,0,0,0,0,0,0,
             1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,
             13,14,15,16,17,18,19,20,21,
             22,23,24,25,0,0,0,0,0,0,26,
             27,28,29,30,31,32,33,34,35,
             36,37,38,39,40,41,42,43,44,
             45,46,47,48,49,50,51
               };  
    long len;  
    long str_len;  
    unsigned char *res;  
    int i,j;  

//计算解码后的字符串长度  
    len=strlen(code);  
//判断编码后的字符串后是否有=  
    if(strstr(code,"=="))  
        str_len=len/4*3-2;  
    else if(strstr(code,"="))  
        str_len=len/4*3-1;  
    else  
        str_len=len/4*3;  

    res=malloc(sizeof(unsigned char)*str_len+1);  
    res[str_len]='\0';  

//以4个字符为一位进行解码  
    for(i=0,j=0;i < len-2;j+=3,i+=4)  
    {  
        res[j]=((unsigned char)table[code[i]])<<2 | (((unsigned char)table[code[i+1]])>>4); //取出第一个字符对应base64表的十进制数的前6位与第二个字符对应base64表的十进制数的后2位进行组合  
        res[j+1]=(((unsigned char)table[code[i+1]])<<4) | (((unsigned char)table[code[i+2]])>>2); //取出第二个字符对应base64表的十进制数的后4位与第三个字符对应bas464表的十进制数的后4位进行组合  
        res[j+2]=(((unsigned char)table[code[i+2]])<<6) | ((unsigned char)table[code[i+3]]); //取出第三个字符对应base64表的十进制数的后2位与第4个字符进行组合  
    }  

    return res;  

}  

(实在懒得写伪代码了,凑乎看吧)

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