Base64编码解码算法

7210阅读　0评论2013-07-11　txgc_wm
分类：C/C++

Base64使用US-ASCII子集的64个字符，即大小写的26个英文字母，0～9，＋，/。编码总是基于3个字符，每个字符用8位二进制表示，因此一共24位，再分为4四组，每组6位表示一个Base64的值。其值如下：
  1. 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H',
  2. 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
  3. 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X',
  4. 'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
  5. 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
  6. 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
  7. 'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3',
  8. '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/',
Base64值为0就是A，为27的就是b。如果被加密的字符串每3个一组，还剩1或2个字符，使用特殊字符"="补齐。例如编码只有2个字符“me”，m的ascii是109，e的是101，用二进制表示分别是01101101、01100101，连接起来就是0110110101100101，再按6位分为一组：011011、010110、010100（不足6位补0），ascii分别是27、22、 20，即Base64值为bWU，Base64不足4字，用＝补齐，因此bWU＝就me的Base64值。

在 可以找到一个c语言的base32/base64的开源库。以下是goahead中base64加密解密的实现源码：
  1. static char_t    map64[] = {
  2.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  3.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  4.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 62, -1, -1, -1, 63,
  5.     52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  6.     -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14,
  7.     15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, -1, -1, -1, -1, -1,
  8.     -1, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40,
  9.     41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, -1, -1, -1, -1, -1,
  10.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  11.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  12.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  13.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  14.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  15.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  16.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  17.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  18.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  19.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  20.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  21.     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  22. };

  24. static char_t    alphabet64[] = {
  25.     'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H',
  26.     'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
  27.     'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X',
  28.     'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
  29.     'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
  30.     'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
  31.     'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3',
  32.     '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/',
  33. };

  35. /*********************************** Code *************************************/
  36. /*
  37.  *    Decode a buffer from "string" and into "outbuf"
  38.  */

  40. int websDecode64(char_t *outbuf, char_t *string, int outlen)
  41. {
  42.     unsigned long    shiftbuf;
  43.     char_t            *cp, *op;
  44.     int                c, i, j, shift;

  46.     op = outbuf;
  47.     *op = '\0';
  48.     cp = string;
  49.     while (*cp && *cp != '=') {
  50.         /*
  51.          *        Map 4 (6bit) input bytes and store in a single long (shiftbuf)
  52.          */
  53.         shiftbuf = 0;
  54.         shift = 18;
  55.         for (i = 0; i < 4 && *cp && *cp != '='; i++, cp++) {
  56.             c = map64[*cp & 0xff];
  57.             if (c == -1) {
  58.                 error(E_L, E_LOG, T("Bad string: %s at %c index %d"), string,
  59.                       c, i);
  60.                 return -1;
  61.             }
  62.             shiftbuf = shiftbuf | (c << shift);
  63.             shift -= 6;
  64.         }
  65.         /*
  66.          *        Interpret as 3 normal 8 bit bytes (fill in reverse order).
  67.          *        Check for potential buffer overflow before filling.
  68.          */
  69.         --i;
  70.         if ((op + i) >= &outbuf[outlen]) {
  71.             gstrcpy(outbuf, T("String too big"));
  72.             return -1;
  73.         }
  74.         for (j = 0; j < i; j++) {
  75.             *op++ = (char_t) ((shiftbuf >> (8 * (2 - j))) & 0xff);
  76.         }
  77.         *op = '\0';
  78.     }
  79.     return 0;
  80. }


  83. /******************************************************************************/
  84. /*
  85.  *    Encode a buffer from "string" into "outbuf"
  86.  */

  88. void websEncode64(char_t *outbuf, char_t *string, int outlen)
  89. {
  90.     unsigned long    shiftbuf;
  91.     char_t            *cp, *op;
  92.     int                x, i, j, shift;

  94.     op = outbuf;
  95.     *op = '\0';
  96.     cp = string;
  97.     while (*cp) {
  98.         /*
  99.          *        Take three characters and create a 24 bit number in shiftbuf
  100.          */
  101.         shiftbuf = 0;
  102.         for (j = 2; j >= 0 && *cp; j--, cp++) {
  103.             shiftbuf |= ((*cp & 0xff) << (j * 8));
  104.         }
  105.         /*
  106.          *        Now convert shiftbuf to 4 base64 letters. The i,j magic calculates
  107.          *        how many letters need to be output.
  108.          */
  109.         shift = 18;
  110.         for (i = ++j; i < 4 && op < &outbuf[outlen] ; i++) {
  111.             x = (shiftbuf >> shift) & 0x3f;
  112.             *op++ = alphabet64[(shiftbuf >> shift) & 0x3f];
  113.             shift -= 6;
  114.         }
  115.         /*
  116.          *        Pad at the end with '='
  117.          */
  118.         while (j-- > 0) {
  119.             *op++ = '=';
  120.         }
  121.         *op = '\0';
  122.     }
  123. }

Linux提供了命令行方式的base64编码和解码。

格式：echo "str" | base64

将字符串str+换行 编码为base64字符串输出。

 

格式：echo -n "str" | base64

将字符串str编码为base64字符串输出。

 

格式：base64 file

从指定的文件file中读取数据，编码为base64字符串输出。

 

格式：base64 -d

从标准输入中读取已经进行base64编码的内容，解码输出。

 

格式：base64 -d -i

从标准输入中读取已经进行base64编码的内容，解码输出。加上-i参数，忽略非字母表字符，比如换行符。

 

格式：echo "str" | base64 -d

将base64编码的字符串str+换行 解码输出。

 

格式：echo -n "str" | base64 -d

将base64编码的字符串str解码输出。

 

格式：base64 -d file

从指定的文件file中读取base64编码的内容，解码输出。

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