一、Base64实现转换原理
它是用64个可打印字符表示二进制所有数据方法。由于2的6次方等于64，所以可以用每6个位元（bit）为一个单元，对应某个可打印字符。我们知道三个字节（byte）有24个位元，就可以刚好对应于4个Base64单元，即3个字节需要用4个Base64的可打印字符来表示。
· 可打印符号：
在Base64中的可打印字符包括字母A-Z、a-z、数字0-9 ，这样共有62个字符，此外两个可打印符号在不同的系统中一般有所不同。但是，我们经常所说的Base64另外2个字符是：“+/”。这64个字符，所对应表如下：
编号 字符 编号 字符 编号 字符 编号 字符 0 A 16 Q 32 g 48 w 1 B 17 R 33 h 49 x 2 C 18 S 34 i 50 y 3 D 19 T 35 j 51 z 4 E 20 U 36 k 52 0 5 F 21 V 37 l 53 1 6 G 22 W 38 m 54 2 7 H 23 X 39 n 55 3 8 I 24 Y 40 o 56 4 9 J 25 Z 41 p 57 5 10 K 26 a 42 q 58 6 11 L 27 b 43 r 59 7 12 M 28 c 44 s 60 8 13 N 29 d 45 t 61 9 14 O 30 e 46 u 62 + 15 P 31 f 47 v 63 /
仔细思考一下，你会很快发现，一个问题，就是每次转换的字节数不一定就是24的整数倍，会出现有多余不足六位的情况，在base64中处理的方法是加零凑够六位，但是这样一来在解码的时候就会出现多余的位 这该怎么办呢？ base64想到了一个很好的解决办法。这个办法就是在 base64凑零的同时，还要满足凑出来的位数是8的倍数，不然就加一个或者两个特殊的六位 = 符号。为什么是一个或者两个=符号呢？ 因为多个8位转为6位 只会出现 剩余 2位，4位的情况，剩余2位 只需要一个 表示六位的 = 便可变为8的整数；而剩余4位 需要两个表示6位的 = 便可以变成16 是8的整数。然后在解密的时候不解析 =即可。
之所以位的总数需要凑成8的倍数，是因为base64主要用于加密后的数据传送，而在传送机制中都认为传送的最小单位是按照字节算的，所以不能出现不是位总数不是8的倍数的情况，在接收到数据后，按顺序将6位的base64直接按照顺序解密成字节就完成解密了。
· 转换过程：
① 将三个byte（字节）的数据，先后放入一个24bit（位）的缓冲区中，先来的byte占高位。数据不足 3 byte的话，于缓冲区中剩下的bit用0补足。
② 然后，每次取出6个bit，按照其值选择 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/ 中的字符作为编码后的输出。不断进行，直到全部输入数据转换完成。
③ 如果最后剩下两个输入数据，在编码结果后加1个“=”；
如果最后剩下一个输入数据，编码结果后加2个“=”；
如果没有剩下任何数据，就什么都不要加，这样才可以保证资料还原的正确性。
编码后的数据比原始数据略长，为原来的4/3。
| 文本 | M | a | n | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASCII编码 | 77 | 97 | 110 | |||||||||||||||||||||
| 二进制位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 索引 | 19 | 22 | 5 | 46 | ||||||||||||||||||||
| Base64编码 | T | W | F | u | ||||||||||||||||||||
M的Ascii码是77,前六位对应值为19，对应base64字符是T，如此类推。其它字符编码就可以自动转换得到！我们看看另外不是刚好是3个字节的情况！
| 文本（1 Byte） | A | |||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 二进制位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||||||||||||||||
| 二进制位（补0） | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||||||||
| Base64编码 | Q | Q | = | = | ||||||||||||||||||||
| 文本（2 Byte） | B | C | ||||||||||||||||||||||
| 二进制位 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | x | x | x | x | x | x | ||
| 二进制位（补0） | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | x | x | x | x | x | x |
| Base64编码 | Q | k | M | = | ||||||||||||||||||||
二、Base64转换代码实现
public class Base64Util {
private static final char last2byte = (char) Integer.parseInt("00000011", 2);
private static final char last4byte = (char) Integer.parseInt("00001111", 2);
private static final char last6byte = (char) Integer.parseInt("00111111", 2);
private static final char lead6byte = (char) Integer.parseInt("11111100", 2);
private static final char lead4byte = (char) Integer.parseInt("11110000", 2);
private static final char lead2byte = (char) Integer.parseInt("11000000", 2);
private static final char[] encodeTable = new char[]
{
'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/'
};
public Base64Util() {
}
public static String encode(byte[] from) {
StringBuilder to = new StringBuilder((int) ((double) from.length * 1.34D) + 3);
int num = 0;
char currentByte = 0;
int i;
for (i = 0; i < from.length; ++i) {
for (num %= 8; num < 8; num += 6) {
switch (num) {
case 0:
currentByte = (char) (from[i] & lead6byte);
currentByte = (char) (currentByte >>> 2);
case 1:
case 3:
case 5:
default:
break;
case 2:
currentByte = (char) (from[i] & last6byte);
break;
case 4:
currentByte = (char) (from[i] & last4byte);
currentByte = (char) (currentByte << 2);
if (i + 1 < from.length) {
currentByte = (char) (currentByte | (from[i + 1] & lead2byte) >>> 6);
}
break;
case 6:
currentByte = (char) (from[i] & last2byte);
currentByte = (char) (currentByte << 4);
if (i + 1 < from.length) {
currentByte = (char) (currentByte | (from[i + 1] & lead4byte) >>> 4);
}
}
to.append(encodeTable[currentByte]);
}
}
if (to.length() % 4 != 0) {
for (i = 4 - to.length() % 4; i > 0; --i) {
to.append("=");
}
}
return to.toString();
}
}