什么是Base64以及在Java中如何使用Base64编码

更新时间：2024年12月07日 11:51:32 作者：三汘

这篇文章主要介绍了什么是Base64以及在Java中如何使用Base64编码的相关资料,文中包括Base64编码的基本原理、应用、Java实现、URL安全编码以及在JavaScript中的使用方法,需要的朋友可以参考下

1. Base64编码介绍

Base64编码： Base是MIME的一种编码方式，MIME规范中定义了Base64编码作为一种可靠的方式，用于在文本协议中表示二进制数据。通过使用Base64编码，可以将二进制数据转换为可打印的ACSII字符，即Base64编码是从二进制到字符的过程，从而保证数据在传输过程中不受损失，并且能够被各种文本协议（如SMTP、HTTP）正确处理。

Base64编码与加密算法： 严格来说，Base64的加密解密是指编码格式，而非加密算法。

Base64编码的应用： 在MIME中，当需要在文本协议中传输二进制数据（如邮件附件或图片数据）时，通常会将二进制数据先进行Base64编码，然后将编码后的数据作为文本内容（字符串形式）进行网络传输，或者进行存储。

Bsae64编码的格式： Base64是一种用64个字符（0-9，a-z，A-Z，+，/）来表示二进制数据的方法，是基于64个可打印字符进行编码的。Base是一种索引编码，每6个bit位作为一个单元，对应一个字符，为了保证所输出的编码为可读字符，Base64制定了一个编码表，以便进行统一转换，编码表的大小为2^6=64，这也是Base64名称的由来。

Base64编码表：

Base64编码的原理： Base64编码要求把3个8bit的字节（3*8=24bit）转换为4个6bit的字节（4*6=24bit），之后在6bit位的前面补两个0，形成8位一个字节的形式。如果剩下的字符不足三个字节（将字符串以3个字符为一组，当最后一组不够3个字符时），则用0补齐，以达到24个bit，当填充后有6个bit位都为0时，则使用字符=进行表示，因此编码后输出的文本末尾可能会出现1或2个=。

ASCII码转Base64： ASCII是8个bit为一个字节，Base64是6个bit为一个字节。

示例1，正好有3个字符时： ASCII编码you，Base64编码eW91。

示例2，只有2个字符时： ASCII编码yo，Base64编码eW8=。

示例3，只有1个字符时： ASCII编码y，Base64编码eQ==。

2. Java实现Base64编码

2.1 使用Base64进行编码

Base64类： 全类名为java.util.Base64，在JDK8及以上版本中，可以直接使用该类实现Base64编码和解码。如果JDK版本低于8，使用org.apache.commons.codec.binary.Base64。

使用Base64对文本进行编码和解码：

@Test
public void test(){
    String content = "asnhlkqwe8uj12j3";
    // 获取文本的字节信息
    byte[] bytes = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);//[97, 115, 110, 104, 108, 107, 113, 119, 101, 56, 117, 106, 49, 50, 106, 51]
    // 对文本的字节信息进行Base64编码
    byte[] encode = Base64.getEncoder().encode(bytes);//[89, 88, 78, 117, 97, 71, 120, 114, 99, 88, 100, 108, 79, 72, 86, 113, 77, 84, 74, 113, 77, 119, 61, 61]
    // 将Base64编码的字节转换成ASCII码对应的字符串
    String s1 = new String(encode, StandardCharsets.UTF_8);//YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw==
    // 对文本的字节信息进行Base64编码,转换成ASCII码对应的字符串
    String s2 = Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);//YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw==

    // 对Base64编码的字符串进行解码，获取原始的文本的字节信息
    byte[] decode = Base64.getDecoder().decode(s2);//[97, 115, 110, 104, 108, 107, 113, 119, 101, 56, 117, 106, 49, 50, 106, 51]
    // 将字节信息转换成对应的文本
    String s3 = new String(decode, StandardCharsets.UTF_8);//asnhlkqwe8uj12j3
}

使用Base64对图片进行编码和解码：

@Test
public void test4() throws IOException {
    // 获取图片文件
    File file = new File("C:\\Users\\sq\\Desktop\\2024.png");
    // 获取图片文件的字节信息
    byte[] bytes = Files.readAllBytes(file.toPath());
    // 使用Base64进行编码，并转换成Base64编码表中对应字符组成的字符串
    String s = Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);

    // 将Base64编码的字符串保存在文本文件中
    Files.writeString(new File("C:\\Users\\sq\\Desktop\\te.txt").toPath(), s);

    // 获取文本文件
    File file1 = new File("C:\\Users\\sq\\Desktop\\te.txt");
    // 获取文本文件中保存的字符串对应的字节信息，使用ASCII码表示
    byte[] bytes1 = Files.readAllBytes(file1.toPath());
    // 将ASCII码转换成对应字符串，此处s1=s
    String s1 = new String(bytes1, StandardCharsets.UTF_8);

    // 对Base64编码的字符串进行解码，获取原始的图片文件的字节信息，此处decode=bytes
    byte[] decode = Base64.getDecoder().decode(s1);
    // 创建文件，将字节信息转换成图片
    Files.write(new File("C:\\Users\\sq\\Desktop\\2024.png").toPath(),decode);
}

2.2 使用Base64Utils编码

Base64Utils： 全类名为org.springframework.util.Base64Utils，是Spring框架中的一个工具类，主要用于处理Base64编码和解码的操作，Base64Utils简化了Base64编码和解码的过程。

对文本数据进行编码和解码：

@Test
public void test2(){
    String content = "asnhlkqwe8uj12j3";
    byte[] bytes = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);//[97, 115, 110, 104, 108, 107, 113, 119, 101, 56, 117, 106, 49, 50, 106, 51]
    String s1 = Base64Utils.encodeToString(bytes);//YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw==

    byte[] decode = Base64Utils.decodeFromString(s1);//[97, 115, 110, 104, 108, 107, 113, 119, 101, 56, 117, 106, 49, 50, 106, 51]
    String s2 = new String(decode, StandardCharsets.UTF_8);//asnhlkqwe8uj12j3
}

2.3 URL安全相关的Base64编码

URL不安全的Base64编码： 如果不使用URL安全的编码方式，URL编码器会把标准Base64中的“/”和“+”字符变为形如“%XX”的形式（即经过Base64编码后的字符串在通过URL参数进行网络传输时，浏览器会自动对特殊字符进行URL编码），而这些“%”在存入数据库时还需要再进行转换（URL解码），因为ANSI SQL中已将“%”号用作模糊查询like的通配符。

@Test
public void test2(){
    String content = "ab?";
    byte[] bytes = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);//[97, 98, 63]
    byte[] encode = Base64Utils.encode(bytes);//[89, 87, 73, 47]
    String s1 = Base64Utils.encodeToString(bytes);//YWI/

    byte[] decode = Base64Utils.decodeFromString(s1);//[97, 98, 63]
    String s2 = new String(decode, StandardCharsets.UTF_8);//ab?
}

@Test
public void test6(){
    String content = "ab>";
    byte[] bytes = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);//[97, 98, 62]
    String s1 = Base64Utils.encodeToString(bytes);//YWI+

    byte[] decode = Base64Utils.decodeFromString(s1);//[97, 98, 62]
    String s2 = new String(decode, StandardCharsets.UTF_8);//ab>
}

URL安全的Base64编码： 将/转换为_，将+转换为-。

@Test
public void test5(){
    String content = "ab?";
    byte[] bytes = content.getBytes(Standar	dCharsets.UTF_8);//[97, 98, 63]

    byte[] bytes1 = Base64Utils.encodeUrlSafe(bytes);//[89, 87, 73, 95]
    String s = new String(bytes1, StandardCharsets.UTF_8);//YWI_
    String s1 = Base64Utils.encodeToUrlSafeString(bytes);//YWI_

    byte[] decode = Base64Utils.decodeFromUrlSafeString(s1);//[97, 98, 63]
    String s2 = new String(decode, StandardCharsets.UTF_8);//ab?
}

@Test
public void test5(){
    String content = "ab>";
    byte[] bytes = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);//[97, 98, 62]

    byte[] bytes1 = Base64Utils.encodeUrlSafe(bytes);//[89, 87, 73, 45]
    String s = new String(bytes1, StandardCharsets.UTF_8);//YWI-
    String s1 = Base64Utils.encodeToUrlSafeString(bytes);//YWI-

    byte[] decode = Base64Utils.decodeFromUrlSafeString(s1);//[97, 98, 62]
    String s2 = new String(decode, StandardCharsets.UTF_8);//ab>
}

3. Shell使用base64编码

编码：

# -n表示不打印尾随换行符
echo -n 'asnhlkqwe8uj12j3' | base64
YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw==

解码：

# 或-d
echo 'YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw==' | base64 --decode
asnhlkqwe8uj12j3

4. js中使用base64编码

打开浏览器的F12控制台，输入以下命令：

编码：

window.btoa("asnhlkqwe8uj12j3")
YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw

解码：

window.aotb("YXNuaGxrcXdlOHVqMTJqMw")
asnhlkqwe8uj12j3

总结

到此这篇关于什么是Base64以及在Java中如何使用Base64编码的文章就介绍到这了,更多相关Java使用Base64编码内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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