Base64








Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。由于26=64{displaystyle 2^{6}=64}{displaystyle 2^{6}=64}，所以每6个位元为一个单元，对应某个可打印字符。3个字节有24个位元，对应于4个Base64单元，即3个字节可由4个可打印字符来表示。它可用来作为电子邮件的传输编码。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而不同。一些如uuencode的其他编码方法，和之后BinHex（英语：BinHex）的版本使用不同的64字符集来代表6个二进制数字，但是不被稱為Base64。




























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依底数区分的进位制系统

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  • 查

  • 论

  • 编



Base64常用于在通常处理文本数据的场合，表示、传输、存储一些二进制数据，包括MIME的电子邮件及XML的一些复杂数据。




目录






  • 1 MIME


    • 1.1 例子




  • 2 UTF-7


  • 3 IRCu


  • 4 在URL中的应用


  • 5 其他应用


  • 6 相关事件


  • 7 参见


  • 8 参考资料


  • 9 外部链接





MIME


在MIME格式的电子邮件中，Base64可以用来将binary的字节序列数据编码成ASCII字符序列构成的文本。使用时，在传输编码方式中指定Base64。使用的字符包括大小写拉丁字母各26个、数字10个、加号+和斜杠/，共64个字符，等号=用来作为后缀用途。


完整的Base64定义可见RFC 1421和RFC 2045。编码后的数据比原始数据略长，为原来的43{displaystyle {frac {4}{3}}}{frac {4}{3}}。在电子邮件中，根据RFC 822规定，每76个字符，还需要加上一个回车换行。可以估算编码后数据长度大约为原长的135.1%。


转换的时候，将3字节的数据，先后放入一个24位元的缓冲区中，先来的字节占高位。数据不足3字节的话，於緩衝區中剩下的位元用0补足。每次取出6位元（因为26=64{displaystyle 2^{6}=64}{displaystyle 2^{6}=64}），按照其值选择ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的字符作为编码后的输出，直到全部输入数据转换完成。


若原数据长度不是3的倍數时且剩下1個輸入數據，則在編碼結果後加2個=；若剩下2個輸入數據，則在編碼結果後加1個=。



例子


舉例來說，一段引用自托马斯·霍布斯《利维坦》的文句：


Man is distinguished, not only by his reason, but by this singular passion from other animals, which is a lust of the mind, that by a perseverance of delight in the continued and indefatigable generation of knowledge, exceeds the short vehemence of any carnal pleasure.

經過Base64編碼之後變成：


TWFuIGlzIGRpc3Rpbmd1aXNoZWQsIG5vdCBvbmx5IGJ5IGhpcyByZWFzb24sIGJ1dCBieSB0aGlz

IHNpbmd1bGFyIHBhc3Npb24gZnJvbSBvdGhlciBhbmltYWxzLCB3aGljaCBpcyBhIGx1c3Qgb2Yg

dGhlIG1pbmQsIHRoYXQgYnkgYSBwZXJzZXZlcmFuY2Ugb2YgZGVsaWdodCBpbiB0aGUgY29udGlu

dWVkIGFuZCBpbmRlZmF0aWdhYmxlIGdlbmVyYXRpb24gb2Yga25vd2xlZGdlLCBleGNlZWRzIHRo

ZSBzaG9ydCB2ZWhlbWVuY2Ugb2YgYW55IGNhcm5hbCBwbGVhc3VyZS4=

  • 编码「Man」























































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

在此例中，Base64算法将3个字节编码为4个字符。


Base64索引表：
















































































































































































数值 字符
  
 数值 字符
  
 数值 字符
  
 数值 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 /

如果要编码的字节数不能被3整除，最后会多出1个或2个字节，那么可以使用下面的方法进行处理：先使用0字节值在末尾补足，使其能够被3整除，然后再进行Base64的编码。在编码后的Base64文本后加上一个或两个=号，代表补足的字节数。也就是说，当最后剩余两个八位字节（2个byte）时，最后一个6位的Base64字节块有四位是0值，最后附加上两个等号；如果最后剩余一个八位字节（1个byte）时，最后一个6位的base字节块有两位是0值，最后附加一个等号。
参考下表：









































































































































文本（1 Byte）
A



二进制位
 0 1 0 0 0 0 0 1 0
 0
 0
 0
 0
 0
 0
 0
 0
 0
 0
 0
 0
 0
 0
 0
二进制位（補0）
 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
 0
 0
 0
 0
 0
 0
 0
 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 0
 0
 0 0 0 0 0 0
二进制位（補0）
 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
Base64编码
Q
k
M
 =


UTF-7


UTF-7是一个修改版Base64（Modified Base64）。主要是将UTF-16的数据，用Base64的方法编码为可打印的ASCII字符序列。目的是传输Unicode数据。主要的区别在于不用等号=补餘，因为该字符通常需要大量的转译。


标准可见 RFC 2152，《A Mail-Safe Transformation Format of Unicode》。



IRCu


在IRCu（英语：IRCu）等软件所使用的P10 IRC服务器间协议中，对客户与服务器的消息类型号（client/server numerics）和二进制IP地址采用了Base64编码。消息类型号的长度固定为3字节，故可直接编码为4个字节而不需要加填充。对IP地址进行编码时，则需要在地址前添加一些0比特，使之可以编码为整数个字节。这里所用的符号集与前述MIME的也有所不同，将+/改成了。



在URL中的应用


Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java持久化系统Hibernate中，就采用了Base64来将一个较长的唯一标识符（一般为128-bit的UUID）编码为一个字符串，用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用Base64编码不仅比较简短，同时也具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。


然而，标准的Base64并不适合直接放在URL裡传输，因为URL编码器会把标准Base64中的/和+字符变为形如%XX的形式，而这些%号在存入数据库时还需要再进行转换，因为ANSI SQL中已将%号用作通配符。


为解决此问题，可采用一种用于URL的改进Base64编码，它不在末尾填充=号，并将标准Base64中的+和/分别改成了-和_，这样就免去了在URL编解码和数据库存储时所要作的转换，避免了编码信息长度在此过程中的增加，并统一了数据库、表单等处对象标识符的格式。


另有一种用于正则表达式的改进Base64变种，它将+和/改成了!和-，因为+，*以及前面在IRCu中用到的[和]在正则表达式中都可能具有特殊含义。


此外还有一些变种，它们将+/改为_-或._（用作编程语言中的标识符名称）或.-（用于XML中的Nmtoken）甚至_:（用于XML中的Name）。



其他应用



  • 垃圾訊息傳播者用Base64來避過反垃圾郵件工具，因為那些工具通常都不會翻譯Base64的訊息。

  • 在LDIF（英语：LDIF）檔案，Base64用作编码字串。



相关事件


  • 2018年2月电子邮件程序 Exim（英语：Exim） 发现重大漏洞，编号为 CVE-2018-6789 的缓冲溢出漏洞允许攻击者在服务器上远程执行恶意代码。漏洞位于 base64 解码函数中，影响 Exim v4.90.1 之前的所有版本，多达 40 万服务器受到影响。[1][2]


参见



  • Radix-64（英语：Radix-64）

  • Ascii85（英语：Ascii85）

  • Quoted-printable

  • uuencode

  • yEnc（英语：yEnc）

  • 8BITMIME（英语：8BITMIME）

  • URL



参考资料





  1. ^ https://devco.re/blog/2018/03/06/exim-off-by-one-RCE-exploiting-CVE-2018-6789-en/


  2. ^ https://www.solidot.org/story?sid=55710




外部链接




  • RFC 1421（Privacy Enhancement for Electronic Internet Mail）


  • RFC 2045（MIME）


  • RFC 3548（The Base16, Base32, and Base64 Data Encodings）在 RFC 4648 中被替代

  • Home of the Base64 specification, with an online decoder and C99 implementation

  • Base64 Decode


























  • 查

  • 论

  • 编



進位制的記數系統

基本進位制

一進位 · 二進位 · 三進位 · 四進位 · 五進位 · 六進位 · 七進位 · 八進位 · 九進位 · 十進位 · 十一進位 · 十二進位 · 十三進位 · 十四進位 · 十五進位 · 十六進位 · 十七進位 · 十八進位 · 十九進位 · 二十進位 · 二十一進位 · 二十二進位 · 二十三進位 · 二十四進位 · 二十五進位 · 二十六進位 · 二十七進位 · 二十八進位 · 三十進位 · 三十二進位 · 三十六進位 · 四十進位 · 五十八進位 · 六十進位 · 六十二進位  · 六十四進位  · 八十五進位  · 九十一進位 · 九十四進位 · 九十五進位 · 一百進位 · 二百五十六進位
平衡進位制

平衡三進位 · 平衡五進位 · 平衡七進位 · 平衡九進位 · 平衡十進位
特殊進位制

Base64 · 十進位制 · 二進指數法 · 黄金進位 · 斐波那契編碼 · 根號2進位 · e進位 · 負整數進位制 · 2i進位 · 非整數進位制
相關條目

位 · 位元 · 进位制 · 米迪定理 · 记数系统















  • 查

  • 论

  • 编



数据交换（英语：Data exchange）格式

人类可读的格式


  • Atom

  • XML

  • YAML

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  • REBOL

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二进制格式


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  • Smile（英语：Smile (data interchange format)）

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