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Java加密算法小结--Base64算法

从这一篇起整理一下常见的加密算法以及在java中使用的demo,首先从最简单的开始.

简单了解

Base64严格来说并不是一种加密算法,而是一种编码/解码的实现方式.

我们都知道,数据在计算机网络之间是使用字节流的方式进行传递的,所有的信息都要最终转换为0101的二进制,这本身就涉及到编码,解码的应用.

Base64,顾名思义,是使用了64个基本的字符来对任意数据进行编码的一种实现方式,那既然有Base64,是不是也有Base32,Base16呢? 答案是没错,有.

下面先看一下Base64的编码表:
图片描述
由图可见,Base64使用了26个字母的大小写,也就是52个字符,再加上10个数字和两个特殊的”+”,”/”组成,一共64个字符,其中最后两个字符选取不一定总是这两个.

java代码实现
首先看代码,然后再细说Base64实现的原理和应用:

package com.wang.encryption;
import com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.dv.util.Base64;
import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;
import java.io.IOException;
/**
 * @author yogo.wang
 * @date 2016/11/03-下午3:58.
 */
public class Base64Test {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        String msg="wang";
        byte[] bys=msg.getBytes("utf-8");

        /**
         * 使用BASE64 加密(编码)
         */
        //第一种方式
        BASE64Encoder base64Encoder=new BASE64Encoder();
        String s = base64Encoder.encodeBuffer(bys);
        System.out.println(s);
        System.out.println("---------------------");
        //第二种方式
        String s1 = Base64.encode(bys);
        System.out.println(s1);
        System.out.println("---------------------");
        /**
         * 使用BASE64 解密(解码)
         */
        //第一种方式
        BASE64Decoder base64Decoder=new BASE64Decoder();
        byte[] bys2 = base64Decoder.decodeBuffer(s);
        System.out.println(new String(bys2));
        System.out.println("---------------------");
        //第二种方式
        byte[] bys3 = Base64.decode(s);
        System.out.println(new String(bys3));


    }
}

输出结果如下:

d2FuZw==


d2FuZw==

wang

wang

原理和应用
根据代码,可以看到,字符”wang”通过Base64的编码转化成了一个字符串”d2FuZw==”,那么到底内部是怎么实现的呢?

Base64使用了64的字符,那么只需要6个二进制位就可以表示,但是一个Base64字符是8个二进制位的,即8Bit,也就是说Base64在6Bit的基础上在左边加了俩0,所有它的左边两位永远为0.

我们知道,一个字符是占了8位的,那怎么用6Bit表示8Bit的数呢,这好办,因为8和6的最小公倍数是24,那么,我用4个Base64的字符来表示3个常规的字符就可以了.

知道了这些,我们就可以来看看”wang”这个字符串是怎么被编码成”d2FuZw==”的了.

  第一步:把常规字符转换为ASCII.

  第二步:把ASCII码转为8位2进制

  第三步:每6位2进制数划为一组

  第四步:将2进制转为10进制

  第五步:根据Base64编码表对应找出相应的字符

  对应下面的图:
  图片描述
因为每三个常规字符,对应四个Base64字符,如果不够的话,会在后边补0,这里的”wang”是4个字符,不是3的整数倍,所以需要补0,那为什么编码的结果是”d2FuZw==”,而不是”d2FuZwAA”呢?

原因其实也很简单,因为最后两个AA是没有实际意义的,并不携带有效信息,为了解码方便,Base64编码选择了使用”=”来代替最后的”A”,所以就是我们看到的”d2FuZw==”了.

通过以上的过程我们可以发现,其实Base64是一种编码方式而非加密方式,因为它的编码解码过程是完全可逆的,且不需要额外信息,你只要有一张Base64的编码表就可以了,所以,不要将他用于对数据的加密.

Base64的应用

说了这么多,好像还是不太明白这种编码有什么必须存在的理由…..

我们知道在计算机中任何数据都是按ascii码存储的,而ascii码的128~255之间的值是不可见字符。而在网络上交换数据时,比如说从A地传到B地,往往要经过多个路由设备,由于不同的设备对字符的处理方式有一些不同,这样那些不可见字符就有可能被处理错误,这是不利于传输的。所以就先把数据先做一个Base64编码,统统变成可见字符,这样出错的可能性就大降低了(这段来自知乎)。

不仅如此,比如说我们可以使用HTML来内嵌Base64编码的图片,这样就避免了不必要的外部资源加载,不过还是要量力而为,这种场景一般适用于尺寸比较小的图片,如果是高清图片,用这种方式会导致Base64编码后的字符串很大,反而影响加载速度.

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