base64编码原理以及python中的base64模块

2022-01-01 Python

平常工作中，大家对base64肯定不陌生。
但作为程序员，只会对其使用还是远远不够的，本着知其然知其所以然，看了下base64的编码原理，在此做个笔记。
首先，说一下base64的用途，base64编码是将二进制字节流编码为可打印的64个字符。有些网络传输并不支持二进制编码的字节流的传输，若要解决此问题，就可以用base64编码。另外，base64可以作为简单的加密工具。
原理：
众所周知，传统的一个字节占8位，base64是将原先的二进制字节流以6位为分割，然后在经过base64字符编码对照表，编码为可打印的字符串。
base64字符编码对照表：

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举个例子：
字符 ‘z’，二进制为

>>> bin(ord('z')) '0b1111010'

即：0111 1010 【base64编码原理以及python中的base64模块】
base64编码，以6位分割
第一个字符为：0001 1110，10进制为30，对应base64字符编码对照表：‘e’
第二个字符为：0010 0000，10进制为32，对应base64字符编码对照表：‘g’
base64编码的一个字节6位，传统的一个字节8位，最小公倍数为24。那么base64编码最小单位即为24/6=4个字符
由于‘z’后面bit位都是0，base64约定以‘=’代替
上述还可以写为：
以24位，8位分割表示：
011110100000000000000000
以24位，6位分割表示：
011110100000000000000000
6位如何以8位形式表示，在前面补0，即：
0001 11100010 00000000 00000000 0000
得到上述结果
因此，‘z’经过base64编码得到：‘eg==’
用python验证一下：

>>> base64.b64encode("z") 'eg=='

上述即为base64编码原理

在python中，base64有标准模块，我们可以直接使用
import base64
使用方式：
编码

>>> base64.b64encode("z") 'eg=='

解码

>>> base64.b64decode('eg==') 'z'

模块中我们可以看到，除了b64encode，还有b32encode，b16encode，这些编码原理都是相同的。
b32取的是5位分割，5和8的最小公倍数为40，那么b32的最小单位为40/5=8个字符，缺失以‘=’补齐
b16去的是4位分割，4和8的最小公倍数为8，那么b16的最小单位为8/4=2个字符

结束！！！

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