Base-64编码是一种获取二进制数据并将其转换为文本的方法，这样就更容易在电子邮件和HTML表单数据中传输。

http://en.wikipedia.org/wiki/Base64

大多数情况下，我看到它被用于在只能处理ascii或简单字符集的上下文中对二进制数据进行编码。

它用于将任意二进制数据转换为ASCII文本。

例如，电子邮件附件就是通过这种方式发送的。

它基本上是一种用ASCII文本编码任意二进制数据的方法。每3个字节的数据需要4个字符，最后可能还会有一些填充。

基本上，输入的每6位都用64个字符的字母表进行编码。“标准”字母表使用a-z, a-z, 0-9和+和/，用=作为填充字符。有url安全的变体。

维基百科是一个相当好的信息来源。

有些传输协议只允许传输字母数字字符。想象一下这样一种情况:控制字符用于触发特殊操作，或者每个字符只支持有限的位宽。Base64将任何输入转换为只使用字母数字字符、+、/和=作为填充字符的编码。

对Brad所说的进行一点扩展:许多电子邮件和Usenet的传输机制以及其他移动数据的方式都不是“8位干净”的，这意味着标准ascii字符集之外的字符可能在传输中被破坏——例如，0x0D可能被视为回车符，并被转换为回车符和换行符。64进制将所有二进制字符映射为几个标准ascii字母、数字和标点符号，这样它们就不会被打乱。

从http://en.wikipedia.org/wiki/Base64

The term Base64 refers to a specific MIME content transfer encoding. It is also used as a generic term for any similar encoding scheme that encodes binary data by treating it numerically and translating it into a base 64 representation. The particular choice of base is due to the history of character set encoding: one can choose a set of 64 characters that is both part of the subset common to most encodings, and also printable. This combination leaves the data unlikely to be modified in transit through systems, such as email, which were traditionally not 8-bit clean. Base64 can be used in a variety of contexts: Evolution and Thunderbird use Base64 to obfuscate e-mail passwords[1] Base64 can be used to transmit and store text that might otherwise cause delimiter collision Base64 is often used as a quick but insecure shortcut to obscure secrets without incurring the overhead of cryptographic key management Spammers use Base64 to evade basic anti-spamming tools, which often do not decode Base64 and therefore cannot detect keywords in encoded messages. Base64 is used to encode character strings in LDIF files Base64 is sometimes used to embed binary data in an XML file, using a syntax similar to ...... e.g. Firefox's bookmarks.html. Base64 is also used when communicating with government Fiscal Signature printing devices (usually, over serial or parallel ports) to minimize the delay when transferring receipt characters for signing. Base64 is used to encode binary files such as images within scripts, to avoid depending on external files. Can be used to embed raw image data into a CSS property such as background-image.

当您有一些想要通过网络传送的二进制数据时，通常不会仅仅以原始格式在网络上传输比特和字节。为什么?因为有些媒体是为文本流而设计的。您永远不会知道——有些协议可能会将二进制数据解释为控制字符(如调制解调器)，或者您的二进制数据可能会被搞糟，因为底层协议可能认为您输入了一个特殊的字符组合(如FTP如何转换行结束符)。

为了解决这个问题，人们把二进制数据编码成字符。Base64就是这些编码类型中的一种。

为什么是64年? 因为你通常可以依赖于相同的64个字符出现在许多字符集中，你可以合理地相信你的数据最终会在线路的另一端没有损坏。

这是一种二进制数据的文本编码，其结果文本除了字母、数字和符号“+”、“/”和“=”之外什么都没有。这是一种在专门用于文本数据的媒体上存储/传输二进制数据的方便方法。

但为什么是Base-64?将二进制数据转换为文本的两种替代方法是:

Decimal:将每个字节的十进制值存储为三个数字:045 112 101 037等，其中每个字节由3个字节表示。数据膨胀了三倍。 十六进制:将字节存储为十六进制对:AC 47 0D 1A等，其中每个字节由2个字节表示。数据膨胀了两倍。

Base-64在4个字符中映射3个字节(8 x 3 = 24位)，该字符横跨6位(6 x 4 = 24位)。结果看起来像“TWFuIGlzIGRpc3Rpb…”。因此膨胀仅仅是原来的4/3 = 1.3333333倍。

在计算机的早期，当电话线系统间的通信不是特别可靠时，一种快速而肮脏的验证数据完整性的方法被使用:“位奇偶校验”。在这种方法中，传输的每个字节都有7位数据，第8位将是1或0，以强制字节中1位的总数为偶数。

因此，0x01将作为0x81传输;0x02将是0x82;0x03仍然是0x03等等。

为了进一步完善这个系统，当定义ASCII字符集时，只有00-7F被分配字符。(直到今天，所有设置在80-FF范围内的字符都是非标准的)

当时的许多路由器都把奇偶校验和字节转换放在硬件中，迫使连接到它们的计算机严格处理7位数据。这迫使电子邮件附件(以及所有其他数据，这就是为什么HTTP和SMTP协议是基于文本的)转换为纯文本格式。

这些路由器很少能活到90年代。我非常怀疑它们中任何一个现在还在使用。

当我们通过web服务传输大型二进制对象(图像)时，我在实际意义上使用它。因此，当我使用python脚本测试c# web服务时，可以使用一点魔法重新创建二进制对象。

(在python中)

import base64
imageAsBytes = base64.b64decode( dataFromWS )

除了已经说过的，还有两种没有列出的非常常见的用法是

散列:

哈希是将一个字节块转换为另一个固定大小的字节块的单向函数，例如128bit或256bit (SHA/MD5)。将结果字节转换为Base64可以更容易地显示散列，特别是在比较完整性的校验和时。在Base64中经常看到哈希值，以至于许多人将Base64本身误认为是哈希值。

密码:

由于加密密钥不一定是文本，而是原始字节，因此有时需要将其存储在文件或数据库中，这在Base64中很方便。结果加密字节也是如此。

注意，尽管Base64经常用于密码学中，但它并不是一种安全机制。任何人都可以将Base64字符串转换回其原始字节，因此不应将其用作保护数据的手段，而应将其用作更容易显示或存储原始字节的格式。

证书

PEM格式的x509证书是base64编码的。http://how2ssl.com/articles/working_with_pem_files/

Base64可以用于许多目的。

主要原因是将二进制数据转换为可通过的数据。

我有时用它来将JSON数据从一个站点传递到另一个站点，存储信息 在cookie中关于用户的信息。

注意: 你“可以”用它来加密——我不明白为什么人们说你不能，而且它不是加密，尽管它很容易被破解，而且不受欢迎。加密只不过是将一串数据转换为另一串数据，以后可以解密，也可以不解密，这就是base64所做的。

我要在这里描述的Base64的用法有点hack。所以如果你不喜欢黑客，请不要继续。

当我发现MySQL的utf8不支持4字节unicode字符时，我遇到了麻烦，因为它使用了3字节版本的utf8。那么我做了什么来支持完整的4字节unicode MySQL的utf8?base64在存储到数据库时编码字符串，在检索时解码字符串。

由于base64编码和解码非常快，上面的工作非常完美。

你需要注意以下几点:

Base64编码多使用33%的存储空间 存储在数据库中的字符串不是人类可读的(您可以将其作为数据库字符串使用基本加密形式的特性出售)。

对于任何不支持unicode的存储引擎，都可以使用上述方法。

当需要对二进制数据进行编码时，通常使用Base64编码方案，这些数据需要通过设计用于处理文本数据的媒体存储和传输。这是为了确保数据在传输过程中保持完整而不被修改”(Wiki, 2017)

示例可能如下:您有一个只接受ASCII字符的web服务。你想要保存用户的数据，然后将其传输到其他位置(API)，但接收者想要接收未触及的数据。Base64是用来…唯一的缺点是base64编码需要比常规字符串多33%的空间。

另一个示例::uenc = url encoded = aHR0cDovL2xvYy5tYWdlbnRvLmNvbS9hc2ljcy1tZW4tcy1nZWwta2F5YW5vLXhpaS5odG1s = http://loc.querytip.com/asics-men-s-gel-kayano-xii.html。

正如你所看到的，如果我们想把最后一次访问的URL作为参数发送，我们就不能把字符“/”放在URL中，因为我们会打破“MOD重写”- GET参数的属性/值规则。

一个完整的例子是:" http://loc.querytip.com/checkout/cart/add/uenc/http://loc.magento.com/asics-men-s-gel-kayano-xii.html/product/93/ "

几年前，当邮件功能被引入时，它完全是基于文本的，随着时间的推移，对图像和媒体(音频、视频等)等附件的需求出现了。当这些附件通过互联网发送时(基本上是以二进制数据的形式)，原始形式的二进制数据损坏的概率很高。因此，为了解决这个问题，BASE64出现了。

二进制数据的问题是它包含null字符，在一些语言中，如C, c++表示字符串的结束，因此以包含null字节的原始形式发送二进制数据将阻止文件被完全读取并导致损坏的数据。

例如:

在C和c++中，这个“null”字符表示字符串的结束。所以"HELLO"是这样存储的:

H e l l o

72 69 76 76 79 00

00表示“停在这里”。

现在让我们深入研究BASE64编码是如何工作的。

注意:字符串的长度应该是3的倍数。

例1:

要编码的字符串:" ace "，长度=3

将每个字符转换为十进制。

A = 97, c= 99, e= 101

将每个小数改为8位二进制表示。

97= 01100001, 99= 01100011, 101= 01100101

合并:01100001 01100011 01100101

在一组6位中分离。

011000 010110 001101 100101

从二进制到十进制计算

011000= 24, 010110= 22, 001101= 13, 100101= 37

使用base64 chart将十进制字符转换为base64。

24= Y, 22= W, 13= N, 37= l

“ace”=>“YWNl”

例2:

要编码的字符串:" abcd "长度=4，不是3的倍数。因此，要使字符串长度为3的倍数，我们必须添加2位填充使length= 6。填充位用“=”符号表示。

需要注意的是:一个填充位等于两个000，所以两个填充位等于四个0 0000。

所以让我们开始这个过程:-

将每个字符转换为十进制。

A = 97, b= 98, c= 99, d= 100

将每个小数改为8位二进制表示。

97= 01100001, 98= 01100010, 99= 01100011, 100= 01100100

在一组6位中分离。

011000, 010110, 001001, 100011, 011001, 00

所以最后6位是不完整的，所以我们插入两个填充位，等于4个零“0000”。

011000, 010110, 001001, 100011, 011001, 000000 ==

现在，它是相等的。末尾的两个等号表示添加了4个零(有助于解码)。

将二进制计算为十进制。

011000= 24, 010110= 22, 001001= 9, 100011= 35, 011001= 25, 000000=0 ==

使用base64 chart将十进制字符转换为base64。

24= Y, 22= W, 9= j, 35= j, 25= Z, 0= A ==

“abcd”=>“YWJjZA==”

一个十六进制数字是一个啃位(4位)。两个小字节构成8位，也称为1字节。

MD5生成128位输出，该输出使用32个十六进制数字序列表示，这些十六进制数字依次为32*4=128位。128位等于16字节(因为1字节等于8位)。

每个Base64字符编码6位(除了最后一个非填充字符可以编码2,4或6位);以及最后的填充字符(如果有的话)。因此，根据Base64编码，128位哈希至少需要⌈128/6⌉= 22个字符，如果有的话再加上pad。

使用base64，我们可以生成所需长度(6、8或10)的编码输出。 如果我们选择8字符长的输出，它只占用8个字节，而128位哈希输出则占用16个字节。

因此，除了安全性之外，还使用base64编码来减少空间消耗。

Base64是一个二进制到文本的编码方案，以ASCII字符串格式表示二进制数据。它被设计用来在网络通道中传输二进制格式的数据。

Base64机制使用64个字符进行编码。这些字符包括:

10个数值:即0,1,2,3，…，9 大写字母:即A,B,C,D，…，Z 小写字母:即a,b,c,d，…，z 2个特殊字符(这些字符取决于操作系统):即+，/

base64如何工作

使用base64算法编码字符串的步骤如下:

计算字符串中的字符数。如果它不是3的倍数，那么用特殊字符(即=)填充它，使它是3的倍数。 使用ASCII表将字符串转换为ASCII二进制格式8位。 转换为二进制格式后，将二进制数据分成6位的块。 将6位二进制数据块转换为十进制数。 根据base64索引表将小数转换为字符串。这个表可以是一个例子，但正如我所说，2个特殊字符可能会有所不同。

现在，我们得到了输入字符串的编码版本。

让我们举个例子:将字符串THS转换为base64编码字符串。

计算字符数:它已经是3的倍数。 转换为ASCII二进制格式8位。我们得到(T)01010100 (H)01001000 (S)01010011 将二进制数据分成6位的块。我们收到010101 000100 100001 010011 将6位二进制数据块转换为十进制数。得到21 4 33 19 根据base64索引表将小数转换为字符串。我们有VEhT

base64是一个二进制到文本的编码方案，以ASCII字符串格式表示二进制数据。Base64被设计用来跨通道传输二进制格式的数据。它接受任何形式的数据并将其转换为纯文本的长字符串。以前我们不能传输大量的数据，如文件，因为它是由2⁸比特字节组成的，但我们的实际网络使用2⁷比特字节。这就是base64编码出现的原因。但是base64到底是什么意思呢?

让我们来理解base64的含义。

base64 = base+64

我们可以调用base64作为基数64的表示。Base64仅使用6位(2 = 64个字符)来确保可打印的数据是人类可读的。但是,如何?我们也可以写base65或base78，但为什么只写64呢?让我们证明一下。 Base64编码包含64个字符来编码任何字符串。 base64包含:

10数值即，0,1,2,3，.....9。

26大写字母，即A,B,C,D，.......Z。

26个小写字母，即a,b,c,d，........z。

两个特殊字符，即+，/。取决于你的操作系统。

base64算法遵循的步骤如下:

count the number of characters in a String. If it is not multiple of 3 pad with special character i.e., = to make it multiple of 3. Encode the string in ASCII format. Now, it will convert the ASCII to binary format 8-bit each. After converting to binary format, it will divide binary data into chunks of 6-bits each. The chunks of 6-bit binary data will now be converted to decimal number format. Using the base64 Index Table, the decimals will be again converted to a string according to the table format. Finally, we will get the encoded version of our input string.