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标签:php   原理   base64   详解   

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2的6次方等于64,所以每6个为一个单元,对应某个可打印字符。

三个bites有24个比特,对应于4个Base64单元,即3个字节需要用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。

如在mime(多用途邮件扩展)中,Base64的使用的64个可打印字符

A-Za-z:大小写字母各26个

0-9:加上10个数字

+:加号

/:斜杠

一共64个字符,等号“=”用来作为后缀用途

对应的转换关系为

0-63:A-Za-z0-9+/


转换的时候,将三个byte的数据,先后放入一个24bit的缓冲区中,先来的byte占高位。数据不足3byte的话,于缓冲器中剩下的bit用0补足。然后,每次取出6(因为26=64)个bit,按照其值选择ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的字符作为编码后的输出。不断进行,直到全部输入数据转换完成。

当原数据长度不是3的整数倍时, 如果最后剩下一个输入数据,在编码结果后加2个“=”;如果最后剩下两个输入数据,编码结果后加1个“=”;如果没有剩下任何数据,就什么都不要加,这样才可以保证数据还原的正确性。

实例分析:

编码:"Lailaiji"

通过查ASCII表找到对应关系

L:0x4c |  a:0x61  | i:0x69   |  l:0x6C    |  j:0x6A

因此转换成二进制为:0100 1100 , 0110 0001 , 0110 1001 , 0110 1100 ,  0110 0001 , 0110 1001 , 0110 1010 ,  0110 1001

第一步:先取三个字节的数据即:0100 1100 , 0110 0001 , 0110 1001,然后从这个三字节中取出6位即010011,在最高位补充两个位00使其成为1个byte,即0001 0011,剩余的18位也如此循环,最终这三个字节将扩展成为4个字节即:0001 0011, 0000 0110, 0000 0101, 0010 1001

第二步,从剩余的字节序列中再重复第一步,走到小于3个字节

第三步,这时剩余字节为:0110 1010,0110 1001不足3个字节,需要在从低位以0进行补充,即成0110 1010,0110 1001,0000 0000重复第一步,得到:0001 1010,0010 0110, 0010 0100, 0000 0000,

经过以后的运算后,我们将得到一组位序列:

0001 0011, 0000 0110, 0000 0101, 0010 1001

0001 1011,0000 0110, 0000 0101, 0010 1001

0001 1010,0010 0110, 0010 0100, 0000 0000 

转换成十进制为:19,6,5,41,27,6,5,41,26,38,36,0

对应的字符为:T,G,F,p,b,G,F,p,a,m,k,A

特别注重的是,最后一个字节0000 0000即0x00,通过查表为A,由于最后这8位是补充的,所以它应当被转换成=号,而不是A

因此:最终结果为:TGFpbGFpamk=

PHP实现:

<?php
$input = ‘赖来基‘;
$obj = new MyBase64();
$output = $obj->encode($input);
echo "Encode:",$output.PHP_EOL;
$output = $obj->decode($output);
echo "Decode:",$output.PHP_EOL;
class MyBase64{
	private $_table = array();
	private $_revtable = array();
	public function __construct(){
		$this->_initTable();
	}
	public function decode($string)
	{
		$orign_len = strlen($string);
		$j = 0;
		$ret = null;
		for($i=0; $i<$orign_len; $i+=4)
		{
			$chr1 = $this->getRevChr($string[$i]);
			$chr2 = $this->getRevChr($string[$i+1]);
			$chr3 = $this->getRevChr($string[$i+2]);
			$chr4 = $this->getRevChr($string[$i+3]);
			$_chr1 = $chr1<<2 | ($chr2&0x3F) >>4;
			$_chr2 = ($chr2&0x0F)<<4 | ($chr3&0xFC) >>2;
			$_chr3 = ($chr3&0x03)<<6 | $chr4;
			$ret .= chr($_chr1);
			$ret .= chr($_chr2);
			$ret .= chr($_chr3);
		}
		$ret = rtrim($ret);
		return $ret;
	}
	private function getRevChr($chr)
	{
		if(isset($this->_revtable[$chr]))
		{
			return $this->_revtable[$chr];
		}else{
			return 0;
		}
	}
	public function _decode($string)
	{
		$orign_len = strlen($string);
		$de = null;
		$kv = array_flip($this->_table);
		$b  = null;
		for($i = 0 ;$i < $orign_len;$i++)
		{
			$chr = $string[$i];
			if($chr != ‘=‘){
				$c = $kv[$chr];
			}else{
				$c = chr(0);
			}
			printf("%x",$c);
			$b[] = pack(‘C‘,$c);
			echo PHP_EOL;
		}
		for($i = 0 ;$i < count($b);$i+=3){
			$ch1 = ($b[$i]<<2) | ($b[$i+1]>>4);
			$ch2 = ($b[$i+1]<<4) | ($b[$i+2]>>2);
			$ch3 = ($b[$i+2]<<6) | ($b[$i+3]);
			printf(‘%08b,%08b,%08b‘,$ch1,$ch2,$ch3);
			echo PHP_EOL;
			printf(‘%08b,%08b‘,($b[$i]<<2) , ($b[$i+1]>>4));

			echo PHP_EOL;
		}
	}
	public function encode($string)
	{
		$orign_len = strlen($string);
		$len       = intval(ceil($orign_len/3)*3);
		$bin       = pack(‘a‘.$len,$string);
		$gen       = null;
		for($i=0; $i<$len; $i+=3)
		{
			$ch1 = ord($bin[$i]) >> 2;
			$ch2 = ((ord($bin[$i]) & 0x03) << 4) | (ord($bin[$i+1]) >> 4);
			$ch3 = ((ord($bin[$i+1]) & 0x0F) << 2) | ((ord($bin[$i+2]) & 0xC0) >> 6);
			$ch4 = ord($bin[$i+2]) & 0x3F;
			$gen.= $this->_table[$ch1];
			$gen.= $this->_table[$ch2];
			$gen.= $this->_table[$ch3];
			$gen.= $this->_table[$ch4];
		}
		if($orign_len-$len){
			$gen = substr($gen,0, -abs($orign_len-$len));
			for($i=0;$i<$len-$orign_len;$i++)
			{
				$gen .= ‘=‘;
			}			
		}
		return $gen;
	}
	private function  _initTable()
	{
		$tbl = array();
		for($i=ord(‘A‘);$i<=ord(‘Z‘);$i++)
		{
			$tbl[] = chr($i);
		}
		for($i=ord(‘a‘);$i<=ord(‘z‘);$i++)
		{
			$tbl[] = chr($i);
		}
		for($i=ord(‘0‘);$i<=ord(‘9‘);$i++)
		{
			$tbl[] = chr($i);
		}
		$tbl[]           = ‘+‘;
		$tbl[]           = ‘/‘;
		$reverse         = array_flip($tbl);
		$this->_table    = $tbl;
		$this->_revtable = $reverse;
	}
}


本文出自 “快乐似水” 博客,请务必保留此出处http://lailaiji.blog.51cto.com/1790290/1710683

Base64编码原理分析与PHP实现

标签:php   原理   base64   详解   

原文:http://lailaiji.blog.51cto.com/1790290/1710683

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