深入浅出理解base编码

base64 是什么？

Base64，顾名思义，就是包括小写字母a-z、大写字母A-Z、数字0-9、符号"+"、"/"一共64个字符的字符集，（另加一个“=”，实际是65个字符，至于为什么还会有一个“="，这个后面再说）。任何符号都可以转换成这个字符集中的字符，这个转换过程就叫做base64编码。

base64怎么转换

首先将字符串（图片等）转换成二进制序列，然后按每6个二进制位为一组，分成若干组，如果不足6位，则低位补0。每6位组成一个新的字节，高位补00，构成一个新的二进制序列，最后根据base64索引表中的值找到对应的字符。

我们举个例子， 假设有字符串“abc"， 我们要对其进行base64编码，最后结果会是什么呢？

字符串abc对应3个字节，一共24位，按6位为一组可分为4组，在每组的高位补上00，经过转换，abc 的 base64 编码是 YWJj， 由原来的3个字母变成了4个，所以base64会比原字符串更长。

那问题来了，假设原始字符串不够3个字节，只有一个字节或者两个字节怎么办？

以两个字节为例， 按照上面的转换逻辑，经过编码转换，第三个字节只有4位，需要在第三组前后都要加两个0，转换后的字符串是 YWI。 为了凑齐4个字节，还要在末尾补上一个"="号，最后得到的base64编码就是： "YWI="

如果原始字符只有一个字节，原理是类似的，第二个字节除了前面补两个0，还要在后面补4个0，得到的字符串是YQ，剩下两个字节也用等号“=”来凑。所以a的base64编码就是 YQ==

总结一点就是只要原始字符串的长度不能被3整除，后面的位都会用0来补充。

base64用在哪些场景

1、html中的图片用base64表示

打开google的首页，就能看到某些样式中的图片不是一个资源地址，而是base64编码的字符串，这么做有什么好处呢？ 当然是减少了一次http的请求，但也并不是什么图片都适合用base64来处理，因为图片越大，转换的base64的字符串就越长，对带宽的要求更高了。

2、邮件传输

早期电子邮件的收发只允许使用ascii字符，这就导致无法发送非ascii字符，图片等二进制文件。所以在MIME对电子邮件进行了扩展，该扩展协议就指定了内容的传输的编码格式，可以是base64，base64编码使得在电子邮件中传输图片成为可能。

当然也可以将base64的内容放在url中传输。

在主流编程语言中，都内置的base64模块，可以直接调用，无需自己重复造轮子

python 示例

# 编码
>>> base64.b64encode(b'abc')
b'YWJj'

# 解码
>>> base64.b64decode(b'YWJj')
b'abc'

​除了基本的base64，还有一种url safe 形式的编码方式，目的是将“+/” 替换成 “-_”， 因为标准的Base64并不适合直接放在URL里传输，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。

>>> base64.b64encode(b'i\xcf\xbf')
b'ac+/'

# 使用"url safe"的base64编码会把+/ 替换成 -_
>>> base64.urlsafe_b64encode(b'i\xcf\xbf')
b'ac-_'

base64 是加密算法吗？

base64不是加密算法，他只是一种编码方式，数据从一种形式转换为另一种形式进行传输/存储。