Base64 工具

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Base64编码是一种用64个可打印字符来表示二进制数据的方法。

可以把它想象成一种“翻译”过程。计算机底层存储和处理的所有数据（如图片、视频、可执行文件）都是二进制数据（由0和1组成）。但很多系统（比如早期的电子邮件系统）是设计用来传输文本的，不能正确处理这些二进制数据中的特殊控制字符。

Base64就是为了解决这个问题而生的：它将3个字节的二进制数据，转换成4个完全由ASCII文本字符组成的“安全”字符串。这样，就能在只支持文本的通道中可靠地传输二进制数据了。

主要原因有以下几点：

兼容纯文本协议：这是最原始的目的。像电子邮件（SMTP/POP3）最初是为7位ASCII文本设计的。二进制数据中的某些字节值（如00000000）可能会被解释为控制字符（如文件结束符），导致传输错误。Base64将所有数据“伪装”成纯文本，确保了数据的完整性和可靠性。
在文本环境中嵌入二进制数据：现代应用中最常见的用途之一。例如：
- 网页中的Data URLs：可以将小图片、字体文件等直接编码成Base64字符串，嵌入到HTML或CSS中，从而减少HTTP请求次数。
```
<img src="data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAUA..." />
```
- JSON/XML中传输二进制数据： JSON本身是文本格式，如果你想传输一个图片或文件的二进制内容，可以将其编码为Base64字符串放入JSON字段。
简单“加密”或混淆： 注意：Base64不是加密！ 它没有任何安全性可言，因为它不需要密钥就可以直接解码。它有时被用来简单地隐藏一眼就能看穿的明文（比如一些简单的API Key），但这绝不能替代真正的加密。

Base64的“64”是因为它使用了64个特定的字符来编码。这64个字符是：

我们用一个简单的例子来说明，将字符串 "Man" 进行Base64编码。

将字符转换为ASCII码：
- M -> 77
- a -> 97
- n -> 110
将ASCII码转换为8位二进制：
- 77 -> 01001101
- 97 -> 01100001
- 110 -> 01101110
将二进制串连接起来，然后按6位一组重新分割：
- 连接： 01001101 01100001 01101110
- 按6位分割： 010011 010110 000101 101110
将每个6位的二进制数转换成十进制：
- 010011 -> 19
- 010110 -> 22
- 000101 -> 5
- 101110 -> 46
对照Base64索引表，找到对应的字符：
- 19 -> T
- 22 -> W
- 5 -> F
- 46 -> u

所以，"Man" 经过Base64编码后变成了 "TWFu"。

上面的例子中，原始数据正好是3个字节（24位），能被6整除。如果字节数不是3的倍数怎么办？

Base64使用等号 = 作为填充字符。

情况一：最后剩1个字节：比如对 "A" 编码。
- 只有一个字节 01000001。
- 在后面补4个0，变成两个6位组：010000 010000。
- 编码后得到 "QQ"。
- 因为原始数据只有1个字节（本应需要3个），所以需要补两个 =，最终结果为 "QQ=="。
情况二：最后剩2个字节：比如对 "BC" 编码。
- 处理过程类似，最后会得到3个6位组，编码成3个字符。
- 因为原始数据有2个字节（本应需要3个），所以需要补一个 =，最终结果如 "QkM="。

特性	描述
目的	用一种纯文本格式安全地表示、传输二进制数据。
核心价值	兼容性和可靠性，确保二进制数据在文本系统中不被破坏。
是否安全？	不安全。它不是加密算法，只是编码方式，可以轻松解码。
数据体积	编码后的数据会比原始二进制数据大约33%（因为每3个字节变成4个字符）。
常见用途	电子邮件附件、Data URLs、在JSON/XML中传输二进制、简单混淆数据。