Base64加密解密

果子 · 发表于 2013-5-27 08:57:38

Base64是网络上最常见的8bit字节代码的编码。
The Base64 Alphabet

索引	对应字符	索引	对应字符	索引	对应字符	索引	对应字符
0	A	17	R	34	i	51	z
1	B	18	S	35	J	52	0
2	C	19	T	36	K	53	1
3	D	20	U	37	L	54	2
4	E	21	V	38	M	55	3
5	F	22	W	39	N	56	4
6	G	23	X	40	O	57	5
7	H	24	Y	41	P	58	6
8	I	25	Z	42	Q	59	7
9	J	26	a	43	R	60	8
10	K	27	b	44	S	61	9
11	L	28	c	45	T	62	+
12	M	29	d	46	U	63	/
13	N	30	e	47	V
14	O	31	f	48	W
15	P	32	g	49	X
16	Q	33	h	50	Y

Base64原理：
Base64中的是我们一般的常见的可用字符，如上表所示。所以64个字符如果用二进制来表示则为2的6次方。所以也就是说用到了6位二进制的数可以来表示base64中的所有字符。我们可以将base64用于加密解密。那么就是将我们的一般char型的字符变为base64.字符。

编码规则：如果要将8位的char型字符变为6位的base64字符。我们可以采用如下编码规则。先将3位char型字符归为一组，那么就有了24位。如果要变为6位，那么这24位字符可以变为4组6位的base64字符。这样依次将8位的char型字符转变为6位的base64字符。注意这里所有的转变都是以8位的char型为基础的，转变后的base64也是char型，只是其最高两位都为0。这样在后期的操作时，就可以根据上面的表格来对base64的char型来赋字符了。如果还有剩余的字符那么如果来操作？一般剩余的字符就是1,2位了。
剩余为1位：这里就还有8位，如果要变为6位，那么就在它后面加4位0，这样变化时就可以得到2个6位的base64字符。为了补齐字节数，我们还要在末尾加两个’=’字符。剩余为2位：这里就还有16位，如果要变为6位，那么就在它后面加2位0，这样变化时就可以得到3个6位的base64字符。为了补齐字节数，我们还要在末尾加一个’=’字符。
做了上述操作之后，就变为4的整数倍的base64字符，实质上就最高两位都为0的8位二进制数。如果转换为10进制数，那么就是0~63了。如果要在系统中显示出ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabxdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/，那么就要与char型字符中的这些字符对应起来。A~Z是65~90；a~z是97~122；0~9是48~57；+是43；/是47。只要将这0~63变化为对应的这些字符所表示的10进制数就可以了，然后再加上相应的’=’字符就是我们所要的结果。
解码规则：如果要将这些加密后变为base64的字符变为原来的char型字符，这就是相当于原来的编码的逆操作了。先将显示出来的字符变为真正的base64原来的高两位都为0的8位二进制数。然后就可以把4位base64组合起来变为3位char型字符。至于剩下的字符，我这里是2和3位，因为我没有用到’=’字符来计算，只是使用了被作用后的base64字符。那么根据前面的编码理论，那么就只剩下了2位或者3位base64字符了。剩下2位base64，就可以解码出一位char型字符，剩下3位base64字符就可以解码出2位char型字符。

果子 · 发表于 2013-5-27 08:58:10

/**************************************************************
*    Copyright (C) 2006-2013 All rights reserved.
*    @Version: 1.0
*    @Created: 2013-05-19 10:40
*       @Author: chin - qin@126.com
* @Description: 编码规则：
         1、把三上字符转换成4个字符
            例：字符串“张”
            11010101 HEX

5 11000101 HEX:C5
            00110101 00011100 00010100
            十进制53 十进制34 十进制20 pad
            字符’1’ 字符’i’ 字符’U’ 字符’=
            不足的字符以'='补齐
         2、每76个字符后加一个换行符
*
*    @History:
**************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <malloc.h>

static char base64_code_ch[64] =
{
'A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O',&#39

',
'Q','R','S','T','U','V','W','X','Y','Z','a','b','c','d','e','f',
'g','h','i','j','k','l','m','n','o','p','q','r','s','t','u','v',
'w','x','y','z','0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','+','/'
};

/**
* @brief base64_to_string
*
* @Param: input
* @Param: input_len
* @Param: output_len
*
* Returns: 成功则返回解码后的字符串和长度，失败返回NULL
*/
unsigned char *base64_to_string(const unsigned char *input, size_t input_len, size_t *output_len)
{
unsigned char *output = NULL, buf[4];
int pos = 0;
size_t count = 0, len = 0;

if(input)
{
output = (unsigned char *)malloc(3*(input_len/4) + 1);
if(output)
{
      while( *input != '\0' )
      {
      if( *input != '\n' )
      {
         for(pos=0; pos < 64; pos++)
         {
         if( *input == base64_code_ch[pos])
         {
            buf[count++] = pos;
            break;
         }
         }
         if(count == 4)
         {
         output[len++] = buf[0] << 2 | buf[1] >> 4;
         output[len++] = buf[1] << 4 | buf[2] >> 2;
         output[len++] = buf[2] << 6 | buf[3];
         count = 0;
         }
         input++;
      }
      else
      {
         input++;
      }
      }
      /*处理后四位,两种情况，有一个=号和有两个=号*/
      if(count == 2)  //两个等于号的情况
      {
      output[len++] = buf[0] << 2 | buf[1] >> 4;
      }
      else if(count == 3)
      {
      output[len++] = buf[0] << 2 | buf[1] >> 4;
      output[len++] = buf[1] << 4 | buf[2] >> 2;
      }

      output[len] = '\0';
      if( output_len )
      *output_len = len;

      return output;
}
}

return NULL;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
size_t encode_len;
size_t decode_len;
unsigned char *p2;
if(argc != 2)
{
fprintf(stderr,"Error input !\n");
return 0;
}
encode_len = strlen(argv[1]);
printf("encode_len= %u\n",encode_len);

p2 = base64_to_string( (unsigned char *)argv[1], encode_len, &decode_len );
//p2 = base64_to_string( NULL, encode_len, &decode_len );
if(p2)
printf("decode_len = %u,decode = %s\n",decode_len,p2);
else
printf("NULL\n");
free(p2);
p2 = NULL;

return 0;
}

果子 · 发表于 2013-5-27 08:58:23

/**************************************************************
*    Copyright (C) 2006-2013 All rights reserved.
*    @Version: 1.0
*    @Created: 2013-05-19 10:40
*       @Author: chin - qin@126.com
* @Description: 编码规则：
         1、把三上字符转换成4个字符
            例：字符串“张”
            11010101 HEX

5 11000101 HEX:C5
            00110101 00011100 00010100
            十进制53 十进制34 十进制20 pad
            字符’1’ 字符’i’ 字符’U’ 字符’=
            不足的字符以'='补齐
         2、每76个字符后加一个换行符
*
*    @History:
**************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <malloc.h>

static char base64_code_ch[64] =
{
'A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O',&#39

',
'Q','R','S','T','U','V','W','X','Y','Z','a','b','c','d','e','f',
'g','h','i','j','k','l','m','n','o','p','q','r','s','t','u','v',
'w','x','y','z','0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','+','/'
};

/**
* @brief string_to_base64
*
* @Param: input  输入字符串
* @Param: input_len  输入字符串长度
* @Param: out_len 编码后字符串长度
*
* Returns: 成功返回编码后的字符串，失败返回NULL
*/
unsigned char *string_to_base64(const unsigned char *input, size_t input_len, size_t *out_len )
{
unsigned char *output = NULL;
int i = 0;
size_t tmp_len = 0;
size_t len = 0;
unsigned int count = 0;

if(input)
{
tmp_len = input_len / 3;
output = (unsigned char *)malloc( 4*(tmp_len + 1) + input_len / 76 + 1 );
for(i=0; i < 3*tmp_len; i += 3)
{
      output[len++] = base64_code_ch[input >> 2];
      output[len++] = base64_code_ch[(input & 0x03) << 4 | input[i + 1] >> 4];
      output[len++] = base64_code_ch[(input[i + 1] & 0x0F) << 2 | input[i + 2] >> 6];
      output[len++] = base64_code_ch[input[i + 2] & 0x3F];
      count++;
      if( count % 19 == 0)
      {
      output[len++] = '\n';
      count = 0;
      }
}
/*分开做，为了简洁可读性*/
tmp_len = input_len % 3;
if(tmp_len != 0)
{
      if(tmp_len == 1)
      {
      output[len++] = base64_code_ch[input >> 2];
      output[len++] = base64_code_ch[(input & 0x03) << 4];
      output[len++] = '=';
      output[len++] = '=';
      count++;
      }
      else
      {
      output[len++] = base64_code_ch[input >> 2];
      output[len++] = base64_code_ch[(input & 0x03) << 4 | input[i + 1] >> 4];
      output[len++] = base64_code_ch[(input[i + 1] & 0x0F) << 2];
      output[len++] = '=';
      count++;
      }
}
if( count % 19 == 0)
{
      output[len++] = '\n';
}
output[len] = '\0';
/*返回编码后的长度和字符串*/
if(out_len)
      *out_len = len;
return output;
}

return NULL;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
size_t encode_len;
size_t src_len;
unsigned char *p1;

if(argc != 2)
{
fprintf(stderr,"Error input !\n");
return 0;
}
src_len = strlen(argv[1]);
printf("src_len = %u\n",src_len);
p1 = string_to_base64( (unsigned char *)argv[1], src_len, &encode_len );
if(p1)
printf("encode_len = %u,encode = %s\n",encode_len,p1);

free(p1);
p1 = NULL;

return 0;
}

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