在编程的时候经常会碰到 Base64 编码和解码的问题,编码之后在 URL 中使用又要进行一些特殊处理,比如 WPJAM Basic 的 CDN 加速功能中的水印功能。
当我们使用记事本打开 exe 、 jpg 、 pdf 等这些二进制类型文件时,就会看到一大堆乱码,其实是无法显示和打印的字符,为了使二进制数据可以通过非纯 8-bit 的传输层传输,比如电子邮件的内容,所以就需要一个二进制到字符串的转换方法。
这就是 Base64 这种最常见的二进制编码方法由来,它是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法。
Base64 编码的原理很简单,首先,准备一个包含64个字符:
然后,对二进制数据进行处理,每3个字节一组,一共是 3x8=24 bit,划为4组,每组正好 6 个bit,这样我们得到 4 个数字作为索引,然后查表,获得相应的4个字符,就是编码后的字符串。
所以,Base64 编码会把 3 字节的二进制数据编码为 4 字节的文本数据,长度增加33%,好处是编码后的文本数据可以在邮件正文、网页等直接显示。
如果要编码的二进制数据不是3的倍数,最后会剩下1个或2个字节怎么办?Base64用 \x00 字节在末尾补足后,再在编码的末尾加上1个或2个 = 号,表示补了多少字节,解码的时候,会自动去掉。
PHP 默认已经提供了相关的 Base64 编码和解码函数,非常简单,下面简单说一下:
base64_encode(string $string) — 使用 MIME base64 对数据进行编码。
base64_decode(string $string, bool $strict = false) — 对使用 MIME base64 编码的数据进行解码,额外说一下,当第二个 strict 为 true 时,一旦输入的数据超出了 base64 范围,将返回 false 。 否则会静默丢弃无效的字符。
由于标准的 Base64 编码后可能出现字符 + 和 / ,在 URL 中就不能直接作为参数,所以 URL 安全的 Base64 编码,需要把字符 + 和 / 分别变成 - 和 _ ,另外 = 字符也可能出现在 Base64 编码中,但 = 用在URL、Cookie 里面会造成歧义,所以,很多 URL 安全的 Base64 编码也会把 = 去掉:
去掉 = 后怎么解码呢?因为 Base64 是把 3 个字节变为 4 个字节,所以 Base64 编码的长度永远是 4 的倍数,因此,需要加上 = 把 Base64 字符串的长度变为 4 的倍数,就可以正常解码了,然后再把 - 和 _ 替换换回 + 和 / :
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