C#实现Base64编码与解码

[ 2011-10-17 11:27:50 | 作者: admin ]
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一、编码规则
            Base64编码的思想是是采用64个基本的ASCII码字符对数据进行重新编码。它将需要编码的数据拆分成字节数组。以3个字节为一组。按顺序排列24 位数据,再把这24位数据分成4组,即每组6位。再在每组的的最高位前补两个0凑足一个字节。这样就把一个3字节为一组的数据重新编码成了4个字节。当所要编码的数据的字节数不是3的整倍数,也就是说在分组时最后一组不够3个字节。这时在最后一组填充1到2个0字节。并在最后编码完成后在结尾添加1到2个 “=”。

例:将对ABC进行BASE64编码:
1、首先取ABC对应的ASCII码值。A(65)B(66)C(67);
2、再取二进制值A(01000001)B(01000010)C(01000011);
   3、然后把这三个字节的二进制码接起来(010000010100001001000011);
4、 再以6位为单位分成4个数据块,并在最高位填充两个0后形成4个字节的编码后的值,(00010000)(00010100)(00001001)(00000011),其中蓝色部分为真实数据;
   5、再把这四个字节数据转化成10进制数得(16)(20)(9)(3);
   6、最后根据BASE64给出的64个基本字符表,查出对应的ASCII码字符(Q)(U)(J)(D),这里的值实际就是数据在字符表中的索引。

注:BASE64字符表:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/

二、解码规则
            解码过程就是把4个字节再还原成3个字节再根据不同的数据形式把字节数组重新整理成数据。

三、C#中的实现

编码类:

/// <summary>
         /// Base64编码类。
         /// 将byte[]类型转换成Base64编码的string类型。
         /// </summary>
         public class Base64Encoder
         {
                byte[] source;
                int length, length2;
                int blockCount;
                int paddingCount;
                public static Base64Encoder Encoder = new Base64Encoder();

                public Base64Encoder()
                {
                }

                private void init(byte[] input)
                {
                     source = input;
                     length = input.Length;
                     if ((length % 3) == 0)
                     {
                     paddingCount = 0;
                     blockCount = length / 3;
                     }
                     else
                     {
                     paddingCount = 3 - (length % 3);
                     blockCount = (length + paddingCount) / 3;
                     }
                     length2 = length + paddingCount;
                }

                public string GetEncoded(byte[] input)
                {
                     //初始化
                     init(input);

                     byte[] source2;
                     source2 = new byte[length2];

                     for (int x = 0; x < length2; x++)
                     {
                     if (x < length)
                     {
                     source2[x] = source[x];
                     }
                     else
                     {
                     source2[x] = 0;
                     }
                     }

                     byte b1, b2, b3;
                     byte temp, temp1, temp2, temp3, temp4;
                     byte[] buffer = new byte[blockCount * 4];
                     char[] result = new char[blockCount * 4];
                     for (int x = 0; x < blockCount; x++)
                     {
                     b1 = source2[x * 3];
                     b2 = source2[x * 3 + 1];
                     b3 = source2[x * 3 + 2];

                     temp1 = (byte)((b1 & 252) >> 2);

                     temp = (byte)((b1 & 3) << 4);
                     temp2 = (byte)((b2 & 240) >> 4);
                     temp2 += temp;

                     temp = (byte)((b2 & 15) << 2);
                     temp3 = (byte)((b3 & 192) >> 6);
                     temp3 += temp;

                     temp4 = (byte)(b3 & 63);

                     buffer[x * 4] = temp1;
                     buffer[x * 4 + 1] = temp2;
                     buffer[x * 4 + 2] = temp3;
                     buffer[x * 4 + 3] = temp4;

                     }

                     for (int x = 0; x < blockCount * 4; x++)
                     {
                     result[x] = sixbit2char(buffer[x]);
                     }


                     switch (paddingCount)
                     {
                     case 0: break;
                     case 1: result[blockCount * 4 - 1] = '='; break;
                     case 2: result[blockCount * 4 - 1] = '=';
                     result[blockCount * 4 - 2] = '=';
                     break;
                     default: break;
                     }
                     return new string(result);
                }
                private char sixbit2char(byte b)
                {
                     char[] lookupTable = new char[64]{
                     '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',
                     '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','+','/'};

                     if ((b >= 0) && (b <= 63))
                     {
                     return lookupTable[(int)b];
                     }
                     else
                     {

                     return ' ';
                     }
                }

         }

解码类:
/// <summary>
         /// Base64解码类
         /// 将Base64编码的string类型转换成byte[]类型
         /// </summary>
         public class Base64Decoder
         {
                char[] source;
                int length, length2, length3;
                int blockCount;
                int paddingCount;
                public static Base64Decoder Decoder = new Base64Decoder();

                public Base64Decoder()
                {
                }

                private void init(char[] input)
                {
                     int temp = 0;
                     source = input;
                     length = input.Length;

                     for (int x = 0; x < 2; x++)
                     {
                     if (input[length - x - 1] == '=')
                     temp++;
                     }
                     paddingCount = temp;

                     blockCount = length / 4;
                     length2 = blockCount * 3;
                }

                public byte[] GetDecoded(string strInput)
                {
                     //初始化
                     init(strInput.ToCharArray());

                     byte[] buffer = new byte[length];
                     byte[] buffer2 = new byte[length2];

                     for (int x = 0; x < length; x++)
                     {
                     buffer[x] = char2sixbit(source[x]);
                     }

                     byte b, b1, b2, b3;
                     byte temp1, temp2, temp3, temp4;

                     for (int x = 0; x < blockCount; x++)
                     {
                     temp1 = buffer[x * 4];
                     temp2 = buffer[x * 4 + 1];
                     temp3 = buffer[x * 4 + 2];
                     temp4 = buffer[x * 4 + 3];

                     b = (byte)(temp1 << 2);
                     b1 = (byte)((temp2 & 48) >> 4);
                     b1 += b;

                     b = (byte)((temp2 & 15) << 4);
                     b2 = (byte)((temp3 & 60) >> 2);
                     b2 += b;

                     b = (byte)((temp3 & 3) << 6);
                     b3 = temp4;
                     b3 += b;

                     buffer2[x * 3] = b1;
                     buffer2[x * 3 + 1] = b2;
                     buffer2[x * 3 + 2] = b3;
                     }

                     length3 = length2 - paddingCount;
                     byte[] result = new byte[length3];

                     for (int x = 0; x < length3; x++)
                     {
                     result[x] = buffer2[x];
                     }

                     return result;
                }

                private byte char2sixbit(char c)
                {
                     char[] lookupTable = new char[64]{
                     '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',
                     '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','+','/'};
                     if (c == '=')
                     return 0;
                     else
                     {
                     for (int x = 0; x < 64; x++)
                     {
                     if (lookupTable[x] == c)
                     return (byte)x;
                     }

                     return 0;
                     }

                }
         }
         //解码类结束



提示:

上面的代码只是说明base64编码的原理,以便用更多语言重写。但.net里面可以使用更简单的方法:
编码:
byte[] bytes=Encoding.Default.GetBytes("要转换的字符串");
Convert.ToBase64String(bytes);

解码:
//"ztKwrsTj"是“我爱你”的base64编码
byte[] outputb = Convert.FromBase64String("ztKwrsTj");
string orgStr= Encoding.Default.GetString(outputb);
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