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Base64编码

时间:2016-12-27 22:39:31      阅读:388      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:www   com   需求   convert   填充   img   weight   性能测试   jdk   

BASE64 编码是一种常用的字符编码,在很多地方都会用到。但base64不是安全领域下的加密解密算法。能起到安全作用的效果很差,而且很容易破解,他核心作用应该是【传输数据的正确性】,有些网关或系统只能使用ASCII字符。Base64就是用来将非ASCII字符的数据转换成ASCII字符的一种方法,而且base64特别适合在http,mime协议下快速传输数据

Base64编解码原理

Base64使用【字母azAZ数字09和+/】这64个字符
编码原理是将3个字节转换成4个字节
(3 X 8) = 24 = (4 X 6) 
先读入3个字节每读一个字节左移8位再右移四次每次6位这样就有4个字节了。
这样还不能保证得到的字符都是可见字符为了达到此目的Base64制定了一个编码表进行统一的转换。
码表的大小为2^6=64这也是Base64名称的由来。
当剩下的字符数量不足3个字节时则应使用0进行填充相应的输出字符则使用‘=‘占位因此编码后输出的文本末尾可能会出现1至2个‘=‘。

解码原理是将4个字节转换成3个字节
先读入4个6位(用或运算)每次左移6位再右移3次每次8位这样就还原了。

Base64编码表

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

JDK里面实现Base64的API

  • 在JDK1.6之前,JDK核心类一直没有Base64的实现类,有人建议用JDK里面的【sun.misc.BASE64Encoder】和 【sun.misc.BASE64Decoder】,使用它们的优点就是不需要依赖第三方类库,缺点就是可能在未来版本会被删除(用maven编译会发出警告),而且性能不佳。
  • JDK1.6中添加了另一个Base64的实现【javax.xml.bind.DatatypeConverter】两个静态方法【parseBase64Binary】和【printBase64Binary】,隐藏在javax.xml.bind包下面,不被很多开发者知道。
  • 在Java8在java.util包下面实现了BASE64编解码API,而且性能不俗,API也简单易懂,下面展示下这个类的使用例子。

java.util.Base64

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该类提供了一套静态方法获取下面三种BASE64编解码器:
  • Basic编码:是标准的BASE64编码,用于处理常规的需求
  • URL编码:使用下划线替换URL里面的反斜线“/”
  • MIME编码:使用基本的字母数字产生BASE64输出,而且对MIME格式友好:每一行输出不超过76个字符,而且每行以“\r\n”符结束。

示例代码

public class Base64Test {
    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
        String str = "/白乾涛";
        String charset = "UTF-8";
        //Basic编码:是标准的BASE64编码,用于处理常规的需求
        String encStr = Base64.getEncoder().encodeToString(str.getBytes(charset));
        byte[] asBytes = Base64.getDecoder().decode(encStr);
        System.out.println("编码【" + encStr + "】解码【" + new String(asBytes, charset) + "】")//编码【L+eZveS5vua2mw==】解码【/白乾涛】
        //URL编码:使用下划线替换URL里面的反斜线“/”
        String encStr2 = Base64.getUrlEncoder().encodeToString(str.getBytes(charset));
        byte[] asBytes2 = Base64.getUrlDecoder().decode(encStr2);
        System.out.println("编码【" + encStr2 + "】解码【" + new String(asBytes2, charset) + "】")//编码【L-eZveS5vua2mw==】解码【/白乾涛】
        //MIME编码:使用基本的字母数字产生BASE64输出
        String encStr3 = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(str.getBytes(charset));
        byte[] asBytes3 = Base64.getMimeDecoder().decode(encStr3);
        System.out.println("编码【" + encStr3 + "】解码【" + new String(asBytes3, charset) + "】")//编码【L+eZveS5vua2mw==】解码【/白乾涛】
        //MIME编码对MIME格式友好:每一行输出不超过76个字符,而且每行以“\r\n”符结束。
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int t = 0; t < 5; ++t) {
            sb.append(UUID.randomUUID().toString());
        }
        System.out.println("原始字符【" + sb.toString() + "】");
        byte[] toEncode = sb.toString().getBytes(charset);
        System.out.println(Base64.getMimeEncoder().encodeToString(toEncode));
    }
}

第三方实现Base64的API

  • 常用的是Apache Commons Codec library里面的【org.apache.commons.codec.binary.Base64】
  • 第二个便是Google Guava库里面的【com.google.common.io.BaseEncoding.base64()】这个静态方法
  • 第三个是【net.iharder.Base64】,这个jar包就一个类
  • 最后一个,号称Base64编码速度最快的MigBase64,而且是10年前的实现
org.apache.commons.codec.binary.Base64的结构
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Base64编码性能测试

上面讲了一共7种实现Base64编码,Jdk里面3种,第三方实现4种,一旦有选择,则有必要将他们进行一次高低对比,
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一切都很明显了,从上面看出,sun的表现不是很好,IHarder和MigBase64性能可以接受,传说MigBase64性能第一,那也是过去了,在这次测试结果中,新的java8 base64运行速度最好,javaXml表现次之。

如果你需要一个性能好可靠的Base64编解码器不要找JDK外面的了java8里面的java.util.Base64以及java6中隐藏很深的javax.xml.bind.DatatypeConverter都是不错的选择。




Base64编码

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原文地址:http://www.cnblogs.com/baiqiantao/p/d0bbba14f1b942af618226893ee83f1b.html

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