base64编码原理简介和python的base64模块的使用

escsky007

               
Base64编码，首先我们应该搞清楚，为什么里面有个64的字样呢？其实是因为该编码使用64个明文来编码
任意的二进制文件，它里面只使用了A-Z,a-z，0-9，+，/这64个字符，有“略懂”的同学就会说了，里面还有“=”号啊，不错，不过等号不属于编
码字符，而是填充字符。
    还有就是，为什么发明这么个编码呢，其实这个编码的原理是很简单的，“破解”也很容易，电子邮件刚出来的
时候，只传递英文字符，这没有问题，但是后来，中国人，日本人都要发email，这样问题就来了，因为这些字符有可能会被邮件服务器或者网关当成命令处
理，故必须得有一种编码来对邮件进行加密，但是加密的目的是为了能够使得一些原始的服务器不出问题（新得牛叉服务器已经能处理这些乱七八糟得情况了，不过
因为已经形成了一套规范，所以邮件还是得经过Base64编码才能传递），这样加密必须得简单（那搞个取反，异或加密吧，:-)，还是没解决根本问题
咯），加密简单，这样客户端程序加密解密也快，又要是明文Ascii编码，这样Base64就诞生了。当初设计人员主要是考虑了两个问题：
1、加密算法复杂程度和效率
2、如何处理传输
    Base64基本都能满足，如果因为发一封邮件把CPU占到100%或者把内存给用完了，那就完全没必要了，编码之后只要普通人一眼看不出内容就行了。
    下面谈谈Base64的编码原理，按照RFC2045的定义，The Base64
Content-Transfer-Encoding is designed to represent arbitrary sequences
of octets in a form that need not be humanly
readable.我之前在网上查Base64的资料时，发现了一个很好的网站，
base64编码在线转换器 :
[color="#336699"]http://www.motobit.com/util/base64-decoder-encoder.asp
，
大家对Base64感兴趣的话，可以去看看。Base64编码要求把3个8位字节（3*8=24）转化为4个6位的字节（4*6=24），之后在6位的前
面补两个0，形成8位一个字节的形式。6bit2进制能表示的最大数是2的6次方减一，刚好是64，这也是为什么是64个字符的原因，这样就需要一张映射
表，表如下：
[color="#ff6600"]The Base64 Alphabet

      Value Encoding  Value Encoding  Value Encoding  Value Encoding
           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         (pad) =
          15 P            32 g            49 x
          16 Q            33 h            50 y
    编码原理：将3个字节转换成4个字节((3 X 8)=24=(4X6))，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。
    解码原理：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将3个字节转变为4个字节，因此，编码后的代码量（以字节为单位，下同）约比编码前的代码量多了
1/3。如果代码量正好是3的整数倍，那么恰好多了1/3。但如果不是呢？这个时候“=”终于派上用场啦，当代码量不是3的整数倍时，代码量/3的余数自
然就是2或者1。转换的时候，结果不够6位的用0来补上相应的位置，之后再在6位的前面补两个0。转换完空出的结果就用就用“=”来补位，总之要保证最后
编码出来得字节数是4的倍数。
    原理也说了表也给，大家可以编码了哈……
    再说说python对Base64的支持，有个base64模块，专门干这个事情的，大家去看看就行了，直接贴点例子代码
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# utility @ Python
# Functions: Base64 编解码模块
# Created By MagicTong on 2008-07-16
import base64
import os
import StringIO
# encode,decode, encodestring,decodestring, b64encode,b64decode, urlsafe_b64decode,urlsafe_b64encode
   
class KBase64:
    """
    Base64 编码和解码模块，用于对文件，字符串，URL的编解码
    对base64的简单封装
    """
   
    def __init__(self):
        pass
   
    def encodeFile(self, strFileName, strDecName):
        """
        将一个文件的内容编码为Base64
        """
        
        if not os.path.exists(strFileName):
            return False
        
        f1 = None
        f2 = None
        try:
            f1 = open(strFileName, "r")
            f2 = open(strDecName, "w")
        
            base64.encode(f1, f2)
            
        except Exception, e:
            print e
            if f1 != None:
                f1.close()
            if f1 != None:
                f2.close()
            return False
               
        f1.close()
        f2.close()
        return True
   
    def decodeFile(self, strFileName, strDecName):
        """
        将一个Base64文件的内容解码
        """
        
        if not os.path.exists(strFileName):
            return False
        
        f1 = None
        f2 = None
        try:
            f1 = open(strFileName, "r")
            f2 = open(strDecName, "w")
        
            base64.decode(f1, f2)
            
        except Exception, e:
            print e
            if f1 != None:
                f1.close()
            if f1 != None:
                f2.close()
            return False
               
        f1.close()
        f2.close()
        return True
   
    def encodeSting(self, strSrc):
        """
        对字符串进行Base64编码
        """
        try:
            strDec = base64.encodestring(strSrc)
        except Exception, e:
            print e
            return "", False
        
        return strDec, True
   
    def decodeSting(self, strSrc):
        """
        将Base64字符串解码为源字符串
        """
        try:
            strDec = base64.decodestring(strSrc)
        except Exception, e:
            print e
            return "", False
        
        return strDec, True
   
if __name__ == "__main__":
    baseObj = KBase64()
    print baseObj.encodeSting("a")
               
               

本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u3/95603/showart_1915592.html