C＃实现Base64编码与解码及规则

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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>publicclassBase64Decoder{char[]source;intlength,length2,length3;intblockCount;intpaddingCount;publicstaticBase64DecoderDecoder=newBase64Decoder();publicBase64Decoder(){}privatevoidinit(char[]input){inttemp=0;source=input;length=input.Length;for(intx=0;x<2;x++){if(input[length-x-1]==\'=\')temp++;}paddingCount=temp;blockCount=length/4;length2=blockCount*3;}publicbyte[]GetDecoded(stringstrInput){//初始化init(strInput.ToCharArray());byte[]buffer=newbyte[length];byte[]buffer2=newbyte[length2];for(intx=0;x<length;x++){buffer[x]=char2sixbit(source[x]);}byteb,b1,b2,b3;bytetemp1,temp2,temp3,temp4;for(intx=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=newbyte[length3];for(intx=0;x<length3;x++){result[x]=buffer2[x];}returnresult;}privatebytechar2sixbit(charc){char[]lookupTable=newchar[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==\'=\')return0;else{for(intx=0;x<64;x++){if(lookupTable[x]==c)return(byte)x;}return0;}}}//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\”);

stringorgStr=Encoding.Default.GetString(outputb);

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