Base64_encode と Base64_decode の JAVA 実装

Base64 は、インターネット上で 8 ビット バイト コードを送信するための最も一般的なエンコード方式の 1 つであり、MIME の詳細な仕様が記載されている RFC2045 ～ RFC2049 を確認できます。 Base64 では、3 つの 8 ビット バイトごとに 4 つの 6 ビット バイト (3*8 = 4*6 = 24) に変換し、その後 2 つの上位ビット 0 を 6 ビットに追加して 4 つの 8 ビット バイトを形成する必要があります。つまり、変換された文字列は理論的には次のようになります。元のものより 1/3 長くなります

php 関数:base64_encode() とbase64_decode()

base64 エンコードとデコードの原理

Base64 エンコードは実際には 3 つの 8 ビット ワードです セクションは 4 つの 6 ビット バイトに変換されます (3) *8 = 4*6 = 24) これら 4 つの 6 ビット バイトは実際には 8 ビットのままですが、上位 2 ビットは 0 に設定されます。バイトが 6 のみの場合。ビットが有効な場合、その値空間は 0 から 0 までです。 2の6乗から1を引いた値、つまり63です。つまり、変換されたBase64コードの各コードの値空間は(0~63)となります。

実際には、ASCII コードには 0 ～ 63 の間に多くの目に見えない文字があるため、別のマッピングを行う必要があります。

'A' ~ 'Z' ? ASCII (0 ~ 25)

'a ' ~ 'z' ? ASCII (26 ~ 51)

' 0' ~ '9' ? ASCII (62)

'/'

3 つの 8 ビット バイトを 4 つの表示可能な文字に変換できます。

具体的なバイト分割方法は次のとおりです: (図 (絵は下手です、精神を理解してください:-))

aaaaaabb ccccdddd eeffffff //abcdef は実際には 1 または 0 です。明確に見るには、代わりに abcdef を使用してください

~ ~~~~~~~ ~~~~~~~~ ~~~~~~~~

バイト 1 バイト 2 バイト 3

||
/

00aaaaaa 00bbcccc 00ddddee 00ffffff

注: 上部3 バイトは元のテキストで、下位 4 バイトは Base64 でエンコードされ、最初の 2 ビットは 0 です。

このように分割する場合、元のテキストのバイト数は3の倍数である必要があります。この条件を満たさない場合は、変換時にBase64エンコードをすべて0バイトで補います。 Base64 エンコーディングが 1 つまたは 2 つの等号

で終わる理由は、次のような理由からです。F (origin) が元のテキストのバイト数を表し、F (remain) が表す場合は剰余を表すので、

F (剰余) = F(原点) MOD 3 が成り立ちます。

したがって、F(remain) の可能な値は 0,1,2 です。

n = [F(origin) – F(remain)] / 3 の場合

F(remain) = 0 の場合、これが起こります。 4*n バイトの Base64 エンコードに変換されます。

F(remain) = 1の場合、元のテキストの1バイトはBase64でエンコードされた2つのバイトに分割できるため、

Base64エンコードを4の倍数にするには、2つの等号を追加する必要があります。

F(remain) = 2の場合、元のテキストの2バイトはBase64でエンコードされた3バイトに分割できるため、同様に

に等号を追加する必要があります。

Base64 でエンコードされた文字列の末尾には 0 ～ 2 個の等号がありますが、これらの等号はデコードには必要ないため、削除できます。
ネットワークのGETおよびPOSTパラメータリストでは、「+」は通常は送信できません。「|」に置き換えることができます
この方法では、base64でエンコードされた文字列には「|」と「/」のみが含まれるため、base64はこのように処理され、エンコードされた文字列はパラメータリストのパラメータ値として送信できます

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以下は外国人によって書かれた実装:
package com.meterware.httpunit;

/******************************************************************************************************************** <br>* $Id: Base64.java,v 1.4 2002/12/24 15:17:17 russgold Exp $ <br>* <br>* Copyright (c) 2000-2002 by Russell Gold <br>* <br>* Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of this software and associated <br>* documentation files (the "Software "), to deal in the Software without restriction, including without limitation <br>* the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and <br>* to permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to the following conditions: <br>* <br>* The above copyright notice and this permission notice shall be included in all copies or substantial portions <br>* of the Software. <br>* <br>* THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS ", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO <br>* THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE <br>* AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF <br>* CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER <br>* DEALINGS IN THE SOFTWARE. <br>* <br>*******************************************************************************************************************/ <br><br>/** <br>* A utility class to convert to and from base 64 encoding. <br>* <br>* @author <a href= "mailto:russgold@httpunit.org "> Russell Gold </a> <br>**/ <br> 
public class Base64 {       
    final static String encodingChar = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/ "; /** 
  * Returns the base 64 encoded equivalent of a supplied string. 
  * @param source the string to encode 
  */
 public static String encode( String source ) { 
  char[] sourceBytes = getPaddedBytes( source ); 
  int numGroups = (sourceBytes.length + 2) / 3; 
  char[] targetBytes = new char[4]; 
  char[] target = new char[ 4 * numGroups ]; 
 
  for (int group = 0; group < numGroups; group++) { 
   convert3To4( sourceBytes, group*3, targetBytes ); 
   for (int i = 0; i < targetBytes.length; i++) { 
    target[ i + 4*group ] = encodingChar.charAt( targetBytes[i] ); 
   } 
  } 
 
  int numPadBytes = sourceBytes.length - source.length(); 
 
  for (int i = target.length-numPadBytes; i < target.length; i++) target[i] = &#39;= &#39;; 
  return new String( target ); 
 } 
 
 
 private static char[] getPaddedBytes( String source ) { 
  char[] converted = source.toCharArray(); 
  int requiredLength = 3 * ((converted.length+2) /3); 
  char[] result = new char[ requiredLength ]; 
  System.arraycopy( converted, 0, result, 0, converted.length ); 
  return result; 
 } 
 
 
 private static void convert3To4( char[] source, int sourceIndex, char[] target ) { 
  target[0] = (char) ( source[ sourceIndex ] > > > 2); 
  target[1] = (char) (((source[ sourceIndex ] & 0x03) < < 4) | (source[ sourceIndex+1 ] > > > 4)); 
  target[2] = (char) (((source[ sourceIndex+1 ] & 0x0f) < < 2) | (source[ sourceIndex+2 ] > > > 6)); 
  target[3] = (char) ( source[ sourceIndex+2 ] & 0x3f); 
 } 
 
 
 /** 
  * Returns the plaintext equivalent of a base 64-encoded string. 
  * @param source a base 64 string (which must have a multiple of 4 characters) 
  */
 public static String decode( String source ) { 
  if (source.length()%4 != 0) throw new RuntimeException( "valid Base64 codes have a multiple of 4 characters " ); 
  int numGroups = source.length() / 4; 
  int numExtraBytes = source.endsWith( "== " ) ? 2 : (source.endsWith( "= " ) ? 1 : 0); 
  byte[] targetBytes = new byte[ 3*numGroups ]; 
  byte[] sourceBytes = new byte[4]; 
  for (int group = 0; group < numGroups; group++) { 
   for (int i = 0; i < sourceBytes.length; i++) { 
    sourceBytes[i] = (byte) Math.max( 0, encodingChar.indexOf( source.charAt( 4*group+i ) ) ); 
   } 
   convert4To3( sourceBytes, targetBytes, group*3 ); 
  } 
  return new String( targetBytes, 0, targetBytes.length - numExtraBytes ); 
 } 
 
 
 private static void convert4To3( byte[] source, byte[] target, int targetIndex ) { 
  target[ targetIndex ] = (byte) (( source[0] < < 2) | (source[1] > > > 4)); 
  target[ targetIndex+1 ] = (byte) (((source[1] & 0x0f) < < 4) | (source[2] > > > 2)); 
  target[ targetIndex+2 ] = (byte) (((source[2] & 0x03) < < 6) | (source[3])); 
 } 
 
}

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