字符串Base64编码经历了什么

以字符串Test为例，进行Base64编码，进行详解。

1 字符编码阶段

在java中，字符串 Test 首先会按照指定的字符集。转换为字节数据。

String str = "Test" ;
byte[] byte = str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

对于字符串 Test ，其对应的 Unicode 字符及其字节表示如下：

字符	ASCII/Unicode码（十六进制）	UTF-8字节表示
T	0x54	[0x54]
e	0x65	[0x65]
s	0x73	[0x73]
t	0x74	[0x74]

所以Test的字节数组是：

byte[] bytes = new byte[] {0x54, 0x65, 0x73, 0x74};String s = new String( bytes );
System.out.println( s );
// 输出 Test

2 Base64 编码过程

Base64其实是将任意的二进制数据编码为 ASCII 字符串的方法，目的是让二进制数据可以仅支持文本传输或存储的环境下安全的传输。

Base64编码的基本原理是：

1. 每三个字节的数据被拆分成4组，每组6位；
2. 每组6位作为索引，在Base64编码表中找到对应的字符；
3. 如果剩余的字节不足3个，则用 = 填充。

一、先对 [ 0x54, 0x65, 0x73 ] 进行编码：

这3个字节共24位

0x54 -> 01010100
0x65 -> 01100101
0x73 -> 01110011

合并为：

010101  000110  010101  110011

二、查 Base64 表：

6位值	十进制	Base64编码
010101	21	V
000110	6	G
010101	21	V
110011	51	z

所以Tes被编码为 VGVz 。

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对[0x74] (即字母t) 进行编码：

只有一个字节 0x74 -> 01110100 ,需要填充：

011101  00xxxx   xxxxxx  xxxxxx

补零后变成

011101   000000   000000  000000

查表：

6位值	十进制	Base64编码
011101	29	d
000000	0	A
000000	0	A
000000	0	A

最后两个字节是填充的，所以替换为 ==

最终结果为：dA==

合并整个 Test的 Base64 编码：

Tes–> VGVz
t --> dA==

最终结果： VGVzdA==