Base64编解码算法详解（附C/C++源码）

Base64不是什么新奇的算法了，不过如果你没从事过页面开发（或者说动态页面开发，尤其是邮箱服务），你都不怎么了解过，只是听起来很熟悉。

对于黑客来说，Base64与MD5算法有着同样的位置，因为电子邮箱（e-mail）正文就是base64编码的。

那么，我们就一起来深入的探讨一下这个东东吧。

对于一种算法，与其问“它是什么？”，不如问“它实现了什么？”

Base64实现了：将任意字节转为可读字符的编码。

我们知道，除了页面上的文本，计算机中的数据还有很多是不可见的。那么我们再扯一扯编码的问题吧。

通俗的说，编码就是给某个文字符号边上一个数字序号，计算机在现实这个文字符号（字符）的时候，根据这个序号到字库中查找对应的点阵或矢量数据，

在显示器上“画”出来。（关于点阵和矢量我们就不扯了，不然就真的太远了。）

起初的字符编码，没有把汉字、日文、朝鲜文和其他文字包括在内，只有26个英文字母的大小写和10个阿拉伯数字。加上一些控制字符和空格，用一个字节

就能够完全的编码了。（不要告诉我你不知道2的7次方和2的8次方是多少，一个技术人员为这样的问题困扰简直是一种耻辱。）

然而，世界上除了文字还有数据，比如图片、压缩文件、程序等等都是二进制文件，这些文件一样以字节为单位存储数据，这些字节往往不仅仅是2的7次方以内

的可显示的文字字符编码，还有可能是大于127（有符号数小于0）的字节，这些字节没办法用字符显示出来，Base64就是通过某种算法将他们显示出来。

*那么，Base64加密是安全的吗？

没有绝对安全的加密，Base64不是为了安全，而是为了显示。而且Base64是可逆的，也就是说，通过简单的解密就能得到原文。其实即便是不可逆的MD5算法，

也可以通过明文数据库找出可能的原文（睡到知道e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e的原文就是123456）。

*那么，Base64是怎么实现的呢？

其实很简单，不过为了URL等特殊用处，Base64选择了以下64个字符作为密文显示，着64个字符都是可显示的，他们是：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/

如果密文有不属于他们的字符，那么不是Base64编码或者是山寨版的。

一眼看去就知道是26个字母大小写和数字，加上“+”“/”两个符号，“?*-”由于正则表达式的问题，没有选用，而空格和回车这些是不能显示的。

Base64处理的过程是，以3个字节为一组（3个字节就是24位嘛），每6位扩展成8位得到4个字节（就是32位）：

11111111 11111111 11111111 -> 111111 111111 111111 111111 -> 00111111 00111111 00111111 00111111

那么，得到的每一个字节，最大也就是2的6次方。也许你说：哇，小于2的7次方，可以显示了。

其实不是，得到的这2的6次方式上面那一串字符的索引，也就是说每个字节的值只是代表它在密文表中的位置，比如

字符“a”的编码是97， 用16进制表示是0x61（VB表示为&H61），二进制：01100001，因为不足3位，补0得到 00011000 00010000 000……

前两个字节是十进制的24 和 16，那么对应那一串字符中的第24个字符和第16个字符为：YQ（索引从0开始算），那么单独“a”的Base64编码为

YQ==（不足3为的每个字符直接转为“=”），简单吧！

有了算法，解码的过程就各位聪明特达的程序员取思考思考吧，最后C/C++版的编码和解码代码贴上！

/******************************************
  Base64编码解码算法 C语言源代码
  by 虎胆游侠 http://blog.csdn.net/prsniper
******************************************/
#include <stdio.h>	//注意哦，VC中""是当前路径，<>是系统路径
#include <windows.h>

const char BASE_CODE[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

//编码，参数：要编码的字符串指针，解码后存放的位置（编码字串长度的4/3），要编码的字符串长度 ->返回结果长度
int fnBase64Encode(char *lpString, char *lpBuffer, int sLen) 
{	register int vLen = 0;	//寄存器局部变量，提速
	while(sLen > 0)		//处理整个字符串
	{	*lpBuffer++ = BASE_CODE[(lpString[0] >> 2 ) & 0x3F];	//右移两位，与00111111是防止溢出，自加
		if(sLen > 2)	//够3个字符
		{	*lpBuffer++ = BASE_CODE[((lpString[0] & 3) << 4) | (lpString[1] >> 4)];
			*lpBuffer++ = BASE_CODE[((lpString[1] & 0xF) << 2) | (lpString[2] >> 6)];
			*lpBuffer++ = BASE_CODE[lpString[2] & 0x3F];
		}else
		{	switch(sLen)	//追加“=”
			{	case 1:
					*lpBuffer ++ = BASE_CODE[(lpString[0] & 3) << 4 ];
					*lpBuffer ++ = '=';
					*lpBuffer ++ = '=';
					break;
				case 2:
					*lpBuffer ++ = BASE_CODE[((lpString[0] & 3) << 4) | (lpString[1] >> 4)];
					*lpBuffer ++ = BASE_CODE[((lpString[1] & 0x0F) << 2) | (lpString[2] >> 6)];
					*lpBuffer ++ = '=';
					break;
			}
		}
		lpString += 3;
		sLen -= 3;
		vLen +=4;
	}
	*lpBuffer = 0;
	return vLen;
}

//子函数 - 取密文的索引
inline char GetCharIndex(char c) //内联函数可以省去函数调用过程，提速
{	if((c >= 'A') && (c <= 'Z'))
	{	return c - 'A';
	}else if((c >= 'a') && (c <= 'z'))
	{	return c - 'a' + 26;
	}else if((c >= '0') && (c <= '9'))
	{	return c - '0' + 52;
	}else if(c == '+')
	{	return 62;
	}else if(c == '/')
	{	return 63;
	}else if(c == '=')
	{	return 0;
	}
	return 0;
}

//解码，参数：结果，密文，密文长度
int fnBase64Decode(char *lpString, char *lpSrc, int sLen)   //解码函数
{	static char lpCode[4];
	register int vLen = 0;
	if(sLen % 4)		//Base64编码长度必定是4的倍数，包括'='
	{	lpString[0] = '\0';
		return -1;
	}
	while(sLen > 2)		//不足三个字符，忽略
	{	lpCode[0] = GetCharIndex(lpSrc[0]);
		lpCode[1] = GetCharIndex(lpSrc[1]);
		lpCode[2] = GetCharIndex(lpSrc[2]);
		lpCode[3] = GetCharIndex(lpSrc[3]);

		*lpString++ = (lpCode[0] << 2) | (lpCode[1] >> 4);
		*lpString++ = (lpCode[1] << 4) | (lpCode[2] >> 2);
		*lpString++ = (lpCode[2] << 6) | (lpCode[3]);

		lpSrc += 4;
		sLen -= 4;
		vLen += 3;
	}
	return vLen;
}

void main()	//主函数，测试函数
{	char s[] = "a", str[32];
	int l = strlen(s);
	int i = fnBase64Encode(s, str, l);
	printf("fnBase64Encode(\"%s\", str, %d) = \"%s\";\n", s, l, str);
	l = fnBase64Decode(s, str, i);
	printf("fnBase64Decode(\"%s\", s, %d) = \"%s\";\n", str, i, s);
}

编译为控制台应用程序，运行如图：