Python Base64 編碼

0x00 Base64簡介

0x01 常用場景舉例

0x02 編、解碼流程

0x03 Python中Base64編碼與解碼

0x00 Base64簡介

    我們知道在電腦中任何數據都是按ascii碼存儲的，而ascii碼的128～255之間的值是不可見字元。而在網路上交換數據時，比如說從A地傳到B地，往往要經過多個路由設備，由於不同的設備對字元的處理方式有一些不同，這樣那些不可見字元就有可能被處理錯誤，這是不利於傳輸的。所以就先把數據先做一個Base64編碼，統統變成可見字元，這樣出錯的可能性就大降低了。 

此處摘自：https://www.zhihu.com/question/36306744/answer/71626823

編碼取值範圍：大寫字母(A-Z)，小寫字母(a-z)，數字(0-9)，特殊字元：'+' 和 '/'  一共64個字元。

0x01 常用場景舉例

     舉例1 ：Base64編碼最常見於郵件與網頁傳輸中，比如QQ郵箱查看郵件原文就看到郵件原文中的 Content-Transfer-Encoding:base64，郵件最結尾便是base64編碼後的內容，比如：

Content-Type:text/html; charset="UTF-8"
Content-Transfer-Encoding:base64
X-SMTPAPI:
List-Unsubscribe:<http://sctrack.sendcloud.net/track/unsubscribe.do?p=eyJ1c2VTk1%3D>

5oKo5Zyo5Y2a5a6i5Zut5L2/55So5LqG5a+G56CB6YeN572u5Yqf6IO9LCDor7fpgJrov4fkuIvp
naLnmoTlnLDlnYDkv67mlLnlr4bnoIE6PGJyLz48YSBocmVmPSJodHRwczovL3Bhc3Nwb3J0LmNu
YmxvZ3MuY29tL1Jlc2V0U******dvcmQuYXNweD9pZD1mOGIyMzUwMDUwNDM0YzAwYjU2MDZkOWMz
ZTY0MTZkYzIwMTcxMDIxMTgwMjU5ODgxMTkzODIyMjQ2*****+***HM6Ly9wYXNzcG9ydC5jbmJs
b2dzLmNvbS9SZXNldFBhc3N3b3JkLmFzcHg/aWQ9ZjhiMjM1MDA1MDQzNGMwMGI1NjA2ZDljM2U2
NDE2ZGMyMDE3MTAyMTE4MDI1OTg4MTE5MzgyMjI0NjE8L2E+PGJyLz4=

    郵件原文：

您在博客園使用了密碼重置功能, 請通過下麵的地址修改密碼:
https://passport.cnblogs.com/ResetPassword.aspx?id=f8b23500******00b5606d9c3e6416dc201710211802598811938222461

    舉例2：網站 http://pythontutor.com/visualize.html#mode=edit，在網頁傳輸中就使用了base64編碼傳輸圖片數據：

此處網頁協議傳輸中就使用了base64來傳輸圖片數據，圖片數據原文：

GIF89a

!

,

L
;

0x02 編、解碼流程

Base64索引表：

這裡用兩個字母 'ab' 來分析base64 詳細的編碼流程：

編碼後： YWI=

編碼流程：

• base64 將兩個位元組的 'ab ' 看做是3個位元組的文本數據
• 將 'a' 和 'b' 通過ASCII碼轉為10進位，為別是 97、98、0（補1個0）
• 將10進位再轉換為2進位，分別對應：01100001、01100010、00000000
• 將3個8位的2進位按每6位分割為4個6位的2進位，分割後：011000、010110、001000    (0010尾部補0湊足6位)
• 將3個有效的6位2進位轉為10進位，即base64編碼標的索引號，分別對應：24，22，8
• 依次將3個10進位的索引號轉為對應的字元，便是編碼結果：Y、W、I
• 但是只返回了3個位元組的編碼結果，所以補上去一個空位元組，最終用 '=' 填補上空位，最終組合成4位元組字元：YWI=

文本字元 --> 十進位 --> 二進位 --> 每6位切割 --> 切割後的值轉為10進位(索引值) --> 轉字元

ipython 下測試編碼字母 'a'：

In [9]: ord('a')    
Out[9]: 97

In [10]: bin(97)   
Out[10]: '0b1100001'

In [11]: '{:>08b}'.format(97)   #轉2進位
Out[11]: '01100001'

In [12]: int('00011000',2)   #取前6位前面補0再轉位10進位，即是base64表索引值24對應字元: Y
Out[12]: 24

解碼流程：

編碼 --> 轉為base64索引值 --> 索引值轉6位的2進位 --> 每8位切割轉2進位 --> 轉10進位 --> 轉原文本

0x03 Python中Base64編碼與解碼

需要導入python 的 base64 庫

在python 3 以上版本中需要將字元轉位bytes類型，再對其編碼或解碼 

In [1]: import base64

In [2]: str = 'ab'

In [3]: base64.b64encode(str.encode())
Out[3]: b'YWI='

In [4]: str2 = b'YWI='

In [5]: base64.b64decode(str2.decode())
Out[5]: b'ab'

In [6]: base64.b64decode(str2.decode()).decode()
Out[6]: 'ab'

總結：

藉助base64編碼又回顧了一下 ascii 、2進位、10進位、16進位，對電腦之間和網路數據傳輸又增深了瞭解，對之後的網路編程課程部分有很大的幫助。