5.4　实现原理

Base64算法主要是将给定的字符以与字符编码（如ASCII码，UTF-8码）对应的十进制数为基准，做编码操作：

1）将给定的字符串以字符为单位，转换为对应的字符编码（如ASCII码）。

2）将获得的字符编码转换为二进制码。

3）对获得的二进制码做分组转换操作，每3个8位二进制码为一组，转换为每4个6位二进制码为一组（不足6位时低位补0）。这是一个分组变化的过程，3个8位二进制码和4个6位二进制码的长度都是24位（3×8=4×6=24）。

4）对获得的4-6二进制码补位，向6位二进制码添加2位高位0，组成4个8位二进制码。

5）将获得的4-8二进制码转换为十进制码。

6）将获得的十进制码转换为Base64字符表中对应的字符。

5.4.1　ASCII码字符编码

我们对字符串“A”进行Base64编码，如下所示：

字符 A

ASCII码 65

二进制码 01000001

4-6二进制码 010000 010000

4-8二进制码 00010000 00010000

十进制码 16 16

字符表映射码 Q Q==

由此，字符串“A”经过Base64编码后就得到了“QQ==”这样一个字符串。

Base64解码操作就是编码操作的逆运算，反推上述流程很容易获得原文信息，本文不做详述。

作者有意选择了这样一个字符串作为Base64编码，它经过Base64编码后的字符串末尾带着2个等号。很显然，当原文的二进制码长度不足24位，最终转换为十进制码时也不足4项，这时就需要用等号补位。如果原文只有一个字符，那么经过Base64编码后的字符串末尾会有2个等号。

经Base64编码后的字符串最多只会有2个等号，这是因为：

余数=原文字节数MOD 3

这是一个简单的算术问题，余数的值只可能是0、1或2。余数为0时，则原文字节数恰好是3的倍数，没有等号这个尾巴；余数为1时，则为了让Base64编码后的字符数是4的倍数，要补2个等号；同理，余数为2时，则要补1个等号。所以，通常判别一个字符串是不是Base64编码的第一步操作就是判断这个字符串末尾是不是有等号。

这同时也说明，Base64编码后的字符串是以4个字符为单位，其长度只能是4个字符的整数倍。本文开篇对“Java加密与解密的艺术”这个字符串做了Base64编码后获得了一个长度为40个字符的字符串“SmF2YeWKoOWvhuS4juino+WvhueahOiJuuacrw==”，正好说明了这一点。