BASE64编码规则及C#实现

2022-07-15 80酷酷网 80kuku.com

　　编码

一、编码规则
      Base64编码的思想是是采用64个基本的ASCII码字符对数据进行重新编码。它将需要编码的数据拆分成字节数组。以3个字节为一组。按顺序排列24位数据，再把这24位数据分成4组，即每组6位。再在每组的的最高位前补两个0凑足一个字节。这样就把一个3字节为一组的数据重新编码成了4个字节。当所要编码的数据的字节数不是3的整倍数，也就是说在分组时最后一组不够3个字节。这时在最后一组填充1到2个0字节。并在最后编码完成后在结尾添加1到2个“=”。
例：将对ABC进行BASE64编码
        首先取ABC对应的ASCII码值。A（65）B（66）C（67）。
        再取二进制值A（01000001）B（01000010）C（01000011），然后把这三个字节的二进制码接起来（010000010100001001000011），再以6位为单位分成4个数据块并在最高位填充两个0后形成4个字节的编码后的值（00010000）（00010100）（00001001）（00000011）。蓝色部分为真实数据。再把这四个字节数据转化成10进制数得（16）（20）（19）（3）。最后根据BASE64给出的64个基本字符表，查出对应的ASCII码字符（Q）（U）（J）（D）。这里的值实际就是数据在字符表中的索引。
注BASE64字符表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/
二、解码规则
      解码过程就是把4个字节再还原成3个字节再根据不同的数据形式把字节数组重新整理成数据。
三、实现代码：

using System;
using System.IO;
using System.Data;
namespace Base64{
internal class Base64{
public static string Base64Code(string Message)
{
char[] Base64Code=new char[]{'A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O','P','Q','R','S','T',
         'U','V','W','X','Y','Z','a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n',
         'o','p','q','r','s','t','u','v','w','x','y','z','0','1','2','3','4','5','6','7',
         '8','9','+','/','='};
byte empty=(byte)0;
System.Collections.ArrayList byteMessage=new System.Collections.ArrayList(System.Text.Encoding.Default.GetBytes(Message));
System.Text.StringBuilder outmessage;
int messageLen=byteMessage.Count;
int page=messageLen/3;
int use=0;
if((use=messageLen%3)>0)
{
  for(int i=0;i<3-use;i++)
   byteMessage.Add(empty);
  page++;
}
outmessage=new System.Text.StringBuilder(page*4);
for(int i=0;i<page;i++)
{
  byte[] instr = new byte[3];
  instr[0]=(byte)byteMessage[i*3];
  instr[1]=(byte)byteMessage[i*3+1];
  instr[2]=(byte)byteMessage[i*3+2];
  int[] outstr=new int[4];
  outstr[0]=instr[0]>>2;
  outstr[1]=((instr[0]&0x03)<<4)^(instr[1]>>4);
  if(!instr[1].Equals(empty))
   outstr[2]=((instr[1]&0x0f)<<2)^(instr[2]>>6);
  else
   outstr[2]=64;
  if(!instr[2].Equals(empty))
            outstr[3]=(instr[2]&0x3f);
  else
   outstr[3]=64;
  outmessage.Append(Base64Code[outstr[0]]);
  outmessage.Append(Base64Code[outstr[1]]);
  outmessage.Append(Base64Code[outstr[2]]);
  outmessage.Append(Base64Code[outstr[3]]);
}
return outmessage.ToString();
}

public static string Base64Decode(string Message){
if((Message.Length%4)!=0){
  throw new ArgumentException("不是正确的BASE64编码，请检查。","Message");
}
if(!System.Text.RegularExpressions.Regex.IsMatch(Message,"^[A-Z0-9/+=]*$",System.Text.RegularExpressions.RegexOptions.IgnoreCase)){
  throw new ArgumentException("包含不正确的BASE64编码，请检查。","Message");
}
string Base64Code="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/=";
int page=Message.Length/4;
System.Collections.ArrayList outMessage=new System.Collections.ArrayList(page*3);
char[] message=Message.ToCharArray();
for(int i=0;i<page;i++)
{
  byte[] instr=new byte[4];
  instr[0]=(byte)Base64Code.IndexOf(message[i*4]);
  instr[1]=(byte)Base64Code.IndexOf(message[i*4+1]);
  instr[2]=(byte)Base64Code.IndexOf(message[i*4+2]);
  instr[3]=(byte)Base64Code.IndexOf(message[i*4+3]);
  byte[] outstr=new byte[3];
  outstr[0]=(byte)((instr[0]<<2)^((instr[1]&0x30)>>4));
  if(instr[2]!=64)
  {
   outstr[1]=(byte)((instr[1]<<4)^((instr[2]&0x3c)>>2));
  }
  else
  {
   outstr[2]=0;
  }
  if(instr[3]!=64)
  {
   outstr[2]=(byte)((instr[2]<<6)^instr[3]);
  }
  else
  {
   outstr[2]=0;
  }
  outMessage.Add(outstr[0]);
  if(outstr[1]!=0)
   outMessage.Add(outstr[1]);
  if(outstr[2]!=0)
   outMessage.Add(outstr[2]);
}
byte[] outbyte=(byte[])outMessage.ToArray(Type.GetType("System.Byte"));
return System.Text.Encoding.Default.GetString(outbyte);
}
}

}