深入理解Base-64編碼

Base-64是一種用於將二進制數據轉換為ASCII字符集中的可打印字符的編碼方式。它由64個可打印字符組成，包含大小寫字母、數字和兩個符號，其中常見的實現方式有RFC 2045和RFC4648兩種。

一、Base-64編碼原理

Base-64的編碼原理是將3個8位的二進制數（3×8=24）作為一組，然後每組6位（4組就是3×8=24）轉換成一個可打印字符，也就是64個字符中的一位。如果剩餘的二進制數不足3個8位，那麼用0補齊。如果還剩下1個8位的二進制數，那麼用兩個0補齊。如果還剩下2個8位的二進制數，那麼用一個0補齊。

二、Base-64編碼特點

Base-64編碼的特點有以下幾點：

1、Base-64編碼後的數據長度總是能被4整除，長度會比原始數據略長。

1、原始數據：01010101 10101010 01010101 10101101 11111010
2、Base-64編碼後數據：VQrVa9+
3、長度增加：40%（5個位元組變成了8個位元組）

2、Base-64編碼只是一種字符轉換方式，不具備加密和解密的功能，只是為了方便數據傳輸。

3、因為用來表示64個字符的編碼只佔用6位，因此可以將Base-64編碼後的數據直接嵌入URL中傳輸，不需要經過URL編碼。

三、Java中的Base-64編解碼實現

在Java中實現Base-64編解碼有兩個主要的類：Base64和Base64.Encoder/Base64.Decoder。其中Base64是一個工具類，提供了幾個靜態方法用於編解碼操作。而Base64.Encoder/Base64.Decoder是JDK8中新增的類，提供了更多的方法和功能。

四、示例代碼

使用Base64編解碼的示例代碼如下：

String originalString = "This is the original string.";
System.out.println("Original string: " + originalString);

// 編碼
byte[] encodedBytes = Base64.getEncoder().encode(originalString.getBytes());
String encodedString = new String(encodedBytes);
System.out.println("Encoded string: " + encodedString);

// 解碼
byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encodedBytes);
String decodedString = new String(decodedBytes);
System.out.println("Decoded string: " + decodedString);

運行結果如下：

Original string: This is the original string.
Encoded string: VGhpcyBpcyB0aGUgb3JpZ2luYWwgc3RyaW5nLg==
Decoded string: This is the original string.

五、總結

Base-64編碼是一種將二進制數據轉換為ASCII字符的編碼方式，在Java中可以使用Base64類進行編解碼操作。使用Base-64編碼後的數據長度總是能被4整除，因此可以直接嵌入URL中傳輸，非常方便。