C＃实现Base64编码与解码及规则

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：

1、首先取ABC对应的ASCII码值。A（65）B（66）C（67）；
2、再取二进制值A（01000001）B（01000010）C（01000011）；
3、然后把这三个字节的二进制码接起来（010000010100001001000011）；
4、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），其中蓝色部分为真实数据；
5、再把这四个字节数据转化成10进制数得（16）（20）（9）（3）；
6、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、C#中的实现

编码类：

/// <summary>
   /// Base64编码类。
   /// 将byte[]类型转换成Base64编码的string类型。
   /// </summary>
   public class Base64Encoder
   {
       byte[] source;
       int length, length2;
       int blockCount;
       int paddingCount;
       public static Base64Encoder Encoder = new Base64Encoder();

public Base64Encoder()
       {
       }

private void init(byte[] input)
       {
           source = input;
           length = input.Length;
           if ((length ％ 3) == 0)
           {
               paddingCount = 0;
               blockCount = length / 3;
           }
           else
           {
               paddingCount = 3 - (length ％ 3);
               blockCount = (length + paddingCount) / 3;
           }
           length2 = length + paddingCount;
       }

public string GetEncoded(byte[] input)
       {
           //初始化
           init(input);

byte[] source2;
           source2 = new byte[length2];

for (int x = 0; x < length2; x++)
           {
               if (x < length)
               {
                   source2[x] = source[x];
               }
               else
               {
                   source2[x] = 0;
               }
           }

byte b1, b2, b3;
           byte temp, temp1, temp2, temp3, temp4;
           byte[] buffer = new byte[blockCount * 4];
           char[] result = new char[blockCount * 4];
           for (int x = 0; x < blockCount; x++)
           {
               b1 = source2[x * 3];
               b2 = source2[x * 3 + 1];
               b3 = source2[x * 3 + 2];

temp1 = (byte)((b1 & 252) >> 2);

temp = (byte)((b1 & 3) << 4);
               temp2 = (byte)((b2 & 240) >> 4);
               temp2 += temp;

temp = (byte)((b2 & 15) << 2);
               temp3 = (byte)((b3 & 192) >> 6);
               temp3 += temp;

temp4 = (byte)(b3 & 63);

buffer[x * 4] = temp1;
               buffer[x * 4 + 1] = temp2;
               buffer[x * 4 + 2] = temp3;
               buffer[x * 4 + 3] = temp4;

}

for (int x = 0; x < blockCount * 4; x++)
           {
               result[x] = sixbit2char(buffer[x]);
           }

switch (paddingCount)
           {
               case 0: break;
               case 1: result[blockCount * 4 - 1] = '='; break;
               case 2: result[blockCount * 4 - 1] = '=';
                   result[blockCount * 4 - 2] = '=';
                   break;
               default: break;
           }
           return new string(result);
       }
       private char sixbit2char(byte b)
       {
           char[] lookupTable = new char[64]{
                 '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','+','/'};

if ((b >= 0) && (b <= 63))
           {
               return lookupTable[(int)b];
           }
           else
           {

return ' ';
           }
       }

}

解码类：

///<summary>
///Base64解码类
///将Base64编码的string类型转换成byte[]类型
///</summary>
publicclassBase64Decoder
{
char[]source;
intlength,length2,length3;
intblockCount;
intpaddingCount;
publicstaticBase64DecoderDecoder=newBase64Decoder();

publicBase64Decoder()
{
}

privatevoidinit(char[]input)
{
inttemp=0;
source=input;
length=input.Length;

for(intx=0;x<2;x++)
{
if(input[length-x-1]=='=')
temp++;
}
paddingCount=temp;

blockCount=length/4;
length2=blockCount*3;
}

publicbyte[]GetDecoded(stringstrInput)
{
//初始化
init(strInput.ToCharArray());

byte[]buffer=newbyte[length];
byte[]buffer2=newbyte[length2];

for(intx=0;x<length;x++)
{
buffer[x]=char2sixbit(source[x]);
}

byteb,b1,b2,b3;
bytetemp1,temp2,temp3,temp4;

for(intx=0;x<blockCount;x++)
{
temp1=buffer[x*4];
temp2=buffer[x*4+1];
temp3=buffer[x*4+2];
temp4=buffer[x*4+3];

b=(byte)(temp1<<2);
b1=(byte)((temp2&48)>>4);
b1+=b;

b=(byte)((temp2&15)<<4);
b2=(byte)((temp3&60)>>2);
b2+=b;

b=(byte)((temp3&3)<<6);
b3=temp4;
b3+=b;

buffer2[x*3]=b1;
buffer2[x*3+1]=b2;
buffer2[x*3+2]=b3;
}

length3=length2-paddingCount;
byte[]result=newbyte[length3];

for(intx=0;x<length3;x++)
{
result[x]=buffer2[x];
}

returnresult;
}

privatebytechar2sixbit(charc)
{
char[]lookupTable=newchar[64]{
'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','+','/'};
if(c=='=')
return0;
else
{
for(intx=0;x<64;x++)
{
if(lookupTable[x]==c)
return(byte)x;
}

return0;
}

}
}
//解码类结束

提示：

上面的代码只是说明base64编码的原理，以便用更多语言重写。但.net里面可以使用更简单的方法：
编码：

byte[]bytes=Encoding.Default.GetBytes("要转换的字符串");

Convert.ToBase64String(bytes);

解码：

//"ztKwrsTj"是“我爱你”的base64编码

byte[]outputb=Convert.FromBase64String("ztKwrsTj");

stringorgStr=Encoding.Default.GetString(outputb);

来源：https://www.cnblogs.com/qiu18359243869/p/15175801.html